NO315031B1 - Doseringsventil med eksentrisk åpnerfunksjon med kraftmoment for gravitasjonsstöping av flytende metall - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til anvendelse ved gravitasjonsstøping av flytende metall omfattende en doseringsventil med eksentrisk åpnerfunksjon med kraftmoment. Ved gravitasjonsstøping av for eksempel sink anoder, er volum og vekt en vesentlig del av støpingen for å fa minst mulig etterarbeid med produktet.

Problem som samlet løses med denne oppfinnelsen er som følger: dosere nøyaktige mengder, være operativ under høye temperaturer, kunne skifte ut doseringskammer mens det er flytende metall i tanken, kunne skifte komponenter enkeltvis i ventilen samt at ventilen kan settes i en produksjonsrekke der ventilene vil operere samtidig ved kun bruk av for eksempel én elektromotor med en aksling med trykkplater som beveger seg i begge retninger og betjener alle ventilene samtidig.

Tidligere kjent teknikk på området kommer frem i Patent WO90/12667 og beskriver et metallutstøpning apparat bestående av et utløprør eller en trakt som har innløpsende formet med et ventilsete, utløpsende med minst én utløpåpning og et ventilelement som kan beveges i lengderetningen i utløprøret. Ventilelementet er utvidet i en ende slik at det kan samvirke med ventilsetet for å stenge eller åpne utløprøret når ventilelementet beveges opp og ned.

Ved undersøkelse hos anerkjente ventilleverandører ble følgende forklaringer ved bruk av ventiler til å tappe flytende metaller: Vanlige høytemperaturventiler med styring er problematiske å forvarme da de ikke er beregnet brukt til denne type formål.

Problemet med forvarm ingen er at temperatursvingninger lett kan skade ventil og styring, og det vil være meget kostnadskrevende hvis det skal være mulig å styre temperaturen nøyaktig uten for store svingninger.

Doseringsmu 1 ighcten var beregnet utført i henhold til åpningstid til ventilen, noe som kunne bli problematisk ved legeringer som har en flyttemperatur rundt 500 °C som også er operativ temperatur for ventilen.

På grunn av metallets seighet i grenseområdet ved flyttemperaturen, så vil det være stor fare for at ventilen vil fa funksjonsproblemer.

Det ble også opplyst at ventilen ikke var blitt brukt til gravitasjonsstøping av metaller slik at han ikke kunne gi noen garanti for funksjonaliteten til ventilen.

Utformingen av denne ventilen bygger på et ordinært ventilprinsipp, men for å oppnå alle de forannevnte egenskapene, er den bygd som vist på fig. A.

Denne doseringsventilen er ikke så temperaturfølsom, og derfor kan man holde ventilkammeret og tappetrakten godt over smeltetemperaturen slik at flyten renner lett, samt at sidene inne i ventilen som vist på fig. C. er skrå nedover mot utløpet for å begrense mulighetene for avleiring av metall inne i ventilen.

På grunn av den kone utformingen på innløpventilen (5) og innløpkammer (6) samt utløpeventilen (3) og doseringskammer (4), så vil eventuell ekspansjon i metallet ikke forårsake at ventilen setter seg fast mellom kammer og ventil. Dette gjør at ventilen vil fungere selv om det vil være temperatursvingninger på ventilen.

Det er beregnet å forvarme ventilen samt tappetanken med for eksempel propan.

Dette gjør at det vil være meget enkelt og lite kostnadskrevende å løse problemet med forvarming av denne ventilen.

Styringen som er lokalisert på toppen av tanken er også utformet med hensyn til temperaturen.

På grunn av varmeledningen i ventilen, så er styringen utformet på en slik måte at ikke varmen sprer seg lenger enn til trykkpunktene på styringen. Styringen av ventilen skjer på toppen av tanken (fig. B) skjermet for den sterke varmen, samt at den er tilrettelagt slik at det er mulig å betjene den enkelt med for eksempel en elektromotor som beveger seg i begge retninger og med trykkplater som henholdsvis åpner og lukker doseringskammeret. Ventilstyringen (fig. D.) er bygd opp med trykkfjærer (14,20) som holder innløpventilen (5) og utløpeventilen (3) lukket. Por å åpne ventilene er det beregnet å bruke ventilåpnerstag (17,23) som er festet i motvektsstag (11, 12) som har tre beregnede hensikter:

1. Opprettholde mest mulig sentrisk trykk på ventilene (3, 5).

2. Flytte trykkpunktene bort fra ventilene (3, 5) for at de skal kunne betjenes lettere.

3. Øke momenttrykket for å åpne ventilen.

