УСТАНОВКА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕСЧАНОГО СТЕРЖНЯ Российский патент 2021 года по МПК B22C1/16 B22C9/12 B22C7/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к установкам и способам изготовления песчаного стержня.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В установках для изготовления песчаного стержня стержни изготавливаются из смеси, содержащей песок и связующее. Смесь вводится в стержневой ящик, определяющий полость (или полости) в форме стержня (или стержней), который должен быть изготовлен. Стержневой ящик, как правило, состоит из двух формовочных приспособлений, расположенных лицом друг к другу, которые определяют полость между собой. Один стержень в одном и том же стержневом ящике (полость определена), или же несколько стержней могут быть изготовлены одновременно (несколько полостей определено).

Каждая полость, определенная в стержневом ящике, заполнена смесью, используемой для изготовления стержня. Перед введением указанной смеси в соответствующую полость указанная полость заполнена воздухом, который необходимо вывести, чтобы обеспечить размещение указанной смеси в указанной полости. Для этого стержневой ящик содержит по меньшей мере один выпускной трубопровод, связывающий полость с наружной частью стержневого ящика, посредством которого воздух выводится наружу (в окружающую среду), по мере того, как указанная смесь постепенно вводится. Кроме того, фильтр расположен в выпускном трубопроводе для предотвращения выхода указанной смеси через него. Указанный выпускной трубопровод, как правило, представляет собой сквозное отверстие нижнего приспособления.

Как только требуемая смесь попадает в соответствующую полость, указанная смесь затвердевает для придания стержню жесткости, так что его можно использовать тогда и там, где это необходимо.

Используемое связующее может быть органическим или неорганическим. Для отверждения смесей с органическими связующими на смесь, как правило, наносят катализатор, такой как, например, амин, а в некоторых случаях может использоваться сжатый горячий воздух (как правило, совместно с катализатором). Из-за свойств связующего или катализатора во время отверждения смеси образуются загрязняющие газы, и требуется последующая очистка или обработка относительно указанных газов. Кроме того, в основном из-за стоимости и опасности катализаторов этого типа указанные катализаторы подаются контролируемым и дозированным образом, что требует более сложного и дорогостоящего контроля для катализатора, по сравнению с контролем, необходимым для воздуха (если используется воздух).

Для отверждения смесей с неорганическими связующими, как правило, достаточно подавать сжатый горячий воздух для сушащейся смеси, причем указанная смесь затвердевает посредством поглощения по меньшей мере части ее влаги, не образуя при этом загрязняющие газы во время процесса (влажный воздух, как правило, образуется в результате поглощения влаги).

Во время процессов отверждения с использованием сжатого горячего воздуха используемый воздух является сухим и горячим, так что он поглощает влагу из смеси, присутствующей в полости, благодаря чему указанная смесь затвердевает. В дополнение к этому, как правило, стержневой ящик нагревают так, чтобы фактическое тепло указанного стержневого ящика также поглощало часть влаги смеси. Воздух, как правило, подается от источника сжатого воздуха и направляется в стержневой ящик, предварительно проходя через нагревательное устройство для его нагрева так, таким образом, он достигает указанного стержневого ящика (и, следовательно, соответствующей полости) будучи горячим. Поскольку он является горячим, он способен поглощать влагу из смеси, присутствующей в стержневом ящике, и чем выше температура воздуха, поступающего в стержневой ящик, тем выше будет его поглощающая способность. Однако чем сильнее значения этих свойств воздуха возрастают, тем выше будет стоимость, связанная с процессом изготовления стержня (в частности, из-за энергозатрат, необходимых для достижения высоких температур).

Кроме того, в процессах этого типа, существует необходимость в обеспечении минимального давления воздуха на впускном отверстии для воздуха в стержневом ящике, чтобы гарантировать, что указанный воздух достигнет всей смеси, присутствующей в полости. Если воздух достигает ее при низком давлении, существует риск того, что он не достигнет центра указанной смеси, например, риск, который влечет за собой изготовление хрупких стержней (центр в этом случае не затвердевает) и/или ненадлежащее достижение всех стержней (если несколько стержней изготавливают одновременно в одном и том же стержневом ящике). Следовательно, регуляторы давления, как правило, расположены между источником сжатого воздуха и нагревательным устройством, чтобы гарантировать, что воздух подается по меньшей мере с требуемым минимальным давлением. При замене одного стержневого ящика на другой давление воздуха может быть отрегулировано до нового желаемого значения, если это необходимо, учитывая, что каждый из стержневых ящиков может иметь разные потребности, и это регулируемое давление поддерживается до тех пор, пока стержневой ящик не заменяется, не модифицируясь во время цикла изготовления стержня.

Сжатый горячий воздух, который вводится в стержневой ящик для отверждения смеси, присутствующей в нем, должен выводиться по мере его введения, чтобы влага смеси выводилась из стержневого ящика и указанная смесь надлежащим образом отверждалась. Выпускной трубопровод (как правило, несколько выпускных трубопроводов) стержневого ящика, через который выпускается воздух, присутствующий в соответствующей полости, по мере того, как смесь вводится в него, обычно используется для этого выхода, причем указанный сжатый и уже влажный горячий воздух, таким образом, выводится из стержневого ящика через указанный выпускной трубопровод.

