Установка для изготовления и выбивки форм из сыпучего материала при литье по газифицируемым моделям

 

Сущность изобретения: установка содержит открытый с торца контейнер 1, бун9 мЧ Фиг.1 кер 5 для песка с отверстиями в днище, установленный над контейнером с возможностью вертикального перемещения, и зажим 14 для модельного блока, захватные органы 13 и направляющие для стыковки контейнера 1 с бункером 5, а также герметизирующий элемент 12 для уплотнения стыков. На боковой поверхности контейнера 1 с диаметрально противоположных сторон размещены две полумуфты 15 сцепления, обеспечивающие возможность поворота контейнера вокруг горизонтальной оси, а бункер содержит дополнительно воздушную камеру 9, соединенную с источником сжатого воздуха, патрубок 11 для удаления воздуха с пылевидной фракцией и водоохлаждаемый теплообменник 10, 5 ил. (Л С VI VJ СА) СЛ СЛ О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЛЯ6

),, КА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849908/02 (22) 06.08,90

° (46) 07.11.92, Бюл. N 41 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) О,И.Шинский, А.И,Валигура, А.Ю.Синчугов, Н.Г.Черненко, В.Т.Шульга, В,И.Лозенко и В.И.Хотян (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 1459815, кл. В 22 С 9/04, 1987.

2. Патент США

N47б85б7,,кл. В 65 Б 1/06, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И

ВЫБИВКИ ФОРМ ИЗ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ПРИ ЛИТЬЕ ПО ГАЗИФИЦИРУЕМЫМ

МОДЕЛЯМ (57) Сущность изобретения: установка содержит открытый с торца контейнер 1, бунУ

« .. Ж,» 1773550 А1

<51)ю В 22 С 9/04, 7/02, В 22 D 29/00 кер 5 для песка с отверстиями в днище, установленный над контейнером с возможностью вертикального перемещения, и зажим 14 для модельного блока, захватные органы 13 и направляющие для стыковки контейнера 1 с бункером 5, а также герметизирующий элемент 12 для уплотнения стыков, На боковой поверхности контейнера 1 с диаметрально противоположных сторон размещены две полумуфты 15 сцепления, обеспечивающие возможность поворота контейнера вокруг горизонтальной оси, а бункер содержит дополнительно воздушную камеру 9, соединенную с источником сжатого воздуха, патрубок 11 для удаления воздуха с пылевидной фракцией и водоохлаждаемый теплообменник 10, 5 ил.

1773550

15

30

55

Изобретение относится к литейному производству, в частности к оборудованию и средствам для литья по газифицируемым моделям.

Известен контейнер для изготовления форм из песка по газифицируемым моделям (УДК 621.74.,45 Шуляк В.С. Метод литья по газифицируемым моделям из пенополистирола, УкрНИИНТИ, Киев-.1971 — 65с. рис. 42 (с,48), Контейнер содержит стенки с гаэопроницаемыми стержнями, крышку и открывающееся днище, Заполнение контейнера песком при формовке производят из расходного бункера, Недостатками известного контейнера являются большие безвозвратные потери и значительное пылевыделение при транспортировке песка и формовке.

Известно также устройство для удале.ния и охлаждения песка, используемого при литье по газифицируемым моделям (Япония, заявка ¹ 63264241, кл. В 22 С 5/00, ОП.01,11,88, РЖ ТОЛП 1990 г., реф. 1Г162П), Недостатками известного устройства являются значительная протяженность трубопроводов для транспортировки песка и повышенные энергозатраты, что обусловлено отдаленным расположением бункера по отношению к опоке при формовке. Кроме того песок в процессе работы загрязняется пылевидной фракцией, не удаляемой из бункера, что приводит к снижению газопроницаемости формы и образованию дефектов отливок, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для заформовывания блока гаэифицируемых моделей в песке (пат.США

4768567. кл, В65 B 1/06, В65 В 37/02, on, 06.09.88, РЖ ТОЛП 1989 г., реф.9Г174 — прототи п).

Устройство содержит открытый с торца контейнер, бункер для песка, в днище которого выполнены отверстия, установленный над контейнером с возможностью вертикального перемещения, и зажим для модельного блока. Засыпку песка в опоку производят через отверстия в днище бункера. Одновременно с засыпкой песка и вибрацией производят подачу сжатого воздуха в вертикальные трубы, размещенные между моделями, что обеспечивает горизонтальное перемещение засыпаемого песка.

