用于腐蝕性輕合金的熱室壓鑄的噴射泵的制作方法
【專利摘要】一種用于腐蝕性輕合金的熱室壓鑄的噴射泵(1)，該噴射泵包括：主體(9)，該主體設(shè)置有內(nèi)部共軸襯套(10)，噴射器活塞(20)在所述內(nèi)部共軸襯套中密封地滑動(dòng)，所述襯套(10)由耐受熔融合金的材料制成并且具有不同于主體(9)的材料的熱膨脹系數(shù)；靜態(tài)密封元件(15)，該靜態(tài)密封元件由在壓縮下屈服的石墨基非金屬材料制成，且布置于主體(9)的內(nèi)表面(91)和襯套(10)的外表面(104)之間；以及軸向壓縮器件(4、5、7、8、18、71)，所述軸向壓縮器件布置于擰入到主體(9)中的環(huán)形螺母(6)和襯套(10)以及靜態(tài)密封元件(15)之間。
【專利說明】用于腐蝕性輕合金的熱室壓鑄的噴射泵
[0001]本發(fā)明涉及一種用于輕合金的熱室壓鑄的裝置的噴射泵，所述輕合金在熔化或者半液體狀態(tài)下是腐蝕性的，尤其涉及配備有靜態(tài)密封元件的噴射泵，所述靜態(tài)密封元件是非金屬的并且在壓縮下可變形。
[0002]在用于熔融有色合金的壓鑄的噴射泵中，為了構(gòu)造噴射器活塞、容器缸體和布置在它們之間的動(dòng)態(tài)密封元件，當(dāng)前采用的材料是耐高溫的，能夠經(jīng)受處于熔化或者半液體狀態(tài)的合金的腐蝕作用，抵抗由相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件的摩擦所產(chǎn)生的磨損以及防止或者阻礙可能的刮擦以及容納合金的滲漏，從而獲得這些部件在經(jīng)濟(jì)上可接受的服務(wù)壽命。
[0003]在所謂的“熱室”安裝中，噴射泵浸沒在熔融合金中，具有通常使用的動(dòng)態(tài)密封元件，該動(dòng)態(tài)密封元件呈共軸地作用于噴射器活塞上的彈性金屬環(huán)件的形式。彈性環(huán)件在周向上具有切口，這允許它們?cè)趶较蚍较蛏蠌椥缘貕嚎s和膨脹，并且共軸地安裝于噴射器活塞，位于在噴射器活塞側(cè)表面中形成的合適凹槽或者周向座中。在將噴射器活塞組裝在容器缸體中期間，彈性環(huán)件被壓縮在它們的周向座上封閉噴射器活塞，隨后借助于其彈性而膨脹以接觸缸體的內(nèi)表面。由密封元件在容器缸體的壁上所產(chǎn)生的壓力可確定對(duì)正被處理的合金的噴射壓力的密封程度，并且取決于切口在周向上的構(gòu)造以及噴射器活塞的操作條件(例如壓力和速度)，能夠設(shè)置一個(gè)或多個(gè)彈性密封環(huán)件。
[0004]噴射器活塞在熔融合金的噴射期間快速移動(dòng)，在容器缸體的內(nèi)表面和與噴射器活塞一體的動(dòng)態(tài)密封元件之間的摩擦?xí)a(chǎn)生這些部件的磨損的相當(dāng)大的問題，隨著時(shí)間的推移這會(huì)引起對(duì)壓力的密封的缺陷，意味著頻繁及高額的維修。因?yàn)橄鄬?duì)滑動(dòng)的表面之間的摩擦和磨損取決于材料和聯(lián)接表面的特性以及運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性(特別是壓力和相對(duì)速率)，所以要不斷地研究和試驗(yàn)相接觸各部件的形狀和材料的最合適匹配，以它們的使用壽命最大化。
[0005]目前正在深入研究非金屬材料之間的匹配以及金屬材料和非金屬材料之間的混合匹配，通常，在用于壓鑄的噴射泵的情形下，磨損是針對(duì)那些更容易并且更便宜地替換的部件的表面，例如容器缸體和噴射器活塞之間的密封元件。但是，盡管在該領(lǐng)域有很多研究(例如見^55088966)，但是現(xiàn)有技術(shù)尚未提供滿意的方案來解決獲得具有經(jīng)濟(jì)上可接受服務(wù)壽命且對(duì)壓力有良好密封性能的磨損部件的問題。
