ИМПУЛЬСНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1998 года по МПК B22C15/23 

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к устройствам для уплотнения песчано-глинистых смесей.

Известна импульсная головка, состоящая из ресивера, воздушного клапана и рассекателя (патент ГДР N 210388, заявл. 29.06.82, N 2411911, опубл. 6.06.84, кл. B 22 C 15/22).

Недостатком ее являются большие габариты привода клапана и наличие рассекателя. Кроме того, тарельчатый запорный орган, используемый в этом клапане, испытывает большой изгибающий момент от действующей на него нагрузки давления в ресивере из-за своей большой площади. Причем, чем больше будет площадь выпускаемого отверстия, тем больше будет сила, действующая на тарелку клапана, что неминуемо приведет к увеличению его толщины, а также мощности и габаритов привода. Площадь выпускного отверстия изменить нельзя.

Снижение нагрузки на клапан достигается применением перфорированного запорного органа, представляющего собой плиту с отверстиями. Седло клапана также представляет собой плиту с отверстиями, расположенными несоосно отверстиями в запорном органе клапана. Данное решение реализовано в устройстве, состоящем из ресивера и воздушного клапана (патент 3321622 ФРГ, заявл. 15.06.83, N P3321622.3, опубл. 20.12.84, кл. D 22 C 15/22). Преимуществом головки является отсутствие рассекателя его роль выполняют перфорированные плиты.

Недостатком головки являются большие габариты и сложность привода, сложность изготовления седла и запорного органа (сверление большого количества отверстий и трудность их герметизации). Невозможность изменения суммарной площади выпускных отверстий привода к необходимости применения специального распределительного клапана, что еще больше усложняет конструкцию клапана.

Цель изобретения уменьшение габаритов и быстродействие привода и создание возможности регулирования процессом уплотнения за счет изменения площади выпускного отверстия. Указанная цель достигается тем, что запорный орган и седло клапана выполнены в виде конусов с несоосно расположенными прорезями, причем воздушный клапан приводится во вращение электродвигателем. Для снижения времени открывания клапана предлагается вариант устройства, с инерционным маховиком.

На фиг. 1 представлен продольный разрез импульсной головки и вид А снизу на запорный орган и седло клапана. На фиг. 2, 3 варианты воздушно-импульсной головки.

Импульсная головка состоит из ресивера 1 и воздушного клапана, который включает в себя электропривод 2, запорный орган 3 и седло 4. Запорный орган выполнен в виде конуса с продольными прорезями 5. Седло выполнено в виде соответствующего конуса с прорезями 6, конгруэнтными прорезям запорного органа. При закрытом клапане прорези запорного органа не совпадают с прорезями седла (вид А). С увеличением угла наклона образующей конуса увеличивается площадь выпускных отверстий.

Для увеличения площади выпускного отверстия запорный орган и седло можно выполнить в виде усеченного конуса 7 (фиг. 2), что позволяет увеличить угол наклона образующей без увеличения габаритов клапана и головки.

Для снижения времени открытия воздушного клапана привод снабжается инерционным маховиком 8 для компенсации инерции покоя клапана. Маховик соединяется с запорным органом муфтой сцепления 9. Наиболее целесообразно применение фрикционной муфты. Шариковый (или любой другой) фиксатор 10 служит для взаимной фиксации запорного органа и седла.

В исходном положении клапан закрыт. Ресивер заполняется сжатым воздухом до нужного рабочего давления (p=5-6 атм). К импульсной головке прижимается технологическая емкость (опока) с формовочной смесью. При включении электропривода запорный орган поворачивается, прорези 5 и 6 совпадают, происходит импульсное уплотнение формовочной смеси. Изменяя угол поворота запорного органа при открывании, можно изменять площадь выпускных отверстий (т.е. площадь истечения пневмопотока из ресивера) и, тем самым, варьировать степенью импульсного уплотнения формовочной смеси при одном и том же исходном давлении в ресивере. Так, например, при уплотнении высокопрочной песчано-глинистой смеси (σ_сж 1,1 кгс/см²) импульсное воздействие должно быть более мощным, поэтому воздушный клапан открывается полностью. При уплотнении же низкопрочной смеси такой мощный пневмопоток может выдуть верхний слой смеси из-за его малой прочности, что приведет к засорению клапана смесью и ухудшению качества уплотнения формы. При использовании варианта клапана с запорным органом в виде усеченного конуса (фиг. 2) возможности регулирования процесса увеличиваются, т.к. увеличивается максимальная площадь истечения.

Достоинством заявляемых импульсных головок являются также малые габариты и простота привода клапана.

Недостатком их является малая начальная скорость открывания клапана из-за их инерции.

Для устранения этого недостатка предлагается снабдить электродвигатель инерционным маховиком с муфтой (рис. 3).

Работа импульсной головки заключается в следующем.

Посре заполнения ресивера и присоединения опоки со смесью клапан посредством муфты подключается к вращающемуся маховику. Инерция маховика превышает инерцию покоя клапана, и он очень быстро приходит в движение. Время подсоединения клапана к маховику очень мало, чтобы он успел достичь большой скорости. Угол поворота запорного органа относительно седла ограничивается фиксатором 10, состоящим из шарика, впрессованного в седло, и ряда гнезд для него, выполненных в запорном органе. После отсоединения муфты запорный орган вращается по инерции с замедлением, поэтому, когда шарик фиксатора попадает в гнездо, клапан останавливается. Гнезда выполняются таким образом, чтобы при остановке клапана он находился в закрытом положении.

Увеличение скорости открывания уменьшает время импульса и повышает качество уплотнения смеси (твердость Т 87-89 ед. плотность δ_ср 1,68 -1,72 г/см³). По сравнению с прототипом (Т 81-83 ед. δ 1,6-1,64 г/см³).

Время открывания клапана находится в пределах 0,005-0,006 с.

Использование: изобретение относится к области литейного производства, в частности к устройствам для уплотнения песчано-глинистых смесей. Сущность изобретения: импульсная головка состоит из ресивера, воздушного клапана с электроприводом, запорного органа и седла. Запорный орган и седло выполнены в виде конусов с несоосными прорезями. При закрытом клапане прорези запорного органа не совпадают с прорезями седла. С увеличением угла наклона увеличивается площадь выпускных отверстий. Предлагается вариант привода с инерционным маховиком. Маховик соединяется с запорным органом муфтой сцепления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Импульсная головка, содержащая ресивер, седло и клапан, имеющие конусообразную форму, и средство перемещения клапана, отличающаяся тем, что в седле и клапане выполнены разносные прорези с возможностью их взаимного перекрытия, а средство перемещения клапана выполнено в виде электропривода. 2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что средство перемещения клапана имеет инерционный маховик с муфтой.