Наконец, изготовленный таким образом стержень извлекается из стержневого ящика, и стержневой ящик готов к началу другого цикла изготовления.

Патентный документ EP1849537A1 раскрывает установку для изготовления песчаного стержня, содержащую стержневой ящик, в который вводят неорганическую смесь, которая впоследствии отверждается сжатым горячим воздухом. Установка содержит нагревательное устройство между источником и стержневым ящиком и пропорциональный клапан давления, расположенный между указанным источником и указанным нагревательным устройством для регулирования давления воздуха. Для повышения эффективности процесса отверждения эта установка содержит два альтернативных канала для воздуха, проходящих от источника к стержневому ящику, которые выбираются контролируемым образом в зависимости от момента указанного процесса. Воздух сначала проходит через нагревательный блок нагревательного устройства с определенной теплопроизводительностью, а затем воздух проходит через указанный нагревательный блок и два других дополнительных нагревательных блока указанного нагревательного устройства, расположенных последовательно с первым, тем самым, значительно повышая температуру воздуха и, следовательно, влагопоглощающую способность воздуха. Это, однако, требует высокого общего энергопотребления, несмотря на тот факт, что на первом этапе энергию нужно подавать только одному нагревательному блоку, и, кроме того, требует сложной установки, учитывая то, что существует необходимость в обеспечении двух разных каналов для воздуха, что усложняет обслуживание и увеличивает его стоимость.

US20160250680A1 раскрывает способ изготовления стержней или формованных деталей, в котором основной формовочный материал смешивают со щелочным силикатом или водным связующим, а оставшийся стержень или формованную деталь образуют посредством пескометной стержневой машины в стержневом ящике.

US20030173049A1 раскрывает установку для изготовления песчаного стержня, содержащую стержневой ящик, подающее устройство, выполненное с возможностью введения содержащей песок смеси в стержневой ящик, и устройство для отверждения, выполненное с возможностью введения сжатого горячего воздуха, направляемого по определенному каналу, в стержневой ящик с целью отверждения смеси, присутствующей в указанном стержневом ящике.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является предоставление установки для изготовления песчаных стержней и способа, как определено в формуле изобретения.

Первый аспект настоящего изобретения относится к установке для изготовления песчаного стержня, содержащей стержневой ящик, в котором образуют стержень, подающее устройство, выполненное с возможностью введения материала, используемого для образования стержня, в стержневой ящик, и устройство для отверждения, выполненное с возможностью введения сжатого горячего воздуха в стержневой ящик для отверждения материала, введенного ранее в указанный стержневой ящик. Установка дополнительно содержит специальный канал для сжатого воздуха, проходящий от источника сжатого воздуха к стержневому ящику, и по меньшей мере один нагревательный блок, расположенный в указанном канале, так что сжатый воздух проходит через него до того, как достигнет стержневого ящика. Таким образом, нагревательный блок расположен выше по потоку относительно стержневого ящика для нагрева сжатого воздуха до того, как он достигнет указанного стержневого ящика. Нагревательный блок является частью устройства для отверждения. Материал, используемый для образования стержня, представляет собой смесь песка и связующего, которая отверждается посредством сжатого горячего воздуха.

Установка содержит расходомер для измерения расхода сжатого воздуха, проходящего через канал для сжатого воздуха в стержневой ящик, который предпочтительно расположен в указанном канале выше по потоку относительно нагревательного блока, и регулятор расхода, с помощью которого указанный расход можно регулировать в зависимости от указанного измерения.

Установка дополнительно содержит блок управления, который связан с расходомером и с регулятором расхода и выполнен с возможностью воздействия на регулятор расхода для регулирования расхода сжатого воздуха в зависимости от измерения, полученного посредством расходомера.

Стержневой ящик содержит полость в форме стержня, который должен быть изготовлен, по меньшей мере один впускной трубопровод, связывающий наружную часть стержневого ящика с полостью, выполненный с возможностью введения смеси и сжатого воздуха в полость, и по меньшей мере один выпускной трубопровод, отличный от впускного трубопровода, связывающий наружную часть стержневого ящика с полостью, выполненный с возможностью выведения воздуха, присутствующего в полости, из указанной полости, по мере того, как смесь и сжатый воздух вводятся в указанную полость. Установка содержит выпускную трубу, связанную по текучей среде с выпускным трубопроводом для направления воздуха, выводимого через выпускной трубопровод, где это необходимо, а регулятор расхода расположен в указанной выпускной трубе, причем указанный регулятор расхода, таким образом, выполнен с возможностью непосредственного регулирования расхода через выпускную трубу. Следовательно, посредством регулирования регулятора расхода, расположенного в указанной выпускной трубе, расход воздуха, подаваемый в стержневой ящик, также регулируется.

Таким образом, может быть достигнут контроль над потоком, поступающим в стержневой ящик, который влияет на влагопоглощающую способность указанного сжатого воздуха, что позволяет использовать оптимальный расход, рассчитанный для соответствующего стержневого ящика, причем эффективность процесса отверждения и, следовательно, эффективность изготовления стержня улучшаются простым и экономически эффективным образом. В принципе, более высокая поглощающая способность достигается при большем расходе, однако вполне возможно, что это поглощение влаги не может быть улучшено после заданного расхода, и в этом случае избыточный расход будет нагреваться, что будет оказывать негативное влияние.

