EP1342917B1 - Pumpeinrichtung für aggressive Flüssigkeiten - Google Patents

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EP1342917B1
EP1342917B1 EP03010547A EP03010547A EP1342917B1 EP 1342917 B1 EP1342917 B1 EP 1342917B1 EP 03010547 A EP03010547 A EP 03010547A EP 03010547 A EP03010547 A EP 03010547A EP 1342917 B1 EP1342917 B1 EP 1342917B1
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valve
piston
bore
piston pumps
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Eberhard Maucher
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QSIL Ingenieurkeramik GmbH
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FCT Ingenieurkeramik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0038—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming a single inlet for a plurality of pumping chambers or a multiple discharge for one single pumping chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/04—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being hot or corrosive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • the invention relates to a pumping device for aggressive liquids, especially liquid metals, eg. As lead or aluminum with several Piston dosing pumps and a pump housing with a Pump bottom, wherein the pump bottom has at least one valve, this in conjunction with several channels arranged in the bottom of the pump stands, wherein the pump bottom has a plurality of disc-like segments, wherein the individual segments to form the channels with each other connected grooves and bores, wherein the piston metering pumps are connected by a common pressure tube.
  • liquid metals eg. As lead or aluminum with several Piston dosing pumps
  • the pump bottom has at least one valve, this in conjunction with several channels arranged in the bottom of the pump stands, wherein the pump bottom has a plurality of disc-like segments, wherein the individual segments to form the channels with each other connected grooves and bores, wherein the piston metering pumps are connected by a common pressure tube.
  • the invention is therefore based on the object, a pumping device of educate the aforementioned type such that hereby an exactly metered delivery of the liquid can be done.
  • Another advantage of the separate drive for each pump is in that hereby also the promotion can be made uniform.
  • the piston metering pumps of the pumping device a common housing, wherein the housing has a common Pressure channel for the piston metering pumps has. That is, at two parallel piston metering pumps in a pumping device, the piston metering pumps each a separate feed for the pumped Having casting medium, but a single output for the subsidized Medium. In particular, this is the continuous promotion of the Casting medium ensured in the mold.
  • the piston pump designated overall by 1 shows the cylinder 2 and arranged in the cylinder designated 3 Piston.
  • the bottom of the cylinder is generally designated 10.
  • the floor 10 consists of the three disc-shaped segments 20, 30 and 40, the are interconnected by screws 70, as this is for example, from Figure 2 results.
  • the disk-shaped segment 20 has a bore 21, with which the Pump bottom is in communication with the interior of the cylinder 2. Of Further, the segment 20 has a bore 22 which in the 25, 35 designated valve chamber opens. The valve chamber 25, 35 has in the region of Output of the bore 22, the valve seat 23.
  • the disc-shaped segment 30th shows a horizontally extending groove 31 which fits to the bore 21 of disc-shaped segment 20 connects, and also in the valve chamber 25, 35 opens. At the valve chamber 25, 35 closes down again a bore 32, which has the valve seat 33. Close to the bore 32 a turn horizontally extending groove 41 in the disk-shaped Segment 40, which terminates in the pressure tube designated 50.
  • This Pressure tube 50 is T-shaped in its arranged at the pump bottom end (at 55), whereby it in the region of the segments 20 and 30 by a corresponding recess 37 in the segment 30 and 27 in the segment 20 is received positively.
  • the pressure tube 50 can be heated designed to melt without lowering the temperature in the mold to be able to bring.
  • valve In the region of the valve space 25, 35 is the valve designated 60 with the valve body 61 and the valve rod 62.
  • the valve body 61 cooperates with the valve seats 23 and 33 together.
  • the piston metering pump can be used as a submersible pump, with the inlet taking place through the annular gap between the bore 22 and the valve rod 62 into the valve housing 25, 35.
  • the bore 32 In the case of the inlet, the bore 32 is shut off by the valve body 61 through the valve body 61.
  • D. h. The liquid passes through the bore 22, the channel 31 and the bore 21 into the cylinder 2. With a corresponding downward movement of the piston 3, the liquid is when the valve body rests against the upper valve seat 23, through the bore 21st , the channel 31, the bore 32 and the channel 41 passed into the pressure tube 50.
  • the disc-shaped segments 20, 30, 40 and also the pressure tube 50 are preferably made of a ceramic or according to coated to counteract the wear by the liquid metal.
