ПРЕСС-ПОРШЕНЬ И ПРЕССОВЫЙ УЗЕЛ С ЗАПОРНЫМ КЛАПАНОМ Российский патент 2016 года по МПК B22D17/04 

[0001] Настоящее изобретение относится к пресс-поршню со встроенным запорным клапаном и к содержащему литейный бункер прессовому узлу для литейной машины, в частности машины для литья под давлением с горячей камерой сжатия, при этом прессовый узел содержит пресс-поршень, который установлен с возможностью перемещения в осевом направлении в литейном цилиндре литейного бункера, и/или запорный клапан, установленный в восходящем канале литейного бункера. Запорный клапан пресс-поршня служит для того, чтобы в открытом положении пропускать поток расплавленного материала через пресс-поршень в процессе впуска расплава, а в закрытом положении блокировать этот поток в процессе заполнения пресс-формы. Запорный клапан восходящего канала служит для того, чтобы в закрытом положении блокировать поток расплавленного материала в процессе впуска расплава, а в открытом положении пропускать этот поток в процессе заполнения пресс-формы.

[0002] В патентной публикации ЕР 1201335 B1 раскрыт такой прессовый узел, при этом как в качестве запорного клапана пресс-поршня, так и в качестве запорного клапана восходящего канала предлагается использовать обычный обратный клапан. Обратный клапан, встроенный в пресс-поршень, открывается при возвратном движении пресс-поршня во время впуска расплава и обеспечивает таким образом подачу расплавленного материала через пресс-поршень в литейную камеру, которая образована непосредственно литейным цилиндром или дополнительной полостью в литейном бункере, а во время заполнения пресс-формы закрывается, таким образом, благодаря движению подачи пресс-поршня расплавленный материал может поступать под давлением из литейной камеры по восходящему каналу в литейную форму без прохождения в обратном направлении через пресс-поршень. Обратный клапан в восходящем канале открывается во время заполнения пресс-формы, чтобы расплавленный материал мог поступать из литейной камеры по восходящему каналу в литейную форму, и закрывается во время впуска расплава, чтобы предотвратить прохождение обратного потока расплава из восходящего канала в литейную камеру за счет возникающего там отрицательного давления и/или под действием собственного веса расплава в восходящем канале.

[0003] Опубликованное описание DE 102009012636 А1 раскрывает прессовый узел с литейным бункером, предназначенный для машины для литья под давлением с горячей камерой сжатия, который содержит специальную конструкцию обратного клапана в виде шарового клапана, расположенного в нижней части восходящего канала литейного бункера. Шаровой клапан в качестве подвижного тела клапана содержит клапанный шарик, который взаимодействует с соответствующим седлом клапана и выполнен из материала с удельным весом, превышающим удельный вес используемого расплавленного материала, в частности из твердого металла. Перемещение шарика клапана вверх ограничено упорным штифтом, установленным в восходящем канале. На участке клапана внутренний диаметр восходящего канала выбирают гораздо большим, чем диаметр шарика клапана, поэтому расплавленный материал может проходить вверх по восходящему каналу вокруг шарика клапана, когда шаровой клапан находится в открытом положении, при этом шарик клапана под действием давления подачи расплавленного материала поднимается вверх с седла клапана. Кроме того, в указанном документе предложено использовать поршневые кольца, которые установлены в кольцевых канавках пресс-поршня таким образом, что они обеспечивают полное осевое уплотнение только в направлении приложения давления, а во время процесса впуска расплава обеспечивают неполное уплотнение по отношению к отрицательному давлению, образующемуся в литейной камере, и делают возможным прохождение расплавленного материала, который может оставаться между пресс-поршнем и литейный цилиндром.

[0004] Техническая задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить пресс-поршень и прессовый узел упомянутого в начале типа, которые являются конструктивно и/или функционально усовершенствованными по сравнению с вышеуказанными традиционными пресс-поршнями и прессовыми узлами, в частности, в отношении запорного клапана пресс-поршня и/или запорного клапана восходящего канала.

[0005] Эта задача изобретения решена за счет пресс-поршня с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, и прессового узла с признаками, раскрытыми в пунктах 8 или 9 формулы изобретения.