[0006]尤其是，由于鋁合金在熔融或者半液體狀態(tài)下具有很高的腐蝕性，所以現(xiàn)有技術(shù)的泵不適合于將鋁合金在泵及其與模具的連接件的金屬元件上進(jìn)行壓鑄。基于該原因，鋁合金僅能用“冷室”處理來壓鑄，盡管“熱室”處理毫無疑問的優(yōu)勢(shì)在于其允許:
[0007]?在浴的相同溫度下噴射合金，該浴向泵供給大大低于“冷室”處理的溫度、速度和壓力，因此具有較少能量消耗以及較少模具磨損；
[0008]?控制該處理的關(guān)閉周期，從而可增加生產(chǎn)率，在它們的性質(zhì)具有嚴(yán)格的重復(fù)性的情況下改善產(chǎn)品質(zhì)量、較少廢品以及較少原材料消耗；
[0009]?獲得更好的微結(jié)構(gòu)鑄造，不存在“冷室”處理所特有的氣體的氧化和包含，因此能夠在它們與其他結(jié)構(gòu)之間焊接鑄造件，并且能夠?qū)嚎s氣體具有更好的密封，此外還有熱鍍鋅處理的膨脹可能性；
[0010].使用較小和較便宜的模具和壓力機(jī)；
[0011].同時(shí)或者依次將具有不同特性的合金噴射至相同模具，因而獲得了具有零部件的整體式鑄造件，這極大地改善了鑄造件本身的質(zhì)量及總體性能(這通常無法由單一合金而獲得)，諸如耐磨損性、輕質(zhì)性、可使用性、拉伸強(qiáng)度、耐沖擊、耐腐蝕等。
[0012]用于鋁合金的熱室泵的建議布置在本領(lǐng)域是公知的，一些布置已經(jīng)幾十年了，并且其中的一些布置已經(jīng)歷經(jīng)大工廠的試驗(yàn)，但是到目前為止沒有一種布置進(jìn)入生產(chǎn)技術(shù)。它們通常基于陶瓷部件，該部件足以耐受熔融鋁的腐蝕，但是目前發(fā)現(xiàn)有些難以逾越的局限性，即這些部件對(duì)拉伸性和彎曲應(yīng)力的耐受性差，以及高脆性；關(guān)于它們的尺寸、形狀、可加工性而言受到生產(chǎn)限制；以及與壓力機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)相關(guān)的難度，在成本上具有負(fù)面影響，在制造和操作泵上有風(fēng)險(xiǎn)。例如，Miki Isao在EP0827793中以及Yuji Ogawa在JP2008006455和JP2008073698中已經(jīng)提出了具有陶瓷部件的類似泵。
[0013]作為可替換方案， 申請(qǐng)人:已經(jīng)在US5385456中提出了通過使用柱塞使得不存在鋼缸體的腐蝕，柱塞可能是陶瓷的，僅經(jīng)受壓縮力，耐腐蝕并且配備有非金屬密封件。但是，該泵構(gòu)造需要使用進(jìn)料閥，這是該解決方案的缺點(diǎn)。 申請(qǐng)人:考慮到為了克服先前構(gòu)造的問題，在US6029737中提出了具有槽端的柱塞，其僅經(jīng)受壓縮力并且設(shè)置有自動(dòng)剛性密封，但是，這在實(shí)驗(yàn)工廠中顯示出存在功能問題并且維修有很大困難。
[0014]在另一可替換構(gòu)造中，噴射器活塞能夠在依次插入到主體中的襯套的內(nèi)部滑動(dòng)，使得當(dāng)襯套的內(nèi)表面被磨損時(shí)，更換襯套就足夠了而不是更換整個(gè)主體。由于制造成本的原因，這種泵具有由適合于在高溫下耐拉伸應(yīng)力的鋼制成的主體，并且內(nèi)表面和外表面都被耐受熔融鋁腐蝕的涂層所保護(hù)，例如，涂層為噴涂的陶瓷粉末和粘合劑，或者其他本領(lǐng)域公知的阻隔層。
[0015]由于功能原因，鋼主體必須聯(lián)接至襯套，襯套具有處理所要求的耐受高拉伸應(yīng)力，并且具有強(qiáng)沖壓性質(zhì)。襯套的內(nèi)表面必須耐受噴射器活塞的滑動(dòng)以及耐受熔融合金的腐蝕，以在經(jīng)濟(jì)上可接受的時(shí)間內(nèi)確保生成填充模具的處理所要求的壓力。為了日常維護(hù)、修復(fù)和更換，該襯套必須易于從泵主體拆卸，并且能夠容忍低于主體的一定數(shù)量級(jí)的磨損。并且，襯套的外表面還必須耐受熔融合金的腐蝕，同時(shí)在襯套的外表面和泵主體之間要求有耐腐蝕和耐高壓的聯(lián)接件。
