Центробежно-литейная машина

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (i» 997966 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.02.81 (21) 3282654/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

В 22 D 13/02

Гееудзретаеннмй кемнтет

СССР (53) УДК 621.74, 042 (088 8) Опубликовано 23.02.83. Бюллетень №7 лв делам нэабретеннй н етнрмтнй

Дата опубликования описания 28.02.83

172) Авторы изобретения

Б. А. Искра, С. М. Двоскин, П. М. Д „

:1".. :. " = ф а ) а . —...,.

Липецкий ордена Трудового Красногс1 Знамеф1:.металлургич кий завод «Свободный- бокола» (71 ) 3 ая вител ь (54) ЦЕНТРОБЕЖНО-ЛИТЕЙНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при центробежном литье чугунных труб.

Известна центробежная труболитейная машина, имеющая корпус с расположенной внутри его между опорными и нажимными роликами изложницей. Вся внутренняя полость корпуса заполнена проточной водой.

В процессе работы вращающаяся изложница захватывает своей поверхностью прилегающие слои. воды и за счет центробежных 1о сил отбрасывает их от себя. Слои воды, прилегающие к изложнице, нагреваются вместе с содержащимся всегда в ней воздухом, который, расширяясь, способствует ее отбрасыванию и уменьшает теплопроводность переходного слоя. Происходящее на наруж15 ной поверхности изложницы парообразование также способствует отталкиванию охлаждающей жидкости (1).

Известна также центробежная машина, содержащая корпус, внутри которого меж- 2о ду опорными и нажимными роликами расположен вращающийся ротор с закрепленной внутри него изложницей. Ротор имеет отверстия для приема и выброса воды, охлаждение изложницы осуществляется путем подачи воды в пространство между ротором и изложницей с помощью специальных камер. Вращение охлаждающего потока вместе с ротором увеличивает центробежную силу жидкости и способствует отбрасыванию ее от охлаждаемой поверхности (2) и (3) .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является центробежно-литейная машина, включающая изложницу, цилиндрическую рубашку, установленную коаксиально изложнице и образующую с ней полость, соединенную с камерами подачи и сброса охлаждающего агента, ролики и привод вращения (4) .

Недостатком центробежной машины.является невысокая интенсивность охлаждения изложницы как из-за отбрасывания охлаждающей жидкости от поверхности изложницы, так и из-за наличия непроточных

«карманов», образуемых указанными стаканами. Вся жидкость в корпусе приводится во вращение со скоростью, уменьшающейся к стенке корпуса. Кроме того, основной по-

997966

4О

i0

Я ток охлаждающей жидкости оттесняется враШаюшейся зоной воды и движется поэтому у самых стенок корпуса; при этом из-за плохого перемешивания отмечается большой перепад температур в различных зонах вращения жидкости. Все эти явления приводят к уменьшению интенсивности отбора тепла от изложницы, снижают скорость кристаллизации металла в формируюшейся трубе и производительность центробежных машин.

Еше больший вред приносит вызванная теми же гидродинамическими явлениями значительная неравномерность охлаждения изложницы пс ее длине, приводящая, в свою очередь, к различным условиям кристаллизации трубь в районе раструба и у ее гладкого конца. На практике это приводит к повышенному браку труб по трешинам, особенно у раструба. Причем, чем длиннее отливаемая труба, тем больше разница в условиях кристаллизации ее раструбной и ствольной частей и тем больше брак тру0 по трещинам. Конструктивные особенности системы охлаждения изложнцы не позволя1от с цельк> интенсификации или ликвидации неравном ерности температурной зоны применить испарительную, а также водопароьоздушную среду, обладающую большей теилоемкостью ввиду отсутствия возможности сосредото1ения ее в ограниченном простра нстBP вблиз;1 изложницы. Таки; образом, cót«åñòêót0ùàÿ конструкция центробежной машины не позволяет увеличить длину отливаемых труб из-за резкого увеличе;-1ия и; брака I10 -решинам.