[0006] Пресс-поршень согласно пункту 1 формулы изобретения включает в себя стакан плунжера, который прижат к внутренней стенке литейного цилиндра прессового узла и содержит седло запорного клапана пресс-поршня, а также включает в себя плунжер, который содержит тело клапана, взаимодействующее с седлом клапана, при этом стакан плунжера и плунжер могут перемещаться в осевом направлении относительно друг друга на величину задаваемого хода клапана. Такое отличительное выполнение запорного клапана пресс-поршня позволяет заданным образом закрывать и открывать этот клапан за счет заданного хода клапана, используя движение пресс-поршня, необходимое для процессов впуска расплава и процессов заполнения пресс-формы. При этом стакан плунжера может захватываться движением плунжера, который для этого приводится в соответствующее возвратно-поступательное движение в осевом направлении обычным способом, например посредством штока, с сохранением определенного зазора клапана.

[0007] В одном усовершенствованном варианте осуществления этого пресс-поршня для встроенного запорного клапана можно изменять и регулировать ход клапана. При этом в зависимости от требований и условий применения можно учитывать различные параметры, например обеспечивать, чтобы в зависимости от применяемого расплавленного материала и в зависимости от применяемой конструкции и размеров или геометрии литейного цилиндра и пресс-поршня через пресс-поршень могло проходить достаточное количество расплавленного материала.

[0008] В одном усовершенствованном варианте осуществления пресс-поршня плунжер имеет первую часть, которая содержит тело клапана, и вторую часть, которая размещена на первой части плунжера и содержит захватный упор стакана плунжера. Посредством этого захватного упора стакан плунжера захватывается осевым перемещением второй части плунжера по меньшей мере в одном из двух противоположных осевых направлений. В другом варианте осуществления изобретения вторую часть плунжера можно прикрепить к первой части плунжера захватным упором стакана плунжера на регулируемо изменяемом расстоянии от тела клапана, благодаря чему можно, соответственно, изменять и регулировать ход клапана.

[0009] В следующем варианте осуществления настоящего изобретения вторая часть плунжера содержит дискообразное или цилиндрическое тело, в котором предусмотрено несколько осевых проходных отверстий для расплава и на котором может быть также выполнен захватный упор стакана плунжера.

[0010] Прессовый узел по пункту 8 формулы изобретения оснащен пресс-поршнем согласно изобретению.

[0011] Прессовый узел, как раскрыто в пункте 9 формулы изобретения, содержит специальный запорный клапан восходящего канала, имеющий тело клапана, которое вставлено в восходящий канал с возможностью осевого перемещения и в этом случае упирается во внутреннюю стенку восходящего канала, при этом указанное тело клапана содержит канальную конструкцию, проходящую между противоположными осевыми концами и предназначенную для пропускания в осевом направлении расплавленного материала, при этом один из двух осевых концов тела клапана взаимодействует с седлом запорного клапана. Такой вариант осуществления запорного клапана восходящего канала обеспечивает возможность прохождения потока расплавленного материала непосредственно сквозь тело клапана, что исключает недостатки, которые могут возникать в случае принудительного обтекания непроницаемого для потока тела клапана, как, например, в случае сплошного шарика клапана. Кроме того, благодаря такому выполнению запорного клапана восходящего канала значительно улучшаются характеристики давления в этом клапане и в результате его планируемая функциональность может быть значительно улучшена, в частности, даже при пассивной конструкции клапана.

[0012] В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления этого прессового узла тело запорного клапана восходящего канала имеет цилиндрическую форму, а осевой торец тела клапана, отдаленный от седла клапана, закрывается торцевым стопорным кольцом, которое ограничивает осевое выходное отверстие канала и взаимодействует с соответствующим кольцевым выступом внутренней стенки восходящего канала, ограничивая ход клапана. Такая конструкция тела клапана обеспечивает, в частности, значительное улучшение функционирования клапана за счет минимизации обратного давления расплавленного материала, находящегося над клапаном в восходящем канале. В отличие, например, от традиционного обратного клапана с шарообразным клапанным телом, в котором вследствие выравнивания давлений шарик клапана под действием сил, действующих на него снизу и сверху, опускается на седло клапана, при этом клапан закрывается, если в конце процесса заполнения пресс-формы через клапан не проходит относительно большой объем расплавленного материала, клапан согласно настоящему изобретению даже в такой ситуации остается открытым за счет силы давления расплава, пропуская небольшой объем расплава, что может потребоваться для уплотнения материала в литейной форме во время фазы отвердевания в конце процесса заполнения пресс-формы. Выполненный таким образом запорный клапан восходящего канала закрывается только при сбросе давления.

