背景技術(shù)：

本示例性實(shí)施例涉及一種用于遞送測(cè)量的熔融金屬射料(measuredshotofmoltenmetal)的方法和裝置。該裝置結(jié)合壓鑄機(jī)的射料套筒具體應(yīng)用，并且將具體參考射料套筒進(jìn)行描述。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本示例性實(shí)施例也適用于其它類似的應(yīng)用，包括將測(cè)量的射料(shot)遞送到傾倒杯、澆包(ladle)或模具。

在黑色金屬和有色金屬(例如，鋁))的壓鑄中，金屬在爐中熔融。熔融金屬以熔融狀態(tài)儲(chǔ)存，準(zhǔn)備遞送到模具。將計(jì)量的熔融金屬遞送到模具。已經(jīng)提出了多種裝置，其將計(jì)量的熔融金屬或射料遞送到模具。例如，已經(jīng)采用了鋼包、磁力泵和加壓爐。

美國(guó)專利no.2,846,740(其公開內(nèi)容通過引證方式并入本文)中描述了加壓的爐的一個(gè)示例。系統(tǒng)包括與平衡管和遞送管連通的坩堝。平衡管與爐的熔融金屬和坩堝連通。遞送管與坩堝連通，用于將射料遞送到模具腔體。坩堝最初未加壓。坩堝內(nèi)的熔融金屬與平衡管的頂部平齊。平衡管的頂部略高于爐內(nèi)熔融金屬的最大水平。空氣被迫進(jìn)入坩堝，并迫使熔融金屬通過遞送管進(jìn)入洗滌槽。遞送的金屬的量由可調(diào)節(jié)定時(shí)器控制。一旦經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間段，則將真空施加到從平衡管和遞送管抽取熔融金屬的坩堝。將熔融的金屬吸入坩堝，直到其水平高于平衡管的高度。然后將坩堝排放到大氣中，允許金屬回流到爐中，直到坩堝中的熔融金屬的水平與平衡管的高度相同。遺憾的是，這些裝置的遞送和平衡管可隨時(shí)間和/或泄漏而劣化，導(dǎo)致較差的射料尺寸控制。

為了提高射料的量的準(zhǔn)確性，已經(jīng)進(jìn)行了一些開發(fā)。在美國(guó)專利no.4,220,319(其公開內(nèi)容通過引證方式并入本文)中描述了一種這樣的設(shè)備。在該設(shè)備中，使用在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)變化的壓力的復(fù)雜順序。壓力順序被設(shè)計(jì)成補(bǔ)償由于配量室中逐漸降低的熔融金屬水平引起的被遞送的較小量的金屬。但是，這種設(shè)備是復(fù)雜的，制造昂貴，并且可難以操作。

美國(guó)專利no.6,426,037提供了配量室的另外的示例，其公開內(nèi)容通過引證方式并入本文。參考圖1，示出了熔融金屬配量室。配量室10可插入熔融金屬爐的金屬保持室5內(nèi)，其通常標(biāo)識(shí)為1。室10可通過位于保持爐殼體2的一個(gè)側(cè)面中的殼體開口7或通過爐1的頂部開口8插入。殼體開口7可通過耐火塞3密封。配量室10以水平取向被示出，并且包括第一端部部分11、頂部部分12、底部部分13和第二端部部分14，其形成室腔體17，室腔體17在功能上適于將熔融金屬保持并保留在其壁內(nèi)。部分11包括清除端口26和插塞27。氣體入口端口23設(shè)置在頂部室部分12中。入口端口23裝配有基座24，基座24包括倒角的內(nèi)表面25，其在功能上適于接收止動(dòng)管31的端部。通過這個(gè)止動(dòng)管31，諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w被引入腔體17。在頂表面12a的第二端部14附近設(shè)有金屬出口端口22。金屬出口端口22包括密封肩部21，其功能上適于與包括排放噴口43和計(jì)量孔口和流量傳感器44的莖管42的填充端部41可接合。止動(dòng)管31可借助致動(dòng)組件36、37豎直地移動(dòng)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的，配量室的豎直取向也是可行的。