В частности, нагревательный блок такого типа, используемый в установках такого типа, подходит для нагрева сжатого воздуха, проходящего через него, в зависимости от расхода, учитывая то, что теплоемкость зависит от количества сжатого воздуха, который находится в контакте с ним, и от продолжительности указанного контакта, так что наличие непосредственного контроля над расходом сжатого воздуха, проходящим через нагревательный блок, может также означать наличие непосредственного контроля над температурой сжатого воздуха после того, как он проходит через указанное нагревательное устройство, причем в связи с этим контроль над другим подходящим свойством сжатого воздуха, связанным с поглощающей способностью, также может быть получен. Таким образом, может быть получено желаемое соотношение между температурой сжатого воздуха и расходом для отверждения материала, присутствующего в соответствующем стержневом ящике, причем эффективность процесса отверждения (и, следовательно, эффективность изготовления стержня) дополнительно улучшается как по временным рамкам, так и по стоимости (поскольку предотвращается чрезмерный нагрев сжатого воздуха, или же увеличение временного цикла отверждения) простым и экономически эффективным образом.

Кроме того, это позволяет регулировать расход сжатого воздуха во время одного и того же цикла отверждения и/или при использовании одного и того же стержневого ящика, причем, исходя из этого, указанный расход можно оптимизировать в любой момент (в реальном времени), и это также позволяет модифицировать указанный расход для его регулировки с целью получения желаемого расхода для различных стержневых ящиков. Каждый стержневой ящик может различаться в зависимости от стержня (стержней), который должен быть в нем изготовлен, что может повлечь за собой различные потребности или свойства сжатого горячего воздуха для отверждения присутствующего в нем материала, поскольку как количество, так и форма указанной смеси, могут варьироваться в различных стержневых ящиках, и, кроме того, эти условия могут быть получены заранее так, чтобы они были известны при выполнении цикла отверждения, и указанный расход может быть отрегулирован с учетом указанной информации. Следовательно, подходящим свойством можно непосредственно управлять при отверждении стержней, причем это позволяет повысить эффективность отверждения материала, присутствующего в соответствующем стержневом ящике, и, следовательно, эффективность изготовления стержня может быть улучшена простым и экономически эффективным образом.

Кроме того, эффективность может быть улучшена с помощью этой установки, не требуя какого-либо вмешательства для регулирования давления сжатого воздуха, так что оно может быть отрегулировано в соответствии с потребностями в начале и может сохраняться как таковое, если это необходимо, без оказания негативного воздействия на эффективность. Таким образом, улучшенную эффективность получают с помощью предлагаемой установки, и, в то же время, обеспечивая постоянную уверенность в том, что при нормальных условиях работы давление сжатого воздуха при достижении им стержневого ящика является достаточным для отверждения всего стержня.

Второй аспект изобретения относится к способу изготовления песчаного стержня.

В этом способе для изготовления стержня в полость стержневого ящика вводят смесь песка и связующего через по меньшей мере один впускной трубопровод стержневого ящика, причем указанная смесь является материалом, используемым для изготовления указанных стержней, и после введения указанной смеси в стержневой ящик, сжатый горячий воздух вводят в указанный стержневой ящик для отверждения указанной смеси через указанный впускной трубопровод, направляя указанный сжатый воздух в стержневой ящик по определенному каналу.

Во время введения сжатого горячего воздуха в стержневой ящик измеряют расход сжатого воздуха, проходящий через канал, по которому указанный сжатый воздух направляют в стержневой ящик, и в зависимости от указанного измерения указанный расход регулируют до определенного значения расхода для улучшения эффективности отверждения смеси. Измерение и регулирование расхода выполнены автоматически, и сжатый воздух, вводимый в стержневой ящик, направляют туда, где это требуется, через выпускную трубу после выхода из стержневого ящика через выпускной трубопровод, который связывает по текучей среде полость с выпускной трубой. Проход через указанную выпускную трубу регулируют с целью регулирования расхода сжатого воздуха, проходящего по каналу, который направляет его в стержневой ящик, причем регулятор расхода, расположенный в выпускной трубе, используют для регулирования расхода сжатого воздуха, причем степень открытия/закрытия указанного регулятора расхода регулируют с регулированием расхода. Преимущества, полученные при применении такого способа, являются теми же, что и упомянутые в отношении первого аспекта настоящего изобретения.

Эти и другие преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении графических материалов и подробного описания настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 изображен схематический рисунок варианта осуществления установки для изготовления песчаного стержня согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первый аспект настоящего изобретения относится к установке 100 для изготовления песчаного стержня, содержащей стержневой ящик 1, в котором образован по меньшей мере один стержень. Стержневой ящик 1 определяет полость 1.3 в форме стержня, который должен быть изготовлен. Стержневой ящик предпочтительно образован посредством по меньшей мере одного верхнего приспособления 1.1 и одного нижнего приспособления 1.2, разграничивающими полость 1.3 между собой.

