EP0609197A1 - Screw pump for molten metal - Google Patents

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EP0609197A1 EP19940890019 EP94890019A EP0609197A1 EP 0609197 A1 EP0609197 A1 EP 0609197A1 EP 19940890019 EP19940890019 EP 19940890019 EP 94890019 A EP94890019 A EP 94890019A EP 0609197 A1 EP0609197 A1 EP 0609197A1
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Abstract

A screw pump (1) for delivering molten metal consists of a pump tube (3) which is supported in suspended fashion via a mounting flange (2) and forms a lower molten-metal inlet (9) and an upper molten-metal outlet (8), and of a pump shaft (5), which is attached to a drive motor (4) capable of being placed on the mounting flange (2) and extends inside the pump tube (3), a guide (13) being provided in the lower end region of the pump tube (3) for the pump shaft (5) which, in the height region between molten-metal inlet and outlet (9, 8) bears a feed screw (11). In order to ensure functionally reliable and trouble-free pump operation, the pump shaft (5) has a cardan joint (12) or the like above the molten-metal outlet (8), and the lower shaft guide (13) forms a mounting affording the shaft (5) pivoting or transverse-movement play. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpumpe zum Fördern von Metallschmelzen mit einem über einen Montageflansch hängend abstützbaren, einen unteren Schmelzeneinlauf und einen oberen Schmelzenauslauf bildenden Pumpenrohr und einer an einem auf dem Montageflansch aufsetzbaren Antriebsmotor angebauten, innerhalb des Pumpenrohres verlaufenden Pumpenwelle, wobei im unteren Endbereich des Pumpenrohres für die im Höhenbereich zwischen Schmelzenein- und auslauf eine Förderschnecke tragende Pumpenwelle ein Führung vorgesehen ist. The invention relates to a screw pump for conveying metal melts with a supportable suspended via a mounting flange, a lower melt inlet and an upper melt outlet forming pump tube and a pump shaft attached to a attachable to the mounting flange drive motor, running within the pump tube, wherein the in the lower end pump tube is provided for the bearing in the height range between Schmelzenein- and outlet a conveyor screw pump shaft a guide.
  • Voraussetzung für die einwandfreie Beschickung von Gießmaschinen od. dgl. ist die Möglichkeit einer funktionssicheren und dosierbaren Schmelzenförderung insbesondere aus Behältern, wie Schmelz- oder Warmhalteöfen, wobei Fördermengen meist unter 100 l/min zu bewältigen sind und es zu einem Dauereinsatz bzw. intermittierenden Betrieb kommt. od. the like. There is the possibility of a safe function metered melting promotion, in particular from containers, such as melting or holding furnaces in which flow rates are to be mastered usually below 100 l / min and there is a continuous operation or intermittent operation condition for the proper loading of Casting , Aufgrund der hohen Schmelzentemperaturen und der Verstopfungsgefahr durch Erstarren der Schmelze, die häufige Aggressivität des Schmelzmaterials, des Auftretens von Schrumpfungskräften, der temperaturbedingten Formänderungen u. and due to the high melting temperatures and the risk of clogging by solidification of the melt, the frequent aggressiveness of the molten material, the occurrence of shrinkage forces of the thermally induced shape changes. dgl. werden an Fördereinrichtungen zum Fördern von Metallschmelzen höchste Anforderungen gestellt und bisher gibt es praktisch keine wirklich befriedigende Schmelzenpumpe. like. are placed on conveyors for conveying metal melts highest standards and so far there is virtually no really satisfactory melt pump. Die bekannten Schnekkenpumpen mit ihren starren, in festen Drehlagern geführten Pumpenwellen sind den dehnungsbedingten Schwierigkeiten nicht gewachsen und wegen des Einfrierens der Metallschmelzen äußerst störanfällig, Kreiselpumpen zum Entleeren von Verzinkungsöfen lassen sich nur kurzzeitig und für relativ große Fördermengen pro Zeiteiheit einsetzen, induktive oder konduktive Kolbenpumpen sind aufwendig und schließen eine kontinuierliche Förderung aus und mechanische Schöpfeinrichtungen mit ihren portionsweisen Förderungen und ihrem Platzbedarf können modernen Gießbedingungen schon gar nicht genügen. The known Schnekkenpumpen with their rigid, run at fixed pivot bearings pump shafts are not up to the expansion-related difficulties and extremely susceptible to failure due to the freezing of the molten metal, centrifugal pumps for emptying galvanizing can be used only for a short time and for relatively high capacities per Zeiteiheit, inductive or conductive piston pumps are consuming and include a continuous promotion and mechanical scooping devices with their portion-wise promotions and their space requirements can not meet modern casting conditions already.