當(dāng)熔融金屬填充金屬保持室5時(shí)，熔融金屬倒入并填充配量室10的內(nèi)腔體17。然后致動(dòng)止動(dòng)管31以將最下面的尖端降低成與基座24的密封接合。當(dāng)莖管42的下端41位于金屬出口22上方時(shí)，配量室10準(zhǔn)備好具有通過氣體遞送管線34引入并進(jìn)入配量室腔體17的預(yù)定體積的氣體。由于氣體將呈現(xiàn)并填充配量室腔體17的較高部分，容納在腔體17內(nèi)的熔融金屬將經(jīng)由出口端口22被迫使離開配量室10。然后，熔融金屬將沿莖管42向上行進(jìn)并離開至爐1的外部到傾倒杯，射料套筒或其它類似設(shè)備51。圖1的系統(tǒng)具有包括氣體引入部件的劣化所引起的效率變化的缺點(diǎn)，封閉系統(tǒng)難以再填充的事實(shí)，氣體的可壓縮性降低的事實(shí)，以及消耗大量空間的要求。

本公開考慮使用離心泵作為將測(cè)量的量的熔融金屬遞送到壓鑄模具的機(jī)構(gòu)。雖然離心泵令人滿意地操作以泵送熔融金屬，但是它們還沒有被用作填充壓鑄模具射料套筒的裝置。相反，如上所述，這個(gè)任務(wù)已經(jīng)歸功于磁力泵、加壓爐和鋼包。然而，這些裝置遭受與空氣的初始?jí)嚎s或電磁力的滯后相關(guān)聯(lián)的控制的缺乏。已知的離心泵通常通過調(diào)節(jié)葉輪的旋轉(zhuǎn)速率來控制熔融金屬的流速和壓力，并且因此提供通過與熔融金屬的直接機(jī)械相互作用獲得的響應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)。但是，作為調(diào)節(jié)熔融金屬轉(zhuǎn)移的流速和壓力的機(jī)構(gòu)的rpm控制以前不被認(rèn)為足以將計(jì)量的量的熔融金屬分配到射料套筒。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，模具的短填充或過度填充可具有災(zāi)難性的后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下文概述本公開的各種細(xì)節(jié)以提供基本的理解。本發(fā)明內(nèi)容不是對(duì)本公開的廣泛概述，并且既不旨在標(biāo)識(shí)本公開的某些元件，也不旨在描述其范圍。相反，本發(fā)明內(nèi)容的主要目的是在以下給出的更詳細(xì)的描述之前以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)本公開的一些概念。

在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于模制材料的模制機(jī)(moldingmachine，成型機(jī))。該模制機(jī)包括用熔融金屬填充的腔體和通向腔體的導(dǎo)管系統(tǒng)，因此形成互連的中空空間系統(tǒng)。在導(dǎo)管系統(tǒng)的至少一部分中可移動(dòng)的至少一個(gè)壓力構(gòu)件設(shè)置有控制壓力構(gòu)件的移動(dòng)的裝置。提供與熔融金屬的貯存器流體連通的離心泵，泵將熔融金屬提供到接收至少一個(gè)壓力構(gòu)件的中空空間。

在本公開的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于將熔融金屬遞送到鑄造機(jī)的射料套筒(shotsleeve，壓鑄儲(chǔ)筒)的方法。方法包括以下步驟：提供熔融金屬爐，熔融金屬爐具有耐火襯層以用于保持爐中的熔融材料，將熔融金屬泵引入爐中，向泵提供與射料套筒流體連通的熔融金屬出口導(dǎo)管，并且選擇性地旋轉(zhuǎn)泵的軸和葉輪組件以將熔融金屬以預(yù)定量引入射料套筒。

根據(jù)另外的實(shí)施例，公開了一種適于將熔融金屬引入鑄造裝置的配量泵。泵包括容納葉輪的基部。該基部被布置成將熔融金屬輸出到鑄造裝置。葉輪連接到軸，并且軸連接到馬達(dá)。馬達(dá)包括逆變器。逆變器與包括軟件程序的plc通信，該軟件程序配置成改變傳送到逆變器的電流，使得熔融金屬的預(yù)定的射料重量被遞送到鑄造裝置。

