JP7454690B2 - 金属炉用の多目的ポンプ系及び関連方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2020年2月25日に出願され、「MULTI-PURPOSE PUMP SYSTEM FOR A METAL FURNACE AND RELATED METHODS」と題された米国仮出願第62/981,282号の利益を主張するものであり、その内容は、参照によりその全体が本明細書に援用されている。
Claims (31)
- 金属炉用のポンプ系であって、
溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、
回転永久磁石を有するマグネチックスターラーと、
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能である、ミキサーと
を含み、
前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成され、
前記ミキサーは本体を含み、
前記本体は、
前記本体の少なくとも一部を通って延在する供給路と、
前記本体の縁部内に画定される少なくとも1つの開口部と、
を含み、
前記少なくとも1つの開口部は、前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは、前記供給路及び前記少なくとも1つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ポンプ系。 - 前記タンクは、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含み、
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、請求項1に記載のポンプ系。 - 前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、請求項2に記載のポンプ系。
- 前記タンクチャンバのチャンバ表面は、前記流入口と前記流出口との間に非線形曲線を含む、請求項2に記載のポンプ系。
- 前記流入口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法よりも小さい、請求項2に記載のポンプ系。
- 前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って1つ以上のフィンを含む、請求項1に記載のポンプ系。
- 前記縁部は、前記本体の長さに沿って1つ以上のフィンをさらに含む、請求項1に記載のポンプ系。
- 金属炉用のポンプ系であって、
タンクを含み、
前記タンクは、
溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバと、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
を含み、
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なり、
前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、前記ポンプ系。 - 前記流入口の垂直方向位置は、前記流出口の垂直方向位置よりも低い、請求項8に記載のポンプ系。
- 前記タンクチャンバのチャンバ表面は、前記流入口と前記流出口との間に非線形曲線を含む、請求項8に記載のポンプ系。
- 前記流入口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの前記横断寸法よりも小さい、請求項8に記載のポンプ系。
- 回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、請求項8に記載のポンプ系。
- 選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能である、ミキサーをさらに含む、請求項8に記載のポンプ系。
- 前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って1つ以上のフィンを含む、請求項13に記載のポンプ系。
- 前記ミキサーは本体を含み、
前記本体は、
前記本体の少なくとも一部を通って延在する供給路と、
前記本体の縁部内に画定される少なくとも1つの開口部と、
を含み、
前記少なくとも1つの開口部は、前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは、前記供給路及び前記少なくとも1つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、請求項13に記載のポンプ系。 - 前記縁部は、前記本体の長さに沿って1つ以上のフィンをさらに含む、請求項15に記載のポンプ系。
- 金属炉用のポンプ系であって、
溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の縁部に沿って1つ以上のフィンを含む、前記ミキサーと、
を含み、
前記本体は、
前記本体の少なくとも一部を通って延在する供給路と、
前記本体の縁部内に画定される少なくとも1つの開口部と、
をさらに含み、
前記少なくとも1つの開口部は、前記供給路と流体連通しており、前記ミキサーは、前記供給路及び前記少なくとも1つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ポンプ系。 - 回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、請求項17に記載のポンプ系。
- 前記タンクは、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含み、
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、請求項17に記載のポンプ系。 - 金属炉用のポンプ系であって、
溶解材料を受容するように構成されるタンクチャンバを含むタンクと、
選択的に、前記タンクチャンバ内に位置決め可能であり、前記タンクチャンバから取り外し可能であるミキサーであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体の垂直方向縁部に沿って少なくとも1つの開口部を有する供給路を画定し、前記ミキサーは前記供給路及び前記少なくとも1つの開口部を介して前記タンクチャンバ内に注入可能な材料を選択的に供給するように構成される、前記ミキサーと、
を含む、前記ポンプ系。 - 回転永久磁石を含むマグネチックスターラーをさらに含み、前記タンクは前記マグネチックスターラーの上で、かつ前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように位置決めされ、前記マグネチックスターラーは前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成して、前記溶解材料中の運動を誘起するように構成される、請求項20に記載のポンプ系。
- 前記タンクは、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含み
前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法は、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、請求項20に記載のポンプ系。 - 前記垂直方向縁部は、前記本体の長さに沿って位置決めされる1つ以上のフィンをさらに含む、請求項20に記載のポンプ系。
- 金属炉用のポンプ系のためのミキサーであって、
縁部を含む本体であって、前記縁部は前記本体の長さに沿って延在する、前記本体と、
前記本体の前記縁部に沿った少なくとも1つのフィンと、
前記本体を少なくとも部分的に通して延在し、前記本体の前記縁部内に画定される少なくとも1つの開口部を含む供給路と、
を含む、前記ミキサー。 - ポンプ系のタンクのタンクチャンバ内の溶解材料を炉から受容することと、
前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に混合流を発生させることであって、前記混合流を発生させることは、
前記ポンプ系のマグネチックスターラーの永久磁石を回転させて、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料中に運動磁場を生成すること、及び
前記溶解材料中に運動を誘起するように前記運動磁場を制御することであって、前記タンクは、前記マグネチックスターラーが前記タンクチャンバの外側にあるように前記マグネチックスターラーの上に位置決めされる、前記制御すること、
を含む、前記発生させることと、
前記溶解材料を前記タンクから吐出することと、
前記混合流を発生させながら、前記注入可能な材料を前記溶解材料中に注入することであって、
ミキサーを前記タンクチャンバ内に、そして少なくとも部分的に前記溶解材料中に下げることであって、前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記本体を少なくとも部分的に通して延在し、前記本体の縁部内に画定される少なくとも1つの開口部を含む供給路を含む、前記下げることと、
注入可能な材料を、前記供給路を通して、前記少なくとも1つの開口部から出し、前記溶解材料中に注入することと、
によって、前記混合流を発生させながら、前記注入可能な材料を前記溶解材料中に注入すること
を含み、
前記タンクは、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバに入る溶解材料のために前記タンクチャンバへの流路を画定する流入口と、
前記タンクチャンバと流体連通しており、前記タンクチャンバを出る溶解材料のために前記タンクチャンバからの流路を画定する流出口と、
をさらに含む、方法。 - 前記溶解材料中に前記混合流を発生させながら、前記タンクチャンバ内の前記溶解材料からドロスを除去することをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記混合流は二次混合流であり、
前記方法は、ミキサーを前記タンクチャンバ内に、そして少なくとも部分的に前記溶解材料中に下げることによって、前記溶解材料中に一次混合流を発生させることをさらに含み、
前記ミキサーは本体を含み、前記本体は前記ミキサーの長さに沿って延在する縁部を含み、前記縁部は1つ以上のフィンを含む、請求項25に記載の方法。 - 前記一次混合流を発生させながら、スクラップ材料を前記タンクチャンバ内に加えることをさらに含む、請求項27に記載の方法。
- 前記流入口から前記流出口に向けた前記溶解材料の流れを促進するように前記タンクチャンバの幾何学的形状を選択することをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記幾何学的形状を選択することは、前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法とは異なる、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法を選択することを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記幾何学的形状を選択することは、前記流入口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法が前記流出口に近接する前記タンクチャンバの横断寸法より小さいように選択することを含む、請求項30に記載の方法。
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