Установка 100 содержит подающее устройство (не представлено на графических материалах) для введения материала, используемого для образования стержня, в стержневой ящик 1, в частности, в полость 1.3, определенную стержневым ящиком 1. Указанный материал содержит смесь песка и связующего. Установка 100 предпочтительно выполнена с возможностью изготовления песчаных стержней посредством неорганических процессов, так что указанная смесь содержит неорганическое связующее, а загрязняющие газы не образуются во время изготовления стержня.

Стержневой ящик 1 содержит по меньшей мере один сквозной впуск, образующий впускной трубопровод 1.1.1 и проходящий от наружной части стержневого ящика 1 до полости 1.3, через который указанная смесь вводится в полость 1.3. Стержневой ящик 1 предпочтительно содержит несколько впускных трубопроводов 1.1.1, и при этом впускные трубопроводы 1.1.1 расположены в верхнем приспособлении 1.1. Перед введением указанной смеси в полость 1.3, указанная полость заполнена воздухом, который необходимо вывести, чтобы обеспечить размещение указанной смеси в указанной полости 1.3. Для этого стержневой ящик 1 содержит по меньшей мере один сквозной выпуск, образующий выпускной трубопровод 1.2.1 и проходящий от полости 1.3 до наружной части стержневого ящика 1, через который указанный воздух выводится из полости 1.3 по мере того, как указанная смесь постепенно вводится в указанную полость 1.3. Кроме того, фильтр 1.2.2 расположен в выпускном трубопроводе 1.2.1 для предотвращения выхода указанной смеси через него. Стержневой ящик 1 предпочтительно содержит несколько выпускных трубопроводов 1.2.1. В варианте осуществления, изображенном на графических материалах, все выпускные трубопроводы 1.2.1 были представлены на нижнем приспособлении 1.2 стержневого ящика 1, однако верхнее приспособление 1.1 также может содержать выпускные трубопроводы 1.2.1.

Установка 100 дополнительно содержит устройство 3 для отверждения, выполненное с возможностью введения сжатого горячего воздуха в стержневой ящик 1 для отверждения смеси, присутствующей в указанном стержневом ящике 1 после того, как необходимое количество смеси было введено в указанный стержневой ящик 1. Установка 100 содержит канал для введения указанного сжатого воздуха в стержневой ящик 1, который может быть частью устройства 3 для отверждения. Устройство 3 для отверждения содержит по меньшей мере один нагревательный блок 3.1 в указанном канале, расположенный выше по потоку относительно стержневого ящика 1, для нагревания сжатого воздуха перед тем, как он достигнет указанного стержневого ящика 1, причем указанный канал выполнен таким образом, чтобы указанный сжатый воздух проходил через нагревательный блок 3.1 (или по меньшей мере через участок, в котором указанный воздух нагревается указанным нагревательным блоком 3.1). Кроме того, устройство 3 для отверждения подходит для подключения к источнику 4 воздуха, предпочтительно к источнику 4 сжатого воздуха, через который подается воздух, используемый для отверждения смеси, присутствующей в стержневом ящике 1. Введенный сжатый воздух должен быть выведен из стержневого ящика 1, как только он поглотит влагу из смеси, по мере того, как она проходит через указанный стержневой ящик 1, и для этого используется выпускной трубопровод 1.2.1 стержневого ящика 1.

Установка 100 дополнительно содержит расходомер 7 для измерения расхода сжатого воздуха, проходящего по указанному каналу, предпочтительно в реальном времени, причем, помимо того, указанный расходомер 7 предпочтительно расположен выше по потоку относительно нагревательного блока 3.1, а регулятор 6 расхода расположен таким образом, что он выполнен с возможностью регулирования указанного расхода в зависимости от указанного измерения. Следовательно, чтобы улучшить эффективность процесса отверждения и, следовательно, эффективность изготовления стержня, установка 100 выполнена таким образом, чтобы иметь возможность контролировать расход сжатого воздуха, проходящего через канал, по которому указанный сжатый воздух подается в стержневой ящик 1 удобным, простым и экономически эффективным образом. Регулятор 6 расхода предпочтительно представляет собой пропорциональный клапан расхода с электронным управлением, однако он также может представлять собой пропорциональный клапан расхода с ручным управлением. В этом последнем случае пользователи сами регулируют расход воздуха посредством ручного воздействия на регулятор 6 расхода, в зависимости от идентифицированного измерения расходомера 7. Установка 100 может дополнительно содержать регулятор 9 давления для регулирования давления, при котором воздух направляется в стержневой ящик 1, который может представлять собой, например, пропорциональный клапан давления с электронным управлением (хотя он также может управляться вручную).

В некоторых вариантах осуществления установка 100 может содержать дисплей, например, чтобы иметь возможность отображать измеренный расход, причем пользователь отвечает за воздействие на регулятор 6 расхода для регулирования расхода в зависимости от идентифицированного измерения, как было описано. Однако чтобы упростить этот способ, в других вариантах осуществления установка 100 выполнена с возможностью автоматического выполнения этих задач. Для этого указанная установка 100 содержит блок 8 управления, который связывается с расходомером 7 для получения измерения, выполненного указанным расходомером 7, и с регулятором 6 расхода, чтобы иметь возможность действовать на нем. Блок 8 управления выполнен с возможностью воздействия на регулятор 6 расхода в зависимости от измерения, полученного с помощью расходомера 7, чтобы, таким образом, регулировать расход сжатого воздуха, где это необходимо. Блок 8 управления может представлять собой любое устройство с функцией обработки данных и/или вычислительной мощностью, такое как, например, микропроцессор или микроконтроллер. В этом случае регулятор 6 расхода может представлять собой клапан с электронным управлением, предпочтительно пропорциональный клапан расхода с электронным управлением. Если установка 100 содержит регулятор 9 давления, то блок 8 управления также может быть связан с указанным регулятором 9 давления для управления им.

