SE467220B - Anordning foer pumpning av vaetskor med hjaelp av organ foer cyklisk variation av trycket i pumprummet - Google Patents

Description

467 10 15 20 _25 30 35 220 möjliggör såväl pumpning av smält metall som pumpning av många andra typer av vätskor för omrörning eller cirkula- tion av vätskorna utan användande av rörliga kolvventiler, så att underhållskostnaderna nedbringas till ett minimum och även anskaffningskostnaderna minskas väsentligt. Detta ändamål uppnås genom att anordningen ges de i kraven angiv- na kännetecknen.

Genom att pumprummets inmatningsöppning har ett väsentligt lägre strömningsmotstånd i riktningen in i pump- rummet än i den motsatta riktningen och pumprummets utmat- ningsöppning har ett väsentligt lägre strömningsmotstånd i riktningen ut från pumprummet än i den motsatta riktningen kan genom tryckvariationer i pumprummet en nettomängd väts- ka sugas in genom inmatningsöppningen och pressas ut genom utmatningsöppningen utan användande av rörliga ventiler.

Genom att öppningarna utformas såsom kanaler, dvs ges en viss längd i strömningsriktningen, kan ett riktnings- beroende strömningsmotstånd lätt åstadkommas. Detta innebär att genomströmningsmängden per tidsenhet på ett enkelt sätt kan göras olika stor i de olika riktningarna. Med ett cyk- liskt varierande tryck i pumprummet erhålles alltså en net- toströmning i den riktning, i vilken strömningsmotståndet är minst. A En utföringsform av anordningen enligt uppfinningen skall nu närmare beskrivas nedan med hänvisning till de bifogade ritningsfigurerna. M Fig. 1 visar schematsikt en smältugn av den inled- ningsvis angivna typen med ett huvudrum och ett pumprum, i vilken pumprummets inmatningsöppning och utmatningsöpp- ning har utformats i enlighet med uppfinningen.

Fig. 2 visar schematiskt i större skala pumprummet* enligt fig. 1 anslutet till organ för alstring av över- och undertryck i pumprummet.

Den i fig. 1 i horisontell tvärsektion visade ugnen innefattar ett ugnsrum, som förutom av botten och lock (icke visade) begränsas av väggar 10-15. Ugnsrummets ena sidovägg 15 är försedd med en öppningsbar lucka 20 för 10 15 20 25 30 35 nrxn ¿¿.U 467 chargering av ugnens huvudrum med grovt aluminiumskrot. Vid ugnens motsatta sidovägg 11 är ett pumprum 21 anordnat, vilket står i förbindelse med huvudrummet genom kanaler 22 respektive 23 i sidoväggen 11. Smält metall kan sålunda cirkulera från huvudrummet 17 genom pumprummet 21 tillbaka in i huvudrummet, såsom antydes medelst pilar. Härigenom åstadkommes en omrörning i metallsmältan, t'ex för en jäm- nare fördelning av den till smältan tillförda värmemängden eller för avgasning av smältan.

Kanalerna 22 och 23 är utformade med successivt avta- gande genomströmningsytor. Kanalen 22 har sin största genomströmningsyta vid den ände, som är vänd mot huvudrum- met 17, och sin minsta genomströmningsyta vid den ände, som är vänd mot pumprummet 21. Kanalen 23 har sin största genomströmningsyta vid den ände, som är vänd mot pumprummet 21, och sin minsta genomströmningsyta vid den ände, som är vänd mot huvudrummet. Båda kanalerna 22,23 har mjukt runda- de kanter vid den ände, som har den största genomström- ningsytan, och skarpa kanter vid den ände, som har den minsta genomströmningsytan. Genom denna utformning av kana- lerna får kanalerna olika strömningsmotstånd i olika rikt- ningar. Kanalen 22 har ett väsentligt lägre strömningsmot- stånd för smält metall, som flyter från huvudrummet 17 in i pumprummet 21, än för metall, som flyter från pumprummet in i huvudrummet. Kanalen 23 har ett väsentligt lägre ström- ningsmotstånd för smält metall, som flyter från pumprummet 21 in i huvudrummet 17, än för metall, som flyter från huvudrummet in i pumprummet.