[0013] В еще одном варианте осуществления диаметр осевого выходного отверстия, по меньшей мере, приблизительно равен диаметру восходящего канала, уменьшенному на величину кольцевого выступа. Такой размер способствует вышеуказанному улучшению функциональности, поскольку благодаря давлению расплава запорный клапан восходящего канала может оставаться открытым даже при отсутствии прохождения расплавленного материала или при прохождении очень малого объема расплавленного материала.

[0014] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения канальная конструкция тела запорного клапана восходящего канала содержит несколько осевых канальных прорезей, которые распределены по наружному периметру тела клапана, выходят из осевого торца тела клапана, обращенного к седлу клапана, и заканчиваются на расстоянии от торцевого упорного кольца, соединяясь там с осевым выходным отверстием посредством соответствующего радиального проходного отверстия. Такая канальная конструкция может быть реализована с относительно низкими затратами и способствует пропусканию телом клапана расплавленного материала, а также вышеуказанной способности клапана сохранять открытое положение при давлении, которое создает даже очень малый поток расплавленного материала.

[0015] В усовершенствованном варианте осуществления изобретения в качестве запорного клапана пресс-поршня и/или запорного клапана восходящего канала используется пассивно работающий обратный клапан или альтернативно этому - клапан с активным управлением, который может представлять собой, в частности, клапан с пневматическим, гидравлическим, электромеханическим или электромагнитным управлением.

[0016] Предпочтительные варианты осуществления проиллюстрированы на чертежах и раскрыты в нижеследующем тексте описания.

На чертежах:

фиг.1 - продольный разрез прессового узла машины для литья под давлением с горячей камерой сжатия, содержащего по одному запорному клапану в пресс-поршне и в восходящем канале, при положении клапанов, соответствующем впуску расплава,

фиг.2 - разрез, соответствующий фиг.1, при положении клапанов, соответствующем заполнению формы,

фиг.3 - пресс-поршень в разрезе по оси III-III с фиг.5 при положении запорного клапана, представленном на фиг.1,

фиг.4 - вид пресс-поршня, соответствующий фиг.3, при положении запорного клапана, представленном на фиг.2,

фиг.5 - вид снизу пресс-поршня, представленного на фиг.3 и 4,

фиг.6 - вид сбоку тела запорного клапана восходящего канала,

фиг.7 - вид снизу тела запорного клапана восходящего канала,

фиг.8 - вид в продольном разрезе по оси VIII-VIII с фиг.6,

фиг.9 - продольный разрез прессового узла согласно фиг.1 для варианта с активным управлением запорными клапанами и

фиг.10 - продольный разрез прессового узла, представленного на фиг.9 с позициями клапанов согласно фиг.2.

[0017] Прессовый узел, показанный на фиг.1 и 2, предназначен для применения в машине для литья под давлением с горячей камерой сжатия и имеет обычную конструкцию с литейным бункером 1, в котором находится литейный цилиндр 2. В литейном цилиндре 2 установлен пресс-поршень 3, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении. Рядом с литейным цилиндром 2 литейный бункер 1 имеет восходящий канал 4, который проходит снизу от бокового выхода 5 литейного цилиндра 2 вверх до выхода 6 восходящего канала, к которому известным способом присоединен подведенный к литейной форме мундштук или соответствующее сопло мундштука. Кроме этой традиционной конструкции, пресс-поршень 3 содержит специальный встроенный в него запорный клапан 7, в то время как в восходящем канале 4 установлен специальный запорный клапан 8.

[0018] При рассмотрении фиг.3 и 4 становится боле ясно, что для реализации встроенного запорного клапана 7 пресс-поршень 3 имеет особую конструкцию со стаканом 9 плунжера, который прижат к внутренней стенке 10 литейного цилиндра 2 и содержит седло 11 клапана, а также с плунжером 12, который содержит тело 13 клапана. Обозначения седла 11 клапана и тела 13 клапана при этом являются произвольными и служат только различаемыми обозначениями этих двух элементов, которые собственно образуют запорный клапан 7 и для этого установлены с возможностью перемещения относительно друг друга в осевом направлении между открытым и закрытым положениями. Благодаря соответствующей конструкции между этими двумя элементами 11, 13 клапана в закрытом положении, предпочтительно, предусмотрен линейный контакт, обычно - по линии окружности. Альтернативно, могут также использоваться конструкции с плоским контактом этих двух взаимодействующих элементов 11, 13 в их закрытом положении. Плунжер 12 содержит первую часть 12a, осевой конец которой образует тело 13 клапана, и вторую часть 12b, которая прикреплена к первой части 12a плунжера, например, посредством резьбового соединения и на которой выполнен захватный упор 14 стакана плунжера. Первая часть 12a плунжера может быть выполнена как единое целое со штоком 14 поршня или, как показано на фиг.3 и 4, присоединена к нему, например, посредством винтовой резьбы. Захватный упор 14 стакана плунжера взаимодействует с соответствующим сопряженным упором 15, который выполнен на стакане 9 плунжера, таким образом, при возвратном движении стакан 9 плунжера захватывается второй частью 12b плунжера. При противоположном движении подачи стакан 9 плунжера захватывается первой частью 12a плунжера в результате смыкания контакта между седлом 11 клапана и телом 13 клапана.

