EP1130266A1 - Schmelzenentnahmevorrichtung für Schmelzenöfen zur Beschickung von Giessmaschinen - Google Patents

Schmelzenentnahmevorrichtung für Schmelzenöfen zur Beschickung von Giessmaschinen Download PDF

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EP1130266A1
EP1130266A1 EP00890065A EP00890065A EP1130266A1 EP 1130266 A1 EP1130266 A1 EP 1130266A1 EP 00890065 A EP00890065 A EP 00890065A EP 00890065 A EP00890065 A EP 00890065A EP 1130266 A1 EP1130266 A1 EP 1130266A1
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EP
European Patent Office
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melt
pump
loading
charging
removal device
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EP00890065A
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EP1130266B1 (de
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Erich Ing. Rauch
Otto Ing. Ehrentraut
Alfred Dr. Sigmund
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Ing Rauch Fertigungstechnik GmbH
Original Assignee
Ing Rauch Fertigungstechnik GmbH
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00—Axial-flow pumps
    • F04D3/02—Axial-flow pumps of screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/06—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being hot or corrosive, e.g. liquid metals
    • F04D7/065—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being hot or corrosive, e.g. liquid metals for liquid metal

Definitions

  • the invention relates to a melt removal device for Melting furnaces for feeding casting machines with a melt feed pump from a lower melt inlet and an upper melt outlet forming pump tube and one inside the pump tube extending pump shaft carrying a pump rotor.
  • the invention is therefore based on the object of a melt removal device of the type described at the outset, which are characterized by their Funding services largely independent of changes in melt level distinguished.
  • the invention solves this problem in that the melt feed pump a loading device is arranged upstream to keep the delivery head constant, which charging device receives the pump tube with the melt inlet Loading container and the loading container up to a loading height determining melt overflow includes melt-fillable charge pump, the delivery rate of the charge pump exceeds that of the delivery pump.
  • This Charging device with its loading container and the loading pump ensures during the Withdrawal operation through the melt filling of the loading container up to Melt overflow for constant pressure conditions in the melt inlet area the melt feed pump, so that even with external melt level fluctuations a constant pressure ratio for the melt feed pump determining melt level height, the loading height, is effective and it therefore independent of the respective melt level in the storage space of the melting furnaces to a constant head for the melt feed pump and thus to the desired exact dosing of the delivery quantities is coming.
  • the overflow itself is in the range of the maximum melt level lie to the pressure conditions to the actual circumstances to adapt and to avoid unnecessary loading heights.
  • the charge pump is also to be matched to the feed pump, on the one hand sufficient melt excess is conveyed to the loading container to a melt removal via the melt feed pump a decrease in the Melt level inside the loading container under the melt overflow to be excluded, but on the other hand also with the lowest possible melt overflow to be able to ensure a constant delivery head. Doing so as a melt feed pump and as a charge pump, all suitable feed pumps use and there are also various design options for the charging device itself.
  • the loading container can flow from the melt inlet surrounding chamber with a lower suction opening and a towering, the riser pipe forming the melt overflow and the charge pump have a charging rotor seated in the intake opening area. It comes to a compact assembly of the melt feed pump and loading device, the riser pipe taking into account the flow cross-section the danger of solidification-related blockages and Like. As small as possible will be measured.
  • Suitable valve plates or valve bodies of the backflow valve can be used. Like. Be used in corresponding valve housings, it is advantageous but also possible that the stroke arranged above the suction opening The loading rotor itself forms the valve body, so that it turns during a drive rotation lifting loading rotor releases the suction opening and the non-driven The loading rotor closes the suction opening when the weight drops.
  • the loading rotor can also be run on its own the hollow pump shaft guided drive shaft sit, creating a larger one Adaptability of the charge pump output to the respective circumstances achieved becomes.
  • the charging device consists in the fact that the loading container has two sub-containers, one the pump tube receiving, bottom-side charging part and the charging pump receiving filling part having the lower suction opening, the filling part and loading part being in flow connection with one another via an overflow edge stand and the filling part forms the melt overflow.
  • the charging unit ensures the constant loading height and this charging unit prevents at the same time, due to its closed bottom, this loading height drops when the pump is at a standstill, so that essentially always a constant delivery head is guaranteed.
  • the filling part with the charge pump secures the filling or melt loading of the loading part with a corresponding excess of melt, so that, in turn, external melt level fluctuations independent, constant pressure conditions for the melt feed pump surrender.
