DE1272493B

DE1272493B - Furnace for the metered dispensing of liquid metal and method for operating the same

Info

Publication number: DE1272493B
Application number: DEP1272A
Authority: DE
Inventors: Guido Oppi Forcesi
Original assignee: Forcesi G O
Current assignee: Forcesi G O
Priority date: 1963-04-02
Filing date: 1963-12-14
Publication date: 1968-07-11

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Int. Cl.:Int. Cl .:

B22dB22d

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 31 b2 - 39/00 German KL: 31 b2 - 39/00

Nummer: 1272493Number: 1272493

Aktenzeichen: P 12 72 493.5-24 (F 41551)File number: P 12 72 493.5-24 (F 41551)

Anmeldetag: 14. Dezember 1963Filing date: December 14, 1963

Auslegetag: 11. Juli 1968Opening day: July 11, 1968

Öfen zur dosierten Abgabe von flüssigem Metall sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbesondere sind solche bekannt mit einem vom Bereich des Ofenbodens bis außerhalb des Ofens und oberhalb des Metallspiegels geführten Abgabestutzen sowie oberhalb des Metallspiegels in den Ofenraum einmündendem, an einen Druckgassammler angeschlossenen Druckgaszuführungsstutzen und zugeordneter Steuervorrichtung. Häufig dienen derartige Öfen zur Abgabe dosierter Mengen flüssigen Metalls an Spritzgußmaschinen u. dgl.Furnaces for the metered delivery of liquid metal are known in various embodiments, in particular, those are known with a region of the furnace bottom to outside of the furnace and Above the metal level dispensing nozzle and above the metal level in the furnace opening into a compressed gas collector connected to a compressed gas supply nozzle and assigned Control device. Often such furnaces are used to dispense metered amounts of liquid metal on injection molding machines and the like.

Eine wesentliche Schwierigkeit bei derartigen Öfen besteht darin, trotz des Absinkens des Badspiegels jeweils die gewünschte einstellbare Menge des flüssigen Metalls abzugeben. Dazu sind verschiedene Steuereinrichtungen bekannt. Bei einer dieser bekannten Ausführungsformen ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, daß in der Ofenkammer ein konstanter Druck aufrechterhalten bleibt. Bei gleichbleibenden Öffnungszeiten für das Abgabeventil wird somit bei absinkendem Metallspiegel jeweils eine von Mal zu Mal geringer werdende Menge an Metall abgeführt. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform wird mit dem Absinken des Spiegels des Metallbades jeweils stufenweise eine Druckerhöhung vorgenommen. Auch bei dieser Ausführungsform läßt sich eine genaue Dosierung in Abhängigkeit insbesondere von der Abgabezeit nicht erreichen. Das gilt insbesondere dann, wenn mit unterschiedlichen dosierten Mengen gearbeitet werden muß. Ferner läßt sich diese Maßnahme nur in einem begrenzten Bereich durchführen, so daß nach wenigen Entnahmen eine Nachfüllung vorgenommen werden muß, um den ursprünglichen Stand des Badspiegels wiederherzustellen. Derartige Maßnahmen sind jedoch mit erheblichen Zeit- und Wärmeverlusten verbunden und somit nachteilig. Auch hat man bereits vorgeschlagen, bei gleichbleibendem Gasdruck in der Ofenkammer mit absinkendem Badspiegel die Verteilungszeit, d. h. die Abgabezeit, zu erhöhen. Es ist bedienungstechnisch aufwendig und bietet darüber hinaus ebenfalls nicht die Gewähr, daß die jeweils gewünschte und erforderliche Dosierung genau eingehalten wird. Auch ist es bekannt, in den Ofen ein Dosiergefäß einzubauen, welches mit dem geschmolzenen Metall im Ofenraum über einen Kanal und ein zugeordnetes Ventil in Verbindung steht. Die Betätigung des Ventils erfolgt dabei in Abhängigkeit von zwei die Abgabemenge bestimmenden Kontakten. Bei dieser Ausführungsform wird bei Erreichen des die maximale Menge im Dosiergefäß bestimmenden Kontaktes das Ventil geschlossen sowie eine Druckgasleitung, die Ofen zur dosierten Abgabe von flüssigem
Metall und Verfahren zum Betrieb desselbenA major difficulty with such furnaces is to deliver the desired adjustable amount of the liquid metal in spite of the lowering of the bath level. Various control devices are known for this purpose. In one of these known embodiments, the control device is designed so that a constant pressure is maintained in the furnace chamber. If the opening times for the dispensing valve remain the same, an amount of metal that decreases from time to time is discharged as the metal level falls. In another known embodiment, as the level of the metal bath falls, the pressure is increased in steps. In this embodiment, too, it is not possible to achieve an exact dosage as a function of the dispensing time in particular. This is especially true if you have to work with different metered amounts. Furthermore, this measure can only be carried out in a limited area, so that after a few withdrawals a refill has to be carried out in order to restore the original level of the bath level. However, such measures are associated with considerable losses of time and heat and are therefore disadvantageous. It has also already been proposed to increase the distribution time, ie the delivery time, while the gas pressure in the furnace chamber remains constant and the bath level falls. It is complex to operate and, moreover, does not guarantee that the required and desired dosage will be precisely adhered to. It is also known to build a metering vessel into the furnace, which is connected to the molten metal in the furnace space via a channel and an associated valve. The actuation of the valve takes place depending on two contacts that determine the delivery rate. In this embodiment, when the contact that determines the maximum amount in the metering vessel is reached, the valve is closed, as is a pressurized gas line, the furnace for the metered dispensing of liquid
Metal and method of operating the same

