EP1577036A1 - Dosiervorrichtung für eine Schmelze - Google Patents

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EP1577036A1
EP1577036A1 EP05001947A EP05001947A EP1577036A1 EP 1577036 A1 EP1577036 A1 EP 1577036A1 EP 05001947 A EP05001947 A EP 05001947A EP 05001947 A EP05001947 A EP 05001947A EP 1577036 A1 EP1577036 A1 EP 1577036A1
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EP
European Patent Office
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metering
dosing
opening
dosing device
melt
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EP05001947A
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English (en)
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Tödtmann Rolf
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PENOX GmbH
Original Assignee
PENOX GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening

Definitions

  • a metering device of the type mentioned comes, for example, in the production of metal oxides used to the amount of molten metal as accurately as possible pretending to be fed to the oxidation process.
  • the metering device is equipped for this purpose with a metering chamber, which either arranged separately from the melting device for the metal and through a conduit is connected to this or is provided directly on the melting device.
  • the metering chamber may also be designed to be heated.
  • a disadvantage of the known metering devices is that a cleaning of the metering and the metering element is possible only when the metering device is switched off, whereby the ongoing production process must be interrupted. Furthermore there is the problem that due to the high temperatures with which such Dosing devices are operated, always there is a risk that the Maintenance personnel with insufficient cooling time when cleaning the metering device injured, for example, burns.
  • the invention solves the problem by a metering device with the features Claim 1.
  • the metering element is not only for Closing the metering, but at the same time as a device for cleaning the metering during the operation of the metering device. So can with the dosing device according to the invention during operation, the dosing be moved axially back and forth. Simultaneously or temporally offset to axial reciprocation of the dosing can also be about its insertion be rotated around, whereby in addition a rotational relative movement of the Dosing is achieved to the dosing.
  • an axially adjustable dispensing needle is used, which at the same time in addition to the axial adjustability about its longitudinal axis is rotatable drive.
  • the dispensing needle is in the Dosing introduced.
  • the free end is this either by suitable hardness and Heat treatment steps hardened.
  • the metering to manufacture from a body made of a heat-resistant material, at the End made of a heat-resistant and simultaneously hardened material Attachment, such as a cutting punch, by suitable attachment methods such Welding or gluing is attached.
  • the free end of the metering element made of a heat-resistant and at the same time hardened material is ensured that in particular the free end of the metering during cleaning resulting high mechanical loads can withstand, so that the metering despite its cleaning function compared to the known dosing has comparably long service life.
  • the metering element near its in the metering opening to be introduced free end at least one radially outwardly projecting To provide scraper. With the help of this scraper it is possible to remove the deposits in the To remove the inlet area of the metering opening.
  • the metering opening is formed on an insert, which at the metering chamber is preferably releasably attached.
  • the metering orifice preferably has an inlet funnel, which extends in the outflow direction the melt has conically tapered funnel section which preferably merges into a channel of constant cross-section, whereby a continuous Melt flow can be ensured from the metering opening.
  • inlet funnel which extends in the outflow direction the melt has conically tapered funnel section which preferably merges into a channel of constant cross-section, whereby a continuous Melt flow can be ensured from the metering opening.
  • the actuator with which the dosing element is adjusted both axially and rotationally can be is preferably equipped with a single drive unit. hereby In particular, the overall space required for the metering device becomes clear reduced.
  • a drive unit uses a preferably pneumatically actuated linear rotary cylinder, which is coupled to the metering element for transmitting the adjusting movement.
  • an actuator that has a first drive unit for axially adjusting the metering element and a second drive unit for having rotational adjustment of the metering element. This is especially true of Advantage, if an existing system with a drive unit for axial Adjusting the metering additionally with a drive unit for rotary Adjusting the metering element to be retrofitted.
  • the axial and rotational adjustment of the metering element may optionally simultaneously respectively.
  • the metering optionally axial or rotatory to adjust.
  • these are both operating modes simultaneously realized so that the user the dosing either simultaneously axial and rotational or only axial and only rotational can adjust.
  • the simultaneous axial and rotational adjustment of the Metering element has the advantage that the cleaning of the metering and the dosing can also be done during normal operation of the metering device.
  • the dosing in the metering as possible not tilted and for Compensation of production-related or operational tolerances, is at a special preferred embodiment of the metering device according to the invention between the Dosing and the actuator provided a gimbal, which the Dosing coupled to the actuator.