[0016]襯套為大致柱形套筒，其構(gòu)成材料可以具有陶瓷性質(zhì)、耐壓縮應(yīng)力，或者具有金屬性質(zhì)，同時(shí)耐受壓縮和牽引應(yīng)力。對(duì)于陶瓷選擇來說，已經(jīng)提出一些先進(jìn)的陶瓷，諸如例如硅氮化物，而對(duì)于金屬選擇來說，已經(jīng)提出具有高熔點(diǎn)的重金屬的合金，諸如鑰和鎢，如例如IT1376503中描述的，它們的表面能夠被硬化以承受滑動(dòng)磨損。
[0017]無論在上述各種選擇方案中為襯套選擇了何種材料，襯套都將具有大大低于主體的鋼的熱膨脹，因?yàn)槭拐麄€(gè)泵主體具有與襯套相同的材料會(huì)帶來高昂的成本。這使得根據(jù)本領(lǐng)域傳統(tǒng)公知的解決方案不能在襯套和泵主體之間進(jìn)行直接聯(lián)接，例如，各部件之間進(jìn)行過盈配合，這是考慮到由于主體的內(nèi)表面的熱膨脹大于襯套的外表面的膨脹所生成的空間將引起熔融合金不可容忍的泄漏，這會(huì)妨礙模具腔的適當(dāng)填充。
[0018]為了克服這些問題已經(jīng)提出各種方案，大致可供參考的是，在陶瓷或者金屬機(jī)構(gòu)之間有正面的、扁平的或者錐形的接觸(例如US6029737)，在各表面之間具有或者不具有插設(shè)的密封件。
[0019]例如，DE1583714描述了這樣的方案，即在襯套和泵主體之間布置膨脹石墨制成的墊圈，在第一實(shí)施例中具有扁平接觸，并且在第二實(shí)施例中具有錐形接觸。在這兩種情況下，從下方由熔融合金施加在密封件上的壓力僅通過襯套的上凸緣來抵抗，襯套的上凸緣進(jìn)而被熔融合金向上推動(dòng)并且被擰入至泵主體的元件保持在適當(dāng)位置。由于高的周期性噴射壓力，泵主體是細(xì)長的并且旋擰至該泵主體的元件是縮短的，而且由于高溫，螺栓所生成的力是非常適度的。結(jié)果是，墊圈的密封效果隨著熔融合金的壓力和溫度的增加而減小，具有泄露的風(fēng)險(xiǎn)，泄露會(huì)削弱和損壞墊圈。
[0020]JP03110056描述了一種代替的方案,其中，襯套和泵主體之間的密封件由布置于這兩個(gè)元件之間的一對(duì)反向錐度套管提供，而沒有插設(shè)任何墊圈，其他三個(gè)同心元件在上板的作用下從上方分別推動(dòng)襯套和兩個(gè)錐形套管。熔融合金被填充至最內(nèi)側(cè)推動(dòng)元件和中間推動(dòng)元件之間的空間中，其內(nèi)側(cè)設(shè)置有石墨、陶瓷或者其他耐熔融合金材料的涂層。
[0021]由于密封表面的急速惡化，迄今為止提出的方案中沒有一個(gè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
[0022]因此本發(fā)明的目的是提供一種克服上面提到的缺陷的噴射泵。該目的是通過這樣的泵來實(shí)現(xiàn)的，該泵包括:主體，其設(shè)置有內(nèi)部共軸襯套，噴射器活塞在所述襯套中滑動(dòng)，所述襯套由具有不同膨脹系數(shù)的抗腐蝕材料制成；靜態(tài)密封元件，其由在壓縮下屈服的石墨基非金屬材料制成，且布置于所述主體的內(nèi)表面和所述襯套的外表面之間；以及軸向壓縮器件，其布置于與所述主體和襯套成為一體的鎖定元件與所述靜態(tài)密封元件之間。其他有利特征公開在從屬權(quán)利要求中。
[0023]由于材料的變形性，軸向方向的壓縮可弓I起靜態(tài)密封元件在徑向方向上向外膨脹而抵靠泵主體的內(nèi)表面以及向內(nèi)膨脹而抵靠襯套的外表面，這種膨脹要求容納正被處理的合金的滲漏。由軸向壓縮器件施加的壓縮程度優(yōu)選與壓鑄循環(huán)期間的噴射壓力成比例，開始于確保最小壓力條件下的緊密性所需的靜態(tài)預(yù)載荷的條件。
