Устройство для регулирования температуры литейной формы Советский патент 1983 года по МПК B22D17/32 

44

43

41

LvH

-4S

-so

2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, каждый нагнетатель выполнен в виде цилиндра с поршнем, а его управляющий вход и выход - в разных полостях цилиндра, наружная поверхность которого снабжена теплоизоляционным покрытием.

3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что в каждом теплообменнике зоны нагрева и теплообмена совмещены, а полость охладителя разделена перегородкой на полости подвода и отвода охладителя, сообщенные между собой посредством каналов охлаждающих элементов, каждый из которых образован двумя трубками, вставленными с зазорами одна в другую и укрепленными в перегородках между полостями, кроме того, в зонах подвода и отвода теплоносителя установлены рассекатели его потока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, оборудованное двумя теплообменниками, соединенными между собой через полость теплообмена литейной формы, каждый из которых содержит разделенные перегородкой полость охладителя и полость теплоносителя, включающую зоны нагрева и теплообмена, а также системой управления нагревом и охлаждением с блоком реверсивной подачи теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева и охлаждения теплоносителя, оно дополнительно Содержит два нагнетателя, причем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блока реверсивной подачи теплоносителя, а его выход с одним из -теплообменников.

Изобретение относится к производству, а именно к устройствам для термостатирования металлических литейных форм, и может найти применение при литье под давлением, в кокиль, под низким давлением. Известно устройство для регулирования температуры металлических литейных форм, содержащее бак, соединенный через сливной бачок с замкнутым контуром теплоносителя, который, кроме сливного бачка, вклю чает механический насос, нагревател охладитель и полость теплообмена ли тейной формы. Подвод воды в охладитель- выполнен через клапан. В литей ной форме и в контуре теплоносителя смонтированы датчики температуры литейной формы и теплоносителя. Уст ройство оборудовано приборами управ ления работой нагревателя и клапана СО. Недостаток известного устройства состоит в низкой надежности механического насоса, у которого заклинивают подвижные трущиеся детали при высокой температуре теплоносителя, достигающей 200-25ПС. . Кроме того, известное устройство имеет громоздкий бак, что не позвол ет устанавливать его на подвижные узлы .литейных машин и, как следствие, соединять трубами с полостью теплообмена подвижной части литейной формы. Применяемые для этих целей рукава имеют низкий ресурс пр передаче нагретого до высокой температуры теплоносителя. Наиболее близкий к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования температуры литейных форм. Оно содержит два теплообменника, соединенные между собой через полость теплообмена литейной формы, образующие разомкнутый контур, по которому теплоноситель перегоняется сжатым воздухом из одного теплообменника в другой и обратно. Устройство содержит также объединенные в систему управления нагревом и охлаждением датчики температуры и блоки: режима, реверсивной подачи теплоносителя, продувки, управления нагревом и охлаждением. Причем выходы блока реверсивной подачи теплоносителя подключены к теплообменникам, каждый из которых разделен перегородкой на полость охладителя и полость теплоносителя с зонами нагреваИ теплообмена. Зона теплообмена соединена с зоной нагрева и полостью охладителя тепловыми трубами. Зона нагрева оборудована нагревателями, которые расположены ниже соединения теплообменника с полостью теплообмена литейной формы. Тепловые трубы, соединяющие зону теплообмена с полостью охладителя, расположены выше указанного соединения Г 2. Недостаток известного устройства состоит в том, что в его теплообменниках охладители и нагреватели рас- средоточены по высоте, находятся соответственно в зонах теплообмена и нагрева. Это затрудняет пере дачу теплоты по всему объему теплоносителя. Совмещение зон теплообмена и нагрева в известном устройстве недопустимо, так как при перекачке уровень теплоносителя в зоне теплообмена периодически понижается, тогда как для нагревателей необходимо, чтобы они были постоянно погруженыв теплоноситель. Целью изобретения является повышение эффективности нагрева и охлаж дения теплоносителя. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры литейной формы, обо рудованное двумя теплообменниками, соединенными между собой через полость теплообмена ли тейной формы, каждый из которых содержит разделен ные перегородкой полость охладителя и полость теплоносителя, вклю-. чающую зоны нагрева и теплообмена, а также системой управления нагревом и охлаждением с блоком реверсивной подачи теплоносителя , оно оборудовано двумя нагнетателями, пр чем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блока реверсивной подачи теплоносителя, а выход нагнетателя - с одним из теплообменников. I Кроме того, каждый нагнетатель выполнен в виде -цилиндра с поршнем, а его управляющий вход и выход в разных полостях цилиндра, наружная поверхность которого снабжена теплоизоляционным покрытием. При этом в каждом теплообменнике зоны нагрева и теплообмена совмещены, а полость охладителя разделена перегородкой на полости подвода и отвода охладителя, сообщенные между собой посредством каналов охлаждающих элементов, каждый из которых образован вставленными с зазо рами одна в другую трубками, укрепленными в перегородках между полостями. При этом в зонах подвода и отвода теплоносителя установлены рассекатели его потока. На фиг. 1 изображено устройство для регулирования температуры литей ных фирм; на фиг. 2 - теплообменник Устройство содержит литейную фор му 1 с полостью 2 теплообмена, два одинаковых теплообменника 3 и, дв одинаковых нагнетателя 5 и 6, систему управления нагревом и охлажде нием. Теплообменники 3 и t соединен между собой через полость 2 теплообмена литейной формы Ч. К теплообменникам 3 и i подключены посредством трубопроводов 7 и 8 нагнетатели 5 и 6. Нагнетатели 5 и 6, теплообменники 3 и , полость 2 теплообмена, литейной формы 1 и трубопроводы образуют разомкнутый контур теплоносителя по которому нагнетатели 5 и 6 поочередно прокачивают теплоноситель в двух направлениях. Каждый теплообменник 3 или i содержит разделенные перегородкой 11 полости 12. и 13 охладителя и теплоносителя соответственно. Полость 12 охладителя в свою очередь разделена перегородкой k на полость 15 подвог да охладителя и полость 16 отвода охладителя, сообщенные между собой посредством каналов ly охлаждающих элементов 18, каждый из которых образован двумя трубками 19 и 20, вставленными с зазорами одна в другую. При этом внутренние трубки 19 имеют открытые торцы и укреплены в перегородке 1. Наружные трубки 20 имеют закрытые верхние торцы 21, нижними торцами они укреплены в перегородке 11. Трубки 19 и 20 соединены перегородками 11 и 1 герметично. Охлаждающие элементы 18 размещены в полости 13 теплоносителя вперемежку с нагревателями 22, закрепленными в крышке 23 теплообменника. При этом зона теплообмена, в которой расположены охлаждающие элементы 18, и зона нагрева, в которой расположёны нагреватели 22, оказываются совмещенными. В зоне 2k подвода теплоносителя и в зоне 25 отвода теплоносителя установлены рассекатели потока 26 и 27. Корпус 28 теплообменника снабжен теплоизоляционным покрытием 29, имеет отводы 30 и 31 для подключения соответственно к нагнетателям 5 или 6 и к полости 2 теплообмена литейной формы 1. Полость 1б отвода охладителя соединена со сливом 32. Каждый нагнетатель, например нагнетатель 5, выполнен в виде цилиндра 33 с поршнем З. Управляющий-вход 35 и выход Зб нагнетателя выполнены в разных полостях цилиндра 33, соответственно, в полостях 37 и ЗВ. Причем наружная поверхность цилиндра 33 снабжена теплоизоляционным покрытием 39- Выходы 36 нагнетателей 5 и 6 соединены с полостями 13 теплоносителя теплообменников 3 и .

Система управления нагревом и охлаждением объединяет, датчик 0 температуры, блок 41 режима, блок 2 управления нагревом, блок управления охлаждением, блок ЦЦ продувки и блок 5 реверсивной подачи теплоносителя.

