JP3534601B2 - 液体の移送器および移送装置 - Google Patents

液体の移送器および移送装置

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JP3534601B2
JP3534601B2 JP03027198A JP3027198A JP3534601B2 JP 3534601 B2 JP3534601 B2 JP 3534601B2 JP 03027198 A JP03027198 A JP 03027198A JP 3027198 A JP3027198 A JP 3027198A JP 3534601 B2 JP3534601 B2 JP 3534601B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、金属湯など高温
度の液体を移送する用途に適した液体の移送器および移
送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】溶融炉で溶融させた溶融金属(金属湯)
を移送して型に注入する作業は、溶融炉内の金属湯を汲
み上げて分注器を用いて分配するか、機械的ポンプなど
で金属湯を圧送してなされている。分注器による移送は
重労働で危険を伴う不具合があり、機械的ポンプによる
圧送は移送液体が高温度であると故障し易く、とくに移
送液体が金属湯である場合は、運転の停止後に可動部材
や流路が凝固した金属により固着する問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、特開平4−
187366号公報に不活性ガスのガス圧を利用して可
動部をなくした溶融金属の移送方法および装置が提案さ
れている。しかるに、この移送装置では、湯面からの水
頭差分の吐出圧および吐出量しか得られないため、大型
の割に吐出圧および吐出量が少ない。この発明の目的
は、小型でありながら高い吐出圧および大きい吐出量が
得られるとともに、可動部の固着などのトラブルが有効
に防止できる液体の移送器および移送装置の提供にあ
る。請求項4または5に記載の発明の目的は、上記目的
に加えて、略連続的に液体の移送ができる液体の移送器
および移送装置の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明の液体の移送器
は、上部に凸円錐面または凹円錐面を有し、内部に作動
室が形成されるとともに、前記凸円錐面または凹円錐面
に液口を有し該液口と前記作動室の底部とを連通する液
孔、および前記凸円錐面または凹円錐面にガス口を有し
該ガス口と前記作動室上部とを連通するガス孔を有す
る回動ケーシングと、前記凸円錐面または凹円錐面に摺
接する凹円錐面または凸円錐面を有し、前記液口に連通
して該液口と外側方とを連通させ液体を前記作動室内に
吸込ませる吸液通路と、前記ガス口に連通して該ガス口
を外気に開放する排気ポートと、前記液口に連通して前
記作動室内に吸込まれた液体を吐出させる吐出ポート
と、前記ガス口に連通して作動ガスを供給する吸気ポー
トとが設けられた固定弁と、、前記回動ケーシングを付
勢して前記固定弁の凹円錐面または凸円錐面に前記回動
ケーシングの凸円錐面または凹円錐面を押圧させる付勢
手段とからなり、前記回動ケーシングの凸円錐面または
凹円錐面と前記固定弁の凹円錐面または凸円錐面とを摺
接させ、前記回動ケーシングを回動させた際、前記液口
と前記吸液通路とが連通するときは前記ガス口と前記排
気ポートとが連通し、前記液口と前記吐出ポートとが連
通するときは前記ガス口と前記吸気ポートとが連通する
ことを特徴とする。
【0005】この発明の液体の移送装置は、作動ガスの
給排機構と、前記移送器と、前記回動ケーシングを連続
的または間欠的に回動させる駆動機構とを備える。ま
た、この発明の液体の移送方法は前記回動ケーシングを
液体に浸すとともに前記駆動機構により前記回動ケーシ
ングを回動させて、前記吸液通路と液孔とを連通させる
と同時に前記ガス孔と排気ポートを連通して前記作動室
内に液体を吸込み、さらに前記回動ケーシングを回動さ
せて、前記吸液通路と液孔とを遮断するとともに、かつ
前記液孔と吐出ポートとを連通させると同時に前記ガス
孔をガスポートに連通させ、前記作動ガスの給排機構に
より前記作動室内に高圧ガスを供給して液体を吐出させ
ることを特徴とする。
【0006】
【発明の作用・効果】この発明では、回動ケーシングと