Установка 100 может дополнительно содержать запоминающее устройство (не представлено на чертежах) с информацией, связанной с расходом. Оптимальное значение (или значения) расхода для конкретного стержневого ящика 1 (или для множества стержневых ящиков 1, причем целевой стержневой ящик 1 выбирается в каждом случае) может быть заранее сохранено в запоминающем устройстве, так что блок 8 управления сравнивает значение, измеренное расходомером 7, с этим сохраненным значением и воздействует на регулятор 6 расхода для изменения расхода, когда это необходимо, в зависимости от результата указанного сравнения. Этот пример работы запоминающего устройства не является ограничивающим, и могут быть использованы другие технические возможности, такие как, например, загрузка информации о каждом стержневом ящике 1, если соответствующий стержневой ящик 1 расположен или будет расположен в установке 100. Запоминающее устройство может быть или может не быть интегрировано в сам блок 8 управления.

Стержневой ящик 1 содержит по меньшей мере один впускной трубопровод 1.1.1, связывающий наружную часть стержневого ящика 1 с полостью 1.3, тем самым обеспечивая возможность прохода сжатого воздуха через него в полость 1.3. Впускной трубопровод 1.1.1 предпочтительно расположен в верхнем приспособлении 1.1. Стержневой ящик 1 предпочтительно содержит несколько впускных трубопроводов 1.1.1.

В предпочтительном варианте осуществления установка 100 содержит выпускную трубу 5, связанную по текучей среде с выпускным трубопроводом 1.2.1 для направления воздуха, выходящего и стержневого ящика 1 через указанный выпускной трубопровод 1.2.1 туда, где это требуется. Регулятор 6 расхода предпочтительно расположен в указанной выпускной трубе 5, причем указанный регулятор 6 расхода, таким образом, выполнен с возможностью непосредственного регулирования расхода воздуха, проходящего через выпускную трубу 5. Выпускная труба 5 связана по текучей среде с каналом, содержащимся в установке 100, для направления сжатого воздуха в стержневой ящик 1 через сам стержневой ящик 1 (в частности, через выпускной трубопровод 1.2.1, полость 1.3 и впускной трубопровод 1.1.1), так что при регулировании расхода воздуха через указанную выпускную трубу 5, расход воздуха через указанный канал, также опосредованно регулируется. Следовательно, посредством регулирования регулятора 6 расхода, расположенного в указанной выпускной трубе 5, также регулируется и расход воздуха, подаваемый в стержневой ящик 1, причем температуру указанного воздуха также можно легко контролировать в дополнение к расходу, как было описано выше. Если стержневой ящик 1 содержит несколько выпускных трубопроводов 1.2.1, выпускная труба 5 содержит трубопровод для каждого выпускного трубопровода 1.2.1 и основной трубопровод, в котором размещен регулятор 6 расхода, соединенный с различными трубопроводами, хотя предпочтительно, выпускная труба 5 содержит один трубопровод, соединенный со всеми выпускными трубопроводами 1.2.1.

Выпускная труба 5 соединена со стержневым ящиком 1 посредством специального соединения, которое обеспечивает быстрое и простое соединение и отсоединение. Таким образом, если один стержневой ящик 1 должен быть заменен другим, то, например, выпускная труба 5 может быть отсоединена от стержневого ящика 1, содержащегося в установке 100 в этот момент, и впоследствии присоединена к новому стержневому ящику 1 указанной установки 100.

Кроме того, содержание выпускной трубы 5 и регулятора 6 расхода в указанной выпускной трубе 5 позволяет получить еще один ряд преимуществ в установке 100, в дополнение к уже описанным ранее. При такой конфигурации установки 100 блок 8 управления может быть дополнительно выполнен с возможностью идентификации аномалии в установке 100 во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик 1, в зависимости от измерения, полученного посредством расходомера 7, и в зависимости от степени открытия регулятора 6 расхода. Например:

- Блок 8 управления может быть выполнен с возможностью обнаружения препятствия в выпускном трубопроводе 1.2.1 в зависимости от того, насколько сильно регулятор 6 расхода регулирует расход (степень открытия/закрытия указанного регулятора 6 расхода), и от измерения, полученного расходомером 7, и с возможностью идентификации указанного препятствия, которое является по меньшей мере частичным препятствием, в качестве аномалии, если измеренное значение расхода меньше, чем конкретное минимальное пороговое значение для соответствующей степени открытия/закрытия регулятора 6 расхода. Если для достижения требуемого расхода необходимо создать степень открытия/закрытия в регуляторе 6 расхода, превышающую определенную степень, то блок 8 управления может идентифицировать это несоответствие и идентифицировать его в качестве аномалии, и кроме того, может сообщить об этом. Это может быть связано, например, с тем фактом, что выпускной трубопровод 1.2.1 был полностью или частично перекрыт смесью из полости 1.3, и, следовательно, об этом можно сообщить таким образом, чтобы пользователь действовал так, как он считает нужным (например, выполнял остановку установки 100 и очистку соответствующего сквозного впуска или замену стержневого ящика 1), и, где это необходимо, таким образом, чтобы пользователь прерывал производство только тогда, когда это действительно необходимо. Значения, при которых блок 8 управления может идентифицировать аномалию, предварительно устанавливаются в соответствующем рабочем цикле и могут быть сохранены в запоминающем устройстве, описанном выше, или в дополнительном запоминающем устройстве. Блок 8 управления также может быть выполнен с возможностью остановки установки 100, когда он идентифицирует эту аномалию.