在另外的實(shí)施例中，提供了一種用于模制材料的模制機(jī)。該模制機(jī)包括具有待填充熔融金屬的腔體的模具和與熔融金屬的貯存器流體連通的泵。腔體的入口包括關(guān)閉閥，該關(guān)閉閥由彈性材料和構(gòu)造成使彈性材料變形的柱塞構(gòu)成。

在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于將熔融金屬遞送到模具腔體的方法。方法包括以下步驟：提供保持熔融材料的熔融金屬爐，將熔融金屬泵與爐相關(guān)聯(lián)，向泵提供與模具腔體流體連通的熔融金屬出口，并且將預(yù)定量的熔融金屬引入到腔體。然后，通過使彈性材料變形來密封腔體的入口。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)量組件的前視圖；

圖2是壓鑄裝置的側(cè)正視圖；

圖3是描繪與填充熔融金屬射料套筒相關(guān)聯(lián)的本系統(tǒng)的反饋回路邏輯的流程圖；

圖4是與本泵相關(guān)聯(lián)的原型控制器的屏幕截圖；

圖5是圖2的離心泵的剖視圖；

圖6是壓鑄裝置的替代配置的側(cè)正視圖；

圖7是關(guān)閉閥組件的示意圖；

圖8是替代關(guān)閉閥組件的示意圖；以及

圖9是另外的替代關(guān)閉閥插入件的示意圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)附圖僅用于說明示例性實(shí)施例的目的，而不旨在是限制性的。另外，應(yīng)當(dāng)理解，為了清楚和易于說明的目的，附圖不是按比例的，并且某些元件的部分可被夸大。

在鑄造過程中使用離心熔融金屬泵是非常具有挑戰(zhàn)性的。典型的壓鑄循環(huán)時(shí)間為30至90秒，這需要在約3至10秒內(nèi)填充射料套筒。此外，熔融金屬的遞送量應(yīng)在預(yù)期量的約2％的范圍內(nèi)。類似地，期望提供初始的“慢”速度填充時(shí)間段(例如1/4循環(huán)時(shí)間)，中間“高”速度填充時(shí)間段(例如1/2循環(huán)時(shí)間)，以及第三加壓保持時(shí)間段(例如1/4循環(huán)時(shí)間)。本公開涉及可滿足這些要求的系統(tǒng)。

參考圖2，壓鑄機(jī)100包括固定模具夾緊板102，固定半模103安裝在固定模具夾緊板102上。固定半模103與固定到可移動(dòng)模具夾緊板106的可移動(dòng)半模104一起限定模具腔體107。外部后壓裝置108可被任選地添加到模具腔體107。后壓裝置108可通過數(shù)據(jù)通信線路128鏈接到控制單元114。

具有填充孔110的射料套筒109緊固到固定半模103。鑄造活塞111可以通過液壓驅(qū)動(dòng)單元113在該射料套筒109中移動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)單元113作用在其活塞桿112上，以便將已經(jīng)通過填充孔110填充到射料套筒109中的金屬壓入模具腔體107。液壓驅(qū)動(dòng)單元113由控制單元114通過數(shù)據(jù)通信線路123控制，數(shù)據(jù)通信線路123可包括電子電力部件以及至少部分液壓裝置。為此，如已知的，位置傳感器和/或速度傳感器和/或加速度傳感器115以及諸如壓力傳感器的其它傳感器經(jīng)由數(shù)據(jù)通信線路116耦接到控制單元114。

真空閥117可設(shè)置在兩個(gè)半模103、104的分模平面的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，通過經(jīng)由數(shù)據(jù)通信線路119與控制單元114接口的快速反應(yīng)的金屬前傳感器118，可控制真空閥117。在達(dá)到金屬?gòu)膫鞲衅?18到達(dá)閥117時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，該傳感器118的反應(yīng)速度使得閥仍然能夠關(guān)閉半模103、104的區(qū)域中的真空導(dǎo)管120。代替包含包括真空泵和真空罐(作為真空源)等的單獨(dú)的控制單元，真空導(dǎo)管120有利地連接到該控制單元114，控制單元也控制鑄造活塞111的移動(dòng)，使得屬于控制排氣裝置的部件被容納外殼(在該外殼中安裝有活塞111的控制單元)中，并且不必設(shè)置單獨(dú)的控制部件。