  • An expedient structural unit in turn arises when the charging part and Filling part are arranged coaxially to the pump tube and the filling part the charging part surrounds, with the charge pump one below the charging part, on one the charging part leading out drive shaft seated loading rotor.
  • the filling part passes inwards into the loading part and forms with its upper part Edge to the outside the melt overflow.
  • a drive shaft for the charge pump the lower end of the pump shaft can be used, but it can also a separate drive shaft through the hollow pump shaft be provided for the loading rotor.
  • the charging unit and filling unit are arranged side by side and has the charge pump of the filling part Pump shaft parallel drive shaft with a lower loading rotor, can be used as Charge pump a completely independent of the melt feed pump Pump device can be provided, which optimizes the loading operation, for example, by prefilling the filling part before the start of removal u. Like., enables.
  • the filling part takes a pump similar to the melt feed pump as a charge pump, the Melt outlet preferably empties into the loading part, which is essentially same pumping equipment for perfect charging operation for the Removal device leads.
  • the loading container can be installed in a melting furnace be, the loading part being separated from the storage space of the melting furnace, Removal chamber connected to the storage space via the filling part forms.
  • the charging device can thus be integrated in a melting furnace and secures the melt feed pump used in the charging section desired constant delivery heads.
  • a melt level measuring device can be provided in the charging part and the charge pump drive depending on the melt level of the Charging part can be controlled, so that one exactly to the removal conditions customizable charging device can be installed.
  • a melt removal device for feeding casting machines or the like has one in the melt bath S one not shown Melting furnace immersed melt feed pump 1, which consists of a Pump tube 2 with a lower melt inlet 3 and an upper melt outlet 4 and one running inside the pump tube 2, via a Not shown drive motor driven pump shaft 5 with a Screw conveyor above the melt inlet 3 as a pump rotor 6, so that when the pump shaft rotates 5 melt through the melt inlet 3 sucked in and pumped up via the pump tube 2 to the melt outlet 4 becomes.
  • Melting furnace immersed melt feed pump 1 which consists of a Pump tube 2 with a lower melt inlet 3 and an upper melt outlet 4 and one running inside the pump tube 2, via a Not shown drive motor driven pump shaft 5 with a Screw conveyor above the melt inlet 3 as a pump rotor 6, so that when the pump shaft rotates 5 melt through the melt inlet 3 sucked in and pumped up via the pump tube 2 to the melt outlet 4 becomes.
  • the melt feed pump is to ensure that the melt can be removed without any problems a loading device 7 for keeping the delivery head constant upstream which charging device the pump tube 2 with the melt inlet 3 receiving loading container 8 and one up to the loading container a melt overflow 9 determining the loading height
  • Charge pump 10 includes, so that by the charging device 7 for the melt pump 1 a by the height difference between the melt outlet 4 and melt overflow 9 resulting constant delivery head h is ensured, the overflow 9 in the range of the maximum melt level O des Melting bath S lies.
  • the loading container 8 from a chamber 11 surrounding the melt inlet 3 with a lower one Intake opening 12 and a towering, forming the melt overflow 9
  • Riser pipe 13 Chamber 11 and riser pipe 13 are coaxial with pump pipe 2 and the charge pump 10 also has a coaxial to the pump rotor 6
  • melt feed pump If the melt feed pump is started up, this takes place simultaneously with the pump rotor 6 also the drive of the charge pump 10, which over their Loading rotor 14 promotes melt from the melt bath S into the chamber 11 and is dimensioned in its performance so that despite the by the melt pump 1 removed melt quantity an excess of melt through the Riser pipe 13 raised to the overflow 9 and for overflow and backflow is brought into the melt bath.
  • a backflow valve 15 assigned to the suction opening 12 in the opposite direction to the suction direction occluding valve body 16, which is a part of the stroke adjustable Loading rotor 14 (FIG. 2) or its own valve plate 17 (FIG. 3) can be in the event of an interruption in the charge pump operation, a backflow of the Prevents melt from the riser 13.
  • the loading container 8 the charging device 7 two sub-containers, one receiving the pump tube 2, charging part 18 closed on the bottom and a charging pump 10 receiving the lower suction opening 12 having filling part 19, the Filling part and the loading part in flow connection with one another via an overflow edge 20 stand and the filling part 19 forms the melt overflow 9.
  • the melt pool S turns 10 into the charge pump Filling part 19 pumped until on the one hand over the overflow edge 20 the loading part 18 filled and on the other hand via the melt overflow 9 into the melt bath flows back.
  • This becomes constant over the melt overflow 9 Delivery head h ensured for melt removal and also prevented the loading part 18 a drop in the loading height below that caused by the overflow edge 20 predetermined measure also during a pump standstill.
