Способ изготовления радиаторов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 22 С 9/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4937925/27 (22) 27.03.91 (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (76) К.В,Зубарев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1539036, кл. В 23 P 15/26, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1590311, кл, В 23 P 15/26, 1988. — Патент США hL 4661184,. кл. В 23 P 15/26, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 162920, кл, В 22 D19/00,,1963. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАДИАТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано. при изготовлении радиаторов, применяемых в различных отраслях промышленности, например автомобильной. Сущность изобретения: способ изготовления рэдиатбров включает установку стальных труб в литьевые формь|, формирование ребер путем заполнения литьевых форм расплавленным алюминием или сплавом на его основе, охлаждение форм и выИзобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано при изготовлении радиаторов, применяемых в различных отраслях промышленности, например, автомобильной.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления радиатора, повышение качества его работы (за счет увеличения теплопередающей способности) и прочности.. Ы 181 1434 А3 емку изделий. Заполнение литьевых форм расплавленным металлом осуществля1от, направляя поток металла из верхней части формы в нижнюю ее часть так, что указанный поток омывает трубы. Устройство для изготовления радиатора включает опору и питьевую форму, состоящую из двух полуформ — подвижной и неподвижной. Каждая из полуформ содержит пазы для установки труб и для формирования ребер. Пазы для формирования ребер. имеют ромбовидный профиль с литейным уклоном на неподвижной полуформе большим, чем на подвижной, оси отверстий .для заливки расплавленного металла расположены перпендикулярно основанию формы и лежат в плоскости ее разъема. На торцах неподвижной полуформы закреплены Г-образные съемники, каждый из которых содержит ос- нование и выступ. Съемники расположены,. так, что их основания являются касательными к отверстиям пазов для размещения труб на торцах полуформ. Выступы сьемников направлены в сторону, противоположную основанию формы. Подвижная полуформа связана с силовым цилиндром. 2 н,з, и 3 з.п.ф-лы, 6 ил., 2 пр. аевй Поставленная цель достигается тем, что 4

B способе изготовления радиатора, включающем установку труб в литьевые формы, формирование ребер путем заполнения литьевых форм расплавленным металлом, охлаждение форм и выемку изделий, согласно изобретению в качестве труб используют стальные трубы, в качестве металла используют алюминий и сплавы на основе алюминия, а заполнение литьевых форм расплавленным металлом осуществляют, 1811434 эуют стальные трубы, в качестве металл используют алюминий и сплавы на основе алюминия, а заполнение литьевых форм расплавленным металлом осуществляют, направляя поток металла из верхней части формы в нижнюю ее часть так, что указанный поток омывает трубы. Таким образом, предложенный способ удовлетворяет критерию изобретения "новизна", 9 патентной и научно-технической литературе не описано запол,нение литьевых форм при производстве .радиаторов расплавленным металлом так, что поток металла, направленный из верхней части формы в нижнюю ее часть, омывает трубы. Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "су5

15 устройства для изготовления радиатора

Известно устройство для изготовления радиатора, включающее опору, литьевую форму, состоящую. из двух полуформ, механизм разьединения полуформ, каждая иэ которых содержит пазы для установки труб и для формирования ребер, отверстия для заливки расплавленного металла.

Однако использование этого устройства требует, точной дозировки металла. При разъединении полуформ отливка застрева-. ет в одной из полуформ, что затрудняет ее

30 выемку. Все это усложняет технологию изготовления радиатора, Целью изобретения является упрощение технологии изготовления радиатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления радиатора, включающем опору, литьевую форму, состоящую из двух полуформ, механизм разьединения полуформ, каждая из которых содержит пазы для установки труб и для формирования ребер, отверстия для залив35

40 ки расплавленного металла, согласно изобретению, пазы для формирования ребер имеют заостренную форму с литейным уклоном на первой полуформе большим, чем на второй, отверстия для заливки расплавленного металла расположены таким образом, что их проекции на основание формы пере45

Таким. образом, предложенный способ удовлетворяет критерию изобретения "положительный эффект". уформ пазов для размещения труб, а выстуПредложенный способ отличается от flbi съемников направлены в стороны, прототипа тем. что в качестве труб исполь- противоположные основанию формы, принаправляя поток металла из верхней части формы в нижнюю ее часть так, что указанный поток омывает трубы, В предложенном способе металл заливают в форму через верхнюю ее часть, попадая в форму, он омывает трубы, нагревая их.

