Brevet FR2513553A1 — publié le 19830401

La présente invention concerne un moyen de manipulation du métal liquide et, plus particulièrement, à un nouveau moyen amélioré de pompage et de mesure d'un débit de métal liquide ne demandant ni vannes ni parties mobiles dans le trajet d'écoulement du métal. Lorsque l'on coule des objets métalliques, on doit transférer le métal fondu à partir d'une source telle qu'un creuset vers les moules ou les coquilles à remplir. Si cette opération doit être effectuée au moyen de systèmes de tuyauteries plutôt que par pochescertains problèmes apparaissent lors de la mesure de la quantité de métal fondu à transférer Cette mesure est généralement faite en remplissant un volume donné avec le métal fondu et ensuite en le transférant dans le moule Ce processus comporte plu- sieurs inconvénients Premièrement, si on doit effectuer un changement dans la quantité de métal destinée au moule, on doit changer le conteneur mesurant le volume déterminé. Deuxièmement ce processus requiert l'emploi de vannes et de pompes ayant des parties mobiles qui sont en contact avec le métal fondu Ceci présente des inconvénients pour les parties mobiles: le métal fondu peut parfois se solidi- fier et faire obstacle au fonctionnement de ces parties et aussi certains métaux fondus sont hautement corrosifs et peuvent détériorer lesdites parties Troisièmement si le processus s'interrompt d'une manière quelconque qui provo- que l'isolement du métal fondu en un endroit éloigné à la fois du creuset et du moule, des problèmes peuvent se pré- senter pour régler la température du métal isolé. En conséquence, l'invention a pour but de: fournir un nouveau système amélioré de pompage et de mesure de débit de métaux fluides ne comportant -pas de parties mobiles en contact avec le métal fondu; fournir un nouveau système de pompage et de mesure de débit pour métaux fluides n'utilisant pas de vannes pour dévier un écoulement de métal; fournir un nouveau système amélioré de pompage et de mesure de débit pour vider un creuset de métal fondu; fournir un nouveau système amélioré de pompage et de mesure de débit pour métaux fluides qui fournir une circulation continue du métal fondu dans le creuset pour assurer l'homogénéité du matériau fondu. On atteint ces buts au moyen de la présente inven- tion dans laquelle une pompe électromagnétique enlève le métal liquide d'un creuset ou de tout autre réservoir de métal fondu La pompe refoule le métal dans une conduite ayant au moins deux sorties, l'une au-dessus de l'autre. La sortie inférieure est reliée à une canalisation qui renvoie le métal vers le creuset La sortie supérieure est reliée à une canalisation de distribution qui conduit à une machine de coulée Quand la pompe fonctionne à un certain débit, la pression du fluide dans la conduite est suffisante pour élever le niveau du métal seulement jusqu'à la sortie inférieure et donc le métal ne circule que dans la canalisation retournant au creuset Quand la pompe fonctionne à un débit prédéterminé plus élevé, la pression dans la conduite est suffisante pour élever le niveau du métal jusqu'aux deux sorties de la conduite,de sorte que le métal peut circuler aussi bien dans la canalisation de distribution vers la machine de coulée que dans la canali- sation de retour vers le creuset Un moyen de commande permettant un réglage sélectif des débits et de la durée du débit le plus élevé permet à des quantités prédéterminées très précises de métal d'être fournies à la machine de coulée. De plus, si le système de synchronisation est tel que la pompe fonctionne continuellement au débit le plus élevé et que la source ne soit pas remplie à nouveau, ce dispositif peut effectivement vider le creuset. La description qui va suivre se réfère aux figu- res annexées qui représentent respectivement: figure 1, une vue en coupe d'un système réalisé selon l'invention; figure 2, un diagramme schématique des moyens électriques de commande du système. En liaison avec la figure 1, un creuset ou réservoir 2 contient du métal fondu 4 Un moyen de chauf- fage convenable du creuset est compris dans le dispositif mais n'est pas représenté Une pompe électromagnétique 6 d'un type bien connu de la technique comporte une entrée 8, et quand elle est mise en marche, aspire le métal fondu dans une canalisation 10 et le refoule sous pression dans une sortie de pompe 12 reliée à une conduite droite et de préférence verticale 14 La conduite 14 comporte plusieurs sorties, dont l'une est une sortie 16 à un niveau relati- vement peu supérieur à celui de la sortie 12 La sortie 16 est reliée à une canalisation de retour 18 qui s'étend dans le réservoir Une deuxième