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EP0946314B1 - Dosierofen - Google Patents

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Publication number
EP0946314B1
EP0946314B1 EP97951076A EP97951076A EP0946314B1 EP 0946314 B1 EP0946314 B1 EP 0946314B1 EP 97951076 A EP97951076 A EP 97951076A EP 97951076 A EP97951076 A EP 97951076A EP 0946314 B1 EP0946314 B1 EP 0946314B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
probe
pressure
liquid metal
vessel
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97951076A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0946314A1 (de
Inventor
Klaus Malpohl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Strikowestofen GmbH
Original Assignee
Strikowestofen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Strikowestofen GmbH filed Critical Strikowestofen GmbH
Publication of EP0946314A1 publication Critical patent/EP0946314A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0946314B1 publication Critical patent/EP0946314B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/06—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by controlling the pressure above the molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/003—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the level of the molten metal

Definitions

  • the invention relates to a dosing furnace with a Vessel for holding liquid metal and a device for detecting a level of liquid metal in a vessel.
  • Adjustment aids which have a reproducible scanning enable.
  • the needle should be accurate for a well reproducible dosage the outlet position of the liquid metal at the outlet edge of the dosing tube (needle and outlet edge must sit at the same height).
  • the capture is in practice not only by the above Maintenance and repair work on the Metal needle shifted but also through the exchange of the metering tube, the installation height of which directly Position of the outlet edge determined. Due large manufacturing tolerances in the refractory sector can the installation of a new dosing tube as well a new seal, etc. the outlet edge by up to Move 10 mm vertically.
  • the scanning position is shifted in relation to the outlet edge by the above Measures of, for example, 5 mm a change of the dosed metal weight of typically 4%. A dosing accuracy of 1 to 2% is required. Due to poor access and the heat that prevails in the scanning area, in practice Do not readjust the needle, but it will Pressure or time parameters of the dosage or with us the dosage weight, which is known according to the integral method (Pressure over time) is determined, changed, to compensate for the falsification of the dosing weight. This has the disadvantage that founders who die Dosing parameters of different castings saved have corrections to these saved again and again Must make values since the sampling ratios and so that the dosage does not remain constant.
  • DE-OS 44 20 712 is also a sensor arrangement to measure the level of liquid metal known in which the sensor made of electrically conductive There is ceramic and in the wall of the vessel or one Riser pipe is inserted flush.
  • JP-A-05099726 considered. This reveals one in the wall a tundish filled with molten metal, open to the inside of the tundish Pipe with the pipe opening below the top edge the molten metal is arranged. From the Gas is blown into the melt into the tube. The through the metal melt generated back pressure (by which the level of the molten metal can be concluded can) in the tube with a pressure measuring device detected.
  • the invention has for its object a metering oven with a vessel for holding liquid metal and a device for detecting a level to create liquid metal in a vessel, being the device has a predetermined high level Accuracy recorded.
  • the pressure measuring device as a pressure wave switch to capture a when closing the Probe opening occurring through liquid metal Pressure response wave within the probe and delivery of a corresponding signal is executed and the Probe into the wall of one provided in the vessel Riser is fixed, becomes a simple one Device for detecting the level of liquid Metal is provided that is inexpensive and still with certainty a certain one Level detected.
  • the tube or the probe can be in the Wall or the riser pipe of a dosing furnace firmly inserted be, when passing the liquid level the desired signal is given on the riser becomes.
  • the probe is made of ceramic, this leads to the possibility of metal deposits on the probe is minimized (especially with the Material combination ceramic / aluminum). Should nevertheless thin deposits (e.g. due to the roughness of the probe), this leads to the invention Probe does not lead to a functional impairment, while with measuring systems based on electrical Contacting based, already thin deposits can cause a complete failure.
  • Ceramic Probe with an inner diameter of less than 2 mm to provide. Because of the surface tensions that arise, of liquid aluminum on the Ceramic, the probe then remains (even if there is no Gas flow) not through liquid aluminum locked.
  • the pressure measuring device one in the pressure sensitivity adjustable pressure wave switch for Measurement of a pressure response wave from the probe escaping gas.
  • the pressure response wave when the probe reaches (or closes) through a mirror of liquid metal is created Example as a signal to close a feed valve used in the dosing furnace.