[0024]密封元件優(yōu)選由膨脹石墨制成，膨脹石墨是通過自然石墨的薄片的熱膨脹獲得的材料，其能被壓成薄厚度的板材，具有的密度低于致密石墨的密度。這些板材適于根據(jù)扁平靜態(tài)密封件所要求的輪廓被模切，或者適于被切成條帶，卷成螺旋狀，有時(shí)用非金屬纖維或者金屬線增強(qiáng)，并且它們還能夠被引入金屬模具的腔室內(nèi)并且被擠壓以得到具有有效截面和適當(dāng)密度的環(huán)件。整個(gè)處理生成具有各向異性結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，具有對(duì)液體和氣體的低滲透性、弱黏著性、幾乎不耐機(jī)械應(yīng)力、在壓力下彈性部件具有塑性行為。這些產(chǎn)品適合于在非氧化環(huán)境中對(duì)中高溫和壓力下的構(gòu)件的靜態(tài)密封的許多應(yīng)用。
[0025]上述考慮和 申請(qǐng)人:的直接經(jīng)驗(yàn)已促使 申請(qǐng)人:研究和實(shí)驗(yàn)(獲得了良好的結(jié)果)使用所述材料來解決以下問題:泵主體的內(nèi)表面和襯套的外表面的耐腐蝕問題；以及襯套的耐沖壓壓力問題和聯(lián)接件的氣密性問題；此外還有與較容易或較不容易拆卸襯套相關(guān)的泵維修的問題。對(duì)前述問題的克服構(gòu)成了根據(jù)本發(fā)明的噴射泵的第一重要優(yōu)勢(shì)，這是源自于將石墨選擇為用于靜態(tài)密封元件的構(gòu)造的基礎(chǔ)材料，以及源自于將靜態(tài)密封元件布置在襯套和主體之間。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的噴射泵的另一優(yōu)勢(shì)是，能夠易于以人工和/或自動(dòng)方式來調(diào)節(jié)作用于靜態(tài)密封元件上的軸向壓縮器件，這允許定期監(jiān)控用以確保最小壓力條件下的緊密性所需的靜態(tài)預(yù)載荷。
[0027]此外，在特定實(shí)施例中，在壓鑄循環(huán)的不同階段期間由軸向壓縮器件所施加的壓縮行為能夠完全自動(dòng)化進(jìn)行，這實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，即對(duì)密封程度進(jìn)行真正優(yōu)化以作為壓鑄周期的最重要參數(shù)。
[0028]對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，參考附圖及其一些實(shí)施例的以下詳細(xì)說明，根據(jù)本發(fā)明的噴射泵的這些和其他優(yōu)勢(shì)和特征將變得明顯。在附圖中:
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于熱室壓鑄的噴射泵的第一實(shí)施例的縱截面的示意圖；
[0030]圖2示出了圖1的泵的第二實(shí)施例的縱截面的局部視圖，該泵設(shè)置有用于與噴射壓力成比例地自動(dòng)增加靜態(tài)密封元件的壓縮的器件；
[0031]圖3和圖4示出了圖1的泵的另一實(shí)施例的縱截面的局部視圖，該泵設(shè)置有用于與噴射壓力成比例地自動(dòng)增加僅一部分靜態(tài)密封元件的壓縮的器件；以及
[0032]圖5示出了軸向壓縮器件的鎖定構(gòu)件的變型例的縱截面的局部視圖，所述變型例適于上述任何實(shí)施例。