Далее металл стекает в нижнюю часть формы, постепенно заполняя форму, Когда уровень расплавленного металла достигает труб, они уже нагреваются. Это позволяет устранить указанные выше недостатки при помещении в форму холодных труб, на которых впоследствии затвердевает расплавленный металл, Этот же прием вызывает упрощение способа, если в форму помещают нагретые трубы. Признак "поток расплавленного металла омывает трубы" означает, что струи или капли расплавленного металла попадают на поверхность трубы, затем стекают по ней вниз.

Температура расплавленного металла в предложенном способе на 100-200 выше температуры его плавления.

Время заполнения формы 35-65 с, причем время ее заполнения до момента контакта верхнего уровня расплавленного металла с первой нижней трубой(минимальное время омывания труб расплавленным металлом) 35-50 с.

Соотношение масс расплавленного металла и стальных труб 5:0,7..

Количество расплавленного металла, введенного в форму за минимальное время омывания труб, по отношению к общему количеству расплавленного металла — 0,1—

0,2;

В предложенном способе в качестве металла используют алюминий и сплавы, например, дюралюминий. Алюминий и его сплавы обладают высокой теплопроводностью, что позволяет повысить качество работы радиатора, Стальные трубы обладают высокой прочностью, что позволяет повысить прочность конструкции радиатора.

Алюминий имеет более высокий коэффициент линейного расширения при повышении температуры, чем сталь, Это приводит к тому, что после ээтвердевания отлиаки контакт между ребрами радиатора и стальными трубами будет обладать повышенной прочностью, что увеличивает прочность конструкции радиатора и улучшает качество его работы за счет улучшения теплообменных свойств, щественные отличия".

Предложенный способ может быть реа20 лизован с помощью другого изобретения— секаются с осями проекций пазов для установки труб на это же основание, на торцах . первой полуформы закреплены Г-обрезные съемники, каждый иэ которых содержит основания и выступы и расположен таким образом, что основания сьемников являются касательными к отверстиям на торцах пол- .

1811434 чем вторая полуформа выполнена с возможностью перемещения по опоре и связана с механизмом разъединения полуформ. Механизм разъединения полуфор можЬт быть выполнен в виде гидро- или пневмоцилиндра, шток которого соединен с второй полуформой.

В предпочтительном варианте выполнения устройства выступы Г-образных

-съемников имеют закругленные фаски, выполненные с возможностью контакта при ее возможном перемещении.

В предпочтительном варианте выполнения устройства пазы для формирования ребер выполнены в первой полуформе с литейным уклоном 6-21, а во второй полуформе — 5-20, с разницей литейных уклонов 1 .

Разница литейных уклонов может быть и выше (15 ).

Пазы для формирования ребер имеют заостренную форму. При этом литейный уклон на первой полуформе меньше, чем на второй.

Ъ

Признак "паз для формирования ребер имеет заостренную форму" означает, что сечение паза в каждой из полуформ плоскостью, параллельной плоскости основания, представляет собой фигуру, ограниченную двумя линиями, пересекающимися в одной точке, которая является для указанных линий наиболее удаленной от оси паза для установки труб. При этом указанные линии должны быть "сходящимися", т.е. расстояние между этими линиями, измеренное по прямой, параллельной оси паза для установки труб, должно монотонно уменьшаться (но не увеличиваться). Примером такого паза является "треугольное" (для одной полуформы(или "ромбическое" (для двух полуформ) сечение паза, т.е. сечение, ограниченное двумя пересекающимися прямыми (для одной полуформы) или двумя парами пересекающихся прямых (для двух полуформ). В этом случае литейным уклоном будет угол между парами пересекающихся прямых. Литейный уклон на первой полуформе должен быть больше, чем на второй,,так как необходимо, чтобы при возможном перемещении второй полуформы отливка отделилась бы от первой полуформы и передвигалась. бы вместе со второй полуформой.

Отверстия для заливки расплавленного металла расположены таким образом, что их проекции на основание формы пересекаются с осями проекций пазов для установки труб на это же основание.

Этот признак необходим для обеспечения реализации следующего признака способа: "заполнение литьевых форм расплавленным металлом осуществляют. направляя поток металла из верхней части формы в нижнюю ее часть так, что указанный поток омывает трубы", Основание формы здесь названа та ее часть, которая контактирует с опорой при установке формы на опоре.

Под вышеуказанными "проекциями на основание формы" понимаются проекции

10 упомянутых пазов и отверстий на внешнюю поверхность основания формы, в понимании этого термина. общепринятого в математике.

При этом отверстия для заливки рас15 плавленного металла сделаны в части формы, противоположной упомянутому основанию (т.е. в "верхней" ее части).

