[发明专利]模具泵组件

说明书

背景技术

本典型实施例涉及一种用于抽吸熔融金属的泵组件。特别地，其可与用于可变压力泵的轴和叶轮组件一起应用，以用熔融金属填充模具，并且，将特别参考其进行描述。然而，应理解，本典型实施例也可用于其他类似的应用。

有时需要移动液态或熔融形式的金属时。利用熔融金属泵在管道系统中或在储存容器内转移或循环熔融金属。这些泵通常包括由底座件支撑的电机，底座件具有贯穿熔融金属的本体以使叶轮旋转的可旋转的细长轴。底座件浸没在熔融金属中，并且底座件包括壳体或泵室，叶轮定位于所述壳体或泵室中。电机由刚性地附接至多个结构柱的平台或由附接至底座件的中心支撑管支撑。该多个结构柱和可旋转的细长轴从电机延伸，并延伸进入浸没在熔融金属中的泵室，叶轮在泵室内旋转。叶轮在其中的旋转导致熔融金属的定向流动。

叶轮被安装在底座件中的泵室内，并由轴承环支撑，以用作耐磨表面，并允许在其中平稳地旋转。另外，可在细长轴或叶轮上设置径向轴承表面，以防止泵组件的过度振动，该过度振动会导致泵部件的低效或甚至故障。传统地，这些泵叫做离心泵。

虽然离心泵可令人满意地用来抽吸熔融金属，但是，其永远不会作为填充熔融金属模具的装置。相反，此任务已经留给电磁泵、高压炉和标签机。已知的离心泵通常通过调节叶轮的转速来控制熔融金属的流速和压力。然而，当尝试将熔融金属转移至模具（例如，形状模具）中时，此控制机构会经历熔融金属的流速和压力的不稳定控制。当尝试填充用于复杂或杂乱形成的工具或零件的形状模具时，无法稳定地控制熔融金属流入形状模具是特别普遍的。

发明内容

在一个实施例中，本公开涉及一种用熔融金属填充模具的熔融金属泵组件。泵组件包括将电机与叶轮连接的细长轴。叶轮被容纳在底座件的泵室内，使得，叶轮的旋转将熔融金属在入口处吸入泵室，并迫使熔融金属通过泵室的出口。叶轮包括第一径向边缘，其与第二径向边缘隔开，使得，第一径向边缘靠近细长轴。轴承组件在泵室内包围叶轮，轴承组件包括第一轴承和第二轴承，第一轴承适于在第一径向边缘处支持叶轮的旋转，第二轴承适于在第二径向边缘处支持叶轮的旋转。在第一和第二轴承中之一与相关的第一和第二径向边缘之间插入有至少一个旁通间隙。该旁通间隙用来操纵熔融金属的流速和排出压力。当使叶轮旋转时，熔融金属以预定速度从泵室中通过旁通间隙泄漏，以使得实现流速的精确控制。

在本公开的另一实施例中，提供了一种用熔融金属填充模具的方法。该方法包括，使叶轮在泵室内旋转。将熔融金属通过叶轮转移至泵室中。熔融金属的预定部分通过至少一个旁通间隙从泵室泄漏至底座外部。泄漏速度允许相对于叶轮的转速精确地调节排出压力。用熔融金属填充相关的模具，并由可编程控制曲线进行控制。

根据本公开的又一实施例，提供了一种用熔融金属填充模具的熔融金属泵组件。泵组件包括将电机与叶轮连接的细长轴。将叶轮容纳在底座件的泵室内，使得，叶轮的旋转将熔融金属在入口处吸入泵室，并迫使熔融金属通过泵室的出口。叶轮包括靠近第一外圆周的第一径向边缘，该第一径向边缘与靠近第二外圆周的第二径向边缘隔开，使得，将细长轴刚性地附接至第一外圆周。

轴承组件在泵室内包围叶轮，并且轴承组件包括第一轴承和第二轴承，第一轴承适于在第一径向边缘处支持叶轮的旋转，第二轴承适于在第二径向边缘处支持叶轮的旋转。在第二外圆周处设置至少一个旁通间隙，以在泵室和周围环境之间提供流体连通。该旁通间隙用来允许预定量的熔融金属从泵室泄漏，使得，在出口处提供对熔融金属的流速和排出压力的精确控制。

本公开的一个方面是一种用于熔融金属泵的组件和使用方法，以填充复杂模具，使得旁通间隙允许更精确的流速控制。

附图说明

图1是现有技术的熔融金属泵组件的前视图；

图2是熔融金属泵组件的一部分的横截面图，该部分包括附接至底座件的腔室内的叶轮的细长轴；

图3是细长轴和叶轮的立体图；

图4是叶轮的端视图；

图5是细长轴的前视图；

图6是底座件的横截面图；

图7是图2所示的附接至底座件的泵室内的叶轮的细长轴的分解横截面图；

图8是示出了相对于泵组件的叶轮的每分钟转数（RPM），出口处的熔融金属压力和熔融金属流速之间的关系的图表；

图9是示出了相对于可编程模具填充曲线，RPM和时间之间的示例性关系的图表；

图10是与复杂模具相关的示例性可编程模具填充曲线的图表。

具体实施方式