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Pumpe zum Fördern von flüssigem Metall Im Verzinkereibetrieb z. B.
kommt es vor, daß die Verzinkungspfanne leck wird und der große Inhalt an flüssigem
Zink in kürzester Frist aus der schadhaften in eine Reservepfanne oder in bereitstehende
Formen umgefüllt werden muß. Bisher geschah dies meist mit Hilfe von Kübeln aus
Stahlblech, die mittels Hebezeugen in das Metallbad eingebracht, gefüllt und wieder
hochgezogen wurden, um dann zur Reservepfanne oder zu den Gießformen gebracht und
dort entleert zu werden. Dieses Verfahren ist aber sehr umständlich, für den Zweck
zu langsam und nimmt viel zuviel Arbeitskräfte in Anspruch.
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Neuerdings wurde vorgeschlagen, für den gleichen Zweck eine Art Drucklufthebevorrichtung
zu benutzen. Diese Vorrichtung ist aber, abgesehen von dem Nachteil, daß ihre Bedienung
umständlich ist, mit einer nicht unwesentlichen Unfallgefahr verbunden. Wenn der
Behälter des Hebers nahezu entleert ist, kann bei unachtsamer Bedienung mit Zink
vermischte Druckluft spritzend in den Arbeitsraum entweichen.
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Alle bisherigen Übelstände sind durch die Erfindung abgestellt. Dieselbe
besteht in der Hauptsache darin, daß für die gedachten Zwecke eine Laufradpumpe
mit stehender Welle und in das Metall untergetauchtem Pumpengehäuse benutzt wird,
bei der die am Pumpengehäuse unter dein Flüssigkeitsspiegel liegende Lagerstelle
der Pumpe so ausgebildet ist, daß' das flüssige Metall als Schmiermittel für sie
dient.
Weitere Kennzeichen der Erfindung bestehen darin, daß das
Pumpengehäuse die im flüssigen Metall liegende Lagerstelle topfartig umschließt,
daß dieselbe bis zur vollständigen Entleerung des das Metallbad enthaltenden Behälters
von flüssigem Metall bedeckt bleibt und daß bei dieser Lagerstelle vorzugsweise
der Laufspalt zwischen Welle und Lagerschale auf einem Teil des Umfanges durch eine
Mehrzahl von taschenartigen Ausnehmungen in der Schale erweitert ist. Dabei kann
das Pumpengehäuse auf einem mit Fenstern zum Durchlassen des Fördergutes versehenen
Untersatz ruhen, dessen oberer Rand zugleich zum Abschluß der vom Laufradoberteil
und den Schaufeln gebildeten Saug- und Druckkammern dient.
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Es ist schon vorgeschlagen, zum Ausschöpfen des Aluminiums auf den
Fluoridbad-Elektrolyse-Ofen einen mechanisch angetriebenen, kontinuierlich arbeitenden,
als Schraubenpumpe ausgebildeten Schöpfapparat zu benutzen, der von einem Druckluftmotor
angetrieben wird, wobei die aus dem Motor austretende Luft zum Kühlen des oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Lagers benutzt wird. Bei diesem Anwendungsfall
kommt nur eine geringe Förderhöhe in Frage, für %velche die fliegende Anordnung
der senkrecht hängenden Schraubenwelle noch zulässig ist. Die Tatsache, daß bei
diesem Vorschlag ein außerhalb des flüssigen Metalls liegendes luftgekühltes Lager
angewandt worden ist, beweist, daß der Gedanke der Erfindung hier absolut ferngelegen
hat. Die fliegende Anordnung einer 2V2 bis 3 m langen Förderschraube, wie sie der
Zweck der Erfindung erfordern würde, wäre dagegen nicht zulässig. Auch würde eine
solche Pumpe zu Beginn der Förderung vom kalten Zustand aus infolge Erstarrens des
Metalls auf den Schraubenflächen und im Spalt zwischen diesen und dem Gehäuse einfrieren.
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Es sind auch Fliehkraftpumpen bekanntgewesen, deren Welle in einem
Spurlager außerhalb der Flüssigkeit aufgehängt und in einem in der Flüssigkeit liegenden
Halslager radial geführt ist. Es war auch schon bekannt, bei Benutzung solcher Pumpen
zurii Fördern von Wasser, Öl u. dgl. das unter dem Siegel des Fördermittels liegende
Lager mit diesem selbst zu schmieren.
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Demgegenüber besteht aber die Erfindung in der absolut neuen Idee,
zur Schmierung eines Lagers nicht kühles oder auch warmes Wasser oder Öl od. dgl.,
sondern das sehr heiße, schmelzflüssige Metall zu benutzen. Die Erfindung hat auf
dem Gebiet .des Verzinkungswesens zu einem sprunghaften Fortschritt geführt.
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Praktisch wird die Erfindung so ausgeführt, daß zum Fördern des Metalls
eine Zentrifugalpumpe oder auch eine entsprechend ausgebildete Schraubenpumpe benutzt
wird, deren Antrieb, beispielsweise ein direkt gekuppelter Elektromotor, außerhalb
des flüssigen Metalls liegt. Auf der Druckseite der Pumpe ist ein Steigrohr angeordnet,
das über den Rand der zu entleerenden Pfanne, etwa über eine Förderrinne reicht,
die das geförderte Zink fortleitet. Die Pumpe kann ohne vorherige Vorwärmung in
das Metallbad eingetaucht und nach einer ganz kurzen Wartezeit von einigen Minuten
in Betrieb genommen werden.