När trycket i pumprummet är lägre än i huvudrummet, kommer en större mängd smält metall att strömma in i pump- rummet genom kanalen 22 än genom kanalen 23. När trycket i pumprummet är högre än i huvudrummet, kommer en större mängd smält metall att strömma in i huvudrummet genom kanalen 23 än genom kanalen 22. Härigenom uppkommer ett nettoflöde av smält metall från huvudrummet genom kanalen 22 in i pumprummet genom pumprummet och ut från pumprummet genom kanalen 23, såsom indikeras medelst pilarna i öpp- 10 15 20 25 30 35 467 220 ningarna 22 och 23. Genom den cykliska variationen av trycket i pumprummet och utformningen av kanalerna 22,23 åstadkommes sålunda en cirkulation av smält metall i huvud- rummet.

Såsom visas i fig. 2 är pumphuset försett med ett lock 35, så att ett slutet rum bildas. Detta slutna rum står genom en rörledning 36 i förbindelse med en fläkt 37. Rör-_ ledningen är invid fläkten uppdelad i två grenar 38,39, av vilka den ena 38 är ansluten till fläktens insugningssida 40 och den andra 39 är ansluten till fläktens utblåsnings- sida 41. Fläktens insugningssida 40 är vidare genom en rör- ledning 42 och ett luftfilter 43 förbunden med den omgivan- de atmosfären, och fläktens utblåsningssida 41 är även för- bunden med en rörledning 44 för utblåsningsluft från fläk- ten. Rörledningarna 38,39,42,44 är invid fläkten försedda med trottelventiler 45,46,47 respektive 48, vilka kan om- ställas medelst ett tryckluftdrivet styrorgan 49 för stäng- ning respektive öppning av de olika rörledningarna. Venti- lerna är kopplade parvis, så att fläktens insugningssida 40 är ansluten till rörledningen 36 till pumprummet och fläk- tens utblåsningssida 41 är ansluten till rörledningen 44 för bortledning av utblåsningsluft från fläkten eller alternativt fläktens utblåsningssida 41 är ansluten till rörledningen 36 till pumprummet och fläktens insugningssida 40 är ansluten till atmosfären genom luftfiltret 43. I det förstnämnda fallet åstadkommes ett undertryck i pumprummet i förhållande till trycket i huvudrummet, och i det sist-' nämnda fallet, vilket.illustreras i fig. 2, åstadkommes ett övertyck i pumprummet. Övertrycket respektive undertrycket kan lämpligen vara av storleksordningen 0,2 atmosfärer i förhållande till trycket i huvudrummet.

Pumprummet är vidare försett med en flottöranordning med en i vertikal led rörlig flottörkropp 50, vilken är förbunden med en styrstång 51, som är förskjutbart lagrad i pumphusets lock 35. styrstångens övre ände är försedd med ett indikatororgan 52, vilket är anordnat att samverka med_, en nedre och en övre impulsgivare 53,54 för indikering av 10 15 20 25 30 35 467 220 en minimum-nivå respektive en maximum-nivå hos smältan i pumprummet. Flottörkroppen 50 och styrstången 51 med indi- katororganet 52 visas i fig. 2 i ett mellanläge.

Impulsgivarna 53,54 är anslutna till-en icke visad styranordning, vilken styr trottelventilerna 45-48 vid fläkten 37 för cyklisk variation av trycket i pumprummet.

Genom den cykliska variationen av trycket i pumprummet och den ovan beskrivna utformningen av kanalerna kommer ett nettoflöde av smält metall att flyta från huvudrummet genom pumprummet tillbaka till huvudrummet, vilket befrämjar cir- kulationen av smält metall i huvudrummet. Den cykliska väx- lingen av trycket kan ske med en frekvens av t ex omkring l- period per minut, vilket vid en volym i pumphuset av 4 kubikmeter ger en pumpkapacitet av omkring 2-3 ton alumi- nium per minut. Även om endast en utföringsform av anordningen har visats och beskrivits, är det uppenbart att många modifika- tioner ooh variationer är möjliga inom ramen för uppfin- ningstanken. Pumprummet behöver t ex icke vara sammanbyggt med huvudrummet utan kan utgöras av en separat enhet, som anslutes till huvudrummet medelst lämpliga förbindelseled- ningar. Kanalerna mellan pumprummet och huvudrummet kan ha en avtagande genomströmningsyta utmed endast en del av _ kanalens längd eller utmed hela kanalens längd och t ex ungefär ha formen av en trumpet eller en stympad kon. Kana- lernas kanter vid den ände, där genomströmningsytan är störst, kan vara fasade i stället för mjukt rundade. Kana- lernas kanter vid den ände, där genomströmningsytan är minst, kan vara mer eller mindre skarpa. Ju skarpare kan- terna är, desto högre blir strömningsmotståndet för den vätska, som strömmar in i kanalerna vid de skarpa kanterna.