[0019] Таким образом, вышеописанная конструкция реализует пассивно работающий обратный клапан для выборочного пропускания и блокирования потока расплавленного материала через пресс-поршень. Для этого вторая часть 12b плунжера содержит множество осевых проходных отверстий 16, через которые расплавленный материал, прошедший при открытии клапана 7 через зазор между седлом 11 клапана и телом 13 клапана, направляется далее в примыкающую полость литейного цилиндра 2, функционирующую как литейная камера. Как видно на фиг.5, в показанном примере во второй части 12b плунжера предусмотрено восемь таких проходных отверстий 16, равномерно распределенных по окружности, специально для прохождения расплава через дискообразное или цилиндрическое тело 18, образованное указанной второй частью плунжера.

[0020] Функционирование запорного клапана 7 пресс-поршня можно пояснить при помощи двух положений клапана, показанных на фиг. 1-4. На фиг.1 и 3 клапан 7 показан в процессе впуска расплава, при этом пресс-поршень 3 отведен назад посредством штока 14 поршня для того, чтобы обеспечить всасывание расплава из обычного, не показанного здесь, плавильного тигля или плавильной ванны в литейный цилиндр 2 за пресс-поршень 3 и через пресс-поршень 3 - в литейную камеру 17. Возвратное движение штока 14 поршня сначала приводит к открытию запорного клапана 7, если ранее он был закрыт, при этом шток 14 поршня оттягивает назад плунжер 12 и вместе с ним тело 13 клапана, в то время как стакан 9 плунжера остается неподвижным за счет его прижатия и плотного прилегания к внутренней стенке 10 литейного цилиндра. Только после того, как в результате этого перемещения плунжера 12 на заданную величину хода Н клапана относительно стакана 9 плунжера захватный упор 14 плунжера 12 поршня начнет упираться в соответствующий сопряженный упор 15 стакана 9 плунжера, этот стакан 9 плунжера захватывается возвратным движением плунжера 12 поршня. При этом запорный клапан 7 находится в открытом положении, поэтому расплавленный материал может проходить через пресс-поршень 3, в частности через кольцевую полость между первой частью 12a плунжера и стаканом 9 плунжера, через клапанный зазор между седлом 11 клапана и телом 13 клапана и через пропускные отверстия 16 во вторую часть 12b плунжера.

[0021] На фиг.2 и 4 запорный клапан 7 показан в закрытом положении, которое он занимает в ходе процесса заполнения пресс-формы, когда в результате поступательного перемещения штока 14 поршня и пресс-поршня 3 расплавленный материал из литейной камеры 17 под давлением проходит по восходящему каналу 4 в литейную форму. Во время этого поступательного движения штока 14 поршня стакан 9 плунжера, плотно прижатый к внутренней стенке 10 литейного цилиндра, вначале снова остается неподвижным до тех пор, пока тело 13 клапана, образованное осевой концевой стороной первой части 12a плунжера, не переместится к седлу 11 клапана на стакане 9 плунжера и, таким образом, запорный клапан 7 примет закрытое положение, в котором он прерывает дальнейшее прохождение потока расплава через пресс-поршень 3 в литейную камеру 17. Благодаря контакту первой части 12a плунжера с седлом 11 клапана на стакане 9 плунжера плунжер 12, совершая поступательное движение, захватывает стакан 9 плунжера.