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Schneckenpumpe der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich bei voller Nutzung ihrer schneckenspezifischen Vorteile bestens zur Schmelzenförderung eignet. The invention is therefore based on the object to overcome these shortcomings and to provide a screw pump of the kind that their snail-specific advantages ideally suited for use at full melting promotion.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Pumpenwelle oberhalb des Schmelzenauslaufes ein Kreuzgelenk od. dgl. aufweist und die untere Wellenführung eine der Welle Schwenk- oder Querbewegungsspiel bietende Halterung bildet. The invention achieves this object in that the pump shaft above the melting od spout a universal joint. The like., And said lower shaft guide forms a pivoting of the shaft or lateral motion bidder holder. Kreuzgelenk und Wellenführung ermöglichen der Pumpenwelle neben ihrer Drehbewegung eine Ausgleichsbewegung zur Aufnahme temperaturbedingter Dehnungen und Verformungen, so daß auf rationelle Weise der funktionssichere Lauf der Schneckenpumpe gewährleistet ist. Universal joint and shaft guide allow the pump shaft in addition to its rotational movement, a movement compensation for receiving temperature-induced expansions and deformations, so that the screw pump is ensured in an efficient manner, the fail-safe running. Statt des Kreuzgelenkes kann selbstverständlich auch ein Kugelgelenk oder ein anderes Gelenk mit quer zur Pumpenachse verlaufender Schwenkachse verwendet werden, das eine Art Pendelbewegung des in die Schmelze eintauchenden Wellenteiles erlaubt. Instead of the universal joint, a ball joint or other joint can of course be used with the pump axis extending transversely to the pivot axis, which allows a kind of pendulum movement of the immersed into the melt shaft part.
  • Als Wellenführung im unteren Endbereich des Pumpenrohres kann ein kugelgelenkartig abgestütztes Gleitlager aus keramischem Werkstoff oder auch ein Pendelrollenlager, vorzugsweise aus Chrom-Nickel-Stahl, vorgesehen sein, welche Lager nicht nur eine Drehbewegung und gegebenenfalls eine axiale Verschiebebewegung, sondern auch eine Schwenkbewegung der Welle im Lagerbereich zulassen. As a wave guide in the lower end of the pump tube, a ball joint abgestütztes plain bearing of ceramic material or a spherical roller bearing, preferably made of chrome-nickel steel, may be provided, which storage not only a rotary movement and, optionally, an axial sliding movement, but also a pivotal movement of the shaft in allow storage area. Darüber hinaus ist es auch möglich, als Wellenführung die mit radialem Spiel in einem Führungsteil des Pumpenrohres sitzende Förderschnecke vorzusehen, so daß die selbstführende Förderschnecke auch die erforderliche Ausgleichsbewegung der Pumpenwelle gestattet. Moreover, it is also possible to provide the seated screw conveyor as a wave guide with a radial clearance in a guide part of the pump tube so that the self-guiding screw conveyor also permits the required compensating movement of the pump shaft.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Pumpenrohr aus einem den oberen Schmelzenauslauf bildenden Rohrstück aus Chrom-Nickel-Stahl und einem daran unten angesetzten, den Schmelzeneinlauf und die Wellenführung aufweisenden Mundstück aus keramischem Werkstoff zusammengesetzt ist, da sich so ein temperaturbeständiges, ausreichend festes und belastungsfähiges Pumpenrohr ergibt. It is advantageous if the pump tube is composed of an upper melt outlet forming tube piece made of chrome-nickel steel and a thereto translated below the melt inlet and the shaft guide having mouthpiece of ceramic material, since such a temperature-resistant, sufficiently firm and load capable pump tube results.
  • Bildet der Schmelzenauslauf eine sich gegenüber dem Querschnitt des Pumpenrohres erweiternde Auslaufkammer, werden im heiklen Auslaufbereich Materialschoppungen und -stauungen und damit die Gefahr funktionsstörender Erstarrungserscheinungen vermieden. Forming the melt outlet a flared over the cross section of the pump tube outlet chamber are avoided interfering functional solidification phenomena in sensitive discharge area Materialschoppungen and -stauungen and thus the risk. Erweitert sich außerdem der lichte Querschnitt des Pumpenrohres oberhalb der Förderschnecke, läßt sich die Schmelzenströmung innerhalb des Pumpenrohres nach der Schnecke beruhigen und auch hier die Gefahr des Einfrierens des Metalls beseitigen. further expands the clear cross section of the pump tube above the conveyor screw, the melt flow within the pump tube to the screw can be calm and eliminate also the risk of freezing of the metal.
