Устройство для регулирования газового обмена в литейной форме Советский патент 1983 года по МПК B22D27/13 B22C9/08 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для управления газовой средой в газопроницаемой форме. Известно устройство для реэгулиро вания газового обмена в литейной фо ме, выполненное в виде корпуса из материала более тугоплавкого, чем заливаемый металл и снабженное прикрепленной к этому корпусу сменной крышкой из металла с температурой плавления ЗО-ЗЗО С, и элементом из теплопроводного материала, взаимодействующим со сменной крыгикой. В объеме ампулы могут быть заключены агенты требуемого химического соетава под давлением и геттеры, либо вакуум. Необходимое количество ампул при формировании размещают в материале формы на расстоянии от границы формы с отливкой, достаточном для теплового разрушения крыижи ампулы под воздействием передаваемо го расплавом или отливкой тепла через теплопроводные элементы. Количество ампул, заполненных необходимыми агентами., и места их размещения выбирают в зависимости от материала, размеров и конфигурации отливки или слитка. При заливке металлического расплава в предназначенный для него объем формы тепло расплава передается как через материал формы, так и через теплопроводные элементы сменной крышки ампулы. При тепловом воздействии крыш ампулы подвергается разрушению, а з ключенный в ампуле агент получает д ступ к фбрме и вступает в требуемое активное взаимодействие с атмосферой формы у поверхности расплава ил у поверхности отливки. При наличии ампуле вакуума происходит отсос газ от поверхности. Корпус ампулы можно многократно использовать при изгото лении последующих отливок l . Однако, в процессе уплотнения фо мовочного материала с размещенным в нем устройством для регулирования г зового обмена может происходить сме щение и даже отход теплопроводного элемента от крышки ампулы. Такие от ход и смешение теплопроводного элемента сопровождаются проникновением формовочного материала в зону механического контакта указанных детале с нарушением теплового контакта, не обходимого при заливке расплава в л тейную форму для управления происхо дящими в ней процессами. Это привод к уменьшению надежности устройства в работе. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для регулирования газового обмена в литейной форме, содержащее корпус, снабженный полостью для размещения агента под давлением или создания вакуума, крышку, скрепленную с корпусом, и элемент из теплопроводного материала, выполненный в виде прикре- пленного к крышке диффузора, узкая часть которого снабжена закрепленной в ней пробкой из легкоплавкого материала и обращена во внутрь полости корпуса, а широкая снабжена закрепленной в ней сеткой для предохранения внутренней полости диффузора от попадания в Нее формовочного материала. При работе этого устройс.тва тепло от находящегося в форме расплавленного металла или горячей отливки передается через материал формы и диффузор легкоплавкой пробке, которая расплавляясь, открывает доступ активному агенту к содержащей расплав или горячую отливку форме. На пути движения агента к форме по конически расширяющемуся каналу диффузора по мере увеличения живого сечения последнего происходит уменьшение скорости потока агента и увеличение его давления, т.е. скоростной напор агента организованно и направленно переходит в энергию его давления,необходимую для равномерного воздействия на выходе из диффузора на материал формы, проникая через его поры под давлением к атмосфере формы для заданного с нею взаимодействия. При использовании устройства в качестве отсасывакидего и при отводе в этом случае атмосферы от поверхности расплава или поверхности отливки в объем ампулы диффузор выполняет также функции организующего поток широкого для забора газов и cs aющeгocя на пути ввода в ампулу этих газов канала, т.е. диффузор работает в качестве конфузора. Отвод агрессивной атмосферы от поверхности формы также, как и в первом случае, начинается после расплавления пробки из легкоплавкого материала. Наличие надежного теплового контакта между скрепленными теплопроводнЕлл диффузором и легкоплавкой пробкой обеспечивает надежную и безотказную работу устройства . Однако объем устройства используется недостаточно полно: так объем полости диффузора в исходном Состоянии остается неиспользованным для размещения в нем агента или заключения вакуума. Цель изобретения - более эффективное использование объема устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования газового обмена в литейной, форме, содержащем корпус с полостью для размещения агента под давлением или создания вакуума, диффузор, скрепленный с корпусом узкой частью, пробку из легкоплавкого сплава материала, расположенную в диффузоре и предохранительную сетку, размещенную в широкой части диффузора, пробка из легкоплавкого материала прикреплена к предохранительной сетке, а диффузор в зоне расположения пробки с предохранительной сеткой снабжен кольцевой камерой для расплава теплоносителя, гидравлически сообщенной с полостью литейной формы трубками, причем кольцевая камера выполнена из теплопровоного материала.

На чертеже изображено устройство стрелками обозначены вход расплава при заполнении им литейной формы нижняя стрелка и выход воздуха или газов при этом - верхняя стрелка.

Устройство содержит корпус 1 с полостью 2 в нем для размещения агента под давлением, геттера или создания в Ней разрежения, и диффузор 3 скрепленный с корпусом и несущий закрепленные в нем пробку 4 из легкоплавкого материала и предохранительную сетку 5, размещенную в широкой его части. Пробка 4 из легкоплавкого материала прикреплена в широкой части диффузора 3 к предохранительной сетке 5..