  • FIG. 5 also shows a loading container 8 with a loading part 18 and a filling part 19, loading and filling part are arranged side by side and with one another via an overflow edge 20 to be in flow communication.
  • the charging section is melt-filled via the filling section and the filling part 19 determines the constant with its melt overflow 9 Delivery head h for melt removal.
  • the charge pump 10 one below the Loading part 14 at the extended end 21 of the pump shaft 5 loading rotor 5 is a to the melt feed pump in the embodiment of FIG 1 parallel charge pump 10 with its own drive shaft 22 and suitable Loading rotor 14 used in the filling part 19, so that by an independent Charge pump control of the loading operation exactly adapted to the removal operation can be.
  • FIG. 6 is an embodiment similar to the embodiment of FIG. 5 with loading and filling parts 18, 19 arranged side by side proceed, the possibility being indicated as a charge pump 10 one with the Feed pump 1 to use the same pump 23, the melt outlet 4 in the Charging part 18 opens out.
  • the charging device 7 can also directly in a melting furnace 24 may be installed, the loading container 8 of the loading device 7 is integrated in the storage space 25 of the melting furnace 24 and with his charging part 18 one separated from the storage space 25, via the filling part 19 forms a removal chamber connected to the storage space 25.
  • the charge pump 10 conveys melt the storage space 25 in the filling part 19, from where this melt over the Overflow edge 20 reaches the loading part 18 and for the melt removal by the feed pump 1 at a largely constant melt level is held, which in turn ensures a constant delivery head h.
  • a melt level measuring device 26 can the charge pump 10 with regard to its drive depending on the melting level the removal chamber are controlled so that a fine tuning of the Loading operation to the removal operation is possible.

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Abstract

Eine Schmelzenentnahmevorrichtung für Schmelzenöfen zur Beschickung von Gießmaschinen weist eine Schmelzenförderpumpe (1) aus einem einen unteren Schmelzeneinlauf (3) und einen oberen Schmelzenauslauf (4) bildenden Pumpenrohr (2) und einer innerhalb des Pumpenrohres (2) verlaufenden, einen Pumpenrotor (6) tragenden Pumpenwelle (5) auf. Um eine von den Schmelzniveauschwankungen innerhalb des Schmelzenofens weitgehend unabhängige und damit einwandfrei dosierbare Schmelzenförderung zu erreichen, ist der Schmelzenförderpumpe (1) eine Ladeeinrichtung (7) zum Konstanthalten der Förderhöhe (h) vorgeordnet, welche Ladeeinrichtung (7) einen das Pumpenrohr (2) mit dem Schmelzeneinlauf (3) aufnehmenden Ladebehälter (8) und eine den Ladebehälter (8) bis zu einem die Ladehöhe bestimmenden Schmelzenüberlauf (9) schmelzenbefüllbare Ladepumpe (10) umfaßt, wobei die Förderleistung der Ladepumpe (10) die der Förderpumpe (1) übersteigt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzenentnahmevorrichtung für Schmelzenöfen zur Beschickung von Gießmaschinen mit einer Schmelzenförderpumpe aus einem einen unteren Schmelzeneinlauf und einen oberen Schmelzenauslauf bildenden Pumpenrohr und einer innerhalb des Pumpenrohres verlaufenden, einen Pumpenrotor tragenden Pumpenwelle.
Voraussetzung für die einwandfreie Beschickung von Gießmaschinen oder ähnlichen Einrichtungen ist die Möglichkeit einer funktionssicheren und dosierbaren Schmelzenförderung aus dem Speicherraum von Schmelz- und Warmhalteöfen, wobei bisher, wie aus der EP 0 609 197 B, der DE 195 41 093 A oder der DE 44 20 655 A hervorgeht, als Förderpumpen meist Schneckenpumpen eingesetzt werden, die allerdings hinsichtlich ihrer Fördermenge von den Druckverhältnissen im Schmelzeneinlaufbereich ihrer Pumpenrohre und damit von der jeweiligen Förderhöhe abhängig sind, was bei den während des Betriebes stark schwankenden Schmelzenspiegelhöhen im Schmelzenspeicherraum der Schmelzenöfen zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Dosierbarkeit der Pumpenfördermengen führt.