  • the gimbal With the help of the gimbal can a Axial offset between the dosing and the axes of movement of the actuator be compensated.
  • the actuator is arranged outside the metering chamber, wherein as a metering element a dispensing needle is used, which protrudes through the dosing and in the Dosing axially introduced or can be pulled out of this.
  • a dispensing needle is used, which protrudes through the dosing and in the Dosing axially introduced or can be pulled out of this.
  • the dispensing needle in one on the wall of the metering chamber trained holding opening slidably and rotatably mounted. In this way a very defined positioning of the dispensing needle is achieved relative to the metering.
  • the metering chamber is preferably by a heated supply line with the Melting device connected. This is particularly advantageous if several Dosing chambers are used, which are connected to a common melting device are connected.
  • the metering device described above is preferably used for metering a molten metal used.
  • the metering device according to the invention is suitable for dosing molten lead in lead oxide production.
  • the metering device 10 has a heated metering chamber 12, which consists of a heat-resistant Material made or at least lined with a heat-resistant material is.
  • the dosing chamber 12 is connected via a likewise heated supply line 14 a melting device, not shown in combination, in which the lead for the Metering is melted.
  • an opening 16 is formed, in which a Insert 18 is releasably held.
  • the insert 18 is for this purpose at the metering chamber 12 through secured a union nut, not shown.
  • Dosing 20 is formed, which has an inlet funnel 22, with which the Dosing 20 is connected to the interior of the dosing chamber 12.
  • the inlet funnel 22 has a conically tapering in the outflow direction of the melt Funnel portion 24, which in a channel 26 with a circular and constant cross-section passes.
  • a holding opening 26 is formed, in which a guide bush 30 is held.
  • the holding opening 28 is so relative to the opening 16 or so relative to the metering 20 arranged such that the axis of symmetry of the guide bush 30 to the axis of symmetry the metering opening 20 is at least approximately aligned.
  • a dosing 32 longitudinally displaceable as dosing and rotationally guided, whose structure is described in more detail below with reference to FIG. 2 is explained.
  • the dispensing needle 32 has a needle body 34 made of a heat-resistant steel. To the shown in Fig. 2 below the free end of the needle body 34 is one of a heat-resistant and simultaneously hardened steel made cutting punch 36 by welding or gluing attached. Spaced to the free end of the cutting punch 36 on the immediately adjacent front portion of the needle body 34 are three radially outwardly projecting, uniformly spaced, identical scraper 38th fastened, which extend in the longitudinal direction L of the dispensing needle 32. The the cutting punch 36 facing front edges 40 of each scraper 38 are in the longitudinal direction L. the needle body 34 viewed inclined and extend at an angle of about 30 ° to the longitudinal direction L of the needle body 34. The course of the front edges 40 of Scraper 38 is angularly adapted to the course of the funnel section 34, as will be explained later. At the other end of the needle body 34, which in Fig. 2 As shown above, an external thread 42 is formed.
  • the dispensing needle 32 With her Needle body 34 axially and rotatably mounted in the guide bush 30, wherein the External thread 42 is screwed into an extension 43, which with a gimbal Suspension 44 of an actuator 46 is connected.
  • the actuator 46 is with a pneumatically actuated linear rotary cylinder 48 equipped, which in the Is able to adjust the metering needle 32 either axially or rotationally.
  • the dispensing needle 32 protrudes through the metering chamber 12 and is with her cutting punch 36 so held to the metering 20 that at a lowering of the Dispensing needle 32 of the cutting punch 36 can be inserted into the channel 26, whereby the metering 20 is closed, while the front edges 40 of the Scraper 38 abut the funnel portion 24 of the inlet funnel 22.
  • the dispensing needle 32 moves upward in its release position, it gives the Channel 26 completely free, so that contained in the metering chamber 12 lead melt from the Metering 20 can be supplied dosed outward of the further processing.
  • the metering device 10 Since during operation of the metering device 10 according to the invention both in the metering 20 form deposits, such as lead oxides, can be a proper Dosing the melt be difficult.
  • the metering device 10 now offers the Possibility, by means of the axial and rotational adjustment of the dispensing needle 32 as well by the interaction of the scrapers 38 with the surface of the funnel section 24 to clean the metering opening 20 and the cutting punch 36 of the dispensing needle 32.
  • the loosening deposits are from the melt from the metering chamber 12th discharged as soon as the metering opening 20 is opened again.