В диффузоре 3 в зоне прикрепления пробки 4 из легкоплавкого материала к предохранительной сетке 5 выполнена кольцевая камера 6 для расплава теплоносителя, гидравлически соединенная с полостью 7 литейной формы 8 трубками 9 и 10 соответственно для подвода расплава-теплоносителя и отвода из полости 11 кольцевой камеры 6 воздуха или газов при заполнении этой камеры расплавом металла. Предохранительная сетка 5 и .кольцевая камера 6 для расплава-теп,поносителя выполнены из теплопроводного материала.

Для более полного использования агента, заключенного в объеме устройства, путем повышения давления агент при нагреве расплавом-теплоносителем кольцевая камера б может быть выполнена на всей длине диффузора 3, а также на поверхности корпуса устройства.

Полость 2 корпуса 1 гидравлически и постоянно соединена с полостью 12 диффузора 3 для увеличения полезного объема устройства. Диффузор 3 скреплен с корпусом 1 и кольцевой камерой 6 для расплава-теплоносителя с помощью винтовой нарезки. Для обеспечения герметичности места указанных соединений могут быть пропаяны. Диффузор 3 может быть выполнен также заодно целое с корпусом 1 устройства и иметь при этом выполненную в стенке диффузора кольцевую полость для расплава-теплоносителя.

Применение разъема в месте соединения кольцевой камеры б с диффузоро 3 определяется необходимостью многократного использования корпуса 1 с диффузором при вынужденном разовом ипользовании кольцевой камеры.

Корпус 1 устройства может быть выполнен и другой, отличной от изображенной на чертеже, формы, например цилиндрической.

Трубка 9 для подвода расплава- теплоносителя может быть выполнена с раструбом в нижней части для улучшения условий подвода расплава путем исключения полного зарастания застывающим расплавом живого сечения этого канала при входе расплаватеплоносителя в кольцевую камеру 6.

Трубка 10 скреплена с кольцевой камерой б и предназначена для повышения эффективности устройства путём отвода воздуха или газов из полости

11камеры б при заполнении ее расплавом-теплоносителем через трубку 9

Соединение предохранительной сетк 5 с пробкой 4 из легкоплавкого материала может быть выполнено путем преварительной перед установкой в диффузор 3 заливки ячеек предохранительной сетки легкоплавким сплавом, на|Пример оловянистосвинцовым, либо на|плавкой сплава на сетку со стороны наибольшего давления, воздействующего на соединение в исходном состоянии устройства.

Предохранительная сетка 5 в диффузоре 3 может быть смонтирована одним из известных способов, например, припаяна в зоне наибольшего теплового воздействия расплава-теплоносителя.

В предлагаемом устройстве предохранительная сетка 5, скрепленная с кольцевой камерой б в упомянутой зоне и несущая ссоединенную с нею пробку 4 из легкоплавкого материала, кроме функции предохранения полости

12диффузора 3 от попадания в нее формовочного материала, которую она выполняет в известном устройстве, выполняет и функции силовой и теплопроводной арматуры, несущей соответствующие нагрузки в исходном состоянии устройства и при включении его

в работу.

Предлагаемое устройство в материале формы размещают из расчета наиболее эффективного использования вводимых агретатов, либо вакуума. Количество устройств выбирают в зависимости от вида и марки материала, размеров и конфигурации отливок, а также ответственности отливок и слитка.

В исходном состоянии полость 2 корпуса 1 устройства и полость 12 диффузона 3 гидравлически соединены, а полость 11 кольцевой камеры 6 гидравлически соединена с полостью 7 литейной формы трубками 9 и 10.

Особенность работы предлагаемого устройства состоит в расплавлении 5 10269 материала пробки 4 теплом, поступакадим в виде теплового потока от стеHdK кольцевой камеры 6 и проходящим через сам легкоплавкий Материал пробки и .предохранительную сетку 5 от расплава-теплоносителя, заполнив-5 шего кольцевую камеру. Заполнение расплавом-теплоносителем кольцевой камеры производится по трубке 9. В качестве такого расплава-теплоносит ля используют часть заливаемого щ10 полость 7 литейной формы 8 жидкого металла. Повышение уройня жидкого металла в ходе его заливки обеспе2;чивает вытеснение газов из полости 11 кольцевой камеры 6 через трубку 10 и включение устройства в деиствие в момент достижения расплавом уровня, на котором оно размещено, Использование объема полости диффузора для активного агента или вакуума для регулирования и направленной интенсификации процессов, происходящих в(литёйной форме позволяет уменьшить количество устройств, размещаемых в материале литейной и получить экономию в народном хозяйстве.

УСТРОЙСГВО ДЛЯ .РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОГО ОБМЕНА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРШ:, содержащее корпус с полостью для размацения агента под давлением или создания вакуума, диффузор, скрепленный с корпусом узкой частью, пробку из легкоплавкого сплава, расположенную в диффузоре, и предохранительную сетку, размещенную в широкой части диффузора, отличающееся тем, что, с целью более эффективного использования объема устройства, пробка из легкоплавкого материала прикреплена к предохранительной сетке, а диффузор в зоне расположения пробки с предохранительной сеткой снабжен кольцевой камерой для расплава теплоносителя, гидравлически сообщенной с полостью литейной формы трубками, причем кольцевая камера выполнена из теплопроводного материала.Q S