  • Günstig ist es weiters, wenn für den Montageflansch des Pumpenrohres eine federnd nachgiebige Abstützung vorgesehen ist, da sich durch eine solche pendelnde Lagerung der Gesamtpumpe die Pumpe den Bewegungen der gegebenenfalls einfrierenden Schmelze nachgeben kann und eine durch die Schrumpfungskräfte bedingte Veränderung der Pumpengeometrie vermieden wird. It is advantageous furthermore, if a resilient support is provided for the mounting flange of the pump tube, since the pump can yield to the movements of the optionally freezing the melt by such a floating mount of the total pump and caused by the shrinkage forces changing the pump geometry is avoided.
  • In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Schneckenpumpe beispielsweise an Hand eines schematischen Axialschnittes näher veranschaulicht. In the drawing, a screw pump of the invention is illustrated in more detail, for example, with reference to a schematic axial section.
  • Eine Schneckenpumpe 1 zum Fördern von Metallschmelzen besteht aus einem sich über einen Montageflansch 2 hängend abstützenden Pumpenrohr 3 und einem auf dem Montageflansch 2 aufgesetzten Antriebsmotor 4 mit durch das Pumpenrohr 3 verlaufender Pumpenwelle 5, wobei der Montageflansch 2 über Stützfedern 6 beweglich an einem nur angedeuteten Deckenteil 7 eines Schmelzenbehälters od. dgl. befestigt ist. A screw pump 1 for pumping molten metal consists in a suspended supported via a mounting flange 2 pump tube 3 and a mounted on the mounting flange 2 Drive motor 4 extending through the pump tube 3 pump shaft 5, wherein the mounting flange 2 movable over the support springs 6 at one only indicated ceiling part 7 of a melt container od. like. secured. Das Pumpenrohr 3 setzt sich aus einem Rohrstück 3a aus Chrom-Nikkel-Stahl und einem unteren Mundstück 3b aus keramischem Material zusammen und bildet einen oberen Schmelzenauslauf 8 und einen unteren Schmelzeneinlauf 9. Der Schmelzenauslauf 8 weist dabei eine gegenüber dem Rohrstück 3a erweiterte Auslaufkammer 10 auf und der Schmelzeneinlauf 9 ergibt sich aus symmetrisch angeordneten Einlaßöffnungen 9a im Mundstück 3b. The pump tube 3 is composed of a pipe section 3a made of chrome-nickel-steel and a lower mouth part 3b of ceramic material and forming an upper melt outlet 8 and a lower melt inlet 9. The melt outlet 8 has a relation to the tube piece 3a extended exit chamber 10 at and the melt inlet 9 results from symmetrically arranged inlet ports 9a in the mouthpiece 3b.
  • Die Pumpenwelle 5 trägt oberhalb des Schmelzeneinlaufes 9 im Bereich des Mundstückes 3b eine Förderschnecke 11, wobei sich das Rohrstück 3a hinsichtlich des lichten Querschnittes gegenüber dem Mundstück 3b nach der Förderschnecke 11 erweitert. The pump shaft 5 carries above the melting enema 9 in the region of the mouthpiece 3b a screw conveyor 11, wherein the pipe section 3a extends with respect to the inside cross section compared to the mouth part 3b by the conveyor screw. 11 In die Pumpenwelle 5 ist oberhalb des Schmelzenauslaufes 8 ein Kreuzgelenk 12 eingebaut und zur Wellenführung im Mundstück 3b gibt es ein Gleitlager 13 aus keramischem Material, das kugelgelenkartig in einer Lagerbüchse 14 eingesetzt ist. In the pump shaft 5 a universal joint 12 is installed above the melting spout 8 and the guide shaft in the mouth part 3b there is a slide bearing 13 made of ceramic material, which is a ball joint used in a bearing bush fourteenth
  • Die Schneckenpumpe 1 ist speziell zur Schmelzenförderung geeignet, da einerseits die verwendeten Werkstoffe bei ausreichender Festigkeit und Stabilität den extremen Temperaturbedingungen im Schmelzenbad standhalten und anderseits durch die Ausgleichsbewegungsspiel bietende Wellenlagerung einer temperaturbedingte Verformung und Dehnung funktionsgerecht nachgegeben werden kann. The screw pump 1 is particularly suitable for melting promote, on the one hand, the materials used withstand the extreme temperature conditions in the melt bath with sufficient strength and stability, and on the other hand a temperature-induced deformation and strain can be yielded functionally by the compensation of motion bidder shaft bearing. Auch die federndpendelnde Aufhängung der gesamten Pumpe führt zu einem entsprechenden Ausgleich der Badbewegung bei einem eventuellen Einfrieren der Schmelze, wozu noch kommt, daß durch den sich erweiternden Strömungsweg innerhalb des Pumpenrohres und der sich erweiternden Auslaufkammer beim Schmelzenauslauf für eine turbulenzarme Strömung der Schmelze gesorgt wird und damit die Gefahr eines Einfrierens und Erstarrens der Schmelze innerhalb der Pumpe gebannt ist. Also, the federndpendelnde suspension of the entire pump resulting in a corresponding balance of the movement of the bath during a possible freezing of the melt, which must be added is that is provided by the expanding flow path within the pump tube and the flared outlet chamber during the melting outlet for a low-turbulence flow of the melt and thus the risk of freezing and solidification of the melt is captured within the pump.