For å kontrollere utslagene på åpningen av ventilene (3, S), så er det beregnet å bruke regulerbart avstandsstag (10) for å hindre at ventilene åpnes for mye slik at ventilen skades.

Når det gjelder å dosere nøyaktige mengder er det beregnet å bruke et doseringskammer (4) for å kunne oppnå dette.

Doseringskammeret (4) kan skiftes ut under drift hvis det for eksempel skal støpes små serier, uten at flyten i tanken vil renne ut under skiftingen av kammeret.

De nederste delene på ventilen (7,6,1) er beregnet å være seks kantede utvendig slik at de vil være lette å demontere og montere.

Hele ventilen er bygget opp av selvstendige komponenter som kan skiftes ut enkeltvis. Dette gjør at ventilen lett vil kunne vedlikeholdes under drift, slik at det vil bli minst mulig driftsforstyrrelser av ventilen.

Anordning for gravitasjonsstøping av flytende metall omfattende en doseringsventil som består av innløpskammer (6) og doseringskammer (4) som er skrudd sammen, og innløpsventil (5) og utløpsventil (3) som utgjør fylle og tømmefunksjonen i ventilen karakterisert ved at utløpsventilstag (3a) går sentrisk innvendig i innløpsventilstag (5a) og innløpsventil (5) og utløpsventil (3) tilslutter åpningene i henholdsvis innløpskammeret (6) og doseringskammeret (4) slik at dette blir en doseringsventil.

Flere trekk ved oppfinnelsen fremkommer av kravene 2-7.

Anvendelse av anordningen i følge krav 1-7 er ved gravitasjonsstøping av flytende metall.

Ventilen ifølge oppfinnelsen er vist på tegningene, der fig. A. er et sideriss av ventilen komplett montert, fig. B. er sideriss av ventilen montert i en tank, fig. C. er et snitt av nederste del av ventilen og fig. D. er et sideriss av styringsenheten på toppen av tanken.

Beskrivelsen tar utgangspunkt i fig. C. samt fig. D. Nederst på doseringsventilen er det montert en tappetrakt (l). Trakten (1) er igjen festet uten nærmere beskrivelse til en utvendig gjenget stuss (2), som er dreid ut av nederste del av doseringskammer (4). Øverste delen av trakten er utformet som en sekskant utvendig slik at det skal være tettere å demontere og montere.

Doseringskammeret (4) er også utformet utvendig som en sekskant for at man lettere skal kunne skifte ut kammeret under drift.

Innvendig er kammeret gjenget slik at det kan skrues fast i innløpkammeret (6). Det som er viktig med doseringskammeret (4), er at lengden av kammeret blir dimensjonert slik at det planlagte volumet inne i kammeret vil stemme overens med det planlagte volum og vekt for det støpte produkt.

Innløpkammeret (6) er gjenget utvendig for at doseringskammer (4) skal kunne skrues på innløpkammeret (6). Innløpekammeret er også utformet som en sekskant utvendig der det ikke er gjenget. Innvendig er innløpkammeret (6) gjenget for at dette skal kunne skrues på den utvendig gjenget sveiseinnsats (7) som skal sveises fast i den tilpassede åpningen i bunnen av tappetanken.

Det er beregnet at det skal være medskjøt i sammenfestningen fra den utvendig gjenget sveiseinnsats (7) hele veien ned til trakten (1).

Utløpeventilstaget (3a) er utformet slik at staget går innvendig i senter på innløpventilstaget (5a), og er festet i ventilstyringen på toppen.

Går vi opp til ventilstyringen øverst på tanken, så er den oppbygd på følgende måte: Først har vi en festebrakett (9) til ventilstyringen. Ventilstagene (5a, 3a) støttes av et styrerør (8) for å motvirke at ventilene går ut av posisjon sidesveis.

