Устройство для заполнения песком опоки Советский патент 1984 года по МПК B22C5/12 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к наполне нию опок, и может быть использовало в вакуумной формовке при заполнении опок различньп4И формовочными песками, Известно устройство для подачи п ка в опоку, вк рочакицее накопительн бункер с дозатором, промежуточный резервуар, нижняя коническая часть которого соединена трубопроводом с патрубком открытого снизу загрузочного колпака с двойными стенками, п лость мелоду которыми сообщена с от сасывакнцей системой fj . Однако это устройство не обеспеч вает .рационального размещения в опо ке фракций обычного формовочного песка, применяемого в литейном производстве; мелких - вокруг модели (отливки) и между фильтрами опоки и щелью, образуемой пленкой и стенками опоки, а крупных - в остальном объеме, так как фракции песка распр деляются в опоке равномерно. Это приводит к снижению качества . повер ности отливок, браку по газовым рак винам и повышенным энергозатратам н поддержание необходимого разрежения в объеме наполнителя вакуумной формы. Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дпя заполнения песком опок, содержащее загрузочный бункер; с приемным патрубком, затвор бункера, полые отсасывающие элементы, сообщающиеся с полостью бункера и отсасывающей установкой, а также систему подачи песка в бункер 2j . Известное устройство также не обес чивает высокого качества поверхности отливок и требует повышенных зат рат энергии на вакуумирование формы, так как не обеспечивает рационального размещения фракций обычного формовочного песка в вакуумной форме: мелких - вокруг модели (отливки) и между фильтрами опоки и щелью, образуемой пленкой и стенкаМП опркй, а крупных - в остальном i объеме, так как фракции песка распр деляются в опоке равномерно. Цель изобретения - повышение качества отливок и снижение энергозатрат на вакуумирование путем рационального размещения фракций пес ка в объеме опоки. Поставленная цель достигается тем, что, )ойство для заполнения песком опоки, содержащее загрузочный бункер с приемным патрубком, затвор бункера, полые отсасьшакнцие элементы, сообщакяциеся с полостью .. бункера и отсасывающей установкой, систему подачи песка в бункер, снабжено установленным внутри бункера с зазором относительно его стенок резервуаром, имеющим подвижные створ ки в нижней части и горловину в верхней части, соосную с приемным патрубком, а также соплом, расположенным внутри резервуара с возможностью сооб рения с атмосферой, рассекателем,установленным над горловиной резервуара, и направляющими выступами, распо 1оженными над затвором с зазором относительно стенок бункера и створок резервуара. Кроме этого, резервуар, сопло и рассекатель установлены с возможно- стью вертикального перемещения. Устройство снабжено размещенными между стенками бункера и направляющими выступами подвижными створками. На фиг.1 показано предлагаемое устройство для заполнения песком опоки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство для з-аполнения песком опоки состоит из загрузочного бункера 1 с приемным патрубком 2, плоским шиберным затвором 3 и полыни отсасывающими элементами 4, расположенными на стенках и в центральной части бункера I и снабженными фильтрующими перегородками 5, Внутри бункера 1 с зазором а 30-50 мм относительно его стенок установлен резервуар 6, имекн1Ц1й горловину 7, и рассекатель 8, установленшле ооосно с. патрубком 2. Диаметр рассекателя 8 на 10-20 мм меньше диаметра горловины 7 и больше внутреннего диаметра патрубка. Днище 9 и подвижные створки 10 замыкают резервуар 6 снизу. Под рассекателем 7 установлено сопло 11 на регулируемой телескопической стойке, соединяемой через рукав 12 и вентиль 13 с атмосферой. Рассекатель можетперемещаться вдоль оси бункера 1 с помощью маховичка штока 14, а резервуар 6 - с помощью маховичков штоков 15, На верхней пластине шиберного затвора 3 по периметру бункера с зазором б мм от его стенок установлены направляющие выступы: 16. Внутренние стенки выступов 31 16 расположены под углом 45 к плоскости затвора 3. Зазор между наружными стенками рыступов 16 и стенками бункера 1 перекрывается створка ми 17. поворот створок 10 осуществляется рычажными устройствами 18, установленными