  • the adjustability of the Pressure wave switch enables easy, too possible adjustment to the conditions during operation of the respective installation location.
  • the Dosing furnace several devices for detecting a Level of liquid metal, each containing one Have a probe with an outlet opening. Lie these outlet openings (with respect to a resting one Level of the liquid metal) side by side, so is in the case of a moving surface of the liquid Metal level by appropriate averaging the pressures measured in the probes, are these outlet openings one above the other, is level determination possible within wide limits.
  • a dosing furnace 1 with a vessel 12, in the liquid metal, for example aluminum, in a bath 2 is added.
  • a riser pipe 3 is used, which through the wall 4th of the dosing furnace 1 is led to the outside.
  • liquid metal is metered out.
  • This can (according to a sensor device) through regulated pressurization inside the Vessel 12 is made to liquid metal through the To drive riser pipe 3 into a discharge pipe 13.
  • the drain pipe 13 fills the molten metal, preferably Aluminum, for example in molds intended for this purpose. It is important that the amount of the vessel 12 expelled molten metal on the Volume of the molds is matched. For dosing it is necessary that the height of the metal column in the dosing furnace (or in the riser 3) exactly is detected, with a pneumatic for this detection Sensor device 6 is used.
  • the pneumatic sensor device has a Tube-trained probe 5, which is preferably made of Ceramic exists, and that according to FIG. 2 in the wall 7 of the riser pipe 3 is used.
  • a Tube-trained probe 5 which is preferably made of Ceramic exists, and that according to FIG. 2 in the wall 7 of the riser pipe 3 is used.
  • This is for example in the wall 7 designed as a stepped bore Bore 8 provided, being in the bore part with a larger diameter the end of the probe 5 from pressed into the riser wall 7 and / or glued on the outside and the smaller diameter of the Stepped bore 8 approximately the inner diameter of the Tube 5 corresponds.
  • the probe 5 is via a pressure measuring device 9 connected to a gas source 10.
  • the gas source supplies gas at a certain pressure to the probe 5, which from its front end and through the hole 8 flows out.
  • Pressure curve when approaching or increasing the Level is measured and there is a pressure threshold determined at which the level a predetermined assignment to the end of the probe 5.
  • the pressure measuring device 9 then indicates a corresponding signal its output 11 to the further evaluation control / regulating devices.
  • the adjustment of the pressure sensitivity is easy by adjusting the distance of the fixed Contact to the membrane with the help of a screw, which is provided with a scale. Depending on the position the screw is the fixed contact more or less far from the membrane contact, so that more or less pressure is applied to bring both contacts into contact.
  • Probe 5 Since it, for example during a metering process from the Vessel 12 or riser pipe 3 and the discharge pipe 13 in a mold to close the bore 8 or Probe 5 can provide protection against clogging to provide these openings. This is first by a back pressure caused by the gas source given, which ensures when the bore 8 is closed, that the probe does not fill with molten metal. Moreover can with a suitable choice of materials Probe or the surrounding or enclosing components (Riser pipe, a section of the wall of the vessel) the accumulation of molten metal largely prevented become.
  • Inner diameter of the probe 5 or as a connection hole 8 holes of less than 2 mm and a suitable material combination (ceramics for the parts of the metal which come into contact with the molten metal Probe 5 and the connection hole 8 containing Component, in this case the riser 3) is a Closure made difficult by molten metal. by virtue of that occurs with certain material pairings Surface tensions, for example between the ceramics and liquid aluminum, here is a closure even excluded. This is for the present Invention of vital importance, especially at On the basis of the fact that, for example in the form of casting, even the smallest voids are filled with molten metal become.
  • In another embodiment of the present Invention can use multiple detection devices of a level of liquid metal in one Dosing furnace can be provided. Any of these devices each has its own probe with an outlet opening on. Are these outlet openings (regarding a resting level of the liquid metal) side by side, so in the case of a moving one Surface of the liquid metal (e.g. during a filling process in the dosing furnace) the level by suitable Averaging can be recorded. So that are possible Incorrect measurements due to a moving metal level largely excluded. However, it is also possible, the above-mentioned outlet openings one above the other to be arranged so as to determine the level within wide limits.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Dosierofen mit einem Gefäß zur Aufnahme flüssigen Metalls und einer Vorrichtung zum Erfassen eines Pegels von flüssigem Metall in einem Gefäß.