在典型的壓鑄建立中，壓鑄機(jī)100設(shè)置在地板(熔融金屬接收井132可形成在該地板中)130上。熔融金屬接收井132與接收熔融金屬134的耐火爐流體連通。當(dāng)然，存在各種替代的熔融金屬保留環(huán)境，例如這樣的井，在該井中通過運(yùn)輸設(shè)備從遠(yuǎn)程爐位置沉積熔融金屬。類似地，熔融金屬也可通過洗滌系統(tǒng)遞送到井中。盡管如此，本發(fā)明涉及利用離心泵140，以通過在熔融金屬基部144到壓鑄填充孔110之間延伸的導(dǎo)管142來提供熔融金屬。需注意，圖2中的導(dǎo)管142的運(yùn)行看起來是長(zhǎng)的，但是提供該描述僅用來說明各種部件的細(xì)節(jié)。此外，設(shè)想了實(shí)施過程中的泵和射料套筒將被定位成顯著地更靠近彼此。熔融金屬泵140可以是us2014/0044520中公開的類型，其公開內(nèi)容通過引證方式并入本文。

熔融金屬泵140與控制器114通信。例如，數(shù)據(jù)通信線路150可設(shè)置在逆變器152和控制器114之間。類似地，可在諸如編碼器155的rpm感測(cè)設(shè)備和控制器114之間提供數(shù)據(jù)通信線路154。

控制器114用來調(diào)節(jié)泵馬達(dá)153的rpm。通過控制泵rpm，可控制熔融金屬流的注射尺寸和速率。典型的控制系統(tǒng)將包括可編程邏輯控制器(plc)、人機(jī)界面(hmi)和逆變器。還可存在電子馬達(dá)編碼器155，以向plc提供與逆變器耦接的反饋回路以監(jiān)測(cè)泵的速度。圖2中所示的馬達(dá)是三相變頻驅(qū)動(dòng)逆變器。但是，直流伺服馬達(dá)同樣適用。

參考圖3，通過采用所描繪的反饋回路邏輯控制可提供精確的射料重量。plc邏輯包括發(fā)送到泵馬達(dá)的命令速度，然后利用rpm感測(cè)設(shè)備，將泵馬達(dá)的速度中繼到plc并進(jìn)行驗(yàn)證。然后plc程序調(diào)節(jié)泵馬達(dá)的命令速度。該循環(huán)每秒重復(fù)許多次，用于泵馬達(dá)的精確rpm控制。用來計(jì)算射料體積/數(shù)量的參數(shù)中的一些可包括：1)循環(huán)時(shí)間(秒)；2)泵馬達(dá)的rpm；以及3)對(duì)包括加速度、減速度，速度反饋計(jì)算參數(shù)(其它條件也可以監(jiān)控)的逆變器設(shè)置的評(píng)估。

控制器還可與諸如激光傳感器164(參見圖2)的傳感器通信，以確定相關(guān)聯(lián)的爐內(nèi)的熔融金屬水平。此外，據(jù)信熔融金屬深度可以是影響射料套筒填充的重要變量。因此，接收關(guān)于熔融金屬深度水平的數(shù)據(jù)的plc將適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)泵rpm。

基于操作者通過hmi輸入的填充時(shí)間，可從包括在控制器編程中的數(shù)據(jù)表自動(dòng)地計(jì)算射料重量的編程(參見圖4)。操作者可通過改變一個(gè)或多個(gè)入口點(diǎn)上的rpm來手動(dòng)地調(diào)節(jié)射料重量，并且/或者系統(tǒng)可使用來自壓鑄機(jī)的反饋，其中，例如，素坯長(zhǎng)度傳達(dá)給控制器，并將填充循環(huán)點(diǎn)自動(dòng)地調(diào)節(jié)為達(dá)到正確的填充射料重量。(素坯(biscuit)是熔融金屬?zèng)_入模具后的射料套筒中的剩余金屬)。