[0033]參考圖1，可見的是，根據(jù)本發(fā)明的熱室噴射泵1通常包括主體9，該主體9插入坩堝13中并且設(shè)置有與其共軸的內(nèi)襯套10，噴射器活塞20以由致動(dòng)器26通過桿21往復(fù)運(yùn)動(dòng)地移動(dòng)的方式在內(nèi)襯套10中滑動(dòng)?；钊?0具有將熔融合金19推入并且壓縮到模具25的腔室24中的功能，模具25通過設(shè)置有外加熱夾套23的導(dǎo)管22連接至泵1，熔融合金19存在于在活塞20下方由襯套10的內(nèi)部容積所形成的噴射室102中。噴射室102通過形成在主體9中的導(dǎo)管14連接至導(dǎo)管22，并且通過導(dǎo)管12與坩堝13的腔室連通，導(dǎo)管12穿過襯套10和主體9，在活塞20的回程期間合金19通常因重力或吸力通過導(dǎo)管12進(jìn)入噴射室102，如本領(lǐng)域公知的那樣。
[0034]主體9優(yōu)選地由耐熱鋼或者合適的耐火合金制成，能夠在甚至高于合金的熔融溫度的溫度下承受熔融合金19的壓力內(nèi)襯套10優(yōu)選地由具有硬化表面的陶瓷材料或者鑰合金(或者其他適合于此目的金屬合金)制成，能夠承受由活塞20生成的壓力？，并且具有能夠承受由活塞20的滑動(dòng)引起的磨損的內(nèi)表面105。襯套10和活塞20之間的動(dòng)態(tài)密封能夠依靠任何現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，例如通過采用在肌)2008/123009中描述的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)，具有的優(yōu)勢(shì)為，為了避免不同熱膨脹的問題，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件10、20能夠以相同的材料實(shí)現(xiàn)。
[0035]主體9的內(nèi)表面91和襯套10的外表面104之間具有插設(shè)的靜態(tài)密封兀件15，該靜態(tài)密封元件15由能變形的石墨基材料制成，優(yōu)選由膨脹石墨制成，并且能夠承受高噴射壓力、高溫以及熔融合金的腐蝕行為。本發(fā)明的創(chuàng)新方案在于這樣的事實(shí):這種密封元件15適于被施加可調(diào)節(jié)軸向力？的致動(dòng)器26經(jīng)由環(huán)件2來預(yù)壓縮，環(huán)件2推動(dòng)服務(wù)構(gòu)件3，服務(wù)構(gòu)件3又作用于由金屬套筒5、8、18構(gòu)成的套筒鏈，從而將密封元件15壓縮為抵靠安置在主體9的底部921上的基座92。
[0036]該軸向預(yù)壓縮引起密封元件15的徑向膨脹，這生成徑向壓力，該徑向壓力適合于在襯套10的外表面104上以及在主體9的內(nèi)表面91上密封熔融合金。這也導(dǎo)致主體9的預(yù)張緊，使其在高溫下更耐疲勞，并且導(dǎo)致襯套10的徑向預(yù)壓縮，使其基本僅經(jīng)受壓縮應(yīng)力，這極大地?cái)U(kuò)展了其材料的選擇領(lǐng)域。
[0037]上述預(yù)壓縮是借助于鎖定構(gòu)件來限制套筒鏈中上套筒5的軸向位置來維持的，上套筒5是具有大致L形截面的凸緣套筒，所述鎖定構(gòu)件由環(huán)形螺母6構(gòu)成，環(huán)形螺母6鄰接在上套筒5的凸緣上并且被擰入主體9的上部分中，主體9的上部分具有內(nèi)螺紋。最后，移除服務(wù)構(gòu)件3，并且泵I準(zhǔn)備用于生產(chǎn)。
[0038]當(dāng)泵I已經(jīng)達(dá)到操作溫度時(shí)必須執(zhí)行預(yù)壓縮操作，以補(bǔ)償(recover)由主體9的熱膨脹引起的游隙，主體9的熱膨脹通常遠(yuǎn)大于襯套10的熱膨脹。例如，當(dāng)需要完全不同于先前值的噴射溫度和/或壓力時(shí)，能夠容易地重復(fù)該操作以補(bǔ)償部件的磨損或者用于進(jìn)行不同于初始設(shè)定的調(diào)節(jié)。