固定弁との摺動面を凸円錐面と凹円錐面との圧接により
構成し、この摺動面にローター弁を形成している。この
ため、作動ガスの給排機構のガス圧で移送液体の吐出圧
を決定でき、作動室の容積のほぼ前部を吐出量とするこ
とができる。この結果、高い吐出圧および大吐出量が容
易に得られる。また、摺動面が圧接するように付勢手段
で付勢しておくことにより、摺動磨耗が生じても摺動面
がつねに磨り合わせられているため、液密性が長期間に
渡って維持できる。
【0007】請求項2または5に記載の構成では、複数
の作動室からつぎつぎと液体の吐出ができるため、略連
続的に液体の供給が可能となる。請求項6に記載の構成
では、アルミニウム湯の移送に好適な移送器および移送
装置が安価に製造できる。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明を図1、図2に示す実施
例に基づき説明する。図は高温液体である溶融したアル
ミニウム湯を溶融炉の湯溜から鋳型へ逐次移送するため
の移送装置を示す。この移送装置は、アルミニウム湯A
が滞留した湯溜内に浸される液体の移送器1と、作動ガ
スとして高圧の窒素、アルゴンなどの不活性ガスを移送
器1内へ供給する作動ガス給排装置2とを備える。不活
性ガスの使用は、アルミニウム湯の酸化を防止するため
である。
【0009】液体の移送器1は、上端部が凸円錐面30
を有する円錐台状に形成され、内部に3つの作動室3
1、32、33が設けられた円筒状の回動ケーシング3
と、前記凸円錐面30に摺接する凹円錐面40が下面に
形成された円環板状の固定弁4とを備える。この実施例
では、3つの作動室31、32、33は、平面断面が約
120度の扇型を呈し、回動ケーシング3の平面断面を
3等分する隔壁で区隔されている。なお、回動ケーシン
グ3に凹円錐面を形成し、固定弁4に凸円錐面を形成し
て摺接させてもよく、作動室は1または2、あるいは4
以上を回動ケーシング3内に設けてもよい。
【0010】回動ケーシング3は、頂部が縦に配した駆
動シャフト11の下端に連結されている。この実施例で
は、回動ケーシング3の上端面の中心に内ネジ穴12を
設け、該内ネジ穴12に駆動シャフト11の下端に形成
した外ネジを螺合しているが、ネジの螺合以外の他の連
結構造も採用できる。
【0011】固定弁4は、中心に筒付き穴13を有する
基盤14の下面に図示しない締結手段により固定され、
駆動シャフト11は、固定弁4の中心空所15および筒
付き穴13を挿通して上方に配されている。基盤14の
上方には、付勢手段5および駆動装置6が取付られてい
る。付勢手段5は駆動シャフト11を上方に付勢し、駆
動装置6は駆動シャフト11を所定のパターンで回動さ
せる。
【0012】この実施例では、炭素材を切削加工して回
動ケーシング3および固定弁4を形成している。炭素材
は、アルミニウム湯が700℃以下で移送されるため耐
熱耐久性は確保され、溶融アルミニウムと濡れ性が低い
とともに化学反応し難く、比較的安価で切削加工が容易
であり、かつ耐磨耗性に優れる。このため、アルミニウ
ム湯の移送器の材料として好適である。アルミニウム湯
より高温度の溶融金属の移送には、窒化珪素、炭化珪
素、アルミナなどのセラミックの使用が望ましく、移送
液体が溶融金属以外の高温液体で腐食性が低い場合に
は、ニッケル合金などの耐熱耐蝕性金属も使用可能であ
る。
【0013】この実施例では、凸円錐面30および凹円
錐面40の頂角(テーパー角)αを30度≦α≦60度
に設定することが実用的であり、α=45度±5度に設
定すると摺動面の耐久性、液密性、回動弁の駆動性など
の観点から有利である。なお、回動ケーシング3および
固定弁4を炭素製とすると、移送する高温液体がアルミ
ニウム湯である場合は、凸円錐面30と凹円錐面40と
の間に0.2mm前後の隙間が存在しても表面張力によ
り摺動面の液密性が維持できる。
【0014】回動ケーシング3には、各作動室31、3
2、33の上部と凸円錐面30とを連通するガス孔3
4、35、36、および各作動室31、32、33の下
部と凸円錐面30とを連通する液孔37、38、39が
設けられている。ガス孔34、35、36の凸円錐面3
0に開口したガス口3A、3B、3Cは、回動ケーシン
グ3と同心を有する小円の円周に沿った長穴となってい
る。液孔37、38、39の凸円錐面30に開口した液
口3D、3E、3Fは、回動ケーシング3と同心を有す
る大円の円周に沿った長穴となっている。ガス口3A、