Kanalerna kan även helt eller delvis utgöras av insatta rördelar, vilka skjuter ut ur väggen och därigenom bildar en skarp kant vid den kanalände, där genomströmningsytan är minst. Kanalerna kan därigenom lätt göras längre och even- tuellt vinklas i förhållande till den vägg, genom vilken de passerar. Kanalerna kan då även lätt utformas"med flera 10 15 20 467 220 sektioner, om detta erfordras för uppnående av önskad skillnad i strömningsmotstånd mellan de olika riktningarna.

I stället för att utforma kanalerna med en avtagande genomströmningsyta, kan kanalerna utformas för-attege tur- bulens eller störningar i strömningen, som är olika för olika genomströmningsriktningar, så att därigenom olika strömningsmotstånd i olika riktningar erhålles. Detta kan eventuellt åstadkommas genom en eller flera insatser i kanalerna. Det kan slutligen i vissa fall vara tillräckligt med att endast en öppning är utformad såsom en kanal med olika strömningsmotstånd i olika riktningar för att en viss cirkulation genom pumprummet skall erhållas; Pumpeffekten och följaktligen cirkulationen av vätska blir emellertid mindre än om flera kanaler med olika strömningsmotstånd användes. Det är givetvis även möjligt att anordna flera inmatningsöppningar eller inmatningskanaler och flera utmatningsöppningar eller utmatningskanaler till respektive från pumprummet och ge dessa öppningar eller kanaler olika genomströmningsytor. Väsentligt är emellertid att öppning- arna eller kanalerna och dessas genomströmningsmotstånd dimensioneras på ett sådant sätt, att en nettomängd av vätskan inmatas genom inmatningsöppningarna och utmatas genom utmatningsöppningarna, så att ett nettoflöde erhålles genom pumprummet.

Claims (10)

10 15 20 25 30 467 220 Patentkrav

1. Anordning för pumpning av vätskor, innefattande ett pumprum (21), vilket är anordnat att mottaga en delmängd av den vätska, som skall pumpas, och vilket är försett med organ (36-49) för cyklisk variation av trycket i pumprummet mellan ett övertryck och ett undertryck i förhållande till trycket i det rum (17), där huvudmängden av vätskan befin- ner sig, varvid pumprummet (21) är försett med åtminstone en inmatningsöppning (22) och åtminstone en utmatningsöpp- ning (23), k ä n n e tfle c k n a d a v att inmatnings- öppningen (22) har ett väsentligt lägre strömningsmotstånd i riktningen in i pumprummet (21) än i den motsatta rikt- ningen och att utmatningsöppningen (23) har ett väsentligt lägre strömningsmotstånd i riktningen ut från pumprummet än i den motsatta riktningen, så att vid undertryck i pumprum- met en större mängd vätska insuges i pumprummet genom _ inmatningsöppningen (22) än genom utmatningsöppningen (23) och att vid övertryck i pumprummet en större mängd vätska utpressas genom utmatningsöppningen (23) än genom inmat- ningsöppningen (22), varigenom en nettomängd vätska suges in genom inmatningsöppningen och pressas ut genom utmat- ningsöppningen.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att öppningarna är utformade såsom kanaler (22,23) med mindre strömningsmotstånd i den ena riktningen än i den andra riktningen.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att varje kanal (22,23) har en genomströmningsyta, som avtar i huvudströmningsriktningen.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att kanalerna vid den ände, där genomströmningsytan är störst, har avfasade kanter.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att kanalerna (22,23) vid den ände, där genomströmningsytan är störst, har mjukt rundade kanter. 467 220 10

6. Anordning enligt något av kraven 3-5, k ä n n e - t e c k n a d a v att kanalerna (22;23) vid den ände, där genomströmningsytan är minst, har skarpa kanter.

7. Anordning enligt något av kraven 3-6, k ä n n e - t e c k n a d a v att varje kanals (22,23Û~genomström- ningsyta avtar kontinuerligt utmed åtminstone en del av sträokan_mellan kanalens ändar.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t a c k n a d a v att varje kanals (22,23) genomströmningsyta avtar konti- nuerligt utmed hela sträckan mellan kanalens ändar.

9. Anordning enligt krav 1 eller 2,pk ä n n e t e o k - n a d a v att varje öppning är så utformad, att den alst- rar turbulens vid genomströmning i den ena riktningen men icke i den motsatta riktningen. 15

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone en kanal är försedd med turbulensalstrande insatselement. 'q ,~