Trykkfjær (14) skal sørge for å lukke innløpventilen (5) til innløpkammer (6). Øverste del av stag til innløpventilstaget (5a) skal være utvendig gjenget for at det skal skrues på festemuttere (16) med en trykkutjevningsskive (15) mellom festemuttrene (16).

Denne sammensetningen vil også fungere som en justeringsfunksjon for hvor hardt ventilen skal trekkes til.

Det er beregnet å bruke et brekkstang prinsipp for å operere ventilfunksjonen. Dette gjøres med at motvektsstaget (12) er festet i ventilåpnerstaget (17) som er S-formet. For at ikke innløpventilen (5) skal slå ned i utløpeventilen (3) er det beregnet å ha et regulerbart avstandsstag (10) som justeres inn til det utslaget som ønskes for innløpventilen (5).

Styringen til utløpeventilen (3) vil være utformet på følgende måte: 4 stk avstandsbolter (13) (utvendig utformet som sekskant) som er festet med gjengeinnsats i festebrakett (9) og festet med festemuttere(19) i trykkfjær plattform (18). Trykkfjær(20) skal holde utløpeventilen lukket samt returnere ventilen til opprinnelig posisjon etter åpning. Utløpeventilstaget (3a) er utvendig gjenget øverst samt at det er montert festemuttere(21) med en trykkutjevningsskive (22) i mellom.

For å åpne utløpeventilen (3) er det beregnet å bruke ventilåpnerstag (23) med motvektsstag (11) samt et regulerbart avstandsstag (10) for å kontrollere utslaget på åpningen av ventilen.

Claims (8)

1. Anordning for gravitasjonsstøping av flytende metall omfattende en doseringsventil som består av innløpskammer (6) og doseringskammer (4) som er skrudd sammen, og innløpsventil (5) og utløpsventil (3) som utgjør fylle og tømmefunksjonen i ventilen karakterisert ved at utløpsventilstag (3a) går sentrisk innvendig i innløpsventilstag (Sa) og innløpsventil (5) og utløpsventil (3) tilslutter åpningene i henholdsvis innløpskammeret (6) og doseringskammeret (4) slik at dette blir en doseringsventil.

2. Anordning i følge krav 1 karakterisert ved at ventilene og kamrene har kileformede sider som tilslutter hverandre når de er lukket.

3. Anordning ifølge krav 1 karakterisert ved at kamrene har skrå bunner slik at mulighetene for avleiringer av metall i kamrene skal være minst mulig.

4. Anordning i følge krav 1 karakterisert ved at åpne og lukkefunksjonen til doseringsventilen styres av ventilåpnerstagene (17,23), som er utformet etter brekkstangprinsippet sammen med motvektstagene (12,11), utgjør åpnerfunksjonen og åpner henholdsvis innløpventilen (5) til innløpskammeret (6) og utløpsventiten (3) til doseringskammeret (4) som igjen utfører henholdsvis fylle og tømmefunksjonen til doseringskammeret, ventilene (3, 5) er selvlukkende når trykket fra ventilåpnerstagene (17,23) avtar på grunn av trykkfjærene (14, 20) som presser ventilene (3, 5) opp og derved lukker ventilkamrene og utslagene til ventilåpnerstagene er kontrollert ved de regulerbare avstandsstagene (10) idet trykkutjevningsskivene (15, 22) samt styrerør (8) holder ventilstagene (3a£a) sentriske slik at de lukker kamrene (4,6) med jevnt trykk.

5. Anordning i følge krav 4 karakterisert ved at ventilåpnerstagene har S - formet utforming for å holde trykket mest mulig sentrisk på ventilstagene under belastning samt flytte trykkpunktene bort fra ventilstagene og øke momenttrykket ved åpning av doseringsventilen.

6. Anordning i følge krav 4 karakterisert ved at de regulerbare avstandsstagene (10) kontrollerer utslaget på hvor mye ventilene skal åpnes.

7. Anordning i følge krav 4 karakterisert ved at trykkfjærene (14, 20), trykkutjevningsskivene (1S, 22) samt festemuttrene (16,21) utgjør selvlukkemekanismen i doseringsventilen.

8. Anvendelse av anordningen i følge krav I -7 ved gravitasjonsstøping av flytende metall.