Aus der US 4 398 589 A ist auch schon eine Pumpvorrichtung für flüssiges Metall bekannt, die nach dem elektromagnetischen Prinzip arbeitet und bei der die Fördermenge mittels einer Rückführung geregelt werden kann. Allerdings muß hier die Pumpvorrichtung außerhalb des Schmelzofens angeordnet sein, was zu beträchtlichen wärmetechnischen Schwierigkeiten führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzenentnahmevorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich durch ihre von Schmelzenniveauänderungen weitgehend unabhängigen Förderleistungen auszeichnet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Schmelzenförderpumpe eine Ladeeinrichtung zum Konstanthalten der Förderhöhe vorgeordnet ist, welche Ladeeinrichtung einen das Pumpenrohr mit dem Schmelzeneinlauf aufnehmenden Ladebehälter und eine den Ladebehälter bis zu einem die Ladehöhe bestimmenden Schmelzenüberlauf schmelzenbefüllbare Ladepumpe umfaßt, wobei die Förderleistung der Ladepumpe die der Förderpumpe übersteigt. Diese Ladeeinrichtung mit ihrem Ladebehälter und der Ladepumpe sorgt während des Entnahmebetriebes durch die Schmelzenbefüllung des Ladebehälters bis zum Schmelzenüberlauf für gleichbleibende Druckverhältnisse im Schmelzeneinlaufbereich der Schmelzenförderpumpe, so daß auch bei äußeren Schmelzenniveauschwankungen für die Schmelzenförderpumpe eine konstante, die Druckverhältnisse bestimmende Schmelzenniveauhöhe, die Ladehöhe, wirksam ist und es daher auch unabhängig von den jeweiligen Schmelzenspiegelhöhen im Speicherraum der Schmelzenöfen zu einer konstanten Förderhöhe für die Schmelzenförderpumpe und damit zur gewünschten genauen Dosierbarkeit der Fördermengen kommt. Der Überlauf selbst wird im Bereich des maximalen Schmelzenniveaus liegen, um die Druckverhältnisse an die tatsächlichen Gegebenheiten anzupassen und das Einhalten unnötiger Ladehöhen zu vermeiden. Die Ladepumpe ist außerdem auf die Förderpumpe abzustimmen, damit einerseits ein ausreichender Schmelzenüberschuß in den Ladebehälter gefördert wird, um bei einer Schmelzenentnahme über die Schmelzenförderpumpe ein Absinken des Schmelzenspiegels innerhalb des Ladebehälters unter den Schmelzenüberlauf auszuschließen, anderseits aber auch mit einem möglichst geringen Schmelzenüberlauf eine konstante Förderhöhe sicherstellen zu können. Dabei lassen sich als Schmelzenförderpumpe und als Ladepumpe alle geeigneten Förderpumpen einsetzen und es ergeben sich auch verschiedenste Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Ladeeinrichtung selbst.
So kann beispielsweise der Ladebehälter aus einer den Schmelzeneinlauf umgebenden Kammer mit einer unteren Ansaugöffnung und einem hochragenden, den Schmelzenüberlauf bildenden Steigrohr bestehen und die Ladepumpe einen im Ansaugöffnungsbereich sitzenden Laderotor aufweisen. Es kommt zu einer kompakten Baueinheit von Schmelzenförderpumpe und Ladeeinrichtung, wobei das Steigrohr hinsichtlich des Strömungsquerschnittes unter Berücksichtigung der Gefahr erstarrungsbedingter Verstopfungen u. dgl. möglichst klein bemessen sein wird.
Um auf einfache Weise zu verhindern, daß bei Pumpenstillstand die Schmelzenspiegelhöhe innerhalb des Ladebehälters bis zur jeweiligen Schmelzenspiegelhöhe im Speicherraum absinkt, was ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand für ein Vorbefüllen des Ladebehälters vor der eigentlichen Schmelzenentnahme anfängliche Förderhöhenschwankungen mit sich brächte, ist der Ansaugöffnung ein Rückströmventil mit einem die Ansaugöffnung gegensinnig zur Ansaugrichtung verschließenden Ventilkörper zugeordnet, so daß bei stehender Ladepumpe das Rückströmventil die Ansaugöffnung schließt und ein Ausfließen der Schmelze aus dem Ladebehälter verhindert, wodurch auch zu Entnahmebeginn im wesentlichen ungeänderte Druckverhältnisse bzw. Ladehöhen sichergestellt sind.
Als Ventilkörper des Rückströmventils können geeignete Ventilplatten od. dgl. in entsprechenden Ventilgehäusen eingesetzt sein, vorteilhafterweise ist es aber auch möglich, daß der oberhalb der Ansaugöffnung hubverstellbar angeordnete Laderotor selbst den Ventilkörper bildet, so daß der sich bei einer Antriebsdrehung anhebende Laderotor die Ansaugöffnung freigibt und der antriebslose Laderotor beim gewichtsbedingten Absinken die Ansaugöffnung wieder verschließt.
