JPH0642986B2 - 金属溶湯用給湯ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属溶湯用給湯ポンプに係り、特に金型内に金
属溶湯を圧力操作により充填するものに好適な金属溶湯
用給湯ポンプに関する。

〔従来の技術〕

立型鋳造機および横型鋳造機等のダイカストマシン，保
持炉等へアルミニウム等の金属溶湯を供給するに際して
は、給湯ポンプが用いられる。

例えば、立型低圧鋳造機に適用したものに特開昭５７−
１９１４８号があり、溶湯が満たされた炉と金型を溶湯
供給炉で連結すると共に、この溶湯供給炉に電磁ポンプ
を配設し、炉内の圧力によつて金型への加圧充填を電磁
ポンプによつて行なうように構成されている。

しかし、このような構成にあつては、溶湯の送り出し速
度または送り出し量の調節及び計量方法が複雑になり、
給湯制御を正確に行なうことができない。この問題は電
磁ポンプによらず、密閉された溶解炉を空気加圧により
溶湯を送り出す場合でも同様に生じる。

この問題を解決するものとして、先に本出願人は第５図
に示す給湯システムを提案した。

第５図において、溶解炉１は内部に溶湯が満たされるも
ので、ろつぼレス(non crucibe)のタイプが用いられ
る。溶解炉１には、緊急時に金型への出湯を遮断するた
めの弁２が設けられ、この弁２はエアシリンダ３によつ
て制御される。また、溶解炉１には、炉内の湯面レベル
を検出するために湯面センサ４が設置される。

弁２には搬送炉５が連結され、他端には給湯用のポンプ
装置６が非圧縮性溶湯搬送手段として接続されている。
ポンプ装置６は、搬送路５よりの溶湯を金型へ圧送する
プランジヤー７、該プランジヤー７に外嵌されるシリン
ダ８、該シリンダ８内にプランジャー７を往復動させる
油圧シリンダ９、及び該油圧シリンダ９の駆動源となる
プランジヤーポンプシステム１０により構成される。

ポンプ装置６の出力側には湯道管１１が傾斜を有して配
設され、その上端に金型２０が接続されている。湯道管
１１の外周部には溶湯の温度低下を防止するためにセラ
ミツク等の耐熱性材料による保護カバー１２が装着さ
れ、このカバー１２内に保温用ヒータ１３が配設されて
いる。

金型２０は、固定金型２１と移動金型２２とより成り、
固定金型２１と湯道管１１の出口間に湯口２３が配設さ
れている。

以上の構成において、プランジヤーポンプシステム１０
は、金型２０の形状に応じて予め定まる給湯プログラム
により制御される。

初期状態におけるプランジヤー７は、上昇側にあり、搬
送路５と湯道管１１を連通させている。したがつて、溶
解炉１内の湯面レベルと同じ高さの湯道管１１内の高さ
に溶湯が満たされている。

固定金型２１に移動金型２２がセツトされた状態でプラ
ンジヤーポンプシステム１０を駆動し、プランジヤー７
を所定量だけ下降させると、プランジヤー直下の溶湯が
押圧され、湯道管１１内の湯面レベルが上昇する。この
プランジヤー７の降下は湯面が湯口２３に達するまで、
高速に行なわれる。

次に、プランジヤー７を段階的に降下させながらキヤビ
テイ形状に従つて溶湯の充填を行なう。金型２０内に溶
湯が充填され終つた状態からは、一定の高い溶湯圧力を
印加し、製品が冷却した時点で湯戻しをすべくプランジ
ヤー７を上昇させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第５図に示した構成の給湯ポンプにあつては、
るつぼレスの溶解炉が必要であり、一般のるつぼ炉には
適用できない。また、湯道管１１にセラミツク等を用い
る必要があるが、大径化が難しく、破損しやすいという
問題がある。さらに湯道管内の金属溶湯レベルが溶解炉
内の溶湯レベルと共に大幅に上下動し、湯道管内で空気
の巻き込みを生じる可能性があり、高品質の鋳造品を得
にくい。

また従来、実開昭５０−５０８０９号公報に記載されて
いるような自動給湯装置が提案されている。

この装置は、ピストン本体に１つの吐出口を有し、下端
部でその吐出口を開閉する弁棒の側面に溝を形成して、
前記吐出口は給湯管に接続されている。

この弁棒で吐出口を閉じると、前記溝によつて炉内とピ
ストン本体の内部が連通し、ピストンを上昇させると炉
内の溶湯が溝を通つてピストン本体内部に満たされる。

その後に弁棒を上昇させて吐出口を開くと、ピストン本
体の一部により溝の下部が塞がれて炉内とピストン本体
内部の連通が遮断され、ピストンを下降させることによ
りピストン本体内部の溶湯が吐出口を通つて給湯管に導
かれる機構になつている。