[0039]應(yīng)該注意的是，在泵I的操作期間，熔融合金的壓力P還作用在襯套10的底表面101上而生成向上力F ;因此為了防止襯套10的向上位移，襯套10由間隔件7鎖定，該間隔件7安置成抵靠環(huán)件71，該環(huán)件71的軸向位置由擰入上套筒5中的環(huán)形螺母4來確定，上套筒5具有內(nèi)螺紋。當(dāng)必須從主體9執(zhí)行襯套10的取出時(shí)，僅需移除環(huán)形螺母6因而釋放部件4、5、7、8、18，然后在整個(gè)模具中，低速運(yùn)行噴射周期，使得力F(不再被克服)射出襯套10，正好足以易于從主體9取出該襯套。為了防止粘附并且便于預(yù)壓縮套筒鏈的軸向滑動(dòng)，還為了襯套10的取出，優(yōu)選的是，將膨脹石墨(或者耐熔融合金腐蝕的其他材料)制成的元件布置在相對(duì)軸向滑動(dòng)所涉及的表面之間，例如是分別位于下套筒18的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的套管11和111。
[0040]圖2圖示了圖1的泵的第二實(shí)施例，其設(shè)置有用于與噴射壓力P成比例地自動(dòng)增加靜態(tài)密封元件15的壓縮的器件。在該構(gòu)造中，本發(fā)明的另一創(chuàng)新方案包括，金屬環(huán)件16布置在密封元件15和基座92之間，所述環(huán)件16由兩個(gè)半環(huán)件形成，兩個(gè)半環(huán)件插入形成在襯套10的外表面104的底部處的凹槽中。在將合金噴射入模具期間，由壓力P在襯套10的下表面101上所生成的力F通過插入所述凹槽中的環(huán)件16的下表面106被傳遞至趨向于徑向膨脹的密封元件15，使得元件15的密封隨著熔融合金的壓力P的增加而增加。為了限制傳遞至元件15的最大壓力，借助于擰入上套筒5中的環(huán)形螺母4來調(diào)節(jié)襯套10的行程，從而允許校準(zhǔn)間隔件7的位置(見圖1)。
[0041]圖3和圖4示出了圖2的第二實(shí)施例的變型例，所述變型例提供了:與噴射壓力P成比例地自動(dòng)增加靜態(tài)密封元件15的壓縮僅應(yīng)用于一部分元件15。為此目的，以下布置就足夠了:環(huán)件16沿著襯套10的外表面104布置得較高，使得位于環(huán)件16下方的一些密封元件151不接收壓縮，因?yàn)榱反而由位于環(huán)件16上方的密封元件152所接收。
[0042]通過沿著外表面104形成更高的相關(guān)安裝凹槽，或者通過采用附圖所示的構(gòu)造，能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)環(huán)件16的定位，在附圖所示的構(gòu)造中，襯套10的外表面由頂表面103組成，頂表面103的直徑小于底表面104。因而,兩個(gè)表面103、104由環(huán)形表面107連接，環(huán)形表面107充當(dāng)用于環(huán)件16的鄰接件以將力F傳遞至上面疊置的密封元件152。在相同力F的情況下，如果想要降低所述元件152上的壓力的自動(dòng)增加，以下布置就足夠了:增加環(huán)件16的寬度，并且為此目的還能夠采用圖4的構(gòu)造，在圖4的構(gòu)造中，主體9的內(nèi)表面由底表面911組成,底表面911的直徑小于頂表面912。因而兩個(gè)表面911、91通過環(huán)形表面907連接，該環(huán)形表面907作為用于增加尺寸的環(huán)件16的附加鄰接件。
[0043]最后，圖5示出了軸向壓縮器件的鎖定構(gòu)件的變型例，其中，環(huán)形螺母6被替換成唇形凸緣61，該唇形凸緣61以及適當(dāng)?shù)南路介g隔件借助于擰入主體9的螺栓62固定。