Claims (8)

  1. Schneckenpumpe (1) zum Fördern von Metallschmelzen, mit einem über einen Montageflansch (2) hängend abstützbaren, einen unteren Schmelzeneinlauf (9) und einen oberen Schmelzenauslauf (8) bildenden Pumpenrohr (3) und einer an einem auf dem Montageflansch (2) aufsetzbaren Antriebsmotor (4) angebauten, innerhalb des Pumpenrohres (3) verlaufenden Pumpenwelle (5), wobei im unteren Endbereich des Pumpenrohres (3) für die im Höhenbereich zwischen Schmelzenein- und -auslauf (9, 8) eine Förderschnecke (11) tragende Pumpenwelle (5) eine Führung (13) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (5) oberhalb des Schmelzenauslaufes (8) ein Kreuzgelenk (12) od. dgl. aufweist und die untere Wellenführung (13) eine der Welle (5) Schwenk- oder Querbewegungsspiel bietende Halterung bildet. Screw pump (1) for conveying molten metal, which can be supported integrally with a via a mounting flange (2), a lower melt inlet (9) and a top melt outlet (8) forming the pump tube (3) and an attachable at one of the mounting flange (2) Drive Motor grown (4) within the pump tube (3) extending pump shaft (5), wherein in the lower end of the pump tube (3) for a screw conveyor (11) carrying in the height range between Schmelzenein- and outlet (9, 8) pump shaft (5 ) is provided a guide (13), characterized in that the pump shaft (5) or a universal joint (12) above the melting spout (8). the like., and said lower shaft guide (13) of the shaft (5) pivoting or forming transverse motion bidder holder.
  2. Schneckenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wellenführung ein kugelgelenkartig abgestütztes Gleitlager (13) aus keramischem Werkstoff vorgesehen ist. That is provided as a wave guide, a ball joint abgestütztes sliding bearing (13) of ceramic material screw pump according to claim 1, characterized.
  3. Schneckenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wellenführung ein Pendelrollenlager vorgesehen ist. That there is provided screw pump according to claim 1, characterized in that as a wave guide a spherical roller bearing.
  4. Schneckenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wellenführung die mit radialem Spiel in einem Führungsteil des Pumpenrohres sitzende Förderschnecke vorgesehen ist. Screw pump according to claim 1, characterized in that there is provided as a wave guide the seated with radial clearance in a guide part of the pump tube screw conveyor.
  5. Schneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrohr aus einem den oberen Schmelzenauslauf (8) bildenden Rohrstück (3a) aus Chrom-Nickel-Stahl und einem daran unten angesetzten, den Schmelzeneinlauf (9) und die Wellenführung (13) aufweisenden Mundstück (3b) aus keramischem Werkstoff zusammengesetzt ist. Screw pump according to one of claims 1-4, characterized in that the pump tube of the top melt outlet (8) forming the pipe piece (3a) of chromium-nickel steel and a thereto translated below the melt inlet (9) and the wave guide (13 ) shaped mouthpiece (3b) is composed of ceramic material.
  6. Schneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzenauslauf (8) eine sich gegenüber dem Querschnitt des Pumpenrohres (3) erweiternde Auslaufkammer (10) bildet. Screw pump according to one of claims 1-5, characterized in that the melt outlet (8) forms a widening with respect to the cross section of the pump tube (3) outlet chamber (10).
  7. Schneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der lichte Querschnitt des Pumpenrohres (3) oberhalb der Förderschnecke (11) erweitert. Screw pump according to one of claims 1-6, characterized in that the clear cross section of the pump tube (3) widens above the conveyor screw (11).
  8. Schneckenpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Montageflansch (2) des Pumpenrohres (3) eine federnd nachgiebige Abstützung (6) vorgesehen ist. Screw pump according to one of claims 1-7, characterized in that the pump tube (3) is provided a resilient support (6) for the mounting flange (2).
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