Für das Dosieren von flüssigem Metall aus einem Dosierofen muß die in dem Dosierrohr ansteigende Metallsäule in ihrer Höhe erfaßt werden, da abhängig von dieser Erfassung die Dosiermenge berechnet wird. Es ist auch möglich, abhängig von der Erfassung der Höhe der Metallsäule unter Berücksichtigung anderer Parameter, zum Beispiel verschiedene Drücke, die Höhe des Flüssigkeitspegels im Ofen zu bestimmen. Aus der US 4 220 319 ist eine Sensoranordnung für Dosieröfen bekannt, bei der der Sensor aus einer senkrecht oder fast senkrecht zur Metalloberfläche stehenden Metallnadel besteht, die bei Kontaktierung mit der Flüssigmetalloberfläche ein Signal abgibt. Um den Verschleiß der Sensoranordnung zu verringern, wird die Metallnadel durch ein automatisiertes mechanisches System bei Kontaktierung von der Metalloberfläche weggeschwenkt. Diese bekannte Anordnung hat verschiedene Nachteile, insbesondere ist das mechanische Schwenksystem sehr aufwendig und teuer und trotz des Schwenkens ist der Verschleiß an der Metallnadel relativ groß. Die Nadel kann zunächst durch den Kontakt mit flüssigem Aluminium aufgrund chemischer Prozesse zersetzt werden. Außerdem kann das Meßergebnis durch Anlagerung von Aluminium bzw. Aluminiumoxid an der Nadel beeinträchtigt werden.
In der Praxis ist durch den oben erläuterten Verschleiß der Metallnadel ein Schleifen, Reinigen oder der Austausch der Nadel notwendig, so daß die Abtastposition über einen längeren Zeitraum nicht gehalten werden kann. Ferner sind in der Praxis keine Justierhilfen bekannt, die eine reproduzierbare Abtastung ermöglichen. Insbesondere ist die Abtastposition im Verhältnis zur Auslaufkante des Dosierrohres bei Dosieröfen von besonderer Bedeutung. Die Nadel sollte für eine gut reproduzierbare Dosierung genau die Auslaufposition des Flüssigmetalls an der Auslaufkante des Dosierrohres erfassen (Nadel und Auslaufkante müssen auf gleicher Höhe sitzen). Die Erfassung wird aber in der Praxis nicht nur durch obengenannte Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten an der Metallnadel verschoben sondern auch durch den Austausch des Dosierrohres, dessen Einbauhöhe direkt die Position der Auslaufkante bestimmt. Bedingt durch große fertigungstechnische Toleranzen im Feuerfestbereich kann der Einbau eines neuen Dosierrohres sowie einer neuen Dichtung etc. die Auslaufkante um bis zu 10 mm in senkrechter Höhe verschieben.
Bei Dosieröfen bewirkt eine Verschiebung der Abtastposition im Verhältnis zur Auslaufkante durch obengenannte Maßnahmen von zum Beispiel 5 mm eine Änderung des ausdosierten Metallgewichts von typisch 4 %. Gefordert wird eine Dosiergenauigkeit von 1 bis 2 %. Aufgrund des schlechten Zuganges und der Hitze, die in dem Abtastbereich herrscht, wird in der Praxis die Nadel nicht nachjustiert, sondern es werden die Druck- oder Zeitparameter der Dosierung bzw. bei uns das Dosiergewicht, welches bekanntlich nach der Integralmethode (Druck über Zeit) bestimmt wird, geändert, um die Verfälschung des Dosiergewichtes zu kompensieren. Dies hat den Nachteil, daß Gießer, die die Dosierparameter verschiedener Gießteile gespeichert haben, immer wieder Korrekturen dieser gespeicherten Werte vornehmen müssen, da die Abtastverhältnisse und damit die Dosierung eben nicht konstant bleiben.
