ES2248630T3 - Dispositivo hidraulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo. - Google Patents

Dispositivo hidraulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo.

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ES2248630T3 ES02793070T ES02793070T ES2248630T3 ES 2248630 T3 ES2248630 T3 ES 2248630T3 ES 02793070 T ES02793070 T ES 02793070T ES 02793070 T ES02793070 T ES 02793070T ES 2248630 T3 ES2248630 T3 ES 2248630T3
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Abstract

Un dispositivo hidráulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo, comprendiendo una caja (11, 111) que forma internamente una cámara cilíndrica (12, 112), para la conexión de al menos un primer conducto (13, 113) y un segundo conducto (14, 114) para el pasaje de metal fundido, dentro del cual un pistón (16, 116) puede deslizarse herméticamente con el fin de bombear y/o controlar el flujo, un colchón aislante (17, 117) de gas inerte estando interpuesto entre dicho pistón (16, 116) y el metal fundido (15), dicho pistón (16, 116) estando asociado con medios de movimiento de pistón (18) para accionar su movimiento con un movimiento rectilíneo reciprocante, caracterizado por el hecho de que dicho pistón (16, 116) comprende una porción sustancialmente en forma de disco (19), que forma un sello con dicha cámara cilíndrica (12, 112), y una porción sustancialmente cilíndrica (20) cuya dimensión diametral es menor que la de dicha cámara cilíndrica (12, 112) con el fin de formar un interespacio de gas inerte que define un colchón aislante en forma de copa (17; 117).