На торцах первой полуформы (обоих

55 торцах) закреплены Г-образные съемники.

Каждый из них выполняет три функции; а) является держателем для труб при установке труб в литейные формы, б) является съемником для отливки при разъединении полуформ после остывания отливки, в) является направляющей для второй полуформы при перемещении последней с целью соединения полуформ.

Признак "Г-образный" означает, что съемник выполнен в виде буквы "Г и содержит две части: основание и выступ.

Съемники закреплены на первой полуформе, Их число вдвое больше числа отверстий пазов для установки труб, причем указанные отверстия расположены в торцах . полуформ, При этом ось каждого отверстия находится на плоскости соединения полуформ и, таким образом, половина каждого отверстия принадлежит первой полуформе, а другая — второй (отверстия и редпочтител ьно являются круглыми и выполнены симметрично плоскости соединения полуформ, т.е. плоскости их возможного контакта), Число труб (и, следовательно, число паэов для их установки) может быть любым, Предпочтительным является устройство с числом пазов, равным двум. Трубы используются в радиаторах для циркуляции теплоносителя.

Для выполнения трех указанных выше функций необходимо, чтобы съемники были расположены таким образом, что основания съемников были бы касательными к отверстиям на торцах полуформ пазов для размещения труб, а выступы съемников были направлены в стороны, противоположные основанию формы

Признак "основания съемников являются касательными к отверстиям..." означает, что если спроектировать (в математическом

1811434 понимании этого слова) установленные съемники на торцы полуформ, такая проекция будет расположена между основанием формы и отверстием, йричем линия, ограничивающая проекцию, расположенная ближе других ограничивающих ее линий к отверстию, будет касательной к указанному от. верстию.

Выступы сьемников направлены в стороны, противоположные основанию формы, иначе функции а) и б) сьемииков невыполниДля специалиста в данной области техники понятно, что проекции выступов на торцы полуформ должны быть расположены между отверстиями пазов для размещения труб и краем второй полуформы, принадлежащим плоскости. перпендикулярной ее торцам и противоположной плоскости сое-динения полуформ ("задней" плоскости вто. рой полуформы) — в случае. когда форма находится в собранном состоянии, т.е. полуформы соединены (ато означает, что расстояние от места закрепления сьемника до его вйступа, измеренное на плоскости торца в направлении, параллельном основанию формы. превышает расстояние.от того же места до края первой полуформы ие меньше, чем иа радиус отверстия паза для установки труб). Вторая полуформа выпол. нена с возможностью перемещения но опоре. Это обеспвчивается отсутстеием жесткой несьемной связи полуформы с огорой, а также связью йолуформы с механизмом разьединеиия полуформ. Вторая платформа может быть. например, установлена на направляющих(рельсах). вмонтированных в опору.

Механизм разъединения полуформ предназначен для ин разъединения после остывания отливки и соединения при подготовке формы к новой операции отливки. Сн может быть любым механизмом, способным к осуществлению перемещения полуформы.

Предпочтительным является гидро- или пневмоцилиндр, шток которого соединен с второй полуформой.

Выступы Г-образных сьемников. имеют закругленные фаски, выполненные с возможностью контакта с второй полуформой при ее возможном перемещении. Эти фаски необходимы для облегчения соединения полуформ при их подготовке к отливке. Они позволяют направить вторую полуформу в необходимом направлении при небольшом ее отклонении, Предлагаемое устройство позволяет упростить технологию изготовления радиаторов.

Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "положительный эффект".

Предложенное устройство отличается

5 от(4) тем, что пазы для формирования ребер имеют заостренную форму с литейным. уклоном на первой полуформе меньшим, чем на второй, отверстия для заливки расплавлен-. ного металла расположены таким образом, 10 что их проекции на основание формы пересекаются с осями проекций на это же основание пазов для установки труб, на торцах первой полуформы закреплены Г-образные сьемиики, каждый из которых содержит ос15 новаиия и выступы, и расположен таким образом, что основания сьемников являются касательными к отверстиям на торцах полуформ пазов для размещения труб, а высту-. пы сьемников направлены в сторону, 20 противоположные основанию формы, при-, чем вторая полуформа выполнена с возможностью перемещения по опоре и связана с механизмом разъединения полуформ. Та- . ким образом. предложенное техническое

25 решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

В патентной и научно-технической литературе не описано применение Г-обраных сьемников, установленных вышеуказанным

30 образом, для снятия содержащих трубы отливок. Таким образом; предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен вид сбоку заявлен35 ного устройства; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — сечение паза для формирования ребер плоскостью. параллельной плоскости основания (литейный уклон а на второй полуформе меньше, чем

40 уклон д-. на первой(а«<оЯ; на фиг.,4(в, ® в) . — готовое иэделие- радиатор (вид спереди).