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Abstract

Beschrieben wird eine Dosiervorrichtung (10) für eine Schmelze, insbesondere für eine Metallschmelze, mit einer Dosierkammer (12), an der eine Dosieröffnung (20) zur Abgabe der in der Dosierkammer enthaltenen Schmelze vorgesehen ist, einem Dosierelement (32) zum Verschließen und Freigeben der Dosieröffnung (20) sowie einem Aktuator (46) zum Verstellen des Dosierelementes (32) zwischen einer Schließstellung, in der es die Dosieröffnung (20) verschließt, und einer Freigabestellung, in der es die Dosieröffnung zur Abgabe der Schmelze öffnet, und wobei das Dosierelement (32) zum Verschließen der Dosieröffnung (20) zumindest teilweise in diese axial einführbar und zum Reinigen der Dosieröffnung um seine Einführrichtung herum drehbar antreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für eine Schmelze, insbesondere für eine Metallschmelze.
Eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art kommt beispielsweise bei der Herstellung von Metalloxiden zum Einsatz, um die Menge an Metallschmelze möglichst exakt vorgeben zu können, die dem Oxidierungsprozess zugeführt werden soll.
Die Dosiervorrichtung ist hierzu mit einer Dosierkammer ausgestattet, welche entweder getrennt von der Schmelzeinrichtung für das Metall angeordnet und durch eine Leitung mit dieser verbunden ist oder unmittelbar an der Schmelzeinrichtung vorgesehen ist. Gegebenenfalls kann die Dosierkammer auch beheizt ausgebildet sein.
Mit Hilfe eines Dosierelementes kann die an der Dosierkammer vorgesehene Dosieröffnung freigegeben oder geschlossen werden, um auf diese Weise die Menge an abzugebender Schmelze zu regulieren.
Da das Dosieren der Schmelze bei Schmelztemperatur erfolgen muss, besteht insbesondere bei Materialien, die zu Oxidation neigen, das Problem, dass sich die Dosieröffnung während des laufenden Betriebes durch Oxide langsam zusetzt, so dass eine ordnungsgemäße Dosierung erschwert oder gegebenenfalls unmöglich gemacht wird. Bei den bisher üblichen Dosiervorrichtungen muss bei einem Zusetzen der Dosieröffnung die Dosiervorrichtung abgeschaltet werden. Nach dem Abkühlen der Dosiervorrichtung kann dann das Dosierelement und die Dosieröffnung gereinigt werden.
Nachteilig an den bekannten Dosiervorrichtungen ist, dass eine Reinigung der Dosieröffnung und des Dosierelementes nur bei abgeschalteter Dosiervorrichtung möglich ist, wodurch der laufende Herstellungsprozess unterbrochen werden muss. Darüber hinaus besteht das Problem, dass aufgrund der hohen Temperaturen, mit denen derartige Dosiervorrichtungen betrieben werden, immer auch die Gefahr besteht, dass sich das Wartungspersonal bei nicht ausreichender Abkühlzeit beim Reinigen der Dosiervorrichtung verletzt, beispielsweise Verbrennungen zuzieht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Zusetzen der Dosieröffnung während des laufenden Betriebes der Dosiervorrichtung nahezu ausgeschlossen werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung dient das Dosierelement nicht nur zum Verschließen der Dosieröffnung, sondern gleichzeitig auch als Einrichtung zum Reinigen der Dosieröffnung während des laufenden Betriebes der Dosiervorrichtung. So kann mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung während des laufenden Betriebes das Dosierelement axial hin und her bewegt werden. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt zum axialen Hin- und Herbewegen kann des Dosierelement ferner um seine Einführrichtung herum gedreht werden, wodurch zusätzlich eine rotatorische Relativbewegung des Dosierelementes zur Dosieröffnung erreicht wird. Durch diese gleichzeitig oder auch aufeinanderfolgend auftretenden Relativbewegungen des Dosierelementes zur Dosieröffnung können sowohl am Dosierelement als auch an der Dosieröffnung anhaftende Rückstände, wie Oxide der Schmelze, auf sehr einfache und elegante Weise während des laufenden Betriebes der Dosiervorrichtung entfernt werden. Hierdurch kann auf das bei dem Stand der Technik übliche Abschalten der Dosiervorrichtung und das Demontieren des Dosierelementes oder eines mit der Dosieröffnung versehenen Einsatzes verzichtet werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung werden aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen ersichtlich.