[0022] Ход Н клапана можно изменять и регулировать, при этом вторая часть 12b плунжера с изменяемым и регулируемым расстоянием от захватного упора 14 стакана плунжера до первой части 12a плунжера или ее тела 13 клапана может быть неподвижно прикреплена к первой части плунжера, например, вторая часть 12b плунжера может быть в большей или меньшей степени ввинчена в первую часть 12a плунжера. Путем выбора соответствующего распорного кольца 19, которое вставляется между двумя частями 12a, 12b плунжера, можно определить, насколько глубоко ввинчена вторая часть 12b плунжера в первую часть 12a плунжера. При этом распорное кольцо 19 способствует надежному прикреплению второй части плунжера 12b к первой части 12a плунжера. Величину хода Н клапана, а также конструкцию и размеры седла клапана 11 и соответствующего тела 13 клапана можно выбрать таким образом, чтобы обеспечить оптимальный режим прохождения потока расплавленного материала, в частности в максимально возможной степени исключить турбулентность потока расплава.

[0023] Запорный клапан 8 восходящего канала содержит тело 20 клапана, которое установлено в восходящем канале 4 с возможностью перемещения в осевом направлении и упирается во внутреннюю стенку 21 восходящего канала 4. Тело 20 клапана имеет канальную конструкцию, проходящую между противоположными осевыми концами и предназначенную для пропускания в осевом направлении расплавленного материала, при этом показанный на фиг.1 и 2 нижний осевой торец 22 имеет форму усеченного конуса и взаимодействует с седлом 23 запорного клапана 8 восходящего канала, которое расположено в выходном отверстии нижней части 24 восходящего канала, предпочтительно, имеющей дугообразную форму для оптимизации прохождения потока. Эта дугообразная часть 24 восходящего канала в показанном примере выполнена с помощью отклоняющей заглушки 25, которая имеет соответствующее дугообразное отверстие и вставлена в посадочное отверстие 26 литейного бункера 1 таким образом, что дугообразная часть 24 восходящего канала с входной стороны совпадает с выходным отверстием 5 литейной камеры. На другом осевом торце, отдаленном от седла 23 клапана, тело 20 клапана закрыто торцевым упорным кольцом 27, которое взаимодействует с соответствующим кольцевым выступом 28 внутренней стенки 21 восходящего канала, ограничивая ход клапана, т.е. действующая снизу сила давления расплава заставляет тело 20 клапана перемещаться вверх до тех пор, пока его опорное кольцо 27 не упрется в кольцевой выступ 28 восходящего канала 4.

[0024] Упорное кольцо 27 ограничивает, т.е. окружает центральное осевое выходное отверстие 29, которое образует верхнюю выходную часть канальной конструкции тела 20 клапана. Кроме того, эта канальная конструкция, как подробнее показано на фиг. 6-8, содержит несколько осевых, распределенных по наружному периметру тела клапана канальных прорезей 30, в показанном примере - четыре прорези 30, которые проходят от осевого торца тела 20 клапана со стороны седла клапана до торцевого упорного кольца 27. Там через радиальное проходное отверстие 31 канальной конструкции они соединяются с осевым выходным отверстием 29.

[0025] Диаметр выходного отверстия 29 выбирается равным или большим, чем диаметр восходящего канала 4 в его части, прилегающей вверху к кольцевому выступу 28. Преимущество этого заключается в том, что упорное кольцо 27 не выдается радиально в восходящий канал 4, поэтому при полностью открытом запорном клапане, см. фиг.2, обратное давление расплавленного материала в восходящем канале 4 над телом 20 клапана не может оказывать влияния на упорное кольцо 27. Вместо этого данное обратное давление через сохраняющееся соединение отверстия 29, через проходные отверстия 31 и осевые прорези 30 в значительной степени отводится вниз и поглощается там седлом 23 клапана или преобразуется в подъемную силу, действующую вверх на тело 20 клапана. В качестве обратного давления остается только сравнительно небольшая сила, действующая вниз на поверхность тела клапана между радиальными проходными отверстиями 31. Иначе говоря, обратное давление эффективно действует, по существу, только на уменьшенное поперечное сечение входного отверстия 29, в то время как давление, направленное вверх, действует на все эффективное поперечное сечение тела 20 клапана, включая его упорное кольцо 27. Это позволяет значительно улучшить характеристики клапана по сравнению с традиционно применяемым шаровым клапаном.

[0026] Это проиллюстрировано на фиг.1, где показано положение запорного клапана 8 восходящего канала в ходе процесса впуска расплава. За счет отрицательного давления, которое создается в литейной камере 17, запорный клапан 8 восходящего канала остается в показанном закрытом положении, в которое он также опускается под действием силы тяжести, как только расплавленный материал в литейной камере 17 и в восходящем канале 4 освобождается от давления после окончания процесса заполнения пресс-формы.

