УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК Российский патент 2011 года по МПК B22D15/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для разливки металла.

Известна кокильная машина с тепловой трубой [1. Патент на ПМ №38651 RU. Кокильная машина с тепловой трубой / В.В.Стулов, Ю.Г.Кабалдин, М.В.Коркин. Опубл. 10.07.2004. Бюл. №19], содержащая кокиль, станину, стержень, механизм разъема кокиля, механизм перемещения стержня, выполненного в виде тепловой трубы с зонами нагрева и охлаждения стержня, представляющий собой оребренную трубу с диаметром Д_р, стержень в зоне нагрева имеет полость с внутренним Д_вн и наружным Д_н диаметрами, связанными соотношениями Д_вн/Д_н=0,6-0,85; Д_р/Д_н=0,9-0,95; длина зоны нагрева стержня L_н и оребренной трубы L₀ связаны соотношением L₀/L_н=2-4, наружный диаметр трубы Д_нт и диаметр оребрения Д_р связаны соотношением Д_нт/Д_р=0,85-0,95.

Недостаток известной кокильной машины [1] с тепловой трубой заключается в возможности ее использования в основном только для получения и охлаждения симметричных отливок с одним отверстием.

Известна кокильная машина с тепловой трубой [2. Патент №2276628 RU. Способ получения отливок в кокиле и кокильная машина с тепловой трубой для его осуществления / В.В.Стулов и др.], содержащая кокиль, стержень, станину, механизм разъема кокиля, механизм перемещения стержня, выполненного в виде тепловой трубы с зонами нагрева и охлаждения глубиной h=(0,15-0,30)σ, где σ - толщина стенки трубы.

Недостаток кокильной машины [2] такой же, как и у кокильной машины [1].

Заявляемое устройство направлено на создание высокоэффективного устройства для получения отливок.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в:

- повышении производительности процесса получения отливок, например в кокиле;

- повышении качества отливок прямоугольного сечения.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: кокиль, станина, механизм разъема кокиля.

Отличительные признаки: кокиль выполнен из двух пар стенок длиной «L» и «В» с соотношением L/B=3-7, стенки кокиля длиной «L» изготовлены в виде тепловых труб, включающих зону нагрева и охлаждения, в полости кокиля расположена тепловая труба, выполненная в виде гребенки с коллектором, с зоной нагрева и охлаждения, устройство снабжено механизмом перемещения тепловой трубы и охлаждения, термопарами в стенках кокиля системы автоматического управления работой устройства. Кроме того, тепловая труба в зоне охлаждения снабжена защитным кожухом.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Изготовление пары стенок кокиля длиной «L» в виде тепловых труб с зоной нагрева и охлаждения обеспечивает возможность высокоэффективного подогрева кокиля до заданной температуры и повышения качества отливок.

Изготовление кокиля из двух пар стенок длиной «L» и «В» каждая с соотношением L/B<3 приводит к нерациональному изготовлению пары стенок кокиля длиной «L» в виде тепловых труб с зоной нагрева и охлаждения.

Изготовление кокиля из двух пар стенок длиной «L» и «В» каждая с соотношением L/B>7 приводит к нерациональному увеличению трудоемкости изготовления пары стенок длиной «L» в виде тепловых труб с зоной нагрева и охлаждения.

Изготовление тепловой трубы в виде гребенки с коллектором, с зоной нагрева и охлаждения и расположение ее в полости кокиля, позволяет высокоэффективно отводить тепло перегрева заливаемого в кокиль металла, повышает скорость кристаллизации и качество отливки.

Наличие защитного кожуха в зоне охлаждения тепловой трубы позволяет повысить эффективность охлаждения путем принудительной подачи в кожух охлаждающей газообразной среды.

Наличие механизма перемещения тепловой трубы, изготовленной в виде гребенки с коллектором с зоной нагрева и охлаждения, позволяет за короткий промежуток времени устанавливать и извлекать из кокиля тепловую трубу.

Наличие термопар, установленных в стенках кокиля, позволяет получать от них сигналы о температуре в период подогрева кокиля и охлаждения металла до заданной температуры.

Наличие системы автоматического управления работой устройства позволяет автоматически контролировать температуру подогрева кокиля и температуру извлечения отливки.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведен внешний вид заявляемого устройства для получения отливок в кокиле, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Заявляемое устройство состоит из тепловой трубы 1, выполненной в виде гребенки с коллектором 2, с зоной нагрева 3 и зоной охлаждения 4, механизма перемещения 5 тепловой трубы 1, кокиля 6, выполненного из пары стенок 7 в виде тепловых труб с зоной нагрева 8 и зоной охлаждения 9, пары стенок 10, механизма разъема кокиля 11, станины 12, защитного кожуха 13 тепловой трубы 1, термопар 14-17, подключенных в систему автоматического управления работой устройства.

Предварительно в полость кокиля 6 с парой стенок 7 и 10 при помощи механизма перемещения 5 устанавливается тепловая труба 1. Производится разогрев зоны нагрева 8 пары стенок 7, что приводит к разогреву зоны охлаждения 9 стенок. После достижения заданной температуры пар стенок 7 и 10, фиксируемой по показаниям термопар 14-17, подключенных в систему автоматического управления работой устройства, производится заливка жидкого металла в полость кокиля 6. Одновременно прекращается разогрев зон нагрева 8 пары стенок 7. Тепло жидкого металла передается зоне нагрева 3 тепловой трубы 1. Пары теплоносителя, образующиеся в зоне нагрева 3, передаются в зону охлаждения 4 с коллектором 2 и конденсируются на их внутренней поверхности с передачей теплоты фазового превращения теплоносителя. Тепло, передаваемое тепловой трубой 1, отводится водовоздушной смесью, подаваемой во внутрь защитного кожуха 13. После охлаждения залитого металла в кокиль 6 до заданной температуры, фиксируемой по показаниям термопар 14-17, подключенных в систему автоматического управления работой устройства, механизмом перемещения 5, закрепленным на станине 12, производится извлечение тепловой трубы 1 из кокиля. Механизмом 11 осуществляется разъем кокиля 6 с последующим извлечением из него полученной отливки.

Изобретение относится к литейному производству. Устройство содержит кокиль, выполненный из двух пар стенок длиной «L» и «В» с соотношением L/B=3-7, механизм разъема кокиля. Стенки кокиля длиной «L» изготовлены в виде тепловых труб с зоной нагрева и охлаждения. В полости кокиля расположена тепловая труба, выполненная в виде гребенки с коллектором с зоной нагрева и охлаждения. В стенках кокиля расположены термопары, подключенные к системе автоматического управления работой устройства. Тепловую трубу устанавливают в полость кокиля посредством механизма перемещения трубы. После нагрева пары стенок и заливки металла в полость кокиля осуществляют охлаждение металла тепловой трубой в виде гребенки. Обеспечивается повышение производительности процесса и качества отливок прямоугольного сечения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для получения отливок, содержащее кокиль, станину, механизм разъема кокиля, отличающееся тем, что кокиль выполнен из двух пар стенок длиной «L» и «В» с соотношением L/B=3-7, стенки кокиля длиной «L» изготовлены в виде тепловых труб, включающих зону нагрева и охлаждения, в полости кокиля расположена тепловая труба, выполненная в виде гребенки с коллектором с зоной нагрева и охлаждения, при этом устройство снабжено механизмом перемещения тепловой трубы и установленными в стенках кокиля термопарами системы автоматического управления работой устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тепловая труба в зоне охлаждения снабжена защитным кожухом.