[發(fā)明專利]模具泵組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280019244.3
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN103502651A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬恩·蒂普頓
• 申請（專利權(quán)）人: 派瑞泰克有限公司
• 主分類號: F04D7/04
• 分類號: F04D7/04;F04D29/047;F04D7/06
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

背景技術(shù)

本典型實(shí)施例涉及一種用于抽吸熔融金屬的泵組件。特別地，其可與用于可變壓力泵的軸和葉輪組件一起應(yīng)用，以用熔融金屬填充模具，并且，將特別參考其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)理解，本典型實(shí)施例也可用于其他類似的應(yīng)用。

有時(shí)需要移動(dòng)液態(tài)或熔融形式的金屬時(shí)。利用熔融金屬泵在管道系統(tǒng)中或在儲(chǔ)存容器內(nèi)轉(zhuǎn)移或循環(huán)熔融金屬。這些泵通常包括由底座件支撐的電機(jī)，底座件具有貫穿熔融金屬的本體以使葉輪旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的細(xì)長軸。底座件浸沒在熔融金屬中，并且底座件包括殼體或泵室，葉輪定位于所述殼體或泵室中。電機(jī)由剛性地附接至多個(gè)結(jié)構(gòu)柱的平臺(tái)或由附接至底座件的中心支撐管支撐。該多個(gè)結(jié)構(gòu)柱和可旋轉(zhuǎn)的細(xì)長軸從電機(jī)延伸，并延伸進(jìn)入浸沒在熔融金屬中的泵室，葉輪在泵室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。葉輪在其中的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致熔融金屬的定向流動(dòng)。

葉輪被安裝在底座件中的泵室內(nèi)，并由軸承環(huán)支撐，以用作耐磨表面，并允許在其中平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。另外，可在細(xì)長軸或葉輪上設(shè)置徑向軸承表面，以防止泵組件的過度振動(dòng)，該過度振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致泵部件的低效或甚至故障。傳統(tǒng)地，這些泵叫做離心泵。

雖然離心泵可令人滿意地用來抽吸熔融金屬，但是，其永遠(yuǎn)不會(huì)作為填充熔融金屬模具的裝置。相反，此任務(wù)已經(jīng)留給電磁泵、高壓爐和標(biāo)簽機(jī)。已知的離心泵通常通過調(diào)節(jié)葉輪的轉(zhuǎn)速來控制熔融金屬的流速和壓力。然而，當(dāng)嘗試將熔融金屬轉(zhuǎn)移至模具（例如，形狀模具）中時(shí)，此控制機(jī)構(gòu)會(huì)經(jīng)歷熔融金屬的流速和壓力的不穩(wěn)定控制。當(dāng)嘗試填充用于復(fù)雜或雜亂形成的工具或零件的形狀模具時(shí)，無法穩(wěn)定地控制熔融金屬流入形狀模具是特別普遍的。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，本公開涉及一種用熔融金屬填充模具的熔融金屬泵組件。泵組件包括將電機(jī)與葉輪連接的細(xì)長軸。葉輪被容納在底座件的泵室內(nèi)，使得，葉輪的旋轉(zhuǎn)將熔融金屬在入口處吸入泵室，并迫使熔融金屬通過泵室的出口。葉輪包括第一徑向邊緣，其與第二徑向邊緣隔開，使得，第一徑向邊緣靠近細(xì)長軸。軸承組件在泵室內(nèi)包圍葉輪，軸承組件包括第一軸承和第二軸承，第一軸承適于在第一徑向邊緣處支持葉輪的旋轉(zhuǎn)，第二軸承適于在第二徑向邊緣處支持葉輪的旋轉(zhuǎn)。在第一和第二軸承中之一與相關(guān)的第一和第二徑向邊緣之間插入有至少一個(gè)旁通間隙。該旁通間隙用來操縱熔融金屬的流速和排出壓力。當(dāng)使葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，熔融金屬以預(yù)定速度從泵室中通過旁通間隙泄漏，以使得實(shí)現(xiàn)流速的精確控制。

在本公開的另一實(shí)施例中，提供了一種用熔融金屬填充模具的方法。該方法包括，使葉輪在泵室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。將熔融金屬通過葉輪轉(zhuǎn)移至泵室中。熔融金屬的預(yù)定部分通過至少一個(gè)旁通間隙從泵室泄漏至底座外部。泄漏速度允許相對于葉輪的轉(zhuǎn)速精確地調(diào)節(jié)排出壓力。用熔融金屬填充相關(guān)的模具，并由可編程控制曲線進(jìn)行控制。

根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，提供了一種用熔融金屬填充模具的熔融金屬泵組件。泵組件包括將電機(jī)與葉輪連接的細(xì)長軸。將葉輪容納在底座件的泵室內(nèi)，使得，葉輪的旋轉(zhuǎn)將熔融金屬在入口處吸入泵室，并迫使熔融金屬通過泵室的出口。葉輪包括靠近第一外圓周的第一徑向邊緣，該第一徑向邊緣與靠近第二外圓周的第二徑向邊緣隔開，使得，將細(xì)長軸剛性地附接至第一外圓周。

軸承組件在泵室內(nèi)包圍葉輪，并且軸承組件包括第一軸承和第二軸承，第一軸承適于在第一徑向邊緣處支持葉輪的旋轉(zhuǎn)，第二軸承適于在第二徑向邊緣處支持葉輪的旋轉(zhuǎn)。在第二外圓周處設(shè)置至少一個(gè)旁通間隙，以在泵室和周圍環(huán)境之間提供流體連通。該旁通間隙用來允許預(yù)定量的熔融金屬從泵室泄漏，使得，在出口處提供對熔融金屬的流速和排出壓力的精確控制。

本公開的一個(gè)方面是一種用于熔融金屬泵的組件和使用方法，以填充復(fù)雜模具，使得旁通間隙允許更精確的流速控制。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的熔融金屬泵組件的前視圖；

圖2是熔融金屬泵組件的一部分的橫截面圖，該部分包括附接至底座件的腔室內(nèi)的葉輪的細(xì)長軸；

圖3是細(xì)長軸和葉輪的立體圖；

圖4是葉輪的端視圖；

圖5是細(xì)長軸的前視圖；

圖6是底座件的橫截面圖；

圖7是圖2所示的附接至底座件的泵室內(nèi)的葉輪的細(xì)長軸的分解橫截面圖；

圖8是示出了相對于泵組件的葉輪的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（RPM），出口處的熔融金屬壓力和熔融金屬流速之間的關(guān)系的圖表；

圖9是示出了相對于可編程模具填充曲線，RPM和時(shí)間之間的示例性關(guān)系的圖表；

圖10是與復(fù)雜模具相關(guān)的示例性可編程模具填充曲線的圖表。

具體實(shí)施方式