Недостатком известного устройства для формовки газифицируемых моделей является повышенное пылевыделение при выбивке отливок и удалении песка иэ контейнера, приводящее к увеличению расхода г<еска и его безвозвратных потерь, а также ухудшению экологических услов«й.

Кроме того, для транспортировки песка в бункер требуются дополнительные энергозатраты.

Цель изобретения — сокращение расхода песка и его безвозвратных потерь, уменьшение энергозатрат и улучшение экологических условий.

Поставленная цель достигается тем, что установка для изготовления и выбивки форм из сыпучего ма-.ериала при литье по газифицируемым моделям, содержащая открытый сторца контейнер,,бункер для песка, в днище которого выполнены отверстия, установленный над контейнером с возможностью вертикального перемещения, и зажим для модельного блока, снабжена механизмом стыковки контейнера с бункером, представляющим собой направляющие, захватные органы и герметизирующий элемент, и механизмом поворота контейнера вокруг горизонтальной оси, выполненным в виде двух полумуфт сцепления, расположенных на противоположных боковых сторонах контейнера. Бункер выполнен с двумя камерами, разделенными газопроницаемой перегородкой, одна из которых сообщена с источником сжатого воздуха, а другая эаполнена песком и имеет устройство первичной обработки песка, представляющее собой патрубок для удаления пылевидной фракции, сообщенный с источником вакуума, и водоохлаждаемый теплообменник, при этом днище бункера представг яет собой две сопряженные пластины с соосной перфОрацией, расположенные с возможностью возвратно-поступател ьного перемещения относительно друг друга.

Наличие механизма стыковки контейнера с бункером в сочетании с механизмом поворота контейнера вокруг горизонтальной оси и конструктивными особенностями днища бункера, выполненного в виде двух сопряженных пластин с соосной перфорацией, расположенных с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга, позволяет значительно упростить процессы изготовления и выбивки форм из сыпучего материала при литье по газифицируемым моделям благодаря тому, что засыпку песка из бункера в контейнер при формовке и возврат песка в бункер из контейнера при выбивке осуществляют непосредственно при переворачивании установки за счет использования гравитационных сил, Благодаря исключению пневмотранспортировки песка и специальных выбивных устройств достигают сокращения расхода песка и его безвозвратных потерь, снижения энергетических затрат и улучшения экологических условий, 1773550

10

40

Размещение в бункере устройства первичной обработки песка и воздушной камеры позволяет осуществить частичную регенерацию песка, включающую его охлаждение и удаление пылевидной фракции в кипящем слое и благодаря этому повысить цикличность оборота песка и снизить его расходный коэффициент на единицу массы отливки.

Предложенная установка представляет собой автономный модульный агрегат для формовки и выбивки, обеспечивающий сокращ ние производственных площадей и транспортных коммуникаций при подготовке и передаче песка на соответствующие позиции, Н"", фиг 1 — 5 представлены схемы установки для изготовления и выбивки форм из сыпучего материала при литье по газифицируемым моделям и положение ее узлов при различных технологических операциях.

Установка (фиг. 1) содержит открытый с торца контейнер 1 с вакуумируемыми полостями, модельный блок из газифицируемого материала, включающий модель 2 отливки и модель 3 литниковой системы, несвязанный формовочный материал 4. Над контейнером 1 с возможностью вертикаль ного перемещения установлен бункер 5 для песка. Днище бункера состоит из двух сопряженных пластин 6 и 7 с соосной перфо-. рацией, расположенных с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга, Бункер 5 выполнен с двумя камерами, разделенными газопроницаемой перегородкой 8. Верхняя воздушная камера 9 соединена с источником сжатого воздуха. В нижней камере, предназначенной для размещения песка, расположены водоохлаждаемый теплообменник 10 и патрубок 11 для удаления воздуха с пылевидной фракцией.

Механизм стыковки контейнера 1 с бункером 5 содержит герметизирующий элемент 12, захватные органы 13 и направляющие (на чертежах не показаны).

В нижней части бункера с наружной стороны установлен зажим 14 для установки и фиксации модельного блока (2 — 3) при формовке.