[0027] В процессе заполнения пресс-формы под действием давления расплава в литейной камере 17 и в прилегающей части 24 восходящего канала тело 20 запорного клапана 8 восходящего канала поднимается в его открытое положение согласно фиг.2, в котором тело 20 клапана с помощью его верхнего упорного кольца 27 плотно прилегает к кольцевому выступу 28 восходящего канала. В этом положении расплавленный материал может проходить вверх через указанную канальную конструкцию, т.е. осевые прорези 30, радиальные проходные отверстия 31 и центральное осевое выходное отверстие 29, через тело 20 клапана в восходящем канале 4 и оттуда обычным способом подаваться под давлением в литейную форму. Поскольку упорное кольцо 27 полностью прилегает к кольцевому выступу 28 восходящего канала, сила давления расплава на тело 20 клапана действует, как пояснялось выше, сверху вниз на меньшее эффективное поперечное сечение, чем снизу вверх, и поэтому способствует открытию, если проходит очень небольшой поток расплава или не проходит совсем. Таким образом, этот запорный клапан 8 восходящего канала обеспечивает прохождение даже небольшого потока расплава во время фазы отверждения в конце заполнения пресс-формы, что требуется, например, при литье металла под давлением для уплотнения металлического расплавленного материала в литейной форме. На этом этапе процесса заполнения пресс-формы производится подача очень малого объема расплава, который не может создавать сколько-нибудь значительных сил течения. Обычный шаровой клапан при этих условиях закрылся бы, что исключается в случае запорного клапана согласно изобретению. Только при сбросе давления после окончания процесса заполнения пресс-формы тело 20 клапана под действием силы тяжести опускается на седло 23 клапана, в результате чего запорный клапан 8 восходящего канала закрывается и предотвращает обратное движение расплава по восходящему каналу 4 вниз в литейную камеру 17.

[0028] В показанном примере тело 20 клапана имеет цилиндрическую форму. Благодаря этому оно может прижиматься к внутренней стенке 21 восходящего канала на относительно большой осевой длине, что надежно исключает нежелательные или вредные для функционирования качания или перекосы тела 20 клапана. Канальная конструкция 29, 30, 31 обеспечивает заданное прохождение потока через тело 20 клапана, благодаря чему можно оптимизировать характеристику потока расплавленного материала в восходящем канале 4 или поддерживать ее в значительной степени беспрепятственно благодаря установке запорного клапана. Разумеется, альтернативно можно использовать и другие варианты реализации тела запорного клапана восходящего канала, если тело клапана выполняет описанные функции согласно изобретению. Это относится также к альтернативным вариантам канальной конструкции для пропускания через тело клапана подаваемого расплавленного материала.

[0029] Как следует из вышесказанного, запорный клапан восходящего канала, показанный на фиг.1, 2 и 6-8, выполнен в виде пассивно работающего обратного клапана. Как для этого клапана 8, так и для запорного клапана 7, встроенного в пресс-поршень, согласно изобретению можно использовать альтернативные варианты осуществления в виде клапанов с активным управлением. На фиг.9 и 10 показан пример осуществления, в котором оба указанных клапана выполнены в виде клапанов с активным управлением, в данном случае, в частности, в виде клапана, управляемого пневматически, гидравлически или посредством электродвигателя. Альтернативно этому изобретение, разумеется, включает варианты осуществления, в которых один из двух клапанов используется как пассивно работающий обратный клапан, а другой выполнен в виде клапана с активным управлением. Для упрощения понимания в примере осуществления, показанном на фиг.9 и 10, которые соответствуют положениям клапана на фиг.1 или 2, одинаковые номера позиций использованы для обозначения идентичных или функционально эквивалентных компонентов, к которым относятся также приведенные выше пояснения.

[0030] Как представлено на фиг.9 и 10, изображенный прессовый узел имеет гидравлический или пневматический привод для запорного клапана 7 пресс-поршня и привод от электродвигателя для запорного клапана 8 восходящего канала. При этом тело 20 запорного клапана 8 восходящего канала, расширенное для этой цели верхним упорным кольцом 27, посредством управляющей тяги 40 соединяется с линейным управляющим двигателем 41. Управляющая тяга 40 проходит через соответствующее проходное отверстие литейного бункера 1, расположенное рядом с отверстием 4 восходящего канала, и может перемещаться вперед и назад в осевом направлении под действием управляющего двигателя 41. Благодаря этому можно активно управлять положением тела 20 клапана в восходящем канале 4 независимо от действия силы тяжести и силы давления расплава, как это раскрыто для случая пассивной конструкции клапана. Соответствующие необходимые настройки клапана выполняются аналогично тому, как указано выше для пассивно работающего клапана.