Als Dosierelement wird vorzugsweise eine axial verstellbare Dosiernadel eingesetzt, welche gleichzeitig zusätzlich zur axialen Verstellbarkeit um ihre Längsachse herum drehbar anzutreiben ist. Zum Verschließen der Dosieröffnung wird die Dosiernadel in die Dosieröffnung eingeführt. Die Verwendung einer Dosiernadel, also eines länglichen Dosierelementes mit vergleichsweise geringem Querschnitt, hat den Vorteil, dass die Dosiernadel beim Auftreffen auf Abscheidungen mit einer bezogen auf die Fläche vergleichsweise großen Kraft auf die Abscheidungen einwirkt und diese lösen kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung wird vorgeschlagen, zumindest das in die Dosieröffnung einzuführende freie Ende des Dosierelementes aus einem wärmebeständigen und gleichzeitig gehärteten Material zu fertigen. Das freie Ende ist hierzu entweder durch geeignete Härte- und Wärmebehandlungsschritte gehärtet. Alternativ ist es auch möglich, das Dosierelement aus einem Grundkörper aus einem wärmebeständigen Material zu fertigen, an dessen Ende ein aus einem wärmebeständigen und gleichzeitig gehärteten Material gefertigter Aufsatz, beispielsweise ein Schneidstempel, durch geeignete Befestigungsverfahren wie Schweißen oder Kleben befestigt ist. Durch Ausbilden des freien Endes des Dosierelementes aus einem wärmebeständigen und gleichzeitig gehärteten Material wird sichergestellt, dass insbesondere das freie Ende des Dosierelementes den während des Reinigens entstehenden hohen mechanischen Belastungen widerstehen kann, so dass das Dosierelement trotz seiner Reinigungsfunktion eine verglichen mit den bekannten Dosierelementen vergleichbar hohe Standzeit aufweist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, an dem Dosierelement nahe seinem in die Dosieröffnung einzuführenden freien Ende mindestens einen radial nach außen abstehenden Schaber vorzusehen. Mit Hilfe dieses Schabers ist es möglich, die Ablagerungen im Eintrittsbereich der Dosieröffnung zu entfernen.
Bevorzugt ist die Dosieröffnung an einem Einsatz ausgebildet, welcher an der Dosierkammer vorzugsweise lösbar befestigt ist. Bei dieser Weiterbildung kann der mit der Dosieröffnung versehene Einsatz aus einem besonders widerstandsfähigen Material gebildet sein, so dass insbesondere der Öffnungsbereich der Dosieröffnung, der durch das Öffnen und Schließen einerseits und durch das Reinigen andererseits sehr hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, eine vergleichsweise hohe Standzeit zeigt. Ist der Einsatz lösbar an der Dosierkammer befestigt, kann er ohne großen Aufwand ausgebaut und durch einen anderen Einsatz ersetzt werden.
Die Dosieröffnung weist vorzugsweise einen Einlauftrichter auf, der einen sich in Abströmrichtung der Schmelze kegelförmig verjüngenden Trichterabschnitt hat, welcher vorzugsweise in einen Kanal konstanten Querschnitts übergeht, wodurch ein kontinuierlicher Schmelzestrom aus der Dosieröffnung sichergestellt werden kann. Bei einer derart ausgestalteten Dosieröffnung mit Einlauftrichter ist es von besonderem Vorteil, wenn der zuvor beschriebene Schaber bei vom Dosierelement geschlossener Dosieröffnung zumindest abschnittsweise an dem Trichterabschnitt des Einlauftrichters anliegt.
Der Aktuator, mit dem das Dosierelement sowohl axial als auch rotatorisch verstellt werden kann, ist vorzugsweise mit einer einzigen Antriebseinheit ausgestattet. Hierdurch wird insbesondere der für die Dosiervorrichtung insgesamt erforderliche Bauraum deutlich vermindert. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Antriebseinheit ein vorzugsweise pneumatisch zu betätigender Linear-Rotations-Zylinder verwendet, welcher mit dem Dosierelement zur Übertragung der Stellbewegung gekoppelt ist.