Anmelder:Applicant:

Guido Oppi Forcesi, Mailand (Italien)Guido Oppi Forcesi, Milan (Italy)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, Patentanwalt,Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, patent attorney,

4300 Essen, Kettwiger Str. 364300 Essen, Kettwiger Str. 36

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Guido Oppi Forcesi, Mailand (Italien)Guido Oppi Forcesi, Milan (Italy)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Italien vom 2. April 1963 (33 516)Italy of April 2, 1963 (33 516)

in das Dosiergefäß einmündet, geöffnet. Bei Erreichen des unteren Kontaktes im Bereich der Abgabeöffnung durch Absinken des Metallbadspiegels im Dosierbehälter erfolgt dann ein Abschalten der Druckgaszuführung sowie ein Entlüften und das öffnen des zugeordneten Ventils. Diese Maßnahmen lassen zwar eine in etwa gleichbleibende Dosierung zu, sind jedoch insofern nachteilig, als durch das jeweilige Auffüllen des Dosierbehälters die Ausstoßkapazität eines derartigen Ofens begrenzt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin,- daß das Absinken des Metallbadspiegels im Ofen auf eine vom oberen Kontakt bestimmte Höhe begrenzt ist. Ferner ist es praktisch unmöglich, eine über das Volumen des Dosiergefäßes hinausgehende Menge abzugeben. Auch müssen bei unterschiedlicher Dosierung der abzugebenden Metallmenge jeweils die Kontakte in umständlicher Weise neu eingestellt werden.opens into the dosing vessel. When reaching the lower contact in the area of the dispensing opening when the metal bath level in the dosing tank drops, the is switched off Pressurized gas supply as well as venting and opening of the assigned valve. These measures allow an approximately constant dosage to, however, are disadvantageous insofar as the discharge capacity due to the respective filling of the dosing container such a furnace is limited. Another disadvantage is - that the sinking of the metal bath level in the furnace is limited to a height determined by the upper contact. Furthermore it is practically impossible to dispense an amount exceeding the volume of the dosing vessel. In the case of different dosages of the amount of metal to be dispensed, the contacts in each case have to be in cumbersome way to be readjusted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zur dosierten Abgabe von flüssigem Metall zu schaffen, der eine genaue Dosierung der jeweils gewünschten flüssigen Metallmenge zuläßt.
Die Erfindung betrifft einen Ofen zur dosierten Abgabe von flüssigem Metall mit einem vom Bereich des Ofenbodens bis außerhalb des Ofens und oberhalb des Metallspiegels geführten Abgabestutzen sowie oberhalb des Metallspiegels in den Ofenraum einmündendem, an einen Druckgassammler angeschlossenen Druckgaszuführungsstutzen und zugeordneter Steuereinrichtung. Die Erfindung besteht darin, daß in der Speiseleitung des Druckgassamm-The invention is based on the object of creating a furnace for the metered delivery of liquid metal which allows precise metering of the respectively desired amount of liquid metal.
The invention relates to a furnace for the metered dispensing of liquid metal with a discharge nozzle extending from the furnace bottom to outside the furnace and above the metal surface and a compressed gas supply nozzle connected to a compressed gas collector and associated control device above the metal surface. The invention consists in that in the feed line of the compressed gas collection