[0044]密封元件15優(yōu)選由膨脹石墨制成，該膨脹石墨是一種高度耐熱性材料并且非常適合于高溫應(yīng)用中元件密封的實(shí)現(xiàn)，密封元件15能夠在內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)利用耐受熔融合金且耐600-800°C溫度的元件來增強(qiáng)，該元件是非金屬性質(zhì)(諸如碳纖維)或者金屬性質(zhì)的，只要它們能夠耐受正被處理的熔融合金的沖擊即可。橫截面的形狀對(duì)于密封元件15的良好功能性也具有顯著的重要性，它們優(yōu)選具有四邊形形狀的截面，該截面的鄰邊具有30°至150°之間的內(nèi)角(但是它們也能夠具有這樣的截面:該截面具有一個(gè)或多個(gè)曲邊)。
[0045]清楚的是，根據(jù)本發(fā)明的噴射泵的以上描述和圖示的實(shí)施例僅僅是示例，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行各種修改。尤其是，密封元件15能夠以各種形式和材料實(shí)現(xiàn)，可以將不同類型的密封元件組合在相同的泵中。例如，密封元件15能夠是切割而成的螺旋管形環(huán)件(toroidalring)(以便可打包獲得它們，而不是將它們單個(gè)形成)，可選地插有膨脹石墨制成的環(huán)形盤，該環(huán)形盤僅通過模切獲得而無需在成型模具中具有接連通路，或者插有由其他合適材料制成的盤，諸如耐熔融合金的結(jié)構(gòu)緊湊石墨、碳纖維、金屬、編織纖維，并且可以用石墨或者其他合適的無機(jī)成分增強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于腐蝕性輕合金的熱室壓鑄的噴射泵(I)，該噴射泵包括設(shè)置有內(nèi)部共軸襯套(10)的主體(9)，噴射器活塞(20)以由相關(guān)致動(dòng)器(26)驅(qū)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式在所述內(nèi)部共軸襯套中密封地滑動(dòng)，所述襯套(10)由耐受所述輕合金腐蝕的且在300° K和950° K之間的溫度下具有的線性熱膨脹系數(shù)與所述主體(9)的材料的線性熱膨脹系數(shù)相差至少1.5X10-7° K的材料制成，并且所述噴射泵(I)進(jìn)一步包括靜態(tài)密封元件(15)和用于所述襯套(10)的軸向壓縮器件，所述靜態(tài)密封元件由在壓縮下屈服的石墨基非金屬材料制成并且布置于所述主體(9)的內(nèi)表面(91)和所述襯套(10)的外表面(104)之間，其特征在于，所述噴射泵包括布置于與所述主體(9)成為一體的鎖定構(gòu)件與所述靜態(tài)密封元件(15)之間的另一軸向壓縮器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述噴射泵進(jìn)一步包括環(huán)件(16)，所述環(huán)件安裝在所述襯套(10)的所述外表面(104)上，以便將由作用在所述襯套(10)的底表面(101)上的熔融合金的壓力(P)所產(chǎn)生的力(F)傳遞至所有靜態(tài)密封元件(15)或者傳遞至至少一部分靜態(tài)密封元件(152)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述環(huán)件(16)由引入到形成在所述襯套(10)的所述外表面(104)的底部處的凹槽中的兩個(gè)半環(huán)件組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述襯套(10)的所述外表面由頂表面(103)組成，所述頂表面具有的直徑小于底表面(104)的直徑，所述的兩個(gè)表面(103，104)通過充當(dāng)用于所述環(huán)件(16)的鄰接件的環(huán)形表面(107)而連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述主體(9)的所述內(nèi)表面(91)由底表面(911)組成，該底表面具有的直徑小于頂表面(912)的直徑，所述的兩個(gè)表面(911，912)通過充當(dāng)用于所述環(huán)件(16)的附加鄰接件的環(huán)形表面(907)而連接。