Alternativ ist es auch möglich, einen Aktuator zu verwenden, der eine erste Antriebseinheit zum axialen Verstellen des Dosierelementes sowie eine zweite Antriebseinheit zum rotatorischen Verstellen des Dosierelementes aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein bereits bestehendes System mit einer Antriebseinheit zum axialen Verstellen des Dosierelementes zusätzlich mit einer Antriebseinheit zum rotatorischen Verstellen des Dosierelementes nachgerüstet werden soll.
Das axiale und rotatorische Verstellen des Dosierelementes kann gegebenenfalls gleichzeitig erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, das Dosierelement wahlweise axial oder rotatorisch zu verstellen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind diese beiden Betriebsmodi gleichzeitig realisiert, so dass der Benutzer das Dosierelement entweder gleichzeitig axial und rotatorisch oder aber nur axial und nur rotatorisch verstellen kann. Insbesondere das gleichzeitige axiale und rotatorische Verstellen des Dosierelementes hat den Vorteil, dass das Reinigen der Dosieröffnung sowie des Dosierelementes auch während des normalen Betriebs der Dosiervorrichtung erfolgen kann.
Damit sich das Dosierelement in der Dosieröffnung möglichst nicht verkantet sowie zum Ausgleich fertigungsbedingter oder betriebsbedingter Toleranzen, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung zwischen dem Dosierelement und dem Aktuator eine kardanische Aufhängung vorgesehen, welche das Dosierelement mit dem Aktuator koppelt. Mit Hilfe der kardanischen Aufhängung kann ein Achsversatz zwischen dem Dosierelement und den Bewegungsachsen des Aktuators ausgeglichen werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ist der Aktuator außerhalb der Dosierkammer angeordnet, wobei als Dosierelement eine Dosiernadel dient, welche durch die Dosierkammer hindurchragt und in die Dosieröffnung axial eingeführt oder aus dieser herausgezogen werden kann. Bei dieser Ausgestaltung der Dosiervorrichtung ist die Dosiernadel in einer an der Wand der Dosierkammer ausgebildeten Halteöffnung verschieblich und drehbar gelagert. Auf diese Weise wird eine sehr definierte Positionierung der Dosiernadel relativ zur Dosieröffnung erreicht.
Die Dosierkammer ist vorzugsweise durch eine beheizte Versorgungsleitung mit der Schmelzeinrichtung verbunden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mehrere Dosierkammern zum Einsatz kommen, die an einer gemeinsamen Schmelzeinrichtung angeschlossen sind.
Die zuvor beschriebene Dosiervorrichtung wird vorzugsweise zum Dosieren einer Metallschmelze eingesetzt. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zum Dosieren geschmolzenen Bleis bei der Bleioxidherstellung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1
eine schematische Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung; und
Fig. 2
eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dosiernadel.
In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 10 dargestellt. Die Dosiervorrichtung 10 dient im vorliegenden Fall zur dosierten Abgabe einer Bleischmelze für die Bleioxidherstellung.
Die Dosiervorrichtung 10 hat eine beheizte Dosierkammer 12, die aus einem hitzebeständigen Material gefertigt oder zumindest mit einem hitzebeständigen Material ausgekleidet ist. Die Dosierkammer 12 steht über eine gleichfalls beheizte Versorgungsleitung 14 mit einer nicht dargestellten Schmelzeinrichtung in Verbindung, in welcher das Blei für den Dosiervorgang aufgeschmolzen wird.
An der Unterseite der Dosierkammer 12 ist eine Öffnung 16 ausgebildet, in welcher ein Einsatz 18 lösbar gehalten ist. Der Einsatz 18 ist hierzu an der Dosierkammer 12 durch eine nicht dargestellte Überwurfmutter gesichert.
In dem zylindrischen Einsatz 18 ist eine sich entlang seiner Symmetrieachse erstreckende Dosieröffnung 20 ausgebildet, welche einen Einlauftrichter 22 aufweist, mit dem die Dosieröffnung 20 mit dem Innenraum der Dosierkammer 12 verbunden ist. Der Einlauftrichter 22 hat einen sich in Abströmrichtung der Schmelze kegelförmig verjüngenden Trichterabschnitt 24, welcher in einen Kanal 26 mit rundem und konstanten Querschnitt übergeht.
An der Wand der Dosierkammer 12, welche der Dosieröffnung 20 gegenüber angeordnet ist, ist eine Halteöffnung 26 ausgebildet, in welcher eine Führungsbuchse 30 gehalten ist. Die Halteöffnung 28 ist dabei so relativ zur Öffnung 16 bzw. so relativ zur Dosieröffnung 20 angeordnet, dass die Symmetrieachse der Führungsbuchse 30 zur Symmetrieachse der Dosieröffnung 20 zumindest annähernd fluchtet.