Ein weiterer Nachteil der oben dargestellten Metallnadel ist (wegen des erforderlichen Kontaktes mit flüssiger Metallschmelze) prinzipbedingt. Eine sich auf der Oberfläche der Metallschmelze schon nach kürzester Zeit ausbildende Schicht, etwa von nicht leitendem Aluminiumoxid, muß von der Nadel erst durchbrochen werden. Es kommt infolge des Druckes der Nadel zu einem Ausbauchen der Metalloberfläche nach unten. Dies bewirkt zum einen ein ungenaues Meßergebnis (die Nadel gibt nach dem Durchbruch in einer zu tiefen Stellung ihr Signal ab, d.h. es wird weniger Metallschmelze angezeigt als eigentlich vorhanden). Außerdem kommt es nach dem Durchbrechen der Oxidoberfläche zu einem unnötig tiefen Eintauchen der Nadel in die flüssige Metallschmelze, sodaß der oben beschriebene Verschleiß der Metallnadel beschleunigt wird.
Aus der DE-OS 44 20 712 ist weiterhin eine Sensoranordnung zur Erfassung des Pegels von flüssigem Metall bekannt, bei der der Sensor aus elektrisch leitender Keramik besteht und in die Wand des Gefäßes oder eines Steigrohres bündig eingesetzt ist.
Als maßgeblicher Stand der Technik wird die JP-A-05099726 angesehen. Diese offenbart ein in der Wandung einer mit Metallschmelze gefüllten Gießwanne angeordnetes, zu dem Inneren der Gießwanne hin offenes Rohr, wobei die Rohröffnung unterhalb der Oberkante der flüssigen Metallschmelze angeordnet ist. Aus dem Rohr wird Gas in die Schmelze eingeblasen. Der durch die Metallschmelze erzeugte Gegendruck (durch welchen auf die Füllhöhe der Metallschmelze geschlossen werden kann) in dem Rohr wird mit einer Druckmeßvorrichtung erfaßt.
Für die Messung einer genauen Füllhöhe, welche die Erfordernisse eines Dosierofens erfüllen würde, wäre hier jedoch eine aufwendige Druckmeßvorrichtung notwendig, die zudem unter hohem Aufwand dauernd kalibriert werden müßte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dosierofen mit einem Gefäß zur Aufnahme flüssigen Metalls und einer Vorrichtung zum erfassen eines Pegels von flüssigem Metall in einem Gefäß zu schaffen, wobei die Vorrichtung einen vorbestimmten Pegel mit hoher Genauigkeit erfaßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Dadurch, daß die Druckmeßvorrichtung als Druckwellenschalter zur Erfassung einer beim Verschließen der Sondenöffnung durch flüssiges Metall auftretenden Druckansprechwelle innerhalb der Sonde und Abgabe eines entsprechenden Signals ausgeführt ist und die Sonde in die Wand eines in dem Gefäß vorgesehenen Steigrohrs fest eingesetzt ist, wird eine einfache Vorrichtung zur Erfassung des Pegels von flüssigem Metall zur Verfügung gestellt, die kostengünstig ist und trotzdem mit guter Sicherheit einen bestimmten Pegel erfaßt.
Im Gegensatz zu den einleitend genannten Verfahren, die auf elektrischer Kontaktierung basieren, ist bei der vorliegenden Vorrichtung zum Beispiel keine Erdung erforderlich. Das auf indirekter Messung mittels eines Gases basierende (die "Zwischenschaltung" des Gases minimiert den direkten Kontakt zwischen Sonde und Metallschmelze, außerdem zeigen dünne Ablagerungen auf der Sonde keine merkliche Beeinflussung der Strömungsverhältnisse des Gases), verschleißfreie und fest eingebaute Abtastsystem hat außerdem den Vorteil, daß die Abtastverhältnisse konstant bleiben. Einerseits ändert sich die Höhe der Abtastposition des Keramikröhrchens nicht (fest eingebaut), zum anderen nicht dessen Position relativ zur Auslaufkante (fest eingebaut). Das heißt, die Abtastverhältnisse bleiben konstant, selbst wenn das Dosierrohr mal höher oder tiefer im Dosierofen eingebaut ist. Außerdem ist eine Verfälschung von Meßwerten durch eine im Laufe der Zeit sich einstellende Änderung der elektrischen Leitfähigkeit (wie etwa bei dem oben erwähnten Sensor aus elektrisch leitender Keramik) ausgeschlossen.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Das Rohr bzw. die Sonde kann in die Wand oder das Steigrohr eines Dosierofens fest eingesetzt werden, wobei bei Passieren des Flüssigkeitspegels an dem Steigrohr das gewünschte Signal abgegeben wird.