1!елью изобретения является новы пение и1гге11сивности охлаждения изложницы и увеличение длины отливаемых труб lipH одноьремеi010";I повышении их качества.

По танленная цель достигается тем, гго в I!0íi ðît5åættî-литейной машине, содержа1ц е и K o p i I c, и 3 л 0 ж н и «у, IJ, H ë è t t, t !ç H ÷ е 0 K ÷ I0 p у башку, установленную коаксиально изложнице и образующую с ней полость, соеди11енпу ю с камерами подачи и сброса Охла?кдгюшего агента, ролики и привод врап1ения, цилиндрическая рубашка снабжена наклонными ребрами со стор-ны изложницы и закрытыми кожухами и жестко закреплена на корпусе машины, причем в цилиндрической рубашке в.шолнены окна, в которых размещены ролики, закрытые кожухами.

Изложница на концах снабжена стакана.",1и с конической внутренней полостью и черпательны1 и трубками с соплами, закрепленными во внутренней полости стаканов и установленными со стороны камеры подачи охлаждающего агента.

На фиг. 1 изображена предлагаемая маш1па; обший вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б13 tia фиг

Машина состоит из корпуса 1, внутри которого расположены опорные 2, нажимные 3,Ф

1О

1»

2О

ЗО .1 « и поддерживающие 4 изложницу 5 ролики.

На концах изложницы 5 закреплены стаканы 6 и размещены камеры 7 и 8 подачи и сброса охлаждающего агента. На внутренней поверхности стаканов 6 закреплены черпательные трубки 9, захватываюшие раструбы 10 которых расположены в камере 7.

Камеры 7 и 8 соединены между собой неподвижной, параллельной изложнице, центробежной рубашкой 11 с ребрами 12. Концы черпательных трубок 9, размешенных в стаканах 6, снабжены соплами 13, направленными в сторону, противоположную раструоам 10, а патрубки 14 подачи и сброса охлаждающей жидкости, расположенные по разные стороны от вертикальной диаметральной плоскости изложницы, соединены с полостями подачи и сброса указанной жидкости по касательной. Рубашка 11 снабжена окнами 15, в которых расположены ролики 2 — 4, закрытые кожухами 16 — 18, закрепленными флdHLlàми 19 на рубашке 1.

Поступающая под давлением в полость 20 через патрубок !4 охлаждающая жидкость создает в пей врашаюшийся против вращения изложницы поток. Основная часть потока направляется в зазор между неподзижной рубашкой 11 с ребрами 1? и изложницей 5, d часть врашаюшегося потока захватывается раструбом 10 черпательной трубки 9, которая ггодает его в «карман», образуемый стаканом 6, и зыбрасывает на конец из to?KHH«bi 5 через сопло 13, обеспечивая нрогочность указанных «карманов».

Этой же «сли,ë óæèò интенсивное выбрасывание жидкости из «кармана» как за счет конуса внутри стакана 6, так и за счет расположе:1ия черпательных трубок в стакане под уl .i0 t K "си изitо?кницы таким Образом, что H. ; 1аружпая поверхность образует водяное колесо-шпеллер.

Основной поток жидкости, перемещающейся аксиальпо или по винтовой линии, благодаря наличию ребер 12 разделяется на дифференцированные потоки между ребрами 12 и рубашкой 11, которые интенсифицируtOT охлаждение поверхнОсти и способствуют пароудглению.

Изложница 5, соприкасаясь с потоком жидкости, заставляет его вращаться, à расположение ребер 12 под углом до 30 препятствует этому врашени10, уменьшая центробежную силу жидкости и ее отбрасывание. Оптимальным является угол около 30, так как изготовление рубашки 11 = ребрами 12, расположенными под углом более

30, требую.г резкого повыц;ения давления жидкости в полости 20 àìåðû 7.