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述密封元件(15)的軸向壓縮器件由帶凸緣的頂部套筒(5)、中間套筒(8)和底部套筒(18)構(gòu)成，所述鎖定構(gòu)件鄰接在所述頂部套筒(5)的凸緣上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述襯套(10)的軸向壓縮器件由抵靠環(huán)件(71)的間隔件(7)構(gòu)成，所述環(huán)件的軸向位置由擰入到所述頂部套筒(5)中的環(huán)形螺母(4)限定，所述頂部套筒(5)具有內(nèi)螺紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述噴射泵進(jìn)一步包括位于所述底部套筒(18)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的由膨脹石墨制成的套管(11，111)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述鎖定構(gòu)件由擰入到所述主體(9)頂部中的具有螺紋的環(huán)形螺母(6)構(gòu)成，所述主體(9)具有內(nèi)螺紋。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述鎖定構(gòu)件由唇形凸緣￠1)構(gòu)成，所述唇形凸緣通過擰入到所述主體(9)中的螺栓￠2)而固定。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述靜態(tài)密封元件(15)由膨脹石墨制成，并且優(yōu)選地在內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)由非金屬和/或金屬構(gòu)件增強(qiáng)，只要所述非金屬和/或金屬構(gòu)件能夠耐受熔融合金即可。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述靜態(tài)密封元件(15)是具有四邊形形狀的橫截面的螺旋管形環(huán)件，所述四邊形的相鄰邊具有30°至150°之間的內(nèi)角。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述靜態(tài)密封元件(15)插入有由耐受熔融合金的材料制成的環(huán)形盤，諸如僅通過模切形成的膨脹石墨盤、緊湊結(jié)構(gòu)石墨盤、碳纖維盤、金屬盤。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的噴射泵(I)，其特征在于，所述噴射器活塞(20)由所述相關(guān)致動(dòng)器(26)通過桿(21)來驅(qū)動(dòng)，所述桿設(shè)置有如下環(huán)件(2):該環(huán)件適于通過服務(wù)構(gòu)件(3)而作用于所述靜態(tài)密封元件(15)的軸向壓縮器件上，所述服務(wù)構(gòu)件(3)能夠在所述靜態(tài)密封元件(15)的預(yù)壓縮操作結(jié)束時(shí)被移除。
【文檔編號(hào)】B22D17/04GK104334299SQ201380027977
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】F·曼奇尼 申請(qǐng)人:F·曼奇尼