Vorzugsweise besteht die Sonde aus Keramik, dies führt dazu, daß die Möglichkeit von Metallanlagerungen an der Sonde minimiert wird (besonders bei der Werkstoffpaarung Keramik/Aluminium). Sollten sich dennoch dünne Ablagerungen (etwa aufgrund der Rauhigkeit der Sonde) einstellen, führt dies bei der erfindungsgemäßen Sonde nicht zu einer Funktionsbeeinträchtigung, während bei Meßsystemen, die auf elektrischer Kontaktierung basieren, bereits dünne Anlagerungen einen vollständigen Ausfall verursachen können.
Es ist besonders vorteilhaft, die aus Keramik gefertigte Sonde mit einem Innendurchmesser von unter 2 mm zu versehen. Aufgrund der sich einstellenden Oberflächenspannungen, etwa von flüssigem Aluminium auf der Keramik, bleibt dann die Sonde (selbst bei ausbleibender Gasströmung) nicht durch flüssiges Aluminium verschlossen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Druckmeßvorrichtung einen in der Druckempfindlichkeit einstellbaren Druckwellenschalter zur Messung einer Druckansprechwelle des aus der Sonde ausströmenden Gases aufweist. Die Druckansprechwelle, die mit Erreichen (bzw. Verschluß) der Sonde durch einen Spiegel flüssigen Metalls entsteht, wird zum Beispiel als Signal zum Schließen eines Zuführventils in dem Dosierofen genutzt. Die Einstellbarkeit des Druckwellenschalters ermöglicht die einfache, auch während des Betriebs mögliche Abstimmung auf die Verhältnisse des jeweiligen Einbauorts.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß der Dosierofen mehrere Vorrichtungen zum Erfassen eines Pegels von flüssigem Metall enthält, die jeweils eine Sonde mit einer Austrittsöffnung aufweisen. Liegen diese Austrittsöffnungen (bezüglich eines ruhenden Pegels des flüssigen Metalls) nebeneinander, so ist im Fall einer sich bewegenden Oberfläche des flüssigen Metalls der Pegel durch geeignete Mittelwertbildung der in den Sonden gemessenen Drücke erfaßbar, liegen diese Austrittsöffnungen übereinander, ist eine Füllstandsermittlung in weiten Grenzen möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch einen Schnitt durch einen Dosierofen mit Steigrohr, und
Fig. 2
eine vergrößerte Teilansicht des Endes der in die steigrohrwand eingesetzten rohrförmigen Sonde.
Fig. 1 zeigt einen Dosierofen 1 mit einem Gefäß 12, in dem flüssiges Metall, zum Beispiel Aluminium, in einem Bad 2 aufgenommen ist. In den Dosierofen 1 ist ein Steigrohr 3 eingesetzt, das durch die Wandung 4 des Dosierofens 1 nach außen geführt ist. Über das Steigrohr 3 wird flüssiges Metall ausdosiert. Dies kann etwa (nach Maßgabe einer Sensorvorrichtung) durch geregelte Druckbeaufschlagung im Inneren des Gefäßes 12 erfolgen, um flüssiges Metall durch das Steigrohr 3 in ein Abführrohr 13 zu treiben. Das Abführrohr 13 füllt die Metallschmelze, vorzugsweise Aluminium, zum Beispiel in dafür vorgesehene Gußformen. Hierbei ist es wichtig, daß die Menge der aus dem Gefäß 12 herausgetriebenen Metallschmelze auf das Volumen der Gußformen abgestimmt ist. Für das Ausdosieren ist es notwendig, daß die Höhe der Metallsäule in dem Dosierofen (bzw. in dem Steigrohr 3) genau erfaßt wird, wobei für diese Erfassung eine pneumatische Sensorvorrichtung 6 verwendet wird.