- Блок 8 управления может быть выполнен с возможностью обнаружения нежелательной утечки сжатого воздуха в стержневом ящике 1 в зависимости от того, насколько сильно регулятор 6 расхода регулирует расход (степень открытия/закрытия указанного регулятора 6 расхода), и от измерения, полученного расходомером 7, и с возможностью идентификации указанной утечки в качестве аномалии, если измеренное значение расхода больше, чем конкретное максимальное пороговое значение для соответствующей степени открытия/закрытия регулятора 6 расхода. Например, если измеряется некогерентный расход (высокий расход), несмотря на то, что расход полностью или частично замкнут регулятором 6 расхода, это может быть признаком того, что существует утечка, из-за которой сжатый воздух выходит (и не только через выпускную трубу 5). Следовательно, блок 8 управления может сообщить об этой аномалии, и пользователь будет действовать так, как он считает нужным. Следовательно, могут быть обнаружены аномалии, негативно влияющие на эффективность изготовления стержня (в этом случае избыточный сжатый воздух избыточный выход тепла останутся неиспользованными), что способствует повышению общей эффективности установки. Блок 8 управления также может быть выполнен с возможностью остановки установки 100, когда он идентифицирует эту аномалию.

- Блок 8 управления может быть выполнен с возможностью обнаружения двух случаев, описанных выше, а именно, соответственно, препятствия и утечки воздуха, как было описано.

Следовательно, в результате наличия дополнительной мощности для обнаружения аномалий в установке 100, как, например, в случае, описанном выше, дополнительно получают более безопасную установку 100.

В тех случаях, когда установка 100 содержит выпускную трубу 5 и регулятор 6 расхода, расположенный в указанной выпускной трубе 5, блок 8 управления, к тому же, может быть выполнен с возможностью поддержания максимально возможного расхода через выпускную трубу 5 во время введения смеси в стержневой ящик 1 и регулирования указанного расхода посредством адаптации степени открытия/закрытия регулятора 6 расхода в зависимости от его измерения во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик 1. Следовательно, при подаче смеси в стержневом ящике 1 воздуху, присутствующему в указанном стержневом ящике 1, обеспечивается как можно более быстрый выход из стержневого ящика 1, для достижения как можно более быстрого процесса, тогда как при отверждении указанной смеси, присутствующей в стержневом ящике 1, максимальный расход через выпускную трубу 5, регулируется для достижения более эффективного отверждения. Таким образом, включение выпускной трубы 5 и регулятора 6 расхода, расположенного в указанной выпускной трубе 5, для повышения эффективности отверждения, не оказывает негативного влияния на процесс подачи во время изготовления стержня, и, следовательно, не оказывает негативного влияния на изготовление стержней в соответствующей установке 100, несмотря на то, что воздух, выводимый из стержневого ящика 1 во время подачи, и сжатый воздух, выводимый из указанного стержневого ящика 1 во время отверждения, используют один и тот же канал для выхода (выпускной трубопровод 1.2.1 и выпускную трубу 5).

Второй аспект настоящего изобретения относится к способу изготовления песчаного стержня, в котором для изготовления стержня в стержневой ящик 1, в котором изготавливаются стержни, вводится соответствующая смесь песка и связующего, причем указанная смесь представляет собой материал, используемый для изготовления указанных стержней, а после введения указанной смеси в стержневой ящик 1 в указанный стержневой ящик 1 вводится сжатый горячий воздух для отверждения указанной смеси, причем указанный сжатый воздух направляется в стержневой ящик 1 по определенному каналу. Способ предпочтительно представляет собой способ изготовления песчаного стержня, в котором для изготовления стержня вводится неорганическая смесь песка и связующего, при этом загрязняющие газы не образуются во время изготовления стержня.

Во время введения сжатого горячего воздуха в стержневой ящик 1 измеряют расход сжатого воздуха, проходящий через канал, по которому его направляют в стержневой ящик 1, и, в зависимости от указанного измерения, указанный расход регулируют до желаемого значения расхода, тем самым, предоставляя те же самые преимущества для установки 100, которые были описаны выше. Измерение и регулирование расхода предпочтительно выполняются автоматически, причем для этого, например, предусмотрены блок 8 управления, расходомер 7 и регулятор 6 расхода, связанные друг с другом, как было описано для первого аспекта настоящего изобретения.