In der Führungsbuchse 30 ist als Dosierelement eine Dosiernadel 32 längsverschieblich und rotatorisch geführt, deren Aufbau nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert wird.
Die Dosiernadel 32 hat einen Nadelkörper 34 aus einem wärmebeständigen Stahl. An dem in Fig. 2 unten dargestellten freien Ende des Nadelkörpers 34 ist ein aus einem wärmebeständigen und gleichzeitig gehärteten Stahl gefertigter Schneidstempel 36 durch Schweißen bzw. Kleben befestigt. Beabstandet zum freien Ende des Schneidstempels 36 an dem sich unmittelbar anschließenden vorderen Abschnitt des Nadelkörpers 34 sind drei radial nach außen abstehende, gleichmäßig zueinander beabstandete, identische Schaber 38 befestigt, welche sich in Längsrichtung L der Dosiernadel 32 erstrecken. Die dem Schneidstempel 36 zugewandten vorderen Kanten 40 jedes Schabers 38 sind in Längsrichtung L des Nadelkörpers 34 betrachtet geneigt und verlaufen unter einem Winkel von etwa 30° zur Längsrichtung L des Nadelkörpers 34. Der Verlauf der vorderen Kanten 40 der Schaber 38 ist dabei winkelmäßig an den Verlauf des Trichterabschnittes 34 angepasst, wie später noch erläutert wird. Am anderen Ende des Nadelkörpers 34, welcher in Fig. 2 oben dargestellt ist, ist ein Außengewinde 42 ausgebildet.
Im montierten Zustand, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Dosiernadel 32 mit ihrem Nadelkörper 34 in der Führungsbuchse 30 axial und rotatorisch gelagert, wobei das Außengewinde 42 in eine Verlängerung 43 eingeschraubt ist, welche mit einer kardanischen Aufhängung 44 eines Aktuators 46 verbunden ist. Der Aktuator 46 ist mit einem pneumatisch zu betätigenden Linear-Rotations-Zylinder 48 ausgestattet, welcher in der Lage ist, die Dosiernadel 32 wahlweise axial oder rotatorisch zu verstellen.
Während des Betriebes ragt die Dosiernadel 32 durch die Dosierkammer 12 und ist mit ihrem Schneidstempel 36 so zur Dosieröffnung 20 gehalten, dass bei einem Absenken der Dosiernadel 32 der Schneidstempel 36 in den Kanal 26 eingeführt werden kann, wodurch die Dosieröffnung 20 verschlossen wird, während gleichzeitig die vorderen Kanten 40 der Schaber 38 an dem Trichterabschnitt 24 des Einlauftrichters 22 anliegen.
Wird dagegen die Dosiernadel 32 nach oben in ihre Freigabestellung bewegt, gibt sie den Kanal 26 vollständig frei, so dass in der Dosierkammer 12 enthaltene Bleischmelze aus der Dosieröffnung 20 nach außen der weiteren Verarbeitung dosiert zugeführt werden kann.
Da sich während des Betriebes der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung 10 sowohl in der Dosieröffnung 20 Ablagerungen, beispielsweise Bleioxide, bilden, kann ein ordnungsgemäßes Dosieren der Schmelze erschwert sein. Die Dosiervorrichtung 10 bietet nun die Möglichkeit, mit Hilfe des axialen und rotatorischen Verstellens der Dosiernadel 32 sowie durch das Zusammenwirken der Schaber 38 mit der Oberfläche des Trichterabschnittes 24 die Dosieröffnung 20 und den Schneidstempel 36 der Dosiernadel 32 zu reinigen.
Zu diesem Zweck können die Ablagerungen durch Drehen der Dosiernadel 32 gelöst werden. Dabei werden im Kanal 26 anhaftende Ablagerungen sicher entfernt und gleichzeitig der Einlauftrichter 22 gereinigt werden. Danach wird die Dosiernadel 32 in ihre Schließstellung bewegt, in der sie mit ihren Schabern 38 an der Oberfläche des Trichterabschnittes 24 anliegt. Anschließend wird unter geringer axialer Vorspannung der Dosiernadel 32 in Richtung der Dosieröffnung 20 die Dosiernadel 32 in langsame Drehung versetzt, wobei die Schaber 38 die Oberfläche des Trichterabschnittes 24 reinigen.