因此，本系統(tǒng)可包括由來自泵逆變器和任選的編碼器的反饋指定的自動(dòng)rpm調(diào)節(jié)特征部，泵逆變器和編碼器每個(gè)對(duì)泵的相對(duì)性能都有指導(dǎo)。類似地，考慮其它感測(cè)到的條件，諸如熔融金屬深度和/或素坯尺寸可進(jìn)行自動(dòng)rpm調(diào)節(jié)。另外，系統(tǒng)可由操作者使用控制器的hmi手動(dòng)地調(diào)節(jié)。

參考圖4，描繪了hmi屏幕。所示出的屏幕在整個(gè)套筒射料填充循環(huán)中以1/2秒的間隔提供編程的泵rpm。設(shè)想了這些條目可由操作者調(diào)節(jié)。另外，hmi界面將包括諸如循環(huán)暫停和啟動(dòng)鍵等特征部。類似地，可提供基于發(fā)明人數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)泵馬達(dá)rpm的能力。另外設(shè)想了將可訪問泵控制暫停。

參考圖5，示出了本公開的熔融金屬泵組件200的元件。更具體地，細(xì)長(zhǎng)軸216包括柱形細(xì)長(zhǎng)取向，其具有大致垂直于基部構(gòu)件220的旋轉(zhuǎn)軸線。細(xì)長(zhǎng)軸具有適于附接到馬達(dá)(參見圖2)的近端228和連接到葉輪222的遠(yuǎn)端230。葉輪222可旋轉(zhuǎn)地定位在泵室218內(nèi)，使得馬達(dá)的操作使細(xì)長(zhǎng)軸216和葉輪222在泵室218內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

在某些實(shí)施例中，提供使用電子制動(dòng)器(即，圖2中的199)控制熔融金屬軸的旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)可以是有利的。

基部構(gòu)件220限定可旋轉(zhuǎn)地接收葉輪222的泵室218?；繕?gòu)件220被配置成通過通道231結(jié)構(gòu)地接收耐火柱p(見圖2)。每個(gè)通道231適于接收耐火柱的金屬桿部件以剛性地附接到平臺(tái)pl(參見圖2)。平臺(tái)支撐在熔融金屬上方的馬達(dá)153。

在一個(gè)實(shí)施例中，葉輪222被配置具有與第二徑向邊緣234軸向間隔開的第一徑向邊緣232。第一徑向邊緣232和第二徑向邊緣234圍繞葉輪222的圓周在外圍進(jìn)行定位。徑向邊緣可由葉輪主體(例如，石墨)形成，或者可以是坐置在葉輪主體上的軸承環(huán)(例如碳化硅)。泵室218包括具有與第二軸承環(huán)238間隔開的第一軸承環(huán)236的軸承組件235。第一徑向邊緣232與第一軸承環(huán)236面向地對(duì)準(zhǔn)，并且第二徑向邊緣234與第二軸承環(huán)238面向地對(duì)準(zhǔn)。軸承圈由在高溫下具有摩擦軸承性能的諸如碳化硅的材料制成，以防止由于高摩擦力引起的循環(huán)故障。軸承中的一個(gè)適于支撐葉輪222在基部構(gòu)件內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，使得泵組件不經(jīng)受過度的振動(dòng)。更精確地，一個(gè)軸承環(huán)具有與葉輪徑向邊緣緊密的公差，以減少過度的振動(dòng)。第二軸承環(huán)與葉輪的徑向邊緣間隔開，并為下面描述的泄漏路徑提供磨損表面。葉輪的徑向邊緣(或坐置其上的軸承環(huán))可類似地由諸如碳化硅的材料構(gòu)成。例如，葉輪222的徑向邊緣可由碳化硅軸承環(huán)構(gòu)成。

在一個(gè)實(shí)施例中，葉輪222包括與第二周邊圓周244軸向間隔開的第一周邊圓周242。細(xì)長(zhǎng)軸216在第一周邊圓周242處附接到葉輪222。第二周邊圓周244與第一周邊圓周244相對(duì)地間隔開，并且與基部構(gòu)件220的底表面246對(duì)準(zhǔn)。第一徑向邊緣232鄰近第一周邊圓周242，并且第二徑向邊緣234鄰近第二周邊圓周244。