Сжатый воздух, вводимый в стержневой ящик 1, направляется туда, где это требуется, через выпускную трубу 5 после вывода из стержневого ящика 1 через выпускной трубопровод 1.2.1, причем проход через указанную выпускную трубу 5 регулируется с целью регулирования расхода сжатого воздуха через канал, который направляет его в стержневой ящик 1. Это возможно, потому что указанный канал и указанная выпускная труба 5 связываются по текучей среде через стержневой ящик 1, как было описано для первого аспекта настоящего изобретения, так что регулирование в одном месте также оказывает влияние на другое место. Для регулирования расхода сжатого воздуха действует регулятор 6 расхода, расположенный в выпускной трубе 5, причем степень открытия указанного регулятора 6 расхода регулируется с целью регулирования максимального расхода, допустимого для прохождения через выпускную трубу 5.

Во время введения смеси в стержневой ящик 1 расход сжатого воздуха через выпускную трубу 5, поддерживают на максимально возможном уровне расхода независимо от измерения расхода, причем регулирование расхода выполняют в зависимости от указанного измерения во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик 1. Следовательно, как было описано выше для установки 100, на процесс подачи материала в стержневом ящике 100 не оказывает негативного влияния включение выпускной трубы 5 и регулятора 6 давления для улучшения эффективности процесса отверждения, несмотря на то, что воздух, выводимый из стержневого ящика 1 во время подачи, и сжатый воздух, выводимый из указанного стержневого ящика 1 во время отверждения, используют один и тот же канал для выхода (выпускную трубу 5).

Предложенный способ может быть реализован в установке 100, такой как описана в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения в любом из вариантов осуществления и/или конфигураций установки 100. Аналогично предложенная установка 100 подходит для и/или выполнена с возможностью поддержки способа по второму аспекту настоящего изобретения в любом из вариантов осуществления и/или конфигураций способа.

Настоящее изобретение относится к установкам и способам изготовления песчаного стержня. Установка содержит стержневой ящик (1), подающее устройство для введения смеси песка и неорганического связующего в стержневой ящик (1) и устройство (3) для отверждения для введения сжатого горячего воздуха, направляемого по определенному каналу, с целью отверждения смеси, в стержневой ящик (1). Устройство (3) для отверждения содержит по меньшей мере один нагревательный блок (3.1) в канале для нагревания сжатого воздуха перед тем, как он достигнет стержневого ящика (1). Установка (100) содержит расходомер (7) для измерения расхода воздуха в канале и регулятор (6) расхода для регулирования расхода воздуха. Регулятор (6) может действовать в зависимости от измерения, полученного расходомером (7). Установка (100) содержит блок (8) управления, который связан с расходомером (7) и с регулятором (6) расхода и выполнен с возможностью воздействия на регулятор (6) расхода для регулирования расхода сжатого воздуха в зависимости от измерения, полученного посредством расходомера (7). Стержневой ящик (1) содержит полость (1.3) в форме стержня, по меньшей мере один впускной трубопровод (1.1.1), связывающий наружную часть стержневого ящика (1) с полостью (1.3) с обеспечением возможности введения смеси и сжатого воздуха в полость (1.3), и по меньшей мере один выпускной трубопровод (1.2.1), связывающий наружную часть стержневого ящика (1) с полостью (1.3) с обеспечением возможности выведения воздуха, присутствующего в полости (1.3), из полости (1.3) по мере того, как смесь и сжатый воздух вводятся в указанную полость (1.3). Установка (100) содержит выпускную трубу (5), связанную по текучей среде с выпускным трубопроводом (1.2.1) для направления воздуха, выводимого через выпускной трубопровод (1.2.1). Регулятор (6) расхода расположен в выпускной трубе (5) и выполнен с возможностью непосредственного регулирования расхода через выпускную трубу (5). Технический результат: эффективное изготовление стержня, оптимизация расхода воздуха и соотношения между температурой и расходом для отверждения стержня, сокращение времени отверждения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для изготовления песчаного стержня, содержащая стержневой ящик (1), подающее устройство, выполненное с возможностью введения смеси песка и связующего в стержневой ящик (1), и устройство (3) для отверждения, выполненное с возможностью введения сжатого горячего воздуха в стержневом ящике (1), направляемого по определенному каналу в указанный стержневой ящик (1) с целью отверждения смеси, присутствующей в указанном стержневом ящике (1), причем устройство (3) для отверждения содержит по меньшей мере один нагревательный блок (3.1) в указанном канале, расположенный выше по потоку относительно стержневого ящика (1), для нагревания указанного сжатого воздуха перед достижением им указанного стержневого ящика (1), и при этом установка (100) дополнительно содержит расходомер (7) для измерения расхода сжатого воздуха, проходящего по указанному каналу, и регулятор (6) расхода для регулирования указанного расхода воздуха, причем регулятор (6) расхода выполнен с возможностью действия в зависимости от измерения, полученного расходомером (7), отличающаяся тем, что установка (100) дополнительно содержит блок (8) управления, который связан с расходомером (7) и с регулятором (6) расхода и выполнен с возможностью воздействия на регулятор (6) расхода для регулирования расхода сжатого воздуха в зависимости от измерения, полученного посредством расходомера (7), при этом стержневой ящик (1) содержит полость (1.3) в форме стержня, который должен быть изготовлен, по меньшей мере один впускной трубопровод (1.1.1), связывающий наружную часть стержневого ящика (1) с полостью (1.3) с обеспечением возможности введения смеси и сжатого воздуха в полость (1.3), и по меньшей мере один выпускной трубопровод (1.2.1), отличный от впускного трубопровода (1.1.1), связывающий наружную часть стержневого ящика (1) с полостью (1.3) с обеспечением возможности выведения воздуха, присутствующего в полости (1.3), из указанной полости (1.3) по мере того, как смесь и сжатый воздух вводятся в указанную полость (1.3), при этом установка (100) содержит выпускную трубу (5), связанную по текучей среде с выпускным трубопроводом (1.2.1) для направления воздуха, выводимого через выпускной трубопровод (1.2.1), где это необходимо, и регулятор (6) расхода расположен в указанной выпускной трубе (5), причем указанный регулятор (6) расхода, таким образом, выполнен с возможностью непосредственного регулирования расхода через выпускную трубу (5).