sortie 17 de la conduite 14 est située à un niveau supérieur par rapport à la sortie 16 et reliée à une canalisation de distribution qui conduit à une machine de coulée (non représentée). En liaison avec la figure 2, on a représenté un moyen de commande fonctionnant de manière choisie et régla- ble pour fournir du courant électrique à une bobine d'un autotransformateur 22 L'autre bobine de l'autotransfor- mateur est reliée à une phase de la pompe électromagnéti- que au moyen des conducteurs 24, 26 et 28 On a symbolique- ment représenté par une résistance de charge 25 seulement l'une des trois phases de la pompe, ceci pour faciliter l'explication Le conducteur 26 effectue une dérivation à partir de l'autotransformateur à une tension inférieure à celle du conducteur 28 On peut régler la tension des deux conducteurs 26 et 28, par exemple, au moyen de poten- tiomètres (comme représenté) pour permettre des variations dans les tensions fournies On relie le conducteur 26 à un contact 32 et le conducteur 28 à un contact 34 Un relais 38 commute une extrémité d'un induit 35 aux contacts 33 ou 34 au choix pour faire un branchement avec soit l'un, soit l'autre mais pas avec les deux L'autre extrémité de l'in- duit est reliée au raccord 36 Un branchement à partir du raccord 36 se continue vers la pompe électromagnétique pour terminer le circuit. Quand l'induit 35 relie le contact 32 au raccord 36, on fournit du courant à la pompe à une tension relati- vement basse ce qui a pour résultat un faible débit de la pompe vers la conduite 14 Quand l'induit 35 relie le contact 34 au raccord 36, on fournit un courant à une-ten- sion plus élevée ce qui a pour résultat un débit plus élevé vers la conduite 14. Le relais 38 est commandé de manière réglable par un système de temporisation d'un type bien connu et indiqué de manière générale par la référence 40 Le système de temporisation 40, après commande choisie par un opéra- teur, détermine les durées pendant lesquelles les conduc- teurs 26 et 28 demeurent alternativement branchés Ainsi, le système de temporisation 40 détermine la durée des périodes pendant lesquelles on fournit à la pompe électro- magnétique une tension élevée ou fàible et donc détermine les durées de fonctionnement à pression faible et à pres- sion élevée Par là le système de temporisation détermine les volumes des quantités ou "charges" de liquide mesurés par le système aussi bien que les intervalles de temps entre les charges. En fonctionnement, la pompe opèrera soit en mode ralenti à la basse tension ci-dessus mentionnée, soit en mode de distribution à la tension élevée mentionnée ci- dessus Quand on fournit une faible tension, la pompe a un débit de métal liquide qui crée une pression dans la conduite 14 telle que le niveau du métal liquide dans la conduite atteint le niveau de, et s'écoule par la tuyaute- rie inférieure 16 mais n'atteint pas le niveau de la 251355-3 sortie la plus élevée 17 Le métal s'écoulera de manière continue par la sortie inférieure 16 dans la tuyauterie de retour 18 vers le réservoir Quand on souhaite fournir du métal à une machine de coulée ou vider le réservoir, on branche la pompe pour qu'elle fonctionne à la tension plus élevée Dans ce cas le débit de la pompe est tel que la pression créée dans la conduite 14 est suffisante pour élever le niveau du métal liquide jusqu'au niveau de la sortie supérieure 17 de telle sorte que le métal puisse s'écouler dans la canalisation de distribution 20 vers sa destination En même temps, le métal continuera de s'écou- ler dans la canalisation de retour 18 comme avant. La quantité de métal liquide qui est fournie lors du fonctionnement de la pompe à la tension plus élevée est déterminée par la durée d'application de cette tension comme l'amplitude de la tension elle-même détermine le débit de la pompe pendant cette période Ainsi, on effectue la fourniture d'une quantité de métal mesurée de manière précise en réglant convenablement la tension plus élevée à une valeur donnée et de la même manière en réglant la durée de son application à une valeur donnée On peut faire le réglage de la tension par exemple en utilisant un potentiomètre sur le conducteur 28 ou en changeant la prise de dérivation sur le transformateur 22 auquel se raccorde le conducteur On peut effectuer le réglage de la durée par un circuit de temporisation d'un type connu et indiqué de manière générale par la référence 40 à la figure 2. On peut avoir les modifications suivantes de cette invention Premièrement, il peut être souhaitable dans certains cas de faire fonctionner la pompe sous une faible tension pendant le cycle au ralenti de sorte que le niveau du liquide