底部入口248設(shè)置在第二周邊圓周244中。更具體地，入口包括葉輪222的鳥籠式的環(huán)帶。當(dāng)然，入口可由本領(lǐng)域已知的葉片、鏜孔或其它組件形成。從下面的討論將顯而易見的是，鏜孔的或鳥籠式葉輪可以是有利的，因?yàn)樗鼈儼ㄏ薅ǖ膹较蜻吘墸试S在泵室218內(nèi)產(chǎn)生設(shè)計(jì)的公差(或旁路間隙)。葉輪222的旋轉(zhuǎn)將熔融金屬吸入入口248并進(jìn)入腔體室218，并且葉輪222的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)使得熔融金屬被迫離開泵室218至基部構(gòu)件220的出口250。出口250可與導(dǎo)管142(參見圖2)流體連通。

在葉輪222的徑向邊緣232和軸承組件235的第一軸承環(huán)236之間保持緊密公差。例如，第一徑向邊緣232圍繞第一軸承環(huán)236，使得徑向邊緣232旋轉(zhuǎn)，同時(shí)保持與軸承環(huán)236的接觸，以向室218內(nèi)的葉輪222提供旋轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)支撐。設(shè)想了這樣的接觸可以是熔融金屬的薄潤(rùn)滑層的形式。

設(shè)置旁路間隙260以操縱熔融金屬的流速和頭部壓力。旁路間隙260允許熔融金屬以預(yù)定的速率從泵室218泄漏到基部構(gòu)件220外部的環(huán)境。此外，預(yù)定速率可通過旁路間隙的相對(duì)尺寸來控制。在泵組件操作期間，熔融金屬?gòu)谋檬?18泄漏允許相關(guān)聯(lián)的使用者微調(diào)提供到相關(guān)聯(lián)的射料套筒的熔融金屬的流量或體積量。熔融金屬通過旁路間隙260的泄漏速率提高了熔融金屬遞送的可控性，并且至少部分是因?yàn)樵谌~輪軸組件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)可保持靜態(tài)保持條件。

旁通間隙260可由第二軸承環(huán)238形成，其中第二軸承環(huán)238包括比第二徑向邊緣234的外徑更大的內(nèi)徑。此外，設(shè)想了兩個(gè)軸承組中的一個(gè)具有接合并可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸承環(huán)上的徑向邊緣，而另一個(gè)徑向邊緣與相關(guān)聯(lián)的軸承環(huán)間隔開以提供旁路間隙。任選地，設(shè)想旁路間隙260可設(shè)置在第一徑向邊緣232和第一軸承環(huán)236之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，本公開的泵組件的操作包括使通過出口泵送的熔融金屬以大約1.5英尺的水頭壓力靜態(tài)地定位在熔融金屬的主體上方的能力。在一個(gè)實(shí)施例中，葉輪每分鐘旋轉(zhuǎn)大約850-1000轉(zhuǎn)，使得熔融金屬靜止地保持在熔融金屬的主體上方大約1.5英尺處。旁路間隙操縱泵的體積流量和水頭壓力關(guān)系，使得葉輪的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)增加將允許當(dāng)熔融金屬的流速增加時(shí)水頭壓力降低。

參考圖6，示出了替代的底部進(jìn)給射料套筒實(shí)施例。所描繪的裝置很大程度上與圖2中所示相同。因此，大部分相關(guān)編號(hào)已被保留。但是，在本實(shí)施例中，提供了具有位于下表面212中的填充孔210的射料套筒209。該設(shè)計(jì)被認(rèn)為是非常有益的，因?yàn)槠溆兄谏淞咸淄驳牡屯牧魈畛浜拖嚓P(guān)聯(lián)的提高的金屬質(zhì)量。此外，通過在射料套筒的下半部設(shè)置熔融金屬入口，可執(zhí)行相對(duì)低的湍流填充。需注意，目前使用離心泵將熔融金屬直接提供給射料套筒允許下半部入口，這是通過舀取填充或加壓爐不容易實(shí)現(xiàn)的特征部。

還需注意，本泵被認(rèn)為適用于任何類型的鑄造裝置。此外，其可在在豎直鑄造和水平鑄造中使用。此外，其可與豎直或水平取向的射料套筒一起使用。類似地，其可與具有頂部、底部或側(cè)面入口位置的套筒一起使用，并且其中射料套筒處于任何取向。有利地，這允許壓鑄操作者在鑄造裝置和/或多個(gè)鑄造裝置的設(shè)計(jì)布局中顯著更大的靈活性。