2. Установка для изготовления песчаного стержня по п. 1, отличающаяся тем, что блок (8) управления выполнен с возможностью идентификации аномалии в установке (100) во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик (1) в зависимости от измерения расхода, полученного посредством расходомера (7), и в зависимости от того, насколько сильно регулятор (6) расхода регулирует расход через выпускную трубу (5), причем указанный блок (8) управления выполнен с возможностью обнаружения по меньшей мере частичного препятствия в выпускном трубопроводе (1.2.1) в зависимости от измерения расхода, полученного посредством расходомера (7), и в зависимости от того, насколько сильно регулятор (6) расхода регулирует расход сжатого воздуха через канал в стержневой ящик (1), и с возможностью идентификации указанного препятствия в качестве аномалии, если измеренное значение расхода меньше, чем конкретное минимальное пороговое значение для соответствующего расхода, регулируемого регулятором (6) расхода, и/или выполнен с возможностью обнаружения нежелательной утечки сжатого воздуха в стержневом ящике (1) в зависимости от измерения расхода, полученного посредством расходомера (7), и в зависимости от того, насколько сильно регулятор (6) расхода регулирует расход сжатого воздуха через канал, и с возможностью идентификации указанной утечки в качестве аномалии, если измеренное значение расхода больше, чем конкретное максимальное пороговое значение для соответствующего расхода, регулируемого регулятором (6) расхода.

3. Установка для изготовления песчаного стержня по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что блок (8) управления выполнен с возможностью поддержания максимально возможного расхода через выпускную трубу (5) во время введения смеси в стержневой ящик (1) и с возможностью регулирования указанного расхода посредством адаптации того, насколько сильно регулятор (6) расхода регулирует расход, в зависимости от измерения, полученного расходомером (7) во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик (1).

4. Установка для изготовления песчаного стержня по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что регулятор (6) расхода представляет собой пропорциональный клапан расхода с электронным управлением.

5. Способ изготовления песчаного стержня, причем для изготовления стержня в полость (103) стержневого ящика (1) вводят смесь песка и связующего через по меньшей мере один впускной трубопровод (1.1.1) стержневого ящика (1), после введения указанной смеси в стержневой ящик (1) в указанный стержневой ящик (1) вводят сжатый горячий воздух для отверждения указанной смеси через указанный впускной трубопровод (1.1.1), направляющий указанный сжатый воздух в стержневой ящик (1) через определенный канал, и во время введения сжатого горячего воздуха в стержневой ящик (1) расход сжатого воздуха через указанный канал, измеряют и, в зависимости от указанного измерения, указанный расход регулируют до желаемого значения расхода, отличающийся тем, что измерение и регулирование расхода выполняют автоматически, при этом сжатый воздух, вводимый в стержневой ящик (1), направляют туда, где это требуется, через выпускную трубу (5) и выпускной трубопровод (1.2.1), который связывает по текучей среде полость (1.3) с выпускной трубой (5), после выхода из стержневого ящика (1) проход через указанную выпускную трубу (5) регулируют с регулированием расхода сжатого воздуха через канал, который направляет его в стержневой ящик (1), причем регулятор (6) расхода, расположенный в выпускной трубе (5), используют для регулирования расхода сжатого воздуха, причем степень открытия/закрытия указанного регулятора (6) расхода регулируют с регулированием расхода.

6. Способ изготовления песчаного стержня по п. 5, отличающийся тем, что аномалии обнаруживают во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик (1) в зависимости от полученного измерения расхода и в зависимости от того, насколько сильно регулятор (6) расхода регулирует расход, проходящий через выпускную трубу (5), причем по меньшей мере частичное препятствие обнаруживают в качестве аномалии, если измеренное значение расхода меньше, чем конкретное минимальное пороговое значение для соответствующего расхода, регулируемого регулятором (6) расхода, и/или нежелательную утечку сжатого воздуха в стержневом ящике (1) обнаруживают в качестве аномалии, если измеренное значение расхода больше, чем конкретное максимальное пороговое значение для соответствующего расхода, регулируемого регулятором (6) расхода.

7. Способ изготовления песчаного стержня по п. 5 или 6, отличающийся тем, что во время введения смеси в стержневой ящик (1), расход сжатого воздуха через выпускную трубу (5) поддерживают на максимально возможном уровне расхода независимо от измерения расхода, причем регулирование расхода выполняют в зависимости от указанного измерения во время введения сжатого воздуха в стержневой ящик (1).