dans la conduite 14 n'atteint pas la hauteur totale ou diamètre de la sortie inférieure 16. Au lieu de cela, on peut faire fonctionner la pompe à une tension pour laquelle le niveau de liquide est à une hau- teur telle que la canalisation de retour 18 est seulement en partie remplie par le métal qui s'écoule Deuxièmement, on peut souhaiter utiliser deux pompes électromagnétiques en série et faire fonctionner les deux pendant le cycle de distribution et n'en utiliser qu'une pendant le cycle au ralenti plutôt qu'utiliser une seule pompe fonctionnant sous deux tensions différentes Troisièmement, il est pos- sible d'utiliser plusieurs canalisations de distribution peut-être à différents niveaux avec une pompe fonctionnant sous plusieurs tensions différentes pour réaliser des moyens efficaces pour choisir les canalisations particu- lières qui fournissent du métal à un moment donné Quatriè- mement, puisque la quantité de liquide fourni dépendra en quelque sor- te du niveau de métal liquide existant dans le réservoir, on peut souhaiter incorporer un moyen automatique de détection pour déterminer le niveau et signaler quand on doit ajouter du métal supplémentaire Cinquièmement, seulement une partie du métal liquide aspiré par l'entrée de la pompe 8 est ren- voyée au réservoir au moyen de la canalisation 18 pendant le fonctionnement en mode de distribution Le reste est envoyé à destination Ainsi en augmentant la durée du fonc- tionnement en mode distribution, on vide en fin de compte le réservoir de tout le métal liquide qui se trouve au- dessus de la canalisation 10, permettant à la présente invention d'être en plus utilisée comme pompe d'évacuation pour un réservoir de métal fondu liquide. REVENDI CATIONS 1 Dispositif pour fournir du métal liquide à une machine de coulée, caractérisé en ce qu'il comporte: un réservoir ( 2) contenant le métal liquide ( 4) et ayant une sortie; une pompe électromagnétique ( 6) ayant une entrée ( 8) et une sortie ( 12), l'entrée ( 8) étant reliée à la sortie du réservoir; et une conduite ( 14) reliée à la sortie ( 12) de la pompe ( 6) et comportant a) une première sortie ( 16) située à un premier niveau permettant de renvoyer le métal vers le réservoir ( 2) lorsque la pompe ( 6) fonctionne au-dessus d'un premier débit prédéterminé; et b) une deuxième sortie ( 17) située à un niveau au-dessus de la première sortie ( 16) et permettant d'en- voyer le métal vers la machine de coulée seulement quand la pompe ( 6) fonctionne avec un second débit prédéterminé supérieur au premier débit prédéterminé. 2 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la conduite ( 14) comporte une partie verti- cale ayant plusieurs sorties ( 16, 17) situées à des niveaux différents. 3 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commande ( 22-40) permettant de manoeuvrer la pompe ( 6) pour obtenir les premier et second débits prédéterminés. 4 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre un moyen de commande ( 22-40) pour faire fonctionner la pompe ( 6) aux premier et second débits prédéterminés pendant des durées prédéter- minées. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre -n moyen de commande ( 22-40) permettant de prédéterminer de manière réglable les grandeurs des premier et second débits prédéterminés. 6 Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre un moyen de commande ( 22-40) permettant de prédéterminer de manière réglable les durées des premier et second débits prédéterminés. 7 Dispositif pour fournir du métal liquide à une machine de coulée, caractérisé en ce qu'il comporte: un réservoir ( 2) contenant le métal liquide ( 4) et ayant une sortie; une pompe électromagnétique ( 6) ayant une entrée ( 8) et une sortie ( 12), l'entrée ( 8) étant reliée à la sortie du réservoir; et une conduite ( 14) reliée à la sortie ( 12) de la pompe ( 6) et comportant a) une première sortie ( 16) située à un premier niveau permettant de renvoyer le métal vers le réservoir ( 2) lorsque la pompe ( 6) fonctionne au-dessus d'un premier débit prédéterminé; et b) une deuxième sortie ( 17) située à un niveau au-dessus de la première sortie ( 16) et permettant d'en- voyer le métal vers la machine de coulée seulement quand la pompe ( 6) fonctionne avec un second débit prédéterminé supérieur au premier débit prédéterminé; et un moyen de commande ( 22-40) permettant de manoeuvrer convenablement la pompe ( 6) pour obte nir des premier et second débits prédéterminés, de prédetcri Uner de manière réglable les grandeurs des premier et second débits prédéterminés, et de faire fonctionner la pompe ( 6) aux premier et second débits prédéterminés pendant des durées prédéterminées.