Die pneumatische Sensorvorrichtung weist eine als Rohr ausgebildete Sonde 5 auf, die vorzugsweise aus Keramik besteht, und die gemäß Fig. 2 in die Wand 7 des Steigrohres 3 eingesetzt ist. Dazu ist beispielsweise in der Wand 7 eine als Stufenbohrung ausgeführte Bohrung 8 vorgesehen, wobei in dem Bohrungsteil mit größerem Durchmesser das Ende der Sonde 5 von außen in die Steigrohrwand 7 eingepreßt und/oder eingeklebt ist, und wobei der kleinere Durchmesser der Stufenbohrung 8 in etwa dem Innendurchmesser des Rohres 5 entspricht. Die Sonde 5 ist über eine Druckmeßvorrichtung 9 mit einer Gasquelle 10 verbunden. Die Gasquelle liefert Gas mit einem bestimmten Druck an die Sonde 5, das aus ihrem vorderen Ende und durch die Bohrung 8 ausströmt. Wenn sich der Metallspiegel in dem Steigrohr dem Ende der Sonde nähert, verändern sich die Strömungsverhältnisse am Ende der Sonde und es tritt eine Druckänderung in der Sonde auf. Diese Druckänderung wird von der Druckmeßvorrichtung 9 bestimmt. Es handelt sich hierbei also um ein mittelbares Verfahren zur Messung des Pegelstandes, da der Pegelstand nicht direkt (etwa über Berührung mit einem dafür vorgesehenen Kontaktelement) erfolgen muß. Statt dessen wird der Einfluß eines zu messenden Metallpegels auf gegebene Strömungsverhältnisse (eines Gases, das aus einer Gasquelle mit definiertem Druck ausströmt) ermittelt. Dieser Einfluß kann über eine Druckänderung des ausströmenden Gases in der Sonde 5 festgestellt werden. Über diese Druckänderung sind also Aussagen über den Pegel des flüssigen Metalls möglich. Eine besonders deutlich meßbare Druckänderung tritt auf, wenn das offene Ende der Sonde 5 (bzw. die Bohrung 8) durch das flüssige Metall verschlossen wird.
Um den Pegel des flüssigen Metalls genau erfassen zu können, wird vor den eigentlichen Messungen die Druckkurve bei der Annäherung bzw. beim Ansteigen des Pegels gemessen und es wird ein Druckschwellenwert bestimmt, bei dem der Pegel eine vorbestimmte Zuordnung zu dem Ende der Sonde 5 aufweist. Die Druckmeßvorrichtung 9 gibt dann ein entsprechendes Signal an ihrem Ausgang 11 zu den weiteren Auswerte-Steuer/Regeleinrichtungen.
Es wird ein sogenannter Druckwellenschalter verwendet, dessen Einstellbereich etwa zwischen 0,5 und 5 mbar liegt. Diese Schalter besitzen im Innern eine Membran, auf der ein Kontakt angebracht ist. Die eine Seite der Membran steht mit dem Umgebungsdruck in Verbindung, die andere Seite ist mit dem Abtaströhrchen oder Sonde 5 verbunden. Wird nun das Abtaströhrchen 5 mit einer Flüssigkeit verschlossen, steigt der Druck im Abtaströhrchen 5 und damit auf einer Seite der Membran und diese wird gegen einen feststehenden Kontakt gedrückt, so daß der Kontakt auf der Membran mit dem feststehenden in Berührung kommt. Dadurch wird ein Stromfluß bei Erreichen der Druckansprechschwelle ermöglicht.
Die Verstellung der Druckempfindlichkeit erfolgt einfach durch das Verstellen des Abstandes des feststehenden Kontaktes zur Membran mit Hilfe einer Schraube, die mit einer Skala versehen ist. Je nach Stellung der Schraube ist der feststehende Kontakt mehr oder weniger weit von dem Membrankontakt entfernt, so daß auch mehr oder weniger Druck aufgewendet werden muß, um beide Kontakte in Berührung zu bringen.