3B、3Cと液口3D、3E、3Fとは、円周の中心に
対し同一の方位を有し、中心角はいずれも60度に設定
してある。
【0015】固定弁4には、下端がいずれも凹円錐面4
0に開口した径小の吸気ポート41、径大の排気ポート
42および径中の吐出ポート43が、上下方向に貫通し
た丸穴として設けられている。吸気ポート41の下端開
口は、ガス口3A、3B、3Cと同一円周上に形成され
ており、上端は基盤14を貫通して作動ガス給排装置2
に接続されている。排気ポート42の下端開口は、ガス
口3A、3B、3Cと同一円周上に形成されており、上
端は基盤14を貫通して大気に開放されている。
【0016】吐出ポート43に下端開口は、液口3D、
3E、3Fと同一円周上に形成されており、上端は基盤
14を貫通してアルミニウム湯の供給管路16に連結さ
れている。固定弁4の外周には、凹円錐面40と外周と
を連通する吸液通路44が形成してある。吸気ポート4
1の下端開口と吐出ポート43に下端開口とは同一半径
上に設定され、排気ポート42の下端開口と吸液通路4
4とは60度以上隔てた(図2では180度)別の同一
半径上に設定されている。この実施例では、吸液通路4
4は、中心角が60度の円弧状の幅広溝または切り欠き
として形成されているが、孔であってもよい。
【0017】この構成により、駆動装置6により回動ケ
ーシングが回動され、図1の右半に示す如く、吸液通
路44と液孔37とが一致して連通したとき、ガス孔3
4は排気ポート42に連通して、アルミニウム湯Aは作
動室31に流入する。さらに回動して図1の左半に示す
如く、作動室31のガス孔34が吸気ポート41に連通
すると、液孔37は吐出ポート43に連通し、作動ガス
給排装置2から供給された高圧の作動ガスにより、作動
室31内のアルミニウム湯Aはアルミニウム湯の供給管
路16に流出する。
【0018】作動ガス給排装置2は、高圧ガス源21
と、電磁切替弁22と、高圧ガス源21から電磁切替弁
22を介してガス孔35に連絡するガス配管23とから
なる。駆動装置6は、水平に配された上基盤17の下面
に締結されたモーター61、該モーター61および電磁
切替弁22の制御回路62、およびモーター61の出力
軸に減速ギア63、64を介して連結した前記駆動シャ
フト11からなる。
【0019】付勢手段5は、減速ギア64の下面と、基
盤14の筒付き穴13との間に介装されている。この実
施例では、減速ギア64の下面にスラストベアリング5
1を配し、スラストベアリング51と筒穴13との間に
コイルスプリング52を装着し、減速ギア64を介して
駆動シャフト11を上方に付勢している。これにより、
回動ケーシング3が上方に付勢され、凸円錐面30は、
凹円錐面40に圧接される。
【0020】つぎに、この移送装置の作動を図3ととも
に説明する。回動ケーシング3をアルミニウム湯Aの入
った湯溜内に浸し、駆動装置6により回動ケーシング3
をゆっくり回転させる。図3の(イ)に示す如く、作動
室31の液孔37と吸液通路44とが一致する範囲にお
いて、作動室31にアルミニウム湯Aが流入する。この
アルミニウム湯Aの流入は、水頭差による流入であるた
め、吸液通路44は、中心角が60度の円弧状の幅広溝
または切り欠きとして形成し、排気ポート42は径大に
形成して、確実なアルミニウム湯Aの流入量を確保して
いる。
【0021】中間段階である図3の(ロ)を経て、60
度回転した図3の(ハ)に示す位置においては、液孔3
7と吐出ポート43とが連通し、ガス孔34と吸気ポー
ト41とが連通する。これにより、作動室31内のアル
ミニウム湯は、供給管路16を経て鋳型に供給される。
つぎに中間段階である図3の(ニ)を経て、作動室32
がアルミニウム湯の吸込行程に入り、図3の(ホ)が吸
込行程の中間点であり図3の(ヘ)が吸込行程の終点で
ある。
【0022】上記実施例においては、穴縁および弁縁は
円錐台面を有しているが、これらを逆円錐台面としても
よい。この発明の液体の移送器および移送装置は、金属
湯以外の高温液体の移送にも好適であり、高温以外の液
体の移送にも使用できることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図1】液体の移送装置の概略図である。
【図2】固定弁および回動ケーシングの平面図である。
【図3】液体の移送装置の作動説明図である。
【符号の説明】