本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，可避免在舀取(ladling)期間將金屬暴露于大氣環(huán)境的需要。類似地，過濾器可與熔融金屬泵相關(guān)聯(lián)，以遞送從爐提供的高質(zhì)量金屬。在這種情況下，泵(例如，鄰近模制裝置)可遠(yuǎn)離爐，并且被加熱的洗滌系統(tǒng)進(jìn)給。

設(shè)想了本發(fā)明裝置可通過包括鄰近永久模具主體的入口定位的關(guān)閉閥而受益。例如，關(guān)閉閥可放置在來自模具泵的出口噴嘴和永久模具主體的入口之間。關(guān)閉閥可特別適用于包括進(jìn)入永久模具主體下部部分的豎直底部進(jìn)給或水平進(jìn)給的模具系統(tǒng)。更具體地，設(shè)想了關(guān)閉閥可具有防止熔融金屬回流的價(jià)值。就這一點(diǎn)而言，當(dāng)本公開的熔融金屬泵能夠靜態(tài)地保持熔融金屬時(shí)，在用于靜態(tài)定位的鑄造的固化期間，其必須保持與永久模具的接合，以防止泄漏。因此，熔融金屬泵不能立即用來填充隨后的模具。

在這種情況下，設(shè)想了在模具填充之后可關(guān)閉關(guān)閉閥，允許泵噴嘴從模具體立即脫開，以及將泵噴嘴與待填充的下一個(gè)模具腔體重新對(duì)準(zhǔn)。關(guān)閉閥可用來在固化過程期間防止熔融金屬?gòu)南惹疤畛涞那惑w泄漏。包括關(guān)閉閥可通過允許模具泵更快地接合待填充的下一個(gè)模具腔體來提高工藝效率。

設(shè)想了在所有模具被填充之后，永久模具主體可從鑄造位置移除，并且使新的永久模具主體與鑄造位置相關(guān)聯(lián)。需注意，關(guān)閉閥可以是一次性的，使得當(dāng)每個(gè)模具主被排空并準(zhǔn)備重新使用時(shí)，移除用過的關(guān)閉閥，并且用新的插入件替代。另選地，關(guān)閉閥組件可以是可重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。非限制地，可使用關(guān)閉閥具有的示例性鑄造設(shè)備，包括由andersonglobal(安德森全球)、maumeepattern(莫米模型)、teitoolingequipmentinternational(tei工具裝備國(guó)際)和valiant(勇士)制造的設(shè)備。本關(guān)閉閥可具有與旋轉(zhuǎn)鑄造工藝相關(guān)聯(lián)的價(jià)值。在美國(guó)專利6,637,496中描述了一種示例性的旋轉(zhuǎn)鑄造系統(tǒng)，其公開的內(nèi)容通過引證方式并入本文。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7-9，其中有效描述的關(guān)閉閥(成本、速度、尺寸)允許在其中鑄造諸如鋁的金屬以防止金屬泄漏的永久模具中關(guān)閉流動(dòng)。有利地，可在諸如小于2秒，或小于1.5秒，或小于1秒的短時(shí)間內(nèi)以高度確定性來致動(dòng)。關(guān)閉閥可小于約6英寸(6”)長(zhǎng)，具體與永久型模具轉(zhuǎn)盤相關(guān)聯(lián)使用。

轉(zhuǎn)向圖7，加熱的陶瓷噴嘴701連接到示意性示為702的離心熔融金屬泵，但是其可以是如前圖中所示的類型。但是，需注意，本文所述的關(guān)閉閥不一定需要與上述的模具泵相關(guān)聯(lián)，而是可與諸如低壓系統(tǒng)的其它模具填充裝置一起使用。

泵702和噴嘴701可設(shè)置有，例如在大約1英寸至2英寸的范圍內(nèi)的豎直移動(dòng)。這種豎直移動(dòng)可促進(jìn)噴嘴701與永久模具703的接合和脫開。噴嘴701和永久模具703的中間是關(guān)閉閥組件705。