  • FIG. 5 In the illustration according to FIG. 5 and according to the sections according to FIG Figures 6 to 8 is a pumping device with two piston metering pumps shown.
  • the arrangement of the two piston metering pumps 1 in the Pumping device is parallel, but each one designated 1 Piston pump a separate drive (not shown) shows.
  • a piston metering pump according to the figures 1 to 4 referred only to the Bottom of the pumping device with the two piston metering pumps something is different the pump bottom 100 of the pumping device consists from the six segments 110, 120, 130, 140, 150 and 160. Again, the disc-shaped segments 110 to 160 held by screws 70, such as this results from the sectional views according to FIGS. 6 to 8.
  • the disc-shaped segment 110 has two holes 111, with the Pump bottom with the respective interior of the cylinder 2 in conjunction stands. Furthermore, the segment 110 has two holes 112, which in the With 135 designated valve chamber open. The valve space 135 points in the area the output of the bore 112, the valve seat 123.
  • the disc-shaped Segment 130 has a horizontally extending groove 131 which in conjunction with the bore 111 is. In the area of the disk-shaped segment 140 In turn, there is a respective hole 141 with a corresponding Valve seat 142.
  • a valve 180th provided with the valve body 181 and the valve rod 182nd Der Valve body works with the respective valve seats 123, 142 together.
  • the disk-shaped segment 150 shows a long groove 190, which is finally in communication with the pressure tube 50. Finally, the disc-shaped segment 160 forms the conclusion of the Soil 100.
  • the operation of this pumping device is essentially equal to that of Figure 1 - 4, so that in detail not discussed must become.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpeinrichtung für aggressive Flüssigkeiten, insbesondere flüssige Metalle, z. B. Blei oder Aluminium mit mehreren Kolben-Dosierpumpen und einem Pumpengehäuse mit einem Pumpenboden, wobei der Pumpenboden mindestens ein Ventil aufweist, das mit mehreren im Pumpenboden angeordneten Kanälen in Verbindung steht, wobei der Pumpenboden mehrere scheibenartige Segmente aufweist, wobei die einzelnen Segmente zur Bildung der Kanäle untereinander verbundene Nuten und Bohrungen aufweisen, wobei die Kolben-Dosierpumpen durch ein gemeinsames Druckrohr verbunden sind.
Es ist bekannt, dass flüssige Metalle, und hier insbesondere flüssiges Blei und flüssiges Aluminium, äußerst aggressiv sind. Aus der EP 610708 ist daher bereits bekannt, eine Kolben-Dosierpumpe bereitzustellen, bei der Kolben und Zylinder aus einem keramischen Material, z. B. Siliziumnitrit, hergestellt sind. Der Verschleiß einer derartigen Pumpe konnte gegenüber herkömmlichen Pumpen durch den Einsatz solcher keramischer Materialien erheblich reduziert werden. D. h., dass die eigentliche Pumpe mit Kolben und Zylinder durchaus eine Verschleißfestigkeit aufweist, die annehmbar ist.
Problematisch bei einer derartigen Pumpe ist jedoch, dass hiermit eine kontinuierliche Förderung der z. B. flüssigen Schmelze nicht möglich ist.
Aus der US-A 5,013,219 ist eine Kolben-Dosierpumpe der eingangs genannten Art für aggressive Flüssigkeiten bekannt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Förderungsmenge der Flüssigkeit nicht genau genug gesteuert werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass hiermit eine genau dosierte Förderung der Flüssigkeit erfolgen kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Ein weiterer Vorteil des gesonderten Antriebs für jede Pumpe besteht darin, dass hiermit auch die Förderung vergleichmäßigt werden kann.
Eine weitere Optimierung hinsichtlich der kontinuierlichen Förderung findet insbesondere durch die Parallelanordnung mehrerer derartiger Kolben-Dosierpumpen statt, da die Kolben im Wechseltakt arbeiten, d. h. während der eine Kolben ansaugt, stößt der andere aus. Bei der Beschickung von Gießformen hat dies den Vorteil, dass die Temperatur in der Gießform während des Gießvorganges im Wesentlichen konstant bleibt, da ein kontinuierlicher Fluss des Gießmediums gewährleistet ist. Infolgedessen ergibt sich auch keine Temperaturabsenkung während des Gießvorganges mit der damit einhergehenden Oxydation des Gießmediums. D. h. es erfolgt eine im Wesentlichen schonende Behandlung der Schmelze, was sich durchaus vorteilhaft in Bezug auf die Qualität des Endproduktes auswirkt.