[0031] Активное управление запорным клапаном 8 в восходящем канале можно использовать, в частности, для того, чтобы в случае необходимости пропускать расплавленный материал из восходящего канала 4 обратно в литейную камеру 17, при этом клапан 8 открывается, и благодаря этому восходящий канал 4, по меньшей мере частично, опорожняется, например, для технического обслуживания или замены подключенного мундштука. При пассивной конструкции запорного клапана 8 восходящего канала эту функцию в случае необходимости можно осуществить путем соответствующего изменения конструкции этого клапана 8 в части его герметичности в закрытом положении таким образом, чтобы расплавленный материал мог проходить по определенной обратной траектории с заданной небольшой скоростью обратного потока от восходящего канала 4 через клапан 8 в закрытом положении к литейной камере 17.

[0032] Для запорного клапана 7 пресс-поршня показана система гидравлического или пневматического управления, которая встроена в шток 14 поршня и в пресс-поршень 3. Специально для этого в штоке 14 поршня предусмотрена камера давления 42, которая разделена поршнем 43 давления, при этом к каждой половине камеры давления через шток 14 поршня подведен соответствующий поперечный канал 44, 45 для подачи среды, передающей давление. Поршень 43 давления соединен с управляющей тягой 46, которая проходит в осевом направлении в центре штока 14 поршня, а также плунжера 12 поршня до основания 47 пресс-поршня, которое в этом примере осуществления закрыто модифицированным стаканом 9 плунжера. Управляющая тяга 46 соединяется с поверхностью основания 47 стакана плунжера, например, посредством резьбового соединения таким образом, чтобы стакан 9 плунжера можно было активно перемещать относительно плунжера 12 путем соответствующего возвратно-поступательного движения управляющей тяги 46. Для этого обе половины камеры 42 давления предназначены для создания положительного или отрицательного давления соответствующей среды, например, воздуха, другого газа или жидкости. Таким образом, запорный клапан 7 пресс-поршня можно активно перемещать между его открытым положением и закрытым положением дополнительно или альтернативно силам, действующим на клапан в пассивном исполнении, как описано выше.

[0033] Следует понимать, что альтернативно показанным и вышеописанным примерам осуществления изобретение включает также такие варианты осуществления, в которых предусмотрены не оба запорных клапана: клапан пресс-поршняи клапан восходящего канала согласно изобретению, а только один запорный клапан пресс-поршня согласно изобретению или запорный клапан восходящего канала согласно изобретению, в то время как другой клапан полностью отсутствует или заменен обычным клапаном, известным и применяемым для этой цели. Так, например, пресс-поршень со встроенным запорным клапаном согласно изобретению можно применять вместо обычного пресс-поршня в прессовом узле, в котором не используется или используется только один обычный запорный клапан, установленный в восходящем канале, или он вообще не требуется вследствие другой конструкции. Кроме того, в соответствующих вариантах осуществления изобретения запорный клапан согласно изобретению может быть предусмотрен только в восходящем канале с одновременным использованием обычного пресс-поршня, например, в тех случаях, когда подача расплава в литейную камеру производится не через пресс-поршень, а другим способом.