1 液体の移送器 2 作動ガス給排装置(作動ガスの給排機構) 3 回動ケーシング 4 固定弁 5 付勢手段 6 駆動装置(駆動機構) 11 駆動シャフト 30 凸円錐面 31〜33 作動室 34〜36 ガス孔 37〜39 液孔 40 凹円錐面 41 吸気ポート 42 排気ポート 43 吐出ポート 44 吸液通路 52 コイルスプリング 3A〜3C ガス口 3D〜3F 液口
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F27D 3/14 B22D 35/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部に凸円錐面または凹円錐面を有し、
    内部に作動室が形成されるとともに、前記凸円錐面また
    は凹円錐面に液口を有し該液口と前記作動室の底部とを
    連通する液孔、および前記凸円錐面または凹円錐面にガ
    ス口を有し該ガス口と前記作動室上部とを連通するガ
    ス孔を有する回動ケーシングと、 前記凸円錐面または凹円錐面に摺接する凹円錐面または
    凸円錐面を有し、前記液口に連通して該液口と外側方と
    を連通させ液体を前記作動室内に吸込ませる吸液通路
    と、前記ガス口に連通して該ガス口を外気に開放する排
    気ポートと、前記液口に連通して前記作動室内に吸込ま
    れた液体を吐出させる吐出ポートと、前記ガス口に連通
    して作動ガスを供給する吸気ポートとが設けられた固定
    弁と、 前記回動ケーシングを付勢して前記固定弁の凹円錐面ま
    たは凸円錐面に前記回動ケーシングの凸円錐面または凹
    円錐面を押圧させる付勢手段とからなる液体の移送器
    あって、 前記回動ケーシングの凸円錐面または凹円錐面と前記固
    定弁の凹円錐面または凸円錐面とを摺接させ、前記回動
    ケーシングを回動させた際、前記液口と前記吸液通路と
    が連通するときは前記ガス口と前記排気ポートとが連通
    し、前記液口と前記吐出ポートとが連通するときは前記
    ガス口と前記吸気ポートとが連通することを特徴とする
    液体の移送器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の液体の移送器におい
    て、前記回動ケーシング内に複数の作動室が設けられて
    おり、各作動室に前記液孔および作動ガスの給排のため
    のガス孔が設けられていることを特徴とする液体の移送
    器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の液体の移送器
    において、前記液口およびガス口は、円周方向に長い円
    弧状の長穴であることを特徴とする液体の移送器。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3に記載の液体の移送器
    と、作動ガスの給排機構と、前記回動ケーシングを連続
    的または間欠的に回動させる駆動機構とを備えた液体の
    移送装置
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の液体の移送装置におい
    て、前記回動ケーシング内に複数の作動室が設けられて
    おり、各作動室に前記液孔および作動ガスの給排のため
    のガス孔が設けられていることを特徴とする液体の移送
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の液体の
    移送器において、前記回動ケーシングおよび固定弁は炭
    素材製であり、前記付勢手段はスプリングであることを
    特徴とする液体の移送器または移送装置。
  7. 【請求項7】 請求項4ないし6に記載の液体の移送装
    置の回動ケーシングを液体に浸すとともに前記駆動機構
    により前記回動ケーシングを回動させて、前記吸液通路
    と液孔とを連通させると同時に前記ガス孔と排気ポート
    を連通して前記作動室内に液体を吸込み、 さらに前記回動ケーシングを回動させて、前記吸液通路
    と液孔とを遮断するとともに、かつ前記液孔と吐出ポー
    トとを連通させると同時に前記ガス孔を吸気ポートに連
    通させ、前記作動ガスの給排機構により前記作動室内に
    高圧ガスを供給して液体を吐出させることを特徴とする
    液体の移送方法。
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