Insbesondere auch zur Vermeidung von übermäßigen Wärmeverlusten ist vorgesehen, dass die Kolben-Dosierpumpen der Pumpeinrichtung ein gemeinsames Gehäuse aufweisen, wobei das Gehäuse einen gemeinsamen Druckkanal für die Kolben-Dosierpumpen aufweist. D. h., dass bei zwei parallelen Kolben-Dosierpumpen in einer Pumpeinrichtung die Kolben-Dosierpumpen jeweils eine gesonderte Zuführung für das zu pumpende Gießmedium aufweisen, jedoch einen einzigen Ausgang für das geförderte Medium. Insbesondere auch hierdurch wird die kontinuierliche Förderung des Gießmediums in die Form gewährleistet.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert .
Figur 1
zeigt eine Kolben-Dosierpumpe in einer Seitenansicht schematisch im Schnitt;
Figur 2
zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II/II aus Figur 1;
Figur 3
zeigt einen Schnitt gemäß der Linie III/III aus Figur 1;
Figur 4
zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IV/IV aus Figur 1:
Figur 5
zeigt eine parallele Anordnung zweier Kolben-Dosierpumpen in einem gemeinsamen Gehäuse als Pumpeinrichtung im Schnitt;
Figuren 6-8
zeigen Schnitte des Bodens gemäß der Pumpeinrichtung aus Figur 5
Wie aus Figur 1 erkennbar, zeigt die insgesamt mit 1 bezeichnete Kolbenpumpe den Zylinder 2 und den im Zylinder angeordneten mit 3 bezeichneten Kolben. Der Boden des Zylinders ist insgesamt mit 10 bezeichnet. Der Boden 10 besteht aus den drei scheibenförmigen Segmenten 20, 30 und 40, die untereinander durch Schrauben 70 verbunden sind, wie sich dies beispielsweise aus Figur 2 ergibt.
Das scheibenförmige Segment 20 zeigt eine Bohrung 21 auf, mit der der Pumpenboden mit dem Innenraum des Zylinders 2 in Verbindung steht. Des weiteren besitzt das Segment 20 eine Bohrung 22, die in den mit 25, 35 bezeichneten Ventilraum mündet. Der Ventilraum 25, 35 besitzt im Bereich des Ausgangs der Bohrung 22 den Ventilsitz 23. Das scheibenförmige Segment 30 zeigt eine horizontal verlaufende Nut 31, die sich an die Bohrung 21 des scheibenförmigen Segments 20 anschließt, und die ebenfalls in den Ventilraum 25, 35 mündet. An den Ventilraum 25, 35 schließt sich nach unten wiederum eine Bohrung 32 an, die den Ventilsitz 33 aufweist. An die Bohrung 32 schließt sich eine wiederum horizontal verlaufende Nut 41 im scheibenförmigen Segment 40 an, die in dem mit 50 bezeichneten Druckrohr endet. Dieses Druckrohr 50 ist in seinem am Pumpenboden angeordneten Ende T-förmig (bei 55) ausgebildet, wodurch es im Bereich der Segmente 20 und 30 durch eine entsprechende Ausnehmung 37 in dem Segment 30 sowie 27 in dem Segment 20 formschlüssig aufgenommen ist. Vorteilhaft ist das Druckrohr 50 beheizbar ausgebildet, um die Schmelze ohne Temperaturerniedrigung in die Gießform bringen zu können.
Im Bereich des Ventilraumes 25, 35 befindet sich das mit 60 bezeichnete Ventil mit dem Ventilkörper 61 und der Ventilstange 62. Der Ventilkörper 61 arbeitet mit den Ventilsitzen 23 und 33 zusammen.
Die Kolben-Dosierpumpe ist als Tauchpumpe einsetzbar, wobei der Einlass durch den ringförmigen Spalt zwischen der Bohrung 22 und der Ventilstange 62 in das Ventilgehäuse 25, 35 stattfindet. Im Falle des Einlasses wird durch den Ventilkörper 61 die Bohrung 32 durch den Ventilkörper 61 abgesperrt. D. h., die Flüssigkeit gelangt durch die Bohrung 22, den Kanal 31 und die Bohrung 21 in den Zylinder 2. Bei entsprechender Abwärtsbewegung des Kolbens 3 wird die Flüssigkeit dann, wenn der Ventilkörper an dem oberen Ventilsitz 23 anliegt, durch die Bohrung 21, den Kanal 31, die Bohrung 32 und den Kanal 41 in das Druckrohr 50 geleitet.