[0034] Кроме того, следует понимать, что пресс-поршень согласно изобретению и прессовый узел согласно изобретению могут применяться не только в машинах для литья под давлением с горячей камерой сжатия, но и в других типах литейных машин, которые оснащены пресс-поршнем или прессовым узлом, выполняющими соответствующие функции.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано, в частности в машинах для литья под давлением с горячей камерой сжатия. Прессовый узел содержит пресс-поршень, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении в литейном цилиндре литейного бункера, и запорный клапан (8), установленный в восходящем канале (4) литейного бункера. Пресс-поршень содержит стакан (9) плунжера, прилегающий к внутренней стенке (10) литейного цилиндра (2) прессового узла и имеющий седло запорного клапана, и плунжер (12), который содержит тело (13) клапана. Стакан и плунжер могут перемещаться относительно друг друга в осевом направлении на заданную величину хода клапана. Запорный клапан (8) восходящего канала прессового узла содержит тело (20) клапана, через которое может проходить поток расплавленного материала. Обеспечивается надежное уплотнение между пресс-поршнем и литейным цилиндром. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Пресс-поршень прессового узла литейной машины, содержащий встроенный в пресс-поршень запорный клапан (7), имеющий седло (11) и взаимодействующее с ним тело (13), причем запорный клапан выполнен в открытом положении с возможностью пропускания потока расплавленного материала через пресс-поршень в ходе процесса впуска расплава, а в закрытом положении - с возможностью блокирования указанного потока в ходе процесса заполнения пресс-формы, отличающийся тем, что пресс-поршень содержит стакан (9) плунжера, размещаемый вплотную к внутренней стенке (10) литейного цилиндра (2) прессового узла и содержащий седло (11) запорного клапана, и плунжер (12), содержащий тело (13) запорного клапана, при этом стакан плунжера и плунжер выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга в осевом направлении на заданную величину хода клапана, причем плунжер содержит первую часть (12а), на которой выполнено тело клапана, и вторую часть (12b), которая имеет захватный упор (14) для стакана плунжера и прикреплена к первой части (12a) плунжера, при этом вторая часть плунжера снабжена дискообразным или цилиндрическим телом (18) с несколькими осевыми отверстиями (16) для прохождения расплава.

2. Пресс-поршень по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью регулируемого изменения хода клапана.

3. Пресс-поршень по п. 1, отличающийся тем, что вторая часть (12b) закреплена на первой части (12а) плунжера с возможностью регулируемого изменения в осевом направлении расстояния между захватным упором стакана плунжера и телом клапана.

4. Пресс-поршень по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что запорный клапан пресс-поршня представляет собой пассивно работающий обратный клапан или клапан с активным управлением.

5. Пресс-поршень по п. 4, отличающийся тем, что запорный клапан пресс-поршня представляет собой клапан с пневматическим, гидравлическим, электромеханическим или электромагнитным управлением.

6. Прессовый узел литейной машины, содержащий литейный бункер (1) с литейным цилиндром и пресс-поршень, установленный в литейном цилиндре с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что указанный пресс-поршень выполнен по любому из пп. 1-5.

7. Прессовый узел по п. 6, в котором указанный литейный бункер (1) содержит восходящий канал (4), в котором установлен запорный клапан (8), выполненный в закрытом положении с возможностью блокирования потока расплавленного материала через восходящий канал в ходе процесса впуска расплава, а в открытом положении - с возможностью пропускания указанного потока в ходе процесса заполнения пресс-формы, причем запорный клапан (8) восходящего канала имеет тело (20) клапана, которое установлено с возможностью перемещения в осевом направлении в восходящем канале и с возможностью упора во внутреннюю стенку (21) восходящего канала и содержит канальную конструкцию (29, 30, 31), проходящую между противоположными осевыми концевыми сторонами и предназначенную для пропускания расплавленного материала в осевом направлении, при этом один торец (22) из двух осевых торцов тела клапана выполнен с возможностью взаимодействия с седлом (23) запорного клапана.

8. Прессовый узел по п. 7, отличающийся тем, что тело клапана выполнено цилиндрическим, а осевой торец тела клапана, отдаленный от седла клапана, имеет торцевое упорное кольцо (27), ограничивающее осевое выходное отверстие (29) канальной конструкции и взаимодействующее с соответствующим кольцевым выступом (28) внутренней стенки восходящего канала, ограничивая ход клапана.

9. Прессовый узел по п. 8, отличающийся тем, что диаметр осевого выходного отверстия, по меньшей мере, равен диаметру восходящего канала, уменьшенному на величину кольцевого выступа.

10. Прессовый узел по п. 8, отличающийся тем, что канальная конструкция содержит несколько осевых канальных прорезей (30), которые распределены по наружному периметру тела клапана, проходят от осевого торца тела клапана, обращенного к седлу клапана, до торцевого упорного кольца и посредством радиального проходного отверстия (31) соединены с осевым выходным отверстием.

11. Прессовый узел по любому из пп. 7-10, отличающийся тем, что запорный клапан восходящего канала представляет собой пассивно работающий обратный клапан или клапан с активным управлением.

12. Прессовый узел по п. 11, отличающийся тем, что запорный клапан восходящего канала представляет собой клапан с пневматическим, гидравлическим, электромеханическим или электромагнитным управлением.