Eine zweckmäßige Konstruktion ergibt sich, wenn der Ladebehälter koaxial zum Pumpenrohr angeordnet ist, was die Ausbildung von Ladekammer und Steigrohr als abgestuftes Rohrstück erlaubt.
Grundsätzlich spielt es keine Rolle, nach welchem Funktionsprinzip Förder- und/oder Ladepumpe arbeiten, wobei allerdings eine koaxiale Anordnung von Pumpen- und Laderotor Vorteile mit sich bringt. So kann die Pumpenwelle nach unten aus dem Pumpenrohr herausgeführt sein und mit ihrem vorragenden Ende als Antriebswelle für den Laderotor dienen, womit ein gemeinsamer Antrieb für beide Pumpen gegeben ist.
Selbstverständlich kann aber auch der Laderotor auf einer eigenen, durch die hohle Pumpenwelle geführten Antriebswelle sitzen, wodurch eine größere Anpaßbarkeit der Ladepumpenleistung an die jeweiligen Gegebenheiten erreicht wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeit der Ladeeinrichtung besteht darin, daß der Ladebehälter zwei Teilbehälter, einen das Pumpenrohr aufnehmenden, bodenseits geschlossenen Ladeteil und einen die Ladepumpe aufnehmenden, die untere Ansaugöffnung aufweisenden Befüllteil, umfaßt, wobei Befüllteil und Ladeteil über eine Überströmkante miteinander in Strömungsverbindung stehen und der Befüllteil den Schmelzenüberlauf bildet. Hier sorgt der Ladeteil für die konstante Ladehöhe und dieser Ladeteil verhindert gleichzeitig durch seinen geschlossenen Boden ein Absinken dieser Ladehöhe bei Pumpenstillstand, so daß im wesentlichen auch stets eine konstante Förderhöhe gewährleistet ist. Der Befüllteil mit der Ladepumpe sichert die Befüllung bzw. Schmelzenbeaufschlagung des Ladeteils mit entsprechendem Schmelzenüberschuß, so daß sich wiederum von äußeren Schmelzenniveauschwankungen unabhängige, gleichbleibende Druckverhältnisse für die Schmelzenförderpumpe ergeben.
Eine zweckmäßige Baueinheit entsteht wiederum, wenn Ladeteil und Befüllteil koaxial zum Pumpenrohr angeordnet sind und der Befüllteil den Ladeteil umgibt, wobei die Ladepumpe einen unterhalb des Ladeteils, auf einer aus dem Ladeteil herausgeführten Antriebswelle sitzenden Laderotor aufweist. Hier geht der Befüllteil nach innen in den Ladeteil über und bildet mit seiner oberen Randkante nach außen den Schmelzenüberlauf. Als Antriebswelle für die Ladepumpe kann das untere Ende der Pumpenwelle genutzt werden, es kann aber auch eine durch die hohle Pumpenwelle hindurchgeführte eigene Antriebswelle für den Laderotor vorgesehen sein.
Sind nach einer weiteren konstruktiven Lösung Ladeteil und Befüllteil nebeneinander angeordnet und weist die Ladepumpe des Befüllteils eine zur Pumpenwelle parallele Antriebswelle mit einem unteren Laderotor auf, kann als Ladepumpe eine von der Schmelzenförderpumpe vollkommen unabhängige Pumpeinrichtung vorgesehen sein, die eine Optimierung des Ladebetriebes, beispielsweise durch ein Vorfüllen des Befüllteils vor dem Entnahmebeginn u. dgl., ermöglicht.
Um weitgehend gleiche Bauteile verwenden zu können, nimmt der Befüllteil eine der Schmelzenförderpumpe ähnliche Pumpe als Ladepumpe auf, deren Schmelzenauslauf vorzugsweise in den Ladeteil ausmündet, was mit im wesentlichen gleichen Pumpeneinrichtungen zu einem einwandfreien Ladebetrieb für die Entnahmevorrichtung führt.
Um eine unmittelbar einem Schmelzenofen zugehörende Entnahmevori richtung zu erreichen, kann der Ladebehälter in einen Schmelzenofen eingebaut sein, wobei der Ladeteil eine vom Speicherraum des Schmelzenofens abgetrennte, über den Befüllteil an den Speicherraum angeschlossene Entnahmekammer bildet. Damit ist die Ladeeinrichtung in einem Schmelzenofen integrierbar und sichert hier der in den Ladeteil eingesetzte Schmelzenförderpumpe die gewünschten konstanten Förderhöhen.