Description

Dispositivo hidráulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo.
La presente invención hace referencia a un dispositivo hidráulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo.
La invención es particularmente adecuada para sistemas para formar piezas fundidas metálicas, en las que el metal fundido ha de ser transferido desde el horno de mantenimiento a las matrices sustancialmente con una operación de vertido en vez de a través de conductos.
Es conocido en la técnica que los metales fundidos son difíciles de transferir entre los diversos sistemas de procesamiento debido a su elevada temperatura, corrosividad y emisiones nocivas de gas.
WO 02 085556 y WO 02 085557 muestran sistemas de suministro de fundidos a presión continua tal y como se define en el preámbulo de la reivindicación 1. Ambos documentos están sujetos al Artículo 54(3) de la EPC.
El objetivo de la presente invención es proveer un dispositivo hidráulico a ser interpuesto entre conductos para el pasaje de metal fundido que permita bombear una cantidad elegida de metal y/o controlar el flujo de dicho metal.
Dentro de este objetivo, un objeto de la invención es proveer un dispositivo que sea adecuado para metales de diversos tipos.
Otro objeto es proveer un dispositivo que tenga una estructura simple.
Otro objeto es proveer un dispositivo que pueda fabricarse con sistemas y tecnologías conocidos.
Este objetivo y estos y otros objetos que resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consiguen mediante un dispositivo hidráulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo, como se define en la reivindicación 1.
Otras características y ventajas de la invención resultarán aparentes de mejor modo a partir de la descripción de un ejemplo de realización preferido pero no exclusivo suyo, ilustrado sólo mediante ejemplo no limitador en los dibujos que acompañan, en los que:
La Figura 1 es una vista de un dispositivo según la invención para bombear metal fundido;
La Figura 2 es una vista a escala ampliada de un detalle del dispositivo de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista del dispositivo según la invención para controlar el flujo de metal fundido;
La Figura 4 es una vista de un aparato compuesto que comprende una pluralidad de dispositivos según la invención.
Con referencia a las figuras, un dispositivo hidráulico para bombear metal fundido según la invención está generalmente designado por el número de referencia 10.
El dispositivo comprende una caja 11, que forma internamente una cámara cilíndrica 12 para la conexión de al menos un primer conducto 13 y un segundo conducto 14 para el pasaje de metal fundido 15, dentro de la cual un pistón 16 puede deslizarse herméticamente.
Un colchón aislante 17 de gas inerte, adecuado para mantener el metal 15 y el pistón 16 separados, está interpuesto entre el pistón 16 y el metal fundido 15.
El pistón 16 está asociado con medios 18 para moverlo con un movimiento rectilíneo reciprocante, tal y como se describe mejor a continuación.
El pistón 16 está constituido por una porción sustancialmente en forma de disco 19, que puede deslizarse herméticamente dentro de la cámara cilíndrica 12, y por una porción sustancialmente cilíndrica 20 cuya dimensión diametral es mayor que la dimensión correspondiente de la cámara cilíndrica 12, con el fin de formar un interespacio tubular en el que el gas inerte esté presente para formar un colchón aislante en forma de copa 17.
La presión y el volumen del gas que forma el colchón aislante 17 son controlados mediante una válvula eléctrica 21, que controla la entrada de gas a la cámara cilíndrica 12 a través de un conducto radial 22 formado en la caja 11.
El conducto radial 22 tiene una salida 23 que lleva adentro de la cámara cilíndrica 12 y está dispuesto en una región en la que siempre está conectado al colchón aislante 17 incluso durante el movimiento del pistón 16, que nunca hace contacto con el metal 15.
Una junta 24 para formar un sello con la cámara cilíndrica 12 está dispuesta perimétricamente respecto de la porción en forma de disco 19.
La porción cilíndrica 20 está provista de una cáscara exterior 25, que tiene sustancialmente forma de copa y está hecha de material cerámico; dicha cáscara está llena de masilla aislante 26, tal como por ejemplo como la masilla conocida comercialmente por el nombre comercial INSURAL, y está fijada a la porción en forma de disco 19 mediante clavijas transversales 27.
La caja 11 comprende una primera porción 28, que normalmente contiene el metal 15 y está constituida por una capa interior 29 hecha de material cerámico, por una capa intermedia 30 hecha de masilla aislante, tal como por ejemplo la masilla conocida comercialmente por el nombre comercial INSURAL, y por una capa exterior 31 hecha de acero; y una segunda porción 32, que nunca contiene metal 15 pero dentro de la cual el pistón 16 puede deslizarse; dicha segunda porción está provista de una camisa exterior 33 que es adecuada para formar un interespacio 34 en el que un líquido refrigerante puede fluir a través de los conectores de entrada y salida 35 y 36.
La caja 11 ha de estar dispuesta de modo que la cámara cilíndrica 12 tenga un eje vertical y la primera porción 28 esté dispuesta debajo de la segunda porción 32.
El primer y segundo conducto 13 y 14 están conectados a un fondo 37 de la primera porción 28; al menos uno de dichos conductos tiene una función de entrada y al menos uno tiene una función de entrega.
El ejemplo de realización descrito anteriormente para la caja 11 y el pistón 16 es particularmente adecuado si el metal fundido 15 es aluminio, que es un metal altamente agresivo.
Por el contrario, en el caso, por ejemplo, de metales o aleaciones no agresivos, el pistón 16 y la caja 11 pueden estar hechos de acero inoxidable.
Los medios para mover el pistón 16 están constituidos, en este caso, por un actuador lineal 38 con un cuerpo 39 que está fijado por encima de la segunda porción 32 y con una cabeza del vástago 40 que está fijado a la porción en forma de disco 19, en el lado opuesto respecto de la porción cilíndrica 20.
El actuador lineal 38 puede ser del tipo hidráulico y puede ser controlado por una unidad de control electrónico para controlar el avance del pistón 16 de modo que se controle de modo acorde, conociendo los parámetros geométricos, la cantidad de metal fundido bombeado o extraído.
La Figura 3 ilustra un dispositivo 110, según la invención, para controlar el flujo de metal fundido.
El dispositivo 110 tiene una estructura simplificada respecto del dispositivo 10 y comprende una caja 111 que forma internamente una cámara cilíndrica 112, para la conexión de un primer conducto 113 y un segundo conducto 114, dentro de los cuales un pistón 116 puede deslizarse herméticamente.
El pistón 116 es estructuralmente similar al pistón 16 del dispositivo 10, formando un colchón aislante de gas en forma de copa 117.
En este caso también, la presión y el volumen del gas que constituye el colchón aislante 117 están controlados por una válvula eléctrica 121 que controla la entrada del gas a través de un conducto radial 122 con una salida 123 dispuesta en esta región que está siempre en contacto con el colchón 117.
La caja 111 está constituida por una primera porción 128, que está constituida por una capa interior 129 hecha de material cerámico, una capa intermedia 130 hecha de masilla aislante, y una capa exterior 131 hecha de acero.
La segunda porción 132 en la que el pistón 116 puede deslizarse es un cuerpo tubular de acero.
En este caso también, el ejemplo de realización mostrado para la caja 111 y el pistón 116 es particularmente adecuado si el metal fundido 15 es aluminio, que es un metal altamente agresivo.
Tal y como se ha mencionado, el primer y segundo conductos 113 y 114 están conectados a una primera porción 128 y están dispuestos en este caso de modo que sus ejes longitudinales estén paralelos en diferentes alturas.
El pistón 116 está asociado con un actuador lineal 138, que tiene un cuerpo 139 que está fijado por encima de la segunda porción 132 de la caja 111 y una cabeza del vástago 140 que está fijada a la porción en forma de disco 119 del pistón 116 en el lado opuesto respecto de la porción cilíndrica 120.
En este caso, el actuador lineal 138 es del tipo accionado neumáticamente, ya que el control de límite de recorrido es suficiente para afectar el flujo del
metal fundido 15, bloqueando dichos primer y segundo conductos.
De modo ventajoso, es posible combinar un dispositivo 10 para bombear metal fundido con dos dispositivos 110a y 110b para controlar el flujo del metal fundido tal y como se muestra en la Figura 4.
En particular, corriente arriba del primer conducto 13 hay un primer dispositivo de control de flujo 110a, mientras que corriente abajo del segundo conducto 14 hay un segundo dispositivo de control de flujo 110b.
Accionando alternativamente el cierre y la abertura de los dispositivos de control de flujo 110a y 110b, es posible controlar la entrada y entrega del dispositivo de bombeo 10 del primer y segundo conductos 13 y 14.
En la práctica se ha descubierto que la presente invención ha conseguido el objetivo y los objetos pretendidos.
El dispositivo según la invención tiene una estructura que hace posible controlar la cantidad de metal fundido bombeado en los conductos.
La elevada temperatura del metal fundido no permitiría usar juegos mínimos entre el pistón y la cámara cilíndrica en la que se desliza.
El colchón de gas inerte impide que el metal fundido se filtre en las holguras entre el pistón y la cámara cilíndrica e impida en modo alguno el movimiento del pistón.
Además, el juego es tal que la estructura no se ve afectada por las expansiones del material provocadas por las elevadas temperaturas de operación.
Además, controlando la presión y el volumen del gas del colchón mediante la válvula eléctrica, es posible dar al dispositivo una elevada flexibilidad respecto a los materiales utilizados y a las presiones aplicadas.
La presente invención es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas estando dentro del ámbito de las reivindicaciones anexadas.
Los detalles técnicos pueden ser reemplazados con otros elementos técnicamente equivalentes.
Los materiales, con la condición de que sean compatibles con el uso contingente, así como las dimensiones, pueden ser cualesquiera según los requisitos.