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lers ein in Abhängigkeit vom Sinken des Metallspiegels den Druck im Druckgassammler erhöhendes Regelventil angeordnet ist. Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung ist das Regelventil als Membranventil ausgeführt, dessen eine Kammer mit dem Druckgassammler und dessen andere Kammer über eine an sich bekannte, mit einem Tauchkolben in das Metallbad eintauchende Regeleinrichtung an die Speiseleitung angeschlossen ist. Zweckmäßig istlers a depending on the sinking of the metal level the pressure in the pressure gas collector increasing control valve is arranged. After a special one Proposal of the invention, the control valve is designed as a diaphragm valve, one chamber with the compressed gas collector and its other chamber via a known per se, with a plunger control device immersed in the metal bath is connected to the feed line. Is expedient

zur Regeleinrichtung mit einem von Hand gesteuerten Druckregler einstellbar. Ferner kann der Druckgassammler unterhalb des Ofenraums im Ofenkörper angeordnet sein.adjustable to the control device with a manually controlled pressure regulator. Furthermore, the compressed gas collector be arranged below the furnace chamber in the furnace body.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Ofens zur dosierten Abgabe von flüssigem Metall unter Beaufschlagung des Metallbades mit Druckgas, das darin besteht, daß der Druck des Druckgases in Abhängigkeit vom Sinken 20The invention also relates to a method for operating such a metered dispensing furnace of liquid metal under the action of the metal bath with pressurized gas, which consists of the Pressure of the compressed gas as a function of the sinking 20

Metalls auf den Tauchkolben 10 einen Signaldruck, der von einem noch zu beschreibenden Steuerorgan ausgeht, zu modulieren. Anders gesagt, je nach dem Metallbad 5 im Ofenraum 4 erreichten Stand modi-5 fizieren die Regeleinrichtungen 13 dieses Apparates, der allgemein unter der Bezeichnung »Pilotsignal-Übertrager« bekannt ist, den Druck, der zu dem Regelventil 27 gelangt.Metal on the plunger 10 a signal pressure from a control member to be described goes out to modulate. In other words, depending on the level of the metal bath 5 reached in the furnace chamber 4, modes 5 the control devices 13 of this apparatus, generally known as the "pilot signal transmitter" the pressure that reaches the control valve 27 is known.