Dabei kann im Ladeteil eine Schmelzenniveau-Meßeinrichtung vorgesehen und der Ladepumpenantrieb in Abhängigkeit vom Schmelzenniveau des Ladeteils ansteuerbar sein, so daß sich eine genau an die Entnahmebedingungen anpaßbare Ladeeinrichtung installieren läßt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise näher veranschaulicht, und zwar zeigen die
Fig. 1 bis 7
sieben Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schmelzenentnahmevorrichtung jeweils an Hand eines Axialschnittes.
Eine Schmelzenentnahmevorrichtung zur Beschickung von Gießmaschinen od. dgl. weist eine in das Schmelzenbad S eines nicht weiter dargestellten Schmelzenofens eintauchende Schmelzenförderpumpe 1 auf, die aus einem Pumpenrohr 2 mit einem unteren Schmelzeneinlauf 3 und einem oberen Schmelzenauslauf 4 und einer innerhalb des Pumpenrohres 2 verlaufenden, über einen nicht weiter dargestellten Antriebsmotor antreibbaren Pumpenwelle 5 mit einer Förderschnecke oberhalb des Schmelzeneinlaufes 3 als Pumpenrotor 6 besteht, so daß bei Drehung der Pumpenwelle 5 Schmelze durch den Schmelzeneinlauf 3 angesaugt und über das Pumpenrohr 2 bis zum Schmelzenauslauf 4 hochgefördert wird.
Um eine von den Schmelzenniveauschwankungen des Schmelzenbades S zwischen einem maximalen Schmelzenniveau O und einem minimalen Schmelzenniveau U weitgehend unabhängige Schmelzenförderung und damit eine einwandfrei dosierbare Schmelzenentnahme sicherzustellen, ist der Schmelzenförderpumpe eine Ladeeinrichtung 7 zum Konstanthalten der Förderhöhe vorgeordnet, welche Ladeeinrichtung einen das Pumpenrohr 2 mit dem Schmelzeneinlauf 3 aufnehmenden Ladebehälter 8 und eine den Ladebehälter bis zu einem die Ladehöhe bestimmenden Schmelzenüberlauf 9 schmelzenbefüllbare Ladepumpe 10 umfaßt, so daß durch die Ladeeinrichtung 7 für die Schmelzenförderpumpe 1 eine sich durch die Höhendifferenz zwischen Schmelzenauslauf 4 und Schmelzenüberlauf 9 ergebende konstante Förderhöhe h sichergestellt ist, wobei der Überlauf 9 im Bereich des maximalen Schmelzenniveaus O des Schmelzenbades S liegt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht der Ladebehälter 8 aus einer den Schmelzeneinlauf 3 umgebenden Kammer 11 mit einer unteren Ansaugöffnung 12 und einem hochragenden, den Schmelzenüberlauf 9 bildenden Steigrohr 13. Kammer 11 und Steigrohr 13 sind zum Pumpenrohr 2 koaxial und die Ladepumpe 10 weist einen zum Pumpenrotor 6 ebenfalls koaxialen Laderotor 14 auf, der unterhalb des Pumpenrohres 2 im Bereich der Ansaugöffnung 12 auf der nach unten aus dem Pumpenrohr herausgeführten Pumpenwelle 5 sitzt. Wird die Schmelzenförderpumpe in Betrieb genommen, erfolgt gleichzeitig mit dem Pumpenrotor 6 auch der Antrieb der Ladepumpe 10, die über ihren Laderotor 14 Schmelze aus dem Schmelzenbad S in die Kammer 11 fördert und in ihrer Leistung so dimensioniert ist, daß trotz der durch die Schmelzenförderpumpe 1 abgeförderten Schmelzenmenge ein Schmelzenüberschuß durch das Steigrohr 13 zum Überlauf 9 hochgefördert und zum Überströmen und Rückfließen in das Schmelzenbad gebracht wird. Dadurch ergibt sich im Bereich des Schmelzeneinlaufes 3 der Schmelzenförderpumpe 1 stets eine durch die Höhe des Schmelzenüberlaufes 9 bestimmte Ladehöhe, die für eine konstante Förderhöhe h sorgt und die Fördermenge der Schmelzenförderpumpe 1 unabhängig vom jeweiligen Schmelzennieveau des Schmelzenbades macht.