Claims (15)

1. Un dispositivo hidráulico para bombear metal fundido y/o controlar su flujo, comprendiendo una caja (11, 111) que forma internamente una cámara cilíndrica (12, 112), para la conexión de al menos un primer conducto (13, 113) y un segundo conducto (14, 114) para el pasaje de metal fundido, dentro del cual un pistón (16, 116) puede deslizarse herméticamente con el fin de bombear y/o controlar el flujo, un colchón aislante (17, 117) de gas inerte estando interpuesto entre dicho pistón (16, 116) y el metal fundido (15), dicho pistón (16, 116) estando asociado con medios de movimiento de pistón (18) para accionar su movimiento con un movimiento rectilíneo reciprocante, caracterizado por el hecho de que dicho pistón (16, 116) comprende una porción sustancialmente en forma de disco (19), que forma un sello con dicha cámara cilíndrica (12, 112), y una porción sustancialmente cilíndrica (20) cuya dimensión diametral es menor que la de dicha cámara cilíndrica (12, 112) con el fin de formar un interespacio de gas inerte que define un colchón aislante en forma de copa (17; 117).
2. El dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende una válvula eléctrica (21, 121) para controlar la presión y el volumen de dicho gas.
3. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha caja (11, 111) comprende al menos un conducto de entrada de gas radial (22, 122), con una salida (23, 123) dispuesta en esta región que siempre está conectada a dicho colchón aislante (17; 117).
4. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho conducto radial (22, 122) está conectado a dicha válvula eléctrica (21, 121) para controlar la entrada de gas inerte.
5. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha caja (11, 111) está dispuesta de modo que la cámara cilíndrica (12, 112) tenga un eje vertical, con dicho pistón (16, 116) dispuesto por encima del metal fundido (15).
6. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha porción sustancialmente en forma de disco (19) está provista perimétricamente de al menos una junta (24) para formar un sello con dicha cámara cilíndrica (12, 112).
7. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha porción sustancialmente cilíndrica (20) comprende una cáscara exterior (25) que tiene sustancialmente forma de copa, está hecha de material cerámico, está llena de masilla aislante (26), y está fijada a dicha porción sustancialmente en forma de disco (19).
8. El dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicha porción sustancialmente cilíndrica (20) está fijada a dicha porción sustancialmente en forma de disco (19) mediante clavijas transversales (27).
9. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha caja (11, 111) comprende una primera porción (28, 128) dentro de la cual el metal fundido (15) está normalmente presente, dicha porción estando constituida por una capa interior (29, 129) hecha de material cerámico, una capa intermedia (30, 130) hecha de masilla aislante, y una capa exterior (31, 131) hecha de acero.
10. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha caja (11) comprende una segunda porción (32), dentro de la que dicho pistón (16) se desliza, dicha segunda porción estando provista de una camisa exterior (33) que forma un interespacio (34) en el que el líquido refrigerante fluye.
11. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dichos medios de movimiento de pistón (18) están constituidos por un actuador lineal (38, 138) en el que el cuerpo (39, 139) está fijado a dicha caja (11, 111) y la cabeza del vástago (40, 140) está fijada a dicho pistón (16, 116) en el lado opuesto respecto de dicha porción cilíndrica (20).
12. El dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que dicho actuador (38) es hidráulico.
13. El dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que dicho actuador (138) es neumático.
14. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, sólo para bombear metal fundido, caracterizado por el hecho de que dichos conductos (13, 14) están dispuestos en el fondo (37) de dicha cámara cilíndrica (12), un conducto estando provisto para la entrada, un conducto estando provisto para la entrega.
15. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones 1-13 sólo para controlar el flujo del metal fundido, caracterizado por el hecho de que dichos conductos (113, 114) están dispuestos en una posición tal que dicho pistón (116) realiza un movimiento translatorio al menos entre dos posiciones estables, una para bloquear al menos un conducto y una para no controlar el flujo del metal.
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