しかしこのピストンポンプでは、 ．弁棒の側面に給湯吸引用の溝を形成しており弁棒が
小径の場合、必然的に溝幅が狭く、溝内での溶湯の流動
抵抗が大となり、そのために大きなピストン引上げ動力
が必要で、ランニングコストが高くつく。

．弁棒を大径にすると溝幅は広くなるが、弁棒の重量
が重くなり、弁棒の引上げに大きな動力が必要で、ラン
ニングコストが高くつく。

．１本の弁棒で給湯の吸引と吐出の切替えを行うた
め、弁棒を引上げる途中の状態で、吐出口も一部開口
し、溝により炉内とピストン本体の内部が連通している
状態のときがある。

吐出口の方は細長く屈曲した給湯管に接続されているた
め溶湯の流動抵抗が高いが、溝の方は炉内に解放されて
いるため、吐出口側に比較すると流動抵抗は低い。その
ため前述の状態でピストンが押し下げられると、溶湯の
一部は溝を通つて炉内に排出される。

このように供給すべき溶湯の一部が炉内に排出される
と、一定量の溶湯が給湯管側に供給されないばかりでな
く、給湯管の先端が直接金型に接続されたタイプの自動
給湯装置では、鋳造品の品質に大きな影響を及ぼす。

すなわち、給湯管に一定量の溶湯が送られないと、給湯
管内の溶湯レベルが下がり、そのために給湯管の先端部
付近から空気の侵入があり、鋳造中に空気を巻き込んで
しまう。

また、一定量の溶湯が送られないと、金型内での溶湯圧
が下がり、転写性が悪くなるなど品質に大きな悪影響を
与える。

なお、吐出口も開き、溝により炉内とピストン本体内部
が連通している状態は極めて短時間ではあるが、ピスト
ンのよる吐出圧力が非常に高いため、溶湯の炉内排出が
問題となる。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
溶湯炉の種類を選ばず、製作が容易で、レベル変動を生
じないで品質の安定した鋳造品が得られる溶湯ポンプを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明は、炉外より操作可能
なピストンと、該ピストンを往復動自在に内嵌するシリ
ンダチユーブと、該シリンダチユーブの下端にボトム室
を形成すると共に、溶湯導入口および溶湯排出口が設け
られたボトムフランジと、前記溶湯導入口を前記ピスト
ンの操作に連動して開閉し、前記ボトム室を溶解炉に連
通させる吸入弁と、前記溶湯排出口と連通し、上部に分
岐口を形成した立上がり管と、前記分岐口を前記ピスト
ンの操作に連動して開閉する排出弁と、一端が前記分岐
口に、他端が金型に接続された湯導管とを備えている。

そして前記シリンダチユーブの下部、ボトムフランジ、
吸入弁の一部、立上り管の下部を前記溶解炉に浸漬し
て、前記ピストンの往復動に伴つて、前記吸入弁で溶湯
導入口を開閉し、前記排出弁で分岐口を開閉することに
より、前記湯導管を通して金型に直接給湯するように構
成されていることを特徴とするものである。

〔作用〕

以上のように構成された給湯ポンプは、分岐口を閉じ、
溶湯導入口を開いて、ピストンを引き上げることにより
シリンダチユーブ内に給湯が導入され、溶湯導入口を閉
じ、分岐口を開いて、ピストンを押し下げることによ
り、シリンダチユーブ内の溶湯を金型内に供給できる。
そのため、第５図に示したるつぼレスの溶解炉だけでな
く、一般のるつぼ炉も適用可能である。

また、溶湯導入口と分岐口とを別に設け、吸入弁と排出
弁によつて溶湯の吸入と排出が個別にできるから、従来
提案されたもののように動力費が嵩むことなく、溶湯の
吸入、排出動作がスムースに行われる。

さらに溶湯の吸入と排出が区別してできるから、湯導管
内の溶湯レベルが低下することがなく、湯導管が溶湯で
常に満たされ、空気の侵入に伴う鋳造品内への空気の巻
き込みがなく、所定の溶湯圧が得られることから、品質
の良い鋳造品を製造することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例における金属溶湯用給湯ポン
プ及び給湯を受ける金型の断面図である。第１図におい
ては、第５図に示した金型２０と同一の金型を用いてい
るので重複する説明は省略する。