Устройство содержит опору 1, литьевую форму, состоящую из полуформ 2 и 3, меха45 низм разъединения полуформ — пневматический цилиндр 4, связанный посредством штока 5 с полуформой 3 (" вторая" полуформа), Каждая из полуформ.2 и 3 содержи пазы 6 для установки труб и пазы 7 для

50 формирования ребер. Позицией 8 обозначены отверстия для заливки расплавленного металла. На полуформе 2."первая" полуформа) с помощью винтов 9 закрепленй Г-образные сьемники, каждый иэ которых

55 содержит основания 10 и выступы 11. Позицией 12 обозначены закругленные фагки выступом Г-образных сьемников, Позицией

13 обозначены стальные трубы, 14 — ребра радиатора.

1811434

10 упрощения технологии изготовления радианые трубы 13. 3атем включают пневмоци- .. торов, одна из полуфарм смонтирована нелиндр 4 и соединяют полуформы 2 и 3. подвижйо на опоре и снабжена

Трубы 13 устанавливаются в пазы 6. Затем закрепленнйми на ее торцах Г-образными через отверстия 8 заливают в форму рассьемниками, каждый из которых состоит из основания и выступа, обращенного в сторопри перемещении в нижнюю. часть формы ну, противоположную основанию литьевой омываеттрубы13.Лослезаполненияформы формы, другая полуформа связана с мехаи охлаждения отливки включают пневмоци-: низмом разъединения полуформ и установлиндр 4 и разъединяют полуформы; отодвилена с возможностью поступательного перемещения на опоре. литьевая форма выотрываетсяот полуформы 2 и перемещается полнена с отверстиями для заливки расвместе с полуформой 3 до тех пор, пока ее плавленного металла, оси. которых перемещение не будет ограничено выступа- перпендикулярны основаниюи лежат s пломи 11 Г-образныхсъемников, вследствиече- . скости разъема литейной формы, при этом го отливка отрывается и от полуформы 3, 20 пазы для формирования ребер имеют ромталлом, охлаждение форм и выемку 30 единеисподдижиой.полуформой. используют алюминий или сплавы на его полуформой упомянутыми участками, основе, а заполнение питьевых форм рас- 5. Устройство по п.2. о т л и ч а ю щ е е. плавленным металлом осуществляют, зели- с я тем, что неподвижная полуформа выполвая метала в верхйюю часть литьввой нена с лйтеймым уклойоМ в пазах для форформы,формируяпоток,омывающийтрубы. 40 мирования ребер,. равным 5-20О. а

2. Устройство для изготовлейия радиа- подвижная полуформа- с уклоном, равным торов, включающее опору, литьевую форму, 8-21.

Устройство работает следующим образом.

Включают пневмоцилиндр 4 и разъединяют полуформы, отодвигая полуформу 3.

На основание 10 съемников кладут сталь- 5 плавленный дюралюминий, поток которого 10 гая полуформу.3. При этом отливка 15

Таким образом, изобретения позволяют упростить технологию изготовления радиа. торов, г1овысить качество их работы и прочность.

Формула изобретения . 25

1. Способ изготовления радиаторов, включающий установку труб в литьевые формы, формирование ребер путем заполнения литьевых форм расплавленным меизделий, отл и ча ю шийся тем,что,с целью упрощения технологии изготовления радиаторов, повышения эффективности ик работы и прочности, используют стальные трубы,.в качестве расплавленного металла 35 состоящую из двух полуформ, содержащих пазы для установки труб и для формирования ребер, механизм разъединения полуформ, о тй и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью бовидный профиль.с литейным уклоном на неподвижной полуформе большим, чем на подвижной, а основания-съемников размещены касательно к отверстиям пэзов для размещения труб. на торцах полуформ.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что механизм разъединения полуформ выполнен в видесмонтированного на опоре силового цилиндра, аток которого со4. Устройство по.п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сьямники выполнены с заходн ыми участками В виде закругленных фасок, расположенными на выступах, и установлены с возможностью контакта с подвижной

1811434 1811434

Составитель К. Зубарев

Техред М,Моргентал Корректор Н. Милюкова

Редактор Т. Иванова

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

Заказ 1458 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб.. 4/5