Механизм поворота контейнера 1 вокруг горизонтальной оси выполнен в виде двух полумуфт 15 сцепления, расположенных на его противоположных боковых сторонах, Для заливки металла в форму предназначен стояк 16 из огнеупорного материала, установленный в контейнере и присоединенный к литниковой системе (3).

Установка работает следующим образом.

В контейнер 1 при помощи зажима 14 устанавливают газифицируемый блок моделей(2 — 3) и стояк 16. Затем с использованием механизма стыковки контейнера с бункером спаривают контейнер 1 с бункером 15. При помощи механического привода (на чертежах не показан) перемещают пластины б и

7 относительно друг друга в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы отверстия в них совместились, при этом песок под действием гравитационных сил пересыпается из бункера 5 в- контейнер 1 (фиг. 2).

Уплотнение песка производят на вибростоле. После заполнения контейнера 1 песком на 2/3 высоты раскрывают зажим 14, завершают засыпку песка и перемещением пластин 6 и 7 перекрывают отверстия в днище бункера 1.

С помощью механизма поворота контейнера вокруг горизонтальной оси переворачивают установку на 180 вокруг горизонтальной оси, при этом контейнер перемещается в верхнее положение, а бункер в нижнее (фиг. 3). Контейнер подключают к вакуумной системе и при достижении в форме остаточного давления 0,04 — 0,02 МПа производят заливку металла в литниковую чашу. Жидкий металл газифицирует блок моделей (2-3) и заполняет образовавшуюся при этом полость. После завершения процесса затвердевания металла в форме кон. тейнер отключают от вакуумной системы и перемещают пластины 6 и 7 в положение, соответствующее совмещению отверстий (фиг. 4). Через отверстия в днище песок самопроизвольно пересыпается из контейнера в бункер, при этом отливка и элементы литниковой системы опускаются на днище бункера.

После полного освобождения контейнера 1 от песка раскрывают захватные органы

13 и поднимают контейнер {фиг, 5). Отливку с элементами литниковой системы удаляют, а в зажим 14 устанавливают новый блок газифицируемых моделей. Контейнер вновь состыковывают с бункером, при этом пластины 6 и 7 устанавливают в положение, соответствующее перекрытию отверстий.

Воздушную камеру 9 подключают к источнику сжатого воздуха, в теплообменник 10 подают воду для охлаждения песка, а патрубок 11 подключают к системе удаления воздуха с пылевидной фракцией. Зто позволяет произвести частичную регенерацию песка

"в кипящем слое" непосредственно в бункере, После этого с помощью полумуфт 15 сцепления установку переворачивают на

180 вокруг горизонтальной оси, при этом контейнер перемещается в нижнее положение, а бункер в верхнее. Цикл повторяется.

1773550

Ожидаемый экономический эффект от применения предложенной установки для изготовгения и выбивки форм из сыпучего материала при литье по газифицируемым моделям в условиях ПО "Нижнекамскнефтехим" по сравнению с прототипом составит

5 — 10 руб/т за счет снижения безвозвратных потерь и расхода песка. а также уменьшения энергетических затрат.

Формула изобретения

Установка для изготовления и выбивки форм из сыпучего материала при литье по газифицируемым моделям, содержащая открытый с торца контейнер, бункер для песка, в днище которого выполнены отверстия, установленный над контейнером с возможностью вертикального перемещения, и зажим для модельного блока, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью сокращения расхода песка и его безвозвратных потерь, уменьшения энергозатрат и улучшения экологических условий, она снабжена механизмом стыковки контейнера с бункером, представляющим собой направляющие, захватные органы и герметизирующий элемент, и ме5 ханизмом поворота контейнера вокруг горизонтальной оси, выполненным в виде двух полумуфт сцепления, расположенных на противоположных боковых сторонах контейнера, а бункер выполнен с двумя камера10 ми, разделенными газопроницаемой перегородкой, одна из которых сообщена с источником сжатого воздуха, а другая заполнена песком и имеет устройство первичной обработки песка, представляющев

15 собой патрубок для удаления пылевидной фракции, сообщенный с источником вакуума, и водоохлаждаемый теплообменник, при этом днище бункера представляет собой две сопряженные пластины с соосной

20 перфорацией, расположенные с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга.

1773550

Составитель С. Кулакова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Е, Папп

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3888 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5