Da es, etwa während eines Ausdosiervorganges aus dem Gefäß 12 bzw. Steigrohr 3 und dem Abführrohr 13 in eine Gußform zum Verschließen der Bohrung 8 bzw. der Sonde 5 kommen kann, ist ein Schutz gegen Verstopfen dieser Öffnungen vorzusehen. Dieser ist zunächst durch einen von der Gasquelle verursachten Staudruck gegeben, der bei Verschluß der Bohrung 8 dafür sorgt, daß die Sonde nicht mit Metallschmelze volläuft. Außerdem kann bei geeigneter Wahl der Materialien der Sonde bzw. der sie umgebenden bzw. einfassenden Bauteile (Steigrohr, ein Abschnitt der Wand des Gefäßes) die Anlagerung von Metallschmelze weitgehend verhindert werden. Mit der erfindungsgemäßen Wahl eines Innendurchmessers der Sonde 5 bzw. der als Anschlußbohrung 8 ausgeführten Bohrung von unter 2 mm und einer geeigneten Werkstoffpaarung (Keramik für die mit der Metallschmelze in Kontakt tretenden Teile der Sonde 5 und des die Anschlußbohrung 8 enthaltenden Bauteils, in diesem Fall das Steigrohr 3) wird ein Verschluß durch Metallschmelze erschwert. Aufgrund der sich bei bestimmten Werkstoffpaarungen einstellenden Oberflächenspannungen, etwa zwischen der Keramik und flüssigem Aluminium, ist hier ein Verschluß sogar ausgeschlossen. Dies ist für die vorliegende Erfindung von entscheidender Bedeutung, besonders bei Zugrundelegung der Tatsache, daß, etwa im Formguß, auch kleinste Hohlräume mit Metallschmelze ausgefüllt werden.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können mehrere Vorrichtungen zum Erfassen eines Pegels von flüssigem Metall in einem einzigen Dosierofen vorgesehen sein. Jede dieser Vorrichtungen weist jeweils eine eigene Sonde mit einer Austrittsöffnung auf. Liegen diese Austrittsöffnungen (bezüglich eines ruhenden Pegels des flüssigen Metalls) nebeneinander, so ist im Fall einer sich bewegenden Oberfläche des flüssigen Metalls (etwa bei einem Einfüllvorgang in den Dosierofen) der Pegel durch geeignete Mittelwertbildung erfaßbar. Damit sind mögliche Fehlmessungen infolge eines sich bewegenden Metallpegels weitgehend ausgeschlossen. Es ist jedoch auch möglich, die obengenannten Austrittsöffnungen übereinander anzuordnen, um so eine Füllstandsermittlung in weiten Grenzen zu ermöglichen.

Claims (7)

  1. Dosierofen (1) mit einem Gefäß (12) zur Aufnahme flüssigen Metalls und einer Vorrichtung zum Erfassen eines Pegels von flüssigem Metall in einem Gefäß, wobei eine als Rohr ausgeführte Sonde (5) mit einer Gasquelle (10) zur Ausströmung eines Gases aus der Gasquelle durch die Sonde und aus ihrer Austrittsöffnung heraus verbunden ist und eine Druckmeßvorrichtung (9) zur Erfassung eines Druckzustandes innerhalb der Sonde (5) in Abhängigkeit von einem durch einen Pegel des flüssigen Metalls bedingten Gegendruck vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßvorrichtung (9) als Druckwellenschalter zur Erfassung einer beim Verschließen der Sondenöffnung durch flüssiges Metall auftretenden Druckansprechwelle innerhalb der Sonde (5) und Abgabe eines entsprechenden Signals ausgeführt ist und die Sonde (5) in die Wand eines in dem Gefäß (12) vorgesehenen Steigrohres (3) fest eingesetzt ist.
  2. Dosierofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde und/oder das Steigrohr (3) aus Keramik bzw. im Wesentlichen aus Keramik bestehen.
  3. Dosierofen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (5) in eine Bohrung (8) eingepreßt und/oder eingeklebt ist.
  4. Dosierofen nach Anspruch 2 und/oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung der Sonde (5) und/oder die Bohrung (8) einen Innendurc messer von unter 5 mm, vorzugsweise von unter 2 mm, aufweisen.
  5. Dosierofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwellenschalter in der Druckempfindlichkeit einstellbar ist.
  6. Dosierofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Vorrichtung zum Erfassen eines Pegels von flüssigem Metall vorgesehen sind, die eine erste und eine zweite Sonde mit einer ersten und einer zweiten Austrittsöffnung aufweisen.
  7. Dosierofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Austrittsöffnung bezüglich eines ruhenden Pegels des flüssigen Metalls über oder neben der zweiten Austrittsöffnung liegt.
EP97951076A 1996-11-11 1997-11-10 Dosierofen Expired - Lifetime EP0946314B1 (de)

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ID=7812052

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