Блок И режима выбирает по тем пературе литейной формы 1 режим работы предлагаемого устройства: нагрев, выключено или охлаждение. Вход блока 41 режима соединен с датчиком 40 температуры литейной формы 3, выходы - с блоком 42 управления нагревом, блоком 45 реверсивной подачи теплоносителя, блоками 43 и 44 управления охлаждением и продувки:, соответственно.

Блок 42 управления нагревом служит для включения или отключения нагревателей 22 теплообменников 3 и 4 гто команде блока 41 режима, а также для отключения нагревателей 22 при аварийном перегреве теплоносителя.

Блок 45 реверсивной подачи теплоносителя имеет два выхода, подключенных трубопроводами 46 и 47 к управляющим входам 35 нагнетателей 5 и 6. Указанный блок обеспечивает в режимах нагрева или охлажденияпоочередную подачу сжатого воздуха в полости 37 нагнетателей 5 и 6, вытесняющих теплоноситель в теплообменники. 3 или 4.

Блок 43 «управления охлаждением и блок 44 продувки соединены параллельно и подключены к полостям 15 подвода охладителя теплообменников 3 и 4. Эти блоки работают поочередно, обеспечивая подачу соответственно охлаждающей жидкости или сжатого воздуха в полости 15 подвода охладителя теплообменников 3 и 4.

В исходном положении поршень 34 нагнетателя 5 находится в нижнем положении, поршень 34 нагнетателя 6 в верхнем, а нагрев и охлаждение отключены.

По сигналу датчика 40 температуры установленного в литейной форме 1, предлагаемое устройство обеспечивает один из трех режимов: нагрев, выключено или охлаждено.

, При температуре литейной формы 1 ниже установленного интервала температур блок 41 режима дает команду по линии 48 на нагрев, и блок 42 управления нагревом включает нагреватели 22 теплообменников 3 и 4, повышающих температуру теплоносителя.

Команда блока 41 режима одновременно поступает по линии 49 в блок 45 реверсивной подачи теплоносителя, который направляет сжатый воздух по линии 46 в нагнетатель 5 и сообщает полость 37 нагнетателя 5 по линии. 47

с атмосферой. Под действием сжатого воздуха поршень 34 вытесняет теплоноситель из нагнетателя 5 в теплообменник 3 и далее по трубопроводу

9 в полость 2 теплообменника литейной формы 1. При этом теплоноситель перетекает из полости 2 теплообменника литейной формы 1 в теплообменник 4 и из. последнего в нагнетатель 6, перемещая его поршень- 34 в нижнее по ложение. Затем блок 45 реверсивной Лодачи теплоносителя подает сжатый воздух в нагнетатель ,6, сбрасывая воздух из нагнетателя 5 в атмосферу. В результате теплоносител пере- 30 качивается нагнетателем 6 из теплообменника 4 в теплообменник 3.

Перемещение теплоносителя в теплообменной полости 2 литейной формы 1 в двух направлениях путем поочередной подачи сжатого воздуха в нагнетатели 5 и 6 продолжается до тех пор, Пока температура литейной формы 1 не достигнет нижнего уровня установленного интервала температур.

40 После этого блок 41 режима снимает о команду на нагрев.и блок 42 управления нагревом отключает нагреватели 22 теплообменников 3 и 4. Блок 45 реверсивной подачи теплоносителя

45 отключает подачу сжатого воздуха в нагнетатели 5 и 6, прекращается принудительное перемещение теплоносителя через теплообменную полость 2 литейной формы 1. ,

50 Если в процессе получения отливок температура литейной формы 1 достигает верхнего предела, установленного интервала температур, то блок 41 режима по сигналу датчика

55 40 температуры включает по линии 50 блоки 45 и 43 реверсивной подачи теплоносителя и управления охлаждением соответственно. Блок 45 реверсивной