Um bei Pumpenstillstand ein Absinken des Schmelzenniveaus im Steigrohr 13 zu verhindern und dadurch im Anfangsbereich einer Schmelzenentnahme Schwankungen der Förderhöhe zu vermeiden, ist gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 der Ansaugöffnung 12 ein Rückströmventil 15 zugeordnet, das mit einem die Ansaugöffnung 12 gegensinnig zur Ansaugrichtung verschließenden Ventilkörper 16, der ein Teil des hubverstellbar angeordneten Laderotors 14 (Fig. 2) oder eine eigene Ventilplatte 17 (Fig. 3) sein kann, bei einer Unterbrechung des Ladepumpenbetriebes ein Rückströmen der Schmelze aus dem Steigrohr 13 unterbindet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 umfaßt der Ladebehälter 8 der Ladeeinrichtung 7 zwei Teilbehälter, einen das Pumpenrohr 2 aufnehmenden, bodenseits geschlossenen Ladeteil 18 und einen die Ladepumpe 10 aufnehmenden, die untere Ansaugöffnung 12 aufweisenden Befüllteil 19, wobei der Befüllteil und der Ladeteil über eine Überströmkante 20 miteinander in Strömungsverbindung stehen und der Befüllteil 19 den Schmelzenüberlauf 9 bildet. Hier wird aus dem Schmelzenbad S über die Ladepumpe 10 Schmelze in den Befüllteil 19 gepumpt, bis sie einerseits über die Überströmkante 20 den Ladeteil 18 befüllt und anderseits über den Schmelzenüberlauf 9 in das Schmelzenbad zurückfließt. Dadurch wird wiederum über den Schmelzenüberlauf 9 die konstante Förderhöhe h für die Schmelzenentnahme sichergestellt und zudem verhindert der Ladeteil 18 ein Absinken der Ladehöhe unter das durch die Überströmkante 20 vorbestimmte Maß auch während eines Pumpenstillstandes.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zeigt ebenfalls einen Ladebehälter 8 mit einem Ladeteil 18 und einem Befüllteil 19, wobei Lade- und Befüllteil nebeneinander angeordnet sind und über eine Überströmkante 20 miteinander in Strömungsverbindung stehen. Der Ladeteil wird über den Befüllteil schmelzenbefüllt und der Befüllteil 19 bestimmt mit seinem Schmelzenüberlauf 9 die konstante Förderhöhe h für die Schmelzenentnahme. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, gemäß dem die Ladepumpe 10 einen unterhalb des Ladeteils am verlängerten Ende 21 der Pumpenwelle 5 sitzenden Laderotor 14 aufweist, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 eine zur Schmelzenförderpumpe 1 parallele Ladepumpe 10 mit eigener Antriebswelle 22 und geeignetem Laderotor 14 im Befüllteil 19 eingesetzt, so daß durch eine eigenständige Ladepumpensteuerung der Ladebetrieb exakt an den Entnahmebetrieb angepaßt werden kann.
In Fig. 6 ist ein zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ähnliches Ausführungsbeispiel mit nebeneinander angeordneten Lade- und Befüllteilen 18, 19 vorgsehen, wobei die Möglichkeit angedeutet ist, als Ladepumpe 10 eine mit der Förderpumpe 1 gleiche Pumpe 23 einzusetzen, deren Schmelzenauslauf 4 in den Ladeteil 18 ausmündet.
Wie in Fig. 7 angedeutet, kann die Ladeeinrichtung 7 auch unmittelbar in einen Schmelzenofen 24 eingebaut sein, wobei der Ladebehälter 8 der Ladeeinrichtung 7 in den Speicherraum 25 des Schmelzenofens 24 integriert ist und mit seinem Ladeteil 18 eine vom Speicherraum 25 abgetrennte, über den Befüllteil 19 an den Speicherraum 25 angeschlossene Entnahmekammer bildet. Auch hier gibt es zwischen Ladeteil 18 und Befüllteil 19 eine Überströmkante 20, die das Sollniveau in der Entnahmekammer bestimmt, und der Befüllteil 19 bildet mit seiner Oberkante einen Schmelzenüberlauf 9 für den Schmelzenrücklauf in den Speicherraum 25 bei einer Überfüllung. Die Ladepumpe 10 fördert Schmelze aus dem Speicherraum 25 in den Befüllteil 19, von wo diese Schmelze über die Überströmkante 20 in den Ladeteil 18 gelangt und für die Schmelzenentnahme durch die Förderpumpe 1 auf einem weitgehend konstanten Schmelzenniveau gehalten wird, das wiederum für eine konstante Förderhöhe h sorgt. Ist in der Entnahmekammer eine Schmelzenniveau-Meßeinrichtung 26 eingesetzt, kann die Ladepumpe 10 hinsichtlich ihres Antriebes in Abhängigkeit vom Schmelzniveau der Entnahmekammer gesteuert werden, so daß eine Feinabstimmung des Ladebetriebes an den Entnahmebetrieb möglich ist.