Die sich lösenden Ablagerungen werden von der Schmelze aus der Dosierkammer 12 abgeführt, sobald die Dosieröffnung 20 wieder geöffnet wird.
Bezugszeichenliste
10
Dosiervorrichtung
12
Dosierkammer
14
Versorgungsleitung
16
Öffnung
18
Einsatz
20
Dosieröffnung
22
Einlauftrichter
24
Trichterabschnitt
26
Kanal
28
Halteöffnung
30
Führungsbuchse
32
Dosiernadel
34
Nadelkörper
36
Schneidstempel
38
Schaber
40
vordere Kanten
42
Außengewinde
43
Verlängerung
44
kardanische Aufhängung
46
Aktuator
48
Linear-Rotations-Zylinder
L
Längsrichtung

Claims (14)

  1. Dosiervorrichtung für eine Schmelze, insbesondere für eine Metallschmelze, mit einer Dosierkammer (12), an der eine Dosieröffnung (20) zur Abgabe der in der Dosierkammer (12) enthaltenen Schmelze vorgesehen ist, einem Dosierelement (32) zum Verschließen und Freigeben der Dosieröffnung (20) sowie einem Aktuator (46) zum Verstellen des Dosierelementes (32) zwischen einer Schließstellung, in der es die Dosieröffnung (20) verschließt, und einer Freigabestellung, in der es die Dosieröffnung (20) zur Abgabe der Schmelze öffnet,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierelement (32) zum Verschließen der Dosieröffnung (20) zumindest teilweise in diese axial einführbar und zum Reinigen der Dosieröffnung (20) um seine Einführrichtung (L) herum drehbar antreibbar ist.
  2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Dosierelement eine axial verstellbare Dosiernadel (32) dient, welche zum Verschließen der Dosieröffnung (20) in diese axial einzuführen und um ihre Längsachse (L) herum drehbar anzutreiben ist.
  3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Dosieröffnung (20) einzuführende freie Ende (36) des Dosierelementes (32) aus einem wärmebeständigen und gehärteten Material gefertigt ist.
  4. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierelement (32) nahe seinem in die Dosieröffnung (20) einzuführenden freien Ende (36) mindestens einen radial nach außen abstehenden Schaber (38) aufweist.
  5. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieröffnung (20) in einem vorzugsweise lösbar an der Dosierkammer (12) vorgesehenen Einsatz (18) ausgebildet ist.
  6. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosieröffnung (20) einen Einlauftrichter (22) aufweist, der einen sich in Abströmrichtung der Schmelze kegelförmig verjüngenden Trichterabschnitt (24) hat, welcher vorzugsweise in einen Kanal (26) konstanten Querschnitts übergeht.
  7. Dosiervorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schaber (38) bei vom Dosierelement (32) geschlossener Dosieröffnung (20) zumindest abschnittsweise an dem Trichterabschnitt (24) des Einlauftrichters (22) anliegt.
  8. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (46) eine einzige Antriebseinheit (48) zum axialen und rotatorischem Verstellen des Dosierelementes (32) aufweist.
  9. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (46) als Antriebseinheit einen vorzugsweise pneumatisch zu betätigenden Linear-Rotations-Zylinder (48) aufweist, der mit dem Dosierelement (32) zur Übertragung der Stellbewegungen gekoppelt ist.
  10. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (46) die Dosiernadel (32) gleichzeitig axial und rotatorisch und/oder wahlweise axial oder rotatorisch verstellt.
  11. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierelement (32) durch eine kardanische Aufhängung (44) mit dem Aktuator (46) gekoppelt ist.
  12. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierelement eine Dosiernadel (32) ist, welche durch die Dosierkammer (12) hindurchragt und in einer gegenüber der Dosieröffnung (20) an der Wand der Dosierkammer (12) ausgebildeten Halteöffnung (28) verschieblich und drehbar gelagert ist.
  13. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Dosierkammer (12) eine vorzugsweise beheizte Versorgungsleitung (14) mündet, welche zum Zuführen der Schmelze aus einer Schmelzeinrichtung in die Dosierkammer (12) dient.
  14. Dosiervorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (10) zum Dosieren einer Metallschmelze, vorzugsweise zum Dosieren geschmolzenen Bleis bei der Bleioxidherstellung, dient.
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