Вентиляционный клапан форм для литья под давлением Советский патент 1975 года по МПК B22D