關(guān)閉閥組件705可包括由例如鋼構(gòu)成的主體部分707。主體部分707可以是永久模具703的單獨(dú)的或整體的部件。主體部分707可，例如形成被配置成接收插入件709的大致柱形的空間。插入件709可以是，例如柱形盤形主體。但是，插入件不被認(rèn)為限于這種形狀。插入件709可由彈性材料，優(yōu)選的可壓縮材料構(gòu)成，例如但不限于真空形成的陶瓷纖維或低密度陶瓷板。

插入件709可將用于與入口711對(duì)準(zhǔn)的通道710限定到永久模具703，以填充在其中形成的腔體。主體部分707可具有略微漸縮的(例如，在1°和5°之間)最內(nèi)壁713，其被配置成用于接收和對(duì)準(zhǔn)噴嘴701的類似漸縮的端部部分714。

氣缸715與泵plc444或與模具相關(guān)聯(lián)的其它探頭通信，使得氣缸715可被致動(dòng)，并且通過主體部分707中的通道720沿著管線719水平地推動(dòng)柱塞717。柱塞717接合關(guān)閉塞721，并通過將塞721推入密封其的通道710來致動(dòng)閥。優(yōu)選地，氣缸715和柱塞717將具有短行程長(zhǎng)度，例如2英寸。關(guān)閉塞721可形成為具有成角度(例如，1°和5°之間)的側(cè)壁。還設(shè)想了插入件709將由與塞721相同或更高或更低密度的材料構(gòu)成。進(jìn)一步設(shè)想，接收凹陷部723的塞可形成在插入件709的相對(duì)的壁中。

參考圖8，示出了替代實(shí)施例，其中，關(guān)閉閥插入件主體是整件構(gòu)造。具體地，塞與插入件的其余部分一體地形成。插入件809可被構(gòu)造成具有漸縮的(例如30°)側(cè)壁817，以便于與模具入口對(duì)準(zhǔn)。此外，插入件809可由諸如真空形成的陶瓷纖維的彈性材料構(gòu)成，其中，通過沿著線823和825切割材料以產(chǎn)生優(yōu)先的薄弱部分，而部分地形成塞821，當(dāng)通過柱塞819和氣缸827(在該視圖中已經(jīng)省略了關(guān)閉閥的主體部分)作用時(shí)，塞821可從該優(yōu)先的薄弱部分與插入件809的其余部分分開。未切割的半圓形區(qū)段可形成具有插入塞的每一側(cè)上的大約一半的鏜孔的切割刀片。優(yōu)選地，執(zhí)行足夠的切割以允許氣缸將塞與主體的其余部分脫開，并且將其推入熔融金屬流中。在分離時(shí)，塞821進(jìn)入阻塞熔融金屬流的通道829。這導(dǎo)致用于金屬固化的穩(wěn)定的流動(dòng)切斷設(shè)備。

接下來，轉(zhuǎn)向圖9，示出了替代配置，其中，閥901被構(gòu)造成沒有塞，但是由具有足夠彈性和可變形的材料形成，使得裝配有楔形沖頭905的氣缸903與側(cè)面接合，從而導(dǎo)致通道907變形且夾緊通道907，以密封熔融金屬路徑?？善谕峁┖髠?cè)止動(dòng)件909，以便于將通道907夾緊關(guān)閉。設(shè)想了閥可再次由彈性纖維增強(qiáng)陶瓷或聚合材料形成?？捎欣氖?，沖頭905在入口部分中的金屬固化期間保持接合，但是除去模具泵噴嘴的接合以及隨后的空的腔體的重新結(jié)合是可行的，以提高模具填充操作的效率。在某些實(shí)施例中，可期望形成卵形的插入件(在方向x上比方向y上更長(zhǎng))，其中，壓頭可在橫向于較長(zhǎng)軸線的方向上接合插入件，使得需要減少量的變形來關(guān)閉通道。

已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了示例性實(shí)施例。顯然，在閱讀和理解前面的詳細(xì)描述后，其它人將會(huì)進(jìn)行修改和更改。旨在將示例性實(shí)施例解釋為包括所有這些修改和更改，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。