Claims (13)

  1. Schmelzenentnahmevorrichtung für Schmelzenöfen zur Beschickung von Gießmaschinen mit einer Schmelzenförderpumpe (1)aus einem einen unteren Schmelzeneinlauf (3) und einen oberen Schmelzenauslauf (4) bildenden Pumpenrohr (2) und einer innerhalb des Pumpenrohres (2) verlaufenden, einen Pumpenrotor (6) tragenden Pumpenwelle (5), dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzenförderpumpe (1) eine Ladeeinrichtung (7) zum Konstanthalten der Förderhöhe (h) vorgeordnet ist, welche Ladeeinrichtung (7) einen das Pumpenrohr (2) mit dem Schmelzeneinlauf (3) aufnehmenden Ladebehälter (8) und eine den Ladebehälter (8) bis zu einem die Ladehöhe bestimmenden Schmelzenüberlauf (9) schmelzenbefüllbare Ladepumpe (10) umfaßt, wobei die Förderleistung der Ladepumpe (10) die der Förderpumpe (1) übersteigt.
  2. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladebehälter (8) aus einer den Schmelzeneinlauf (3) umgebenden Kammer (11) mit einer unteren Ansaugöffnung (12) und einem hochragenden, den Schmelzenüberlauf (9) bildenden Steigrohr (13) besteht und die Ladepumpe (10) einen im Ansaugöffnungsbereich (12) sitzenden Laderotor (14) aufweist.
  3. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugöffnung (12) ein Rückströmventil (15) mit einem die Ansaugöffnung (12) gegensinnig zur Ansaugrichtung verschließenden Ventilkörper (16, 17) zugeordnet ist.
  4. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Ansaugöffnung (12) hubverstellbar angeordnete Laderohr (14) selbst den Ventilkörper (16) bildet.
  5. Schmelzenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladebehälter (8) koaxial zum Pumpenrohr (2) angeordnet ist.
  6. Schmelzenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (5) nach unten aus dem Pumpenrohr (2) herausgeführt ist und mit ihrem vorragenden Ende als Antriebswelle für den Laderotor (14) dient.
  7. Schmelzenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Laderotor auf einer eigenen, durch die hohle Pumpenwelle geführten Antriebswelle sitzt.
  8. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladebehälter (8) zwei Teilbehälter, einen das Pumpenrohr (2) aufnehmenden, bodenseits geschlossenen Ladeteil (18) und einen die Ladepumpe (10) aufnehmenden, die untere Ansaugöffnung (12) aufweisenden Befüllteil (19), umfaßt, wobei Befüllteil und Ladeteil über eine Überströmkante (20) miteinander in Strömungsverbindung stehen und der Befüllteil (19) den Schmelzenüberlauf (9) bildet.
  9. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ladeteil (18) und Befüllteil (19) koaxial zum Pumpenrohr (2) angeordnet sind und der Befüllteil (19) den Ladeteil (18) umgibt, wobei die Ladepumpe (10) einen unterhalb des Ladeteils (18), auf einer aus dem Ladeteil herausgeführten Antriebswelle sitzenden Laderotor (24) aufweist.
  10. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ladeteil (18) und Befüllteil (19) nebeneinander angeordnet sind und die Ladepumpe (10) des Befüllteils (19) eine zur Pumpenwelle (5) parallele Antriebswelle (22) mit einem unteren Laderotor (14) aufweist.
  11. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Befüllteil (19) eine der Schmelzenförderpumpe (1) ähnliche Pumpe (23) als Ladepumpe (10) aufnimmt, deren Schmelzenauslauf (4) vorzugsweise in den Ladeteil (18) ausmündet.
  12. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladebehälter (8) in einen Schmelzenofen (24) eingebaut ist, wobei der Ladeteil (18) eine vom Speicherraum (25) des Schmelzenofens (24) abgetrennte, über den Befüllteil (19) an den Speicherraum (25) angeschlossene Entnahmekammer bildet.
  13. Schmelzenentnahmevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Ladeteil (18) eine Schmelzenniveau-Meßeinrichtung (26) vorgesehen und der Ladepumpenantrieb in Abhängigkeit vom Schmelzenniveau des Ladeteils (19) ansteuerbar ist.
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