溶解炉３０（又はるつぼ）には浸漬自在に本発明による
給湯ポンプ４０が配設され、金型２０とはフレキシブル
な湯道管３５によつて接続されている。

給湯ポンプ４０は、炉外により操作可能なピストン４１
と、このピストン４１を上下動自在に内嵌するシリンダ
チユーブ４２を主体に構成されている。シリンダチユー
ブ４２はトツプフランジ４３とボトムフランジ４４によ
つてボルト締めにより支持されている。ボトムフランジ
４４には、ボトム室４５が形成されており、このボトム
室４５と溶解炉３０を連通可能に導入口４６と溶湯排出
口５４が設けられている。導入口４６には弁座４７が形
成され、この弁座４７の形状に先端形状を合致させた吸
入弁４８が導入口４６を開閉可能なように配設されてい
る。吸入弁４８の上部は摺動自在にトツプフランジ４３
に支承されている。

ボトムフランジ４４には更にボトム室４５に連通させて
立上がり管４９が溶湯排出口５４に接続され、その上部
には分岐口５０が設けられて湯道管３５が接続されてい
る。立上がり管４９の上端はトツプフランジ４３に支持
されると共に、管内には弁座５１が設けられ、この位置
まで分岐口５０を開閉する排出弁５２が挿入されてい
る。排出弁５２は吸入弁４８と同様に炉外から昇降操作
が可能になつている。

以上の構成による給湯ポンプ４０は、クレーン等によつ
て吊下げられた状態で溶解炉３０内の金属溶湯５３内に
浸漬されている。

次に、第１図の構成における作用を第２図〜第４図の動
作説明図を参照して説明する。

まず、第２図に示すように、吸入弁４８は上限にあり、
ピストン４１が下限にあり、更に排出弁５２は分岐口５
０を閉じている。

この状態から第３図のようにピストン４１を上限まで徐
々に上昇させると、導入口４６から溶解炉３０内の金属
溶湯がボトム室４５へ流入し、シリンダチユーブ４２内
に金属溶湯５３が充満する。

次に、第４図に示すように、吸入弁４８を下降させて導
入口４６を閉じ、排出弁５２を上昇させて湯道管３５と
立上り管４９を連通させる。この状態でピストン４１を
押下すると、シリンダチユーブ４２内の金属溶湯は立上
り管４９へ流出し、湯道管３５へ送り出され、金型２０
に供給される。

このように、吸入弁４８と排出弁５２を設け、ピストン
４１を操作することによつて、立上り管４９に常に金属
溶湯を充填した状態にできるため、立上り管４９及び湯
道管３５内に空気の巻き込み現象を生じることがない。

なお、金属溶湯が接する部分にセラミツクを用いること
により、保温性が高められると共に、耐熱化を図ること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、電磁ポンプ等を用
いないために、構造が簡単になり、かつ出湯量がピスト
ンストロークに比例するので出湯量の制御を容易かつ確
実に行なうことができると共に、ローコスト化が可能に
なる。また、浸漬型であるため、るつぼ炉、るつぼレス
炉のいずれにも用いることができる。

さらに溶湯導入口と分岐口とを別に設け、吸入弁と排出
弁によつて溶湯の吸入と排出が個別にできるから、従来
提案されたもののように動力費が嵩むことなく、溶湯の
吸入、排出動作がスムースに行われる。

また、溶湯の吸入と排出が区別してできるから、湯導管
内の溶湯レベルが低下することがなく、湯導管が溶湯で
常に満たされ、空気の侵入に伴う鋳造品内への空気の巻
き込みがなく、所定の溶湯圧が得られることから、品質
の良い鋳造品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図乃至第
４図は本発明の給湯ポンプの作用を説明する説明図、第
５図は従来の給湯システムを用いた立型低圧鋳造機を示
す断面図である。 ２０……金型、３５……湯道管、４０……給湯ポンプ、
４１……ピストン、４２……シリンダチユーブ、４３…
…トツプフランジ、４４……ボトムフランジ、４５……
ボトム室、４６……導入口、４８……吸入弁、４９……
立上り管、５０……分岐口、５２……排出弁、５４……
溶湯排出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉外より操作可能なピストンと、 該ピストンを往復動自在に内嵌するシリンダチユーブ
   と、 該シリンダチユーブの下端にボトム室を形成すると共
   に、溶湯導入口および溶湯排出口が設けられたボトムフ
   ランジと、 前記溶湯導入口を前記ピストンの操作に連動して開閉
   し、前記ボトム室を溶解炉に連通させる吸入弁と、 前記溶湯排出口と連通し、上部に分岐口を形成した立上
   がり管と、 前記分岐口を前記ピストンの操作に連動して開閉する排
   出弁と、 一端が前記分岐口に、他端が金型に接続された湯導管と
   を備え、 前記シリンダチユーブの下部、ボトムフランジ、吸入弁
   の下部、立上がり管の下部を前記溶解炉に浸漬して、 前記ピストンの往復動に伴つて、前記吸入弁で溶湯導入
   口を開閉し、前記排出弁で分岐口を開閉することによ
   り、前記湯導管を通して金型に直接給湯するように構成
   されていることを特徴とする金属溶湯用給湯ポンプ。