на наружных стенках бункера 1, а створок 17 - винтовыми устройствами 19. Устройство устанавливается на опоку 20 с фильтрами 21 и 22, моделью 23, подмодельной плитой 24 и пленкой 25, облицовывающей модель 23 и пхшту 24. Устройство снабжено также дозатором и промежуточной емкостью (не показаны). Устройство для заполнения паском опоки работает следующим образом При закрытом затворе 3, створках -10 и частично открытых створках 17 отсасывающие элементы 4 подключают к вакуумной системе сопло 11, вентилем 13 соединяют с -атмосферой и через патрубок 2 подают в бункер дозу формовочного аеска. Песок поступает на рассекатель 8 и ссыпается в сторону горловины 7 резервуара 6 навстречу потоку воздуха, поступающего из ат мосферы через вентиль 13 и сопло П отсасьшаемого вакуумной системой через отсасываншще элементы 4, При это мелкие фракции песка увлекаются пото ком воздуха и, осаждаясь, постепенно заполняют пространство под резервуаром и зазоры а к б между стенками бункера I, резервуаром и направляющнми выступами 16.Крупные фракции пе ка Не увлекаются в.оздушным потоком и под действием сил тяжести падают на дно резервуара.После заполнения устройства дочой песка отсасывающие элементы 4 от| Л очают от вакуумной си стемы, перекрьшают вентиль 13 и бункер устанавливают на опоку 20. За.тем расстопоривают рычажное устройст во 18 створок 10 и открывают затвор 3. При этом часть мелких фракций, на ходящаяся на наклонных стенках выступов 16 и между ними, обрушиваясь, попадает на пленку 25 в районе модели 2 3 а часть мелких фракций из завора б, постепенно просьлпаясь в щель между стенкой буикера и стйорками 17 попадает на пленку 25у стенок опоки 20. По мере высыпания песка из за зо, а между наклонными стенками высту пов 16 и створками 10 последние пово рачиваются (под действием сил тяжести или привода) до упора в выступы 30 16. и из резервуара 6 начинают поступать в опоку крупные фракции песка. Скатыванию крупных фракций песка к стенкам опоки 20 препятствует поток мелких фракций из зазора б. Схема последовательного расположения фракций изображена линиями: А - поверхность мелких фракций перед началом поступления крупных; В - поверхность крупных фракций в середине загрузки С - поверхность мелких фра1сций в середине загрузки. Через определенный промежуток времени после открытия затвора 3 включают вибратор (не показан), связанный с подмодельной плитой 24. В результате происходит виброуплотнение песка и устранение незаполненных пустот, образующихся под выступами 16. По окончании заполнения опоки граница между фракциями песка расположена приблизительно по линии Д. Затем бункер 1 снимают с опоки и затвор 3 закрвлвается. Устройство готово к повториому использованию, а опока с песком передается на выполнение последуюпр1х операций. Настройка и регулировка устройства осуществляются путём перемещения вдоль оси бункера рассекателя 8, резервуара 6 с соплом 11, регулировкой поступления воздуха в сопло 11 вентилем ТЗ и поворотом створок 17, а также изменением соотношений размеров внутреннего диаметра загрузочного патрубка 2, рассекателя 8 и горловины 7. При оптш {альной настройке слой мелких фракдий, покрьшающий пленку, в район модели распространяется вплоть до фильтров 22, обеспечиваюпщх удаление воздуха через повреждения пленки во время заливки формы металлом, и вдоль боковых стенок опоки по всей их высоте. Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано для заполнения опок при применении мелкозернистых противопригарных, легирующих и других облицовочных покрытий, которые обычно засыпают на пленку в районе модели. Применение предлагаемого устройства позволяет вновь вьщелить материал покрытия, смешанный с основной массой песка при выбавке, и разместить его в виде слоя над моделью, что снижает расход покрытия. Параметры настройки устройства устанавливают в зависимости от гранулсмметрического состава исходного формовочного песка и потребности в мелких фракциях для формирования необходимого слоя над моделью и вдоль стенок опоки, причем во всех случаях необходимо стремитьтся,чтобы верхняя граница мелких фракций (размер небольших зерен по фракции) была как можно ниже, так как с умен шением размера зерен слоя повьшается качество литья иснижаются энергозатраты на вакуумирование. Толщина вертикального слоя мелки фракций, располагаемого вдоль стенок опоки, для получения значимого эффекта составляет 20-40 мм, С даль нейшим увелипением толщины вертикал ного слоя при неизменной мощности отсасывающих средств разрежение в объеме песка растет незначительно, так как связано с логарифмом толщин слоя прямо пропорциональной зависимостью.Верхняя поверхность слоя мел ких фракций над моделью в оптималь ном случае должна находиться на уро не трубчатых отсасывающих элемен тов опоки, располагаемых обычно на {расстоянии 50-60 мм от модели. Это обеспечивает максимальный эффект в снижении энергозатрат на вакуумирование и брака по газовым раковинам, однако эффект повьшения чистоты поверхности отливки полностью достигается и при толщине слоя 510 мм (над выступающими элементами модели). Предлагаемое устройство для заполнения песком опоки позволяет повысить качество поверхности отливок снизить брак по газовым раковинам и на 30-50% энергозатраты на вакуумнрование формы за счет разделения формовочного песка на фракции и рационального размещения фракций в объеме опоки. В частности, размещение, мелких фракций вокруг модели (отливки) препятствует проникновению жидкого металла в поры наполнителя, находящегося под разрежением в процессе запивки, чем повьшается качество поверхности отливки. Кроме это30го, мелкие фракции, располагаясь между пленкой, облицовывающей рабочую полость формы, и фильтрами, создают повышенное сопротивление потоку газов, натекающих в форму через повреждённую |(расш1авившуюся) при заливке часть.пленки, чем обеспечивается уменьшение энергозатрат на вакуумирование при заливке. При этом уменьшается поток воздуха, натекающий в форму через поврежденную пленку, что снижает брак по газовым раковинам. ;Размещение мелких фракций вдоль вертикальных стенок опоки повышает сопротивление :,истоку воздуха, нате кающему в форму через щель между пленками и торцами стенок опоки и отсасываемому фильтрами, расположенными в стенках, чем также обеспечивается снижение энергозатрат на поддержание разрежения в течение всего цикла вакуумирования формы. Применяемые в литейном производстве формовочные пески (природные и обогащенные) содержат в своем составе в различных пропорциях зерна размерами 50- 400 мкм, а высокое качество поверхности, предотвращение брака и низкие энергозатраты на вакуумирование достигаются в вакуумной формовке при использовании фракций с размерами до 50-100 мкм. Применение предлагаемого изобретения позволяет рационально использовать обычные пески, содержащие лишь часть фракций с размерами . зерен не более ,100 мкм, и отказаться от до1 ргостоящей подготовки песков (например, измельчения). Кроме этого, устройство позволяет эффективно использовать композиционные пески, например речные или с рассредоточенной структурой с добавками мелкозернистых фракций, для создания необходимой толщины и зернистости. Экономический эффект при использовании предлагаемого-устройства образуется в основном за счет снижения энергозатрат на вакуумирование и составляет 3-5 руб, на тонну литья.

фиг. t

А-А

Ify

Puz, 2

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАИОЛНЕНИЯ ПЕСКОМ ОПОКИ, содержащее загрузочный бункер с приемным патрубком, затвор бункера,полые отсасьшающие элементы, сообщающиеся с полос ью бункера и офсасывакицей установкой, систему подачи песка в бункер, отличающееся тем, что,с целью повышения качества отливок и снижения энергозатрат на вакуумирование -путем рационального размещения фракций песка в объеме опоки, оно снабжено установленными внутри бункера с зазором относительно его стенок резервуаром, имеющим подвижные . створки в нижней части и горловину в верхней части,соосную с приемным патрубком, a также соплом, расположенным внутри резервуара с возможностью сообщения атмосферой,рассекателем, устпновленным над горловиной резервуара, и направляющими выступами, расположенными над затвором с зазором относительно стенок бункера и створок резервуара. 2.Устройство ПОП.1, отличаю е с я тем, что резервуар,рассекатель и сопло установх(ены с возможностью вертикального перемещения. 3.Устройство по п.1, отличающее с я тем, что оно снабжено размещешалми стенками бункера и направляющими выступами подвижными створками. 1 Jib DO О