Die scheibenförmigen Segmente 20, 30, 40 und auch das Druckrohr 50 sind vorzugsweise aus einer Keramik hergestellt oder aber entsprechend beschichtet, um dem Verschleiß durch das Flüssigmetall entgegenzuwirken.
Bei der Darstellung gemäß der Figur 5 und entsprechend den Schnitten gemäß den Figuren 6 bis 8 ist eine Pumpeinrichtung mit zwei Kolben-Dosierpumpen dargestellt. Die Anordnung der beiden Kolben-Dosierpumpen 1 in der Pumpeinrichtung ist parallel, wobei jedoch jede einzelne mit 1 bezeichnete Kolbenpumpe einen gesonderten Antrieb (nicht dargestellt) zeigt. Für die folgende Betrachtung wird in Bezug auf gleiche Teile auf die Ausführungsform einer Kolben-Dosierpumpe gemäß den Figuren 1 bis 4 verwiesen Lediglich der Boden der Pumpeinrichtung mit den beiden Kolben-Dosierpumpen unterscheidet sich etwas; der Pumpenboden 100 der Pumpeinrichtung besteht aus den sechs Segmenten 110, 120, 130, 140, 150 und 160. Auch hier sind die scheibenförmigen Segmente 110 bis 160 durch Schrauben 70 gehalten, wie sich dies aus den Schnittdarstellungen gemäß den Figuren 6 bis 8 ergibt. Das scheibenförmige Segment 110 zeigt zwei Bohrungen 111 auf, mit der der Pumpenboden mit dem jeweiligen Innenraum des Zylinders 2 in Verbindung steht. Des Weiteren besitzt das Segment 110 zwei Bohrungen 112, die in den mit 135 bezeichneten Ventilraum münden. Der Ventilraum 135 zeigt im Bereich des Ausgangs der Bohrung 112 den Ventilsitz 123. Das scheibenförmige Segment 130 weist eine horizontal verlaufend Nut 131 auf, die in Verbindung mit der Bohrung 111 steht. Im Bereich des scheibenförmigen Segmentes 140 befindet sich wiederum jeweils eine Bohrung 141 mit einem entsprechenden Ventilsitz 142. Für die beiden Kolben-Dosierpumpen ist jeweils ein Ventil 180 vorgesehen mit dem Ventilkörper 181 und der Ventilstange 182. Der Ventilkörper arbeitet hierbei mit den jeweiligen Ventilsitzen 123, 142 zusammen. Das scheibenförmige Segment 150 zeigt eine lang verlaufende Nut 190, die schlussendlich mit dem Druckrohr 50 in Verbindung steht. Schlussendlich bildet das scheibenförmige Segment 160 den Abschluss des Bodens 100. Die Funktionsweise dieser Pumpeinrichtung ist im Wesentlichen gleich der der Figur 1 - 4, so dass hierauf im einzelnen nicht mehr eingegangen werden muss.

Claims (3)

  1. Pumpeinrichtung für aggressive Flüssigkeiten, insbesondere flüssige Metalle, z. B. Blei oder Aluminium, mit mehreren Kolben-Dosierpumpen und einem Pumpengehäuse mit einem Pumpenboden (10), wobei der Pumpenboden (10) mindestens ein Ventil (60) aufweist, das mit mehreren im Pumpenboden angeordneten Kanälen in Verbindung steht, wobei der Pumpenboden (10) mehrere scheibenartige Segmente (20, 30, 40) aufweist, wobei die einzelnen Segmente (20, 30, 40) zur Bildung der Kanäle untereinander verbundene Nuten und Bohrungen (21, 22, 31, 41) aufweisen, wobei die Kolben-Dosierpumpen durch ein gemeinsames Druckrohr verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolben-Dosierpumpe (1) einen gesonderten Antrieb aufweist.
  2. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet dass die Kolben-Dosierpumpen (1) parallel zueinander angeordnet sind.
  3. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Dosierpumpen (1) der Pumpeinrichtung ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
EP03010547A 1999-04-10 2000-04-10 Pumpeinrichtung für aggressive Flüssigkeiten Expired - Lifetime EP1342917B1 (de)

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