В силу захвата слоев жидкости поверхностью изложницы 5 в полости 21 камеры 7 опа вращается в ту же сторону, что и изложница, но с меньшей скоростью, чему способствует также расположение патруб997966

5 ка 14, создающего поток обратного направления.

Меньшая скорость вращения потока жидкости в полости 21 способствует захвату ее черпательной трубкой и увеличению прочности «кармана» в раструбной части изложницьь

Опорные 2, нажимные 3 и поддерживающие 4 ролики, расположенные в окнах 15 рубашки 11, закрыты герметизированными кожухами 16 — 18, которые изолируют уст.ройства перемещения, регулирования и фиксации указанных роликов от воздействия пароводовоздушной среды, вызывающей их коррозию.

Создание направленного потока охлаждающей жидкости обеспечивает преимущественно аксиальное, замедленно вращающееся по винтовой линии, перемещение потока под давлением не менее 2 атм, способствует удалению пара и нагретого воздуха из граничного слоя жидкость-изложница и тем самым интенсифицирует охлаждение поверхности изложницы, снижая температуру ее поверхностного слоя. Это позволяет уменьшить толщину стенки изложницы на 3 — 4 мм, сохранив при этом прежнюю температуру поверхностного слоя изложницы, что приведет к сохранению средней температуры стенки изложницы, но снизит в ней температурные напряжения в силу уменьшения ее толщины, а это в свою очередь уменьшит сопротивление теплоперехода по толщине стенки и тоже будет способствовать улучшению охлаждения ее поверхности. Утонение стенки изложницы на 3 — 4 мм определено предварительным расчетом и на практике может быть увеличено до 5 — 6 мм.

Устройство направленного потока охлаждающей жидкости по своим конструктивным особенностям обеспечивает также применение в качестве охладителя водопаровоздушной среды и испарительного метода отбора тепла как по всей длине, так и дифференцированно по зонам: раструб — опорные ролики — поддерживающие ролики и т.д.

Интенсификация охлаждения поверхности изложницы и утонение ее стенки увеличивает скорость кристаллизации отливаемой трубы, сокращает время ее изготовления и, таким образом, увеличивает производительность центробежной труболитейной машины на 8 — 9%, что соответствует сокращению времени кристаллизации.

Кроме того, автономная герметизация

S опорных нажимных поддерживающих изложницу роликов исключает коррозию деталей и механизмов их перемещения, управления и фиксации, предупреждает преждевременный выход их из строя, а также обеспечивает свободный доступ к ним при ремонте и эксплуатации. Этим самым увеличивается межремонтный период машин и снижаются расходы на ремонтные работы.

Формула изобретения

1. Центробежно-литейная машина, содержащая корпус, изложницу, цилиндрическую рубашку, установленную коаксиально изложнице и образующую с ней полость, соединенную с камерами подачи и сброса охлаждающего агента, ролики и привод вращения, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности охлаждения изложницы и увеличения длины отливаемых труб при одновременном повышении их качества, цилиндрическая рубашка снабжена наклонными ребрами со стороны изложницы и закрытыми кожухами и жестко закреплена на корпусе машины, причем в цилиндрической рубашке выполнены окна, в которых размещены ролики, закрытые кожухами.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что изложница на концах снабжена стаканами с конической внутренней полостью и черпательными трубками с соплами, закрепленными во внутренней полости стаканов и установленными со стороны камеры подачи охлаждающего агента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин С. Б. и др. Центробежное литье.

М., «Машиностроение», 1972, с. 157.

40 2. Заявка ФРГ № 1919615, кл. В 22 D 13/02, 1971.

3. П а тент С ША № 3718178, кл. В 22 D 13/02, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР № 738756, кл. В 22 D 13/02, 1978.

99796б

18 Ф уу Р

1 сРив.1

Составитель А. Минаев

Редактор P. Циника Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 1017/18 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” ЪГ, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4