Zur Verteilung des flüssigen Metalls ist ein pneu-To distribute the liquid metal, a pneumatic

der der einen Kammer des Regelventils zugeführte 10 matischer Kreislauf vorgesehen, der aus einem Druck-Druck über einen pneumatischen Kreislauf parallel gaszuführungsstutzen 20 besteht, der im Ofenraum 4,the 10 matic circuit supplied to one chamber of the control valve is provided, which consists of a pressure-pressure there is a parallel gas supply nozzle 20 via a pneumatic circuit, which is located in the furnace chamber 4,

oberhalb des maximalen erreichbaren Standes des Bades, mündet. Dieser Druckgaszuführungsstutzen 20 ist ein Abzweig einer Leitung 21, deren mit der 15 Atmosphäre in Verbindung stehender Endteil 22 durch ein zwischengeschaltetes Elektroventil 23 verschließbar ist, das die Druckentladung besorgt, wenn eine solche beim normalen Arbeitszyklus des Ofens erforderlich ist.above the maximum achievable level of the bath, opens. This pressurized gas supply nozzle 20 is a branch of a line 21, whose end part 22, which is in communication with the atmosphere is closable by an interposed solenoid valve 23, which worries the pressure discharge when this is required during the normal working cycle of the furnace.

In die Leitung 21 ist ein Elektroventil 24 zwischen-In the line 21 there is a solenoid valve 24 between

liche Mengen flüssigen Metalls in jeder gewünschten Weise abgegeben werden können. Gleichbleibende Abgabezeiten führen somit auch zu genau gleichen Dosierungen.Liche amounts of liquid metal can be dispensed in any desired manner. Consistent Dispensing times therefore also lead to exactly the same dosages.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung naher erläutert, in der weitere erfindungsgemäße Merkmale aufgezeigt sind. Es zeigtIn the following, the invention is illustrated by means of a drawing that shows only one exemplary embodiment explained in more detail in the further inventive Features are shown. It shows

des Metallspiegels erhöht und die Dosierung mittels geschaltet, dessen öffnung die Druckgaseinführung der Zeitdauer der Druckbeaufschlagung festgelegt in die Ofenkammer 4 veranlaßt. Die Leitung 21 geht wird. von einem Druckgassammler 25 aus, der unterhalbof the metal level is increased and the metering is switched by means of which the pressurized gas inlet is opened the duration of the pressurization set in the furnace chamber 4 causes. Line 21 goes will. from a compressed gas collector 25, which is below

Der durch die Erfindung erzielte Vorteil ist vor des Ofens angeordnet ist. Der Druckgassammler wird allem darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemä- 25 über die Speiseleitung 26 gespeist, in der von links ßen Ofen die Dosierung unabhängig von dem jewei- nach rechts (Fig. 2) ein Membranventil (27), als ligen Stand des Metallbades im Ofen allein durch die Regelventil, ein elektrisches Auffangventil 28 und ein Abgabezeit genau festgelegt wird. Es lassen sich so- Unterbrecherhahn 30 angeordnet sind. Das Memmit die jeweils gewünschten Dosierungen allein durch branventil 27 ist an der der Membran entgegendie jeweilige Einstellung der Abgabezeit vornehmen, 30 gesetzten Seite mit der Speiseleitung 26 (über die Leiso daß ohne jegliche Umstellungen auch unterschied- tung 31) bzw. mit dem Steuerorgan 13 über die Leitung 32 α verbunden. Der auf die Membran einwirkende Druckunterschied bewirkt die öffnung oder die Schließung des Membranventils 27. In der Lei-35 tung 31 ist ein Manometer 32 angeordnet, das den Druck des Druckgassammlers und den auf das Bad ausgeübten Druck anzeigt, sowie ein Pressostat 33, welcher, bei Erreichung eines vorbestimmten Minimal-Badstandes in der Ofenkammer 4, der einemThe advantage achieved by the invention is arranged in front of the furnace. The compressed gas collector is mainly seen in the fact that in the case of the inventive 25 fed via the feed line 26, in the furnace from the left, the metering is independent of the respective diaphragm valve (27) to the right (FIG. 2 ), as a stand of the Metal bath in the furnace is precisely determined solely by the control valve, an electrical collecting valve 28 and a dispensing time. It can be arranged in this way. The Memmit the respectively desired dosages through the branch valve 27 alone is to make the respective setting of the dispensing time on the side opposite the membrane, 30 set side with the feed line 26 (via the Leiso that also differentiation 31 without any changes) or with the control element 13 via the line 32 α connected. The pressure difference acting on the membrane causes the opening or closing of the membrane valve 27. In the line 31 there is a manometer 32 which shows the pressure of the compressed gas collector and the pressure exerted on the bath, as well as a pressure switch 33 which, upon reaching a predetermined minimum bath level in the furnace chamber 4, the one