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Die Handhabung der Pumpe nach der Erfindung ist so einfach, daß jede,
auch eine im Verzinkereibetrieb nicht bewanderte Kraft in der Lage ist, nach kurzer
Unterweisung selbständig die wichtige Arbeit des Leerpumpens einer Verzinkungspfanne
vorzunehmen. Diese Möglichkeit ist um so vorteilhafter, weil das Schadhäftwerden
der Verzinkungspfannen oder anderer größerer Behälter mit flüssigem Metall auch
bei Nachtschichten oder an Feiertagen eintreten kann, wo die Belegschaft nicht im
Werk anwesend ist. Das Leerpumpen des Behälters kann dann beispielsweise durch den
Pförtner ohne Inanspruchnahme weiterer Personen vorgenommen werden. Dadurch ist
es möglich, dieser Seite z. B. des Verzinkereibetriebes eine bisher unbekannte Ruhe
und Sicherheit zu geben.
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Das Lagerspiel der gleitenden Teile der in dem flüssigen Metall -liegenden
Lagerstelle ist so bemessen, daß die metallische Flüssigkeit selbst die Schmierung
übernehmen kann. Bei Zink z. B. hat sich ein radiales Lagerspiel von etwa V2 bis
i mm als ausreichend erwiesen, wobei zur Sicherung genügenden Zuflusses an flüssigem
Metall in der Lagerlauffläche eine Mehrzahl von Erweiterungen in Form von taschenartigen
Aussparungen angebracht werden. Der gleiche Zweck ließe sich natürlich auch durch
ein noch größeres Lagerspiel bei glatter Lauffläche erreichen.
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Das Lager ist erfindungsgemäß so im Pumpenkörper angeordnet, daß es
selbst dann, wenn der Flüssigkeitsspiegel des Bades tiefer gesunken ist, als das
Lager selbst liegt, noch vollständig unter flüssigem Metall läuft. Durch den Spaltverlust
zwischen Laufrad und Gehäuse wird bei der Verwendung von Zentrifugalpumpen dem Lager
außerdem fortwährend flüssiges Metall zugeführt. Die Betriebserfahrung zeigt aber,
daß auch bei fast völliger Unterbindung des Spaltverlustes das Lager einwandfrei
läuft.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in Fig.
i im Aufrißmittelschnitt dargestellt; Fig.2 ist eine Draufsicht auf das unter dem
Metallspiegel laufende Lager.
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Auf dem Boden a der Verzinkungspfanne steht der Untersatz b des Pumpengehäuses,
der mit einer Mehrzahl von Fenstern c für den Durchgang des flüssigen Metalls versehen
ist. Auf einem oberen Flansch des Untersatzes ist das Pumpengehäuse d festgeschraubt,
an dessen Druckstutzen e das Steigrohr f befestigt ist. .
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Das Laufrad g der Pumpe ist auf die senkrechte Welle h aufgekeilt
und durch eine auf den Endzapfen der Welle aufgeschraubte Kappe i gesichert. Das
Laufrad ist durch Schaufeln k in Kammern geteilt, wie bei Schleuderpumpen üblich,
die aber vorzugsweise nach unten offen bzw. nur durch die Gegenfläche des Untersatzes
b begrenzt sind. Das Laufrad g bildet mit den inneren Wandungsteilen des Pumpengehäuses
d einen topfförmigen Raum 1,
in dem das untere Lager m der Pumpenwelle
angeordnet
ist. Dasselbe besteht aus dem gekröpften Armkreuz ?r.,
in dessen Nabe die Lagerbüchse o eingesetzt ist. Die Bohrung der Büchse ist mit
taschenartigen Erweiterungen p versehen, damit das flüssige Metall bequem Zugang
in den Spalt zwischen Lauffläche und Welle 1a hat. Durch den Spalt q zwischen
Laufrad und Pumpengehäuse wird während des Ganges der Pumpe flüssiges Metall in
den Raum L gedrückt, so daß das Metall denselben dauernd in spülender Bewegung füllt,
auch wenn der Metallspiegel außerhalb der Pumpe schon tiefer steht als das Lager
o.
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Oben ist die Pumpenwelle la in einem Kugelspurlager r- aufgehängt,
das auf einer Traverse s ruht. Die ganze Pumpe ist am Gehäuse des Motors t mittels
Streben a4 aufgehängt, deren unteres Ende mit entsprechenden Ansätzen v am Pumpengehäuse
verschraubt ist.
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Das obere Ende der Pumpenwelle h ist mit der Welle des Motors t durch
eine normale Kupplung w verbunden. Das ganze Aggregat wird an einem am Motorgehäuse
oder an den Streben u befestigten, nicht gezeichneten Tragbügel od. dgl. mittels
Kranes oder Flaschenzuges gehoben und gesenkt.
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Die Pumpe braucht nicht von Anfang an auf den Boden der Verzinkungspfanne
a. aufgesetzt zu werden. Sie kann auch im Bade schwebend gehalten und mit sinkendem
Badspiegel allmählich gesenkt werden. Ein merklicher Unterschied in der Förderleistung
tritt dadurch nicht ein.
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Wenn auch die Zentrifugalpumpe bis jetzt die technisch beste Lösung
darstellt, so wäre es immerhin denkbar, auch andere rotierende Pumpen, etwa Zahnrad-
oder Kapselpumpen, oder gar Kolbenpumpen nach dem Gedanken der Erfindung zu verwenden.
Für die bevorzugte Verwendung der Zentrifugalpumpe spricht der Umstand, daß sie
auch das am Boden der Verzinkungspfanne abgesetzte feinkörnige Hartzink anstandslos
.fördert.