Центробежная машина Советский патент 1989 года по МПК B22D13/02 

1

(21)4330428/23-02

(22)08.10.87

(А6) 15.09.89.БЮЛ. № 34

(71)Днепропетровский государственный университет им. 300-летия Воссоединения Украины с Россией и Всесоюзный научно-исследовательский и кон- структорско-технологический институт

.трубной промьшшенности

(72)Ю.К.Гонтарев, Ю.П.Михайлов, В.И.Елисеев, Б.А.Искра и Ю.Г.Соловьев

(53)621.74.042(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 997966, кл. В 22 D 13/02, 1981.

(54)ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА

.(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежным машинам с металлической изложницей, предназначенным для отливки труб. Цель изобретения - повышение качества отливок за счет улучшения условий теплоотвода. Центробежная машина снабжена импеллерами 9 и струйными аппаратами 6 с заборникаки 8 охлаждающего агента, размещенными в полости между изложницей 1 и цилиндрической рубашкой 4. Сопла 7 струйных аппаратов выполнены плоскими, а их продольная ось направлена против направления вращения изложницы 1. Установка импеллеров 9 позволяет повысить давление в охлаждшоЩей полости, исключить установку каких-либо уплотнений по охлаждающему тракту. За счет создания импеллерами растягивающих усилий появляется реальная возможность изготовления труб повышенной д;лины при минимальной толщине стенки изложницы. 2 з.п,ф-лы, 3 ил.

W

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежным машинам с металлической изложницей, предназначенным для отливки труб. Цель изобретения - повышение качества отливок за счет улучшения условий теплоотвода. Центробежная машина снабжена импеллерами 9 и струйными аппаратами 6 с заборниками 8 охлаждающего агента, размещенными в полости между изложницей 1 и цилиндрической рубашкой 4. Сопла 7 струйных аппаратов выполнены плоскими, а их продольная ось направлена против направления вращения изложницы 1. Установка импеллеров 9 позволяет повысить давление в охлаждающей полости, исключить установку каких-либо уплотнений по охлаждающему тракту. За счет создания импеллерами растягивающих усилий появляется реальная возможность изготовления труб повышенной длины при минимальной толщине стенки изложницы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СП

о -ч

ел tsd

ас

315

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежным машинам с металлической изложницей, предназначенным для отлив- ки труб, и может найти применение при других осесимметричных изделиях.

Цель изобретения - повышение качества отливок за счет улучшения условий теплоотврда;

Па фиг.1 показана машина, продольное сечение; на фиг.2 - сечение А-Л на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.2

Центробежная машина состоит из изложницы 1, приводимой во вращение приводом 2. Изложница 1 с помощью РОЛИКОВ 3 центрируется относительно цилиндрической рубашки 4, на которой смонтирован коллектор 5 подачи охлаждающего агента, объединяющий струйные аппараты 6 с плоскими соплами 7, против которых на цилиндрической рубашке 4 смонтированы заборни- ки 8 охлаждающего агента. На концах изложницы 1 размещены импеллеры 9.

Центробежная машина работает следующим образом.

Перед заливкой в изложницу 1 жидкого металла она приводится во вращение с помощью привода 2 вращения.Вра щение изложницы происходит в роликах 3, установленных в цилиндрической рубашке 4. В процессе раскрутки изложницы 1 включают охлаждение, в резул ьтате чего поступающий в коллек тор хладагент через струйные аппараты 6 и плоские сопла 7 направляется на поверхность изложницы 1. Пространство между цилиндрической рубашкой 4 и изложницей 1 заполняется хладаген- том (водой), который отводится из полости через заборник В. При поступлении в изложницу расплавленного металла жидкость на поверхности теплоо

мена вскипает. При этом возможно ; образование пленки пара, ухудшающей отвод тепла от поверхности изложницы 1. Под действием плоских струй хладагента, вытекающего из сопл 7 и направленного против вращения ИЗЛО , паровая пленка на поверхности изложницы разрушается и сдувается, а затопленная струя непосредственно смывает охлаждаемую поверхность. Вследствие того, что смывание проис- ходит турбулентным потоком, эффективность теплообмена увеличивается.

Для смещения начала кипения на стенке изложницы в сторону более вы

0

5 0

0 5 0 5

З Q

соких температур на концах изложницы 1 установлены импеллеры 9, которые обеспечивая динамическое уплотнение изложницы 1 с цилиндрической рубашкой 4, позволяют увеличить давление в охлаждающей полости до 80 атм (при вращении изложницы с 3500 об . /мин, максимальном диаметре импеллеров 600 мм, а минимальном - 100 мм), что приводит к повышению температуры кипения на стенке до 170 с, а следовательно, способствует интенсивности теплообмена.

Угол раствора каждого сопла 7 струйных аппаратов 6 подобран таким образом, чтобы зона воздействия струй на поверхность изложницы перекрывалась двумя соседними струями сопл.

Количество раздаточных коллекторов по окружности изложницы выбирается из условия обеспечения наиболее интенсивного тепломассообмена на поверхности изложницы, которое достигается в случае непревышения роста толщины паровой пленки между коллекторами 1-2 мм.

Затопленная плоская струя одновременно вызывает интенсивную циркуляцию в объеме между двумя соседними раздаточными коллекторами 1-2 мм.

Затопленная плоская струя одновременно вызывает интенсивную циркуляцию в объеме между двумя соседними раздаточными коллекторами (фиг.З),дополнительно интенсифицируя теплоот- . вод от стенки изложницы.

Образовавшиеся вихри усредняют температуру хладагента как по периметру изложницы,- так и по ее длине. Следовательно, изложница является равнона- груженной в тепловом отношении по ее наружной поверхности.

По результатам ошятной проверки наиболее интенсивнь1й теплообмен за счет разрушения паровой пленки достигается при угле наклона сопл к касательной к поверхности изложницы 55-65°.

Количество сопл на струйных аппаратах 6 также зависит от длины изложницы, однако во всех случаях они должны располагаться вдоль продольной оси машины.

Для интенсификации процесса теплообмена на наружной поверхности изложницы и смещения критических тепловых потоков в сторону больших значений поверхность изложницы выполняется

шероховатой с высотой гребней в предлах 0,А-1 мм или укладкой на поверхности изложницы металлической сетки с ячейкой 0,3-1 мм и той же толщино

Импеллеры, обеспечивая растяжку изложницы в осевом направлении,уменьшают ее прогиб в процессе работы,что позволяет уменьшить толщину ее стено и более точно поддерживать угол наклона сопл к охлаждаемой поверхности что в свою очередь влияет на теплообмен через стенку изложницы и процесс сдувания с поверхности паровой пленки.

Такое конструктивное выполнение центробежной машины обеспечивает:

увеличение интенсивности тепломассообмена за счет создания турбулентного пристеночного слоя на наружной поверхности изложницы, сдув паровой пленки и повьппение давления охлаждающей жидкости в охлаждающем тракте;

равномерность температуры по всей наружной поверхности изложницы за счет подачи охлажда(ощей жидкости по всей изложницы в направлении, перпендикулярном продольной оси, и равномерного ее отбора в том же направлении;

за счет растяжки изложницы, обеспечиваемой импеллерами, можно

/об

изготовлять изложницы с более тонкими стенками;

повьш1ение надежности конструкции за счет использования импеллеров как динамических бесконтактных уплотнений.

Формула изобретения

5 счет улучшения условий теплоотвода, она снабжена импеллерами, смонтированными на торцах изложницы, и струйными аппаратами с заборниками охлаждающей среды, установленными на внутQ ренней поверхности цилиндрической рубашки, при этом сопла струйных аппаратов расположены под углом к поверхности изложницы и направлены против направления вращения изложни5 цы.

воЗа

фиг. 2

(ffUS.