F i g. 1 schematisch einen Axialschnitt durch einen 40 Maximalwert des im Druckgassammler 25 vorhanerfindungsgemäßen Ofen, denen Druckes entspricht, ein Warnsignal auslöst.F i g. 1 schematically shows an axial section through a maximum value of the gas present in the compressed gas collector 25 according to the invention Oven, which corresponds to pressure, triggers a warning signal.

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand Von der Speiseleitung 26, und zwar unterhalb des nach Fig. 1. Hahns 30, zweigt ein Kanal 34 ab, der nach Durch-F i g. 2 shows a cross section through the object of the feed line 26, namely below the according to Fig. 1. Hahns 30, branches off a channel 34, which after through-

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist mit 1 allgemein querung eines Druckreglers 35 zur Regeleinrichtung der Ofenkörper bezeichnet, der gewöhnlich aus 45 13 gelangt. Im Fall einer Beschädigung der Regel-Blech 2 besteht und innen mit feuerfestem Material 3 einrichtung 13 kann die Einstellung des Signals von ausgekleidet ist, das derart aufgebaut ist, daß es einen Hand über den Zweiwegehahn 36 und den hand-Ofenraum 4, der das flüssige Metall 5 aufnimmt, bil- gesteuerten und in den Bypass 38 zwischengeschaldet. Das Metall wird dem Ofenraum 4 durch die teten JDfuckregier 37 erfolgen. Mit 39 ist ein Mano-Beschickungsöffnung 6 zugeführt und über den Ab- ga ineter bezeichnet, das den Druck im Steuerorgan 13 gabestutzen7, dessen unteres Ende nahezu bis,an anzeigt,
den Boden des Ofenraumes 4 reicht, abgegeben. Die Arbeitsweise des mit diesen Figuren veran-As the F i g. 1 and 2 show, is denoted by 1 generally crossing a pressure regulator 35 to the control device of the furnace body, which usually comes from 45 13. In the event of damage to the rule sheet 2 and inside with refractory material 3 device 13, the setting of the signal is lined, which is constructed in such a way that there is a hand over the two-way valve 36 and the hand-oven chamber 4, the liquid Metal 5 receives, image-controlled and interposed in the bypass 38. The metal is carried out to the furnace chamber 4 by means of the dead JDfuckregier 37. A mano-loading opening 6 is supplied with 39 and denoted by the exhaust gas ineter, which the pressure in the control member 13 dispensing connection7, the lower end of which indicates almost up to,
the bottom of the furnace chamber 4 is enough, delivered. The way of working with these figures

Das andere Ende des Abgabestutzens endet außer- schaulichten Ofens ist folgende:
halb des Ofens und ist mit einer Düse 8 versehen. Man nehme an, daß im Druckgassammler einThe other end of the discharge nozzle ends out of sight of the furnace is the following:
half of the furnace and is provided with a nozzle 8. Assume that there is a

Vor der Düse befindet sich eine Elektrode 9, die, 55 Druck vorhanden sei, der dem maximalen Badstand in Kontakt mit dem flüssigem Metall, den Eingriff in der Ofenkammer 4 entspräche. Bei Abgabe einer eines elektronischen Verzögerers, der die Dauer der Metallmenge, entsprechend der auf dem Verzögerer Zufuhr des Druckgases in den Ofenraum 4 kontrol- eingestellten Zeitdauer, sinkt der Badstand um a liert, bestimmt. Derartige Maßnahmen sind bekannt (s. Fig. 2). Damit wirkt auf den Tauchkolben 10 ein und bedürfen daher nicht einer Erläuterung. In das 60 vom Bad ausgeübter geringerer Druck, der über die Metallbad taucht ein Tauchkolben 10 aus feuer- Regeleinrichtung 13 zu einer Druckerhöhung auf der festem Material, dessen spezifisches Gewicht (auch unteren Fläche der Membran des Regelventils 27 Schüttgewicht) etwa gleich jenem des flüssigen Me- führt. Demzufolge öffnet sich das Membranventil tails ist, ein. Dieser Körper ist mit einem Stab 11 und steigt der Druck im Druckgassammler 25. Die verbunden, der nach Durchführung durch die Ofen- 65 Abnahme der im Ofenraum befindlichen Metallmenge decke in einen Träger 12 eingeführt ist, welcher einer wird somit durch die Druckerhöhung ausgeglichen, an sich bekannten Regeleinrichtung 13 angehört und Wenn die Ofenkammer 4 bis zum Minimalstand entin Übereinstimmung mit der Druckvariation des leert ist, was durch ein beträchtliches Ansteigen desIn front of the nozzle there is an electrode 9 which, if there was a pressure, would correspond to the maximum bath level in contact with the liquid metal, the engagement in the furnace chamber 4. When an electronic retarder is dispensed, which determines the duration of the amount of metal, corresponding to the period of time set on the retarder for supplying the compressed gas into the furnace chamber 4, the bath level falls by a lated. Such measures are known (see Fig. 2). This acts on the plunger 10 and therefore does not require an explanation. In the lower pressure exerted by the bath, which dips over the metal bath, a plunger 10 made of fire control device 13 increases the pressure on the solid material, the specific weight of which (including the lower surface of the diaphragm of the control valve 27, bulk density) is approximately equal to that of the liquid Me - leads. As a result, the diaphragm valve opens tails, a. This body is connected to a rod 11 and the pressure in the compressed gas collector 25 increases, which is inserted into a carrier 12 after carrying out the furnace cover 65 removal of the amount of metal in the furnace space, which is thus compensated for by the pressure increase known control device 13 belongs and when the furnace chamber 4 is emptied to the minimum level in accordance with the pressure variation of the, which is caused by a considerable increase in the

Druckes im Druckgassammler 25 angezeigt wird, dann greift der Pressostat 33 mit einem Warnsignal ein.Pressure is displayed in the compressed gas collector 25, then the pressure switch 33 engages with a warning signal a.

Claims

Patent claims:

1. Furnace for the dosed delivery of liquid metal with one of the area of the furnace floor to outside of the furnace and above the metal level as well as above of the metal mirror opening into the furnace chamber, connected to a compressed gas collector Pressurized gas supply nozzle and associated control device, characterized in that that in the feed line (26) of the compressed gas collector (25) a depending on the sinking of the metal level the pressure in Pressure gas collector (25) increasing control valve (27) is arranged.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the control valve (27) as a diaphragm valve is formed, one chamber with the compressed gas collector (25) and the other Chamber via a known per se, with a plunger (10) immersed in the metal bath Control device (13) is connected to the feed line (26).

3. Oven according to claim 1 and 2, characterized in that the one chamber of the Pressure supplied to the control valve (27) via a pneumatic circuit (38) parallel to the control device (13) is adjustable with a manually controlled pressure regulator (37).

4. Oven according to claim 1 to 3, characterized in that the compressed gas collector (25) is arranged below the furnace chamber in the furnace body.

5. Method of operating a furnace for the metered delivery of liquid metal under application of the metal bath with pressurized gas according to Claim 1, characterized in that the pressure of the pressurized gas is dependent on the decrease of the metal level increases and the dosage by means of the duration of the pressurization is determined.

Considered publications:
German Patent No. 1124 195;
British Patent No. 516 231.

1 sheet of drawings