Способ изготовления литейных форм Советский патент 1992 года по МПК B22C15/22 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литейных форм импульсным давлением за счет сжигания смеси природного газа с воздухом.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса уплотнения за счет сокращения времени сгорания и увеличения градиента давления.

Для исследований применяли природный газ с содержанием метана от 85 до 98% по ГОСТ 5542-78 и газообразные добавки. В качестве добавок использовали насыщенные углеводороды (этан, бутан, пропан - по ГОСТ 5542-78), непредельные углеводороды (этилен, ацетилен), нитраты в виде метил- нитрита по ГОСТ 26184-84, нитраты (изопро- пилнитрат, циклогексилнитрат - по ГОСТ

26184-84). нитросоединения (нитроэтан. нитропропан - по ГОСТ 7234-79).

Исследования проводили на экспериментальной установке. В объем для сжигания горючей смеси через дозирующее устройство подавали природный газ, смешанный с воздухом в стехиометрическом соотношении,и добавку, например из насыщенных углеводородов в виде этана в заданном соотношении, например 0,25% от смеси природного газа с воздухом (по объему). Подача добавки осуществляется равномерно по объему. От точечного источника зажигания полученная смесь воспламенялась. Посредством высокочувствительного пьезоэлектрического датчика давления конструкции ИХФ АН СССР с предусилителем и запоминающего осцилографа С8-13 определялось изменение давления во времени,

сл

ел со

что давало возможность определить градиент давления, а по характеру осцилограмм судить о ходе (кинетике) протекания процесса горения.

Аналогично были проведены исследования при изменении количества данной или другой из вышеприведенных добавок, подаваемых в объем с горючей смесью из природного газа с воздухом.

В результате исследований установлено, что добавки указанных газообразных веществ до 0,2% практически не влияют на градиент давления, т.е. градиент давления практически не отличается от градиента давления, получаемого при сжигании природного газа с воздухом по прототипу и не превышает 18-27 МПа/сек.

При введении вышеуказанных добавок в количестве 0,2-1 % происходит значительное возрастание градиента давления

( Ј) по сравнению с прототипом. В частности при введении этана в количестве 0-2% ( ) возрастает в 3 раза, а при

О t

введении его в количестве 0,5 и 1 % --- возра-1R. dr

стает соответственно в 7.5 и 15 раз.

Аналогичные результаты получены при использовании пропана или бутана вместо этана, При введении этилена или ацетилена

в количестве 0,9 и 1 % --Ј- возрастает в 20

U Z

раз по сравнению с прототипом. Аналогич- -V- в 20 раз получено

ное возрастание

иг

при введении метилнитрита или изопропил- нитрата или циклогексилнитрата в количестве 0,2%, а при увеличении этих

компонентов до 0,9-1 % - возрастает в

100 раз. Введение добавок в виде нитроэтана или нитропропана в количестве 0,2 % повышает

AEL

dr

по сравнению с прототипом в 10 раз. а в

количестве 0,9-1 % соответственно в 50 раз.

Наибольший эффект по увеличению градиента давления достигается при совместном введении нескольких вышеуказанных добавок. В частности, при совместном введении этана и пропана, соответственно, в количествах 0,2 и 0,1% возрастает в 9 раз, при о t

совместном введении этана, пропана и этилена по -Ј- возрастает в 13 раз, а совместное

О ь

введение этана, этилена и нитроэтана по 0,2% повышает &- в 20 раз.

О Т

2%

При подаче газовых компонентов указанных веществ выше концентрации 1% происходит нарушение нормального режима горения.

Возрастание градиента давления по предлагаемому изобретению за счет введения добавок обусловлено сокращением времени сгорания. (В основном за счет сокращения времени воспламенения). По 0 прототипу цикл сгорания составляет 0,02- 0.025 с, а по предлагаемому изобретению оно уменьшается тем больше, чем больше возрастает градиент давления. Так, например, при введении добавок этана, пропана 5 или бутана в количестве 0,2% градиент давления возрастает в 3 раза, а время сгорания уменьшается в 3 раза и равно 0.006-0,008 с. При совместном введении этана и пропана в количествах 0.2% и 0.1% время сгорания 0 составляет 0,0025 с, т.е. уменьшается по сравнению с прототипом в 9 раз.

Использование предлагаемого способа изготовления литейных форм путем газоимпульсного воздействия с введением допол- 5 нительных газовых компонентов или их смесей по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества:

повышение эффективности процесса 0 уплотнения за счет сокращения времени сгорания и увеличения градиента давления;

повышение конкурентоспособности предлагаемого способа по сравнению с воз- 5 душно-импульсным;

повышение степени стабилизации градиента давления, надежности процесса.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит получить 0 экономический эффект в результате повышения качества литейной формы, а следовательно и отливки благодаря повышению эффективности и надежности процесса уплотнения. 5 Формула изобретения

1. Способ изготовления литейных форм, включающий заполнение модельно-опоч- ной оснастки смесью, наполнение рабочей полости импульсной головки природным 0 газом до получения газовоздушной смеси стехиометрического соотношения, воспламенение последней и уплотнение формовочной смеси энергией сгорания газовоздушной смеси, отличающийся 5 тем, что, с целью повышения эффективности процесса уплотнения за счет сокращения времени сгорания и увеличения градиента давления, в газовоздушную смесь вводят порцию промотирующих в отношении

взрывного горения газов в количестве 0,2-ацетилен, метилнитрит, изопропилнитрат,

1,0% от объема гаэовоэдушной смеси.нитроэтан, нитропропан.

2. Способ по п.1, отличающийся3. Способ по п.2, отличающийся

тем, что в качестве гфомотирующих газовтем, что промотирующие газы вводят поиспользуют этан, пропан, бутан, этилен,5 рознь или в совокупности.

Использование: литейное производство, а именно при изготовлении литейных форм импульсным способом за счет сжигания смеси природного газа с воздухом. Сущность изобретения: в способе уплотняют формовочнуюсмесь газоимпульсным давлением, полученным от сжигания смеси природного газа с воздухом в совокупности с газообразной добавкой в виде промотирую- щих в отношении взрывного горения газов в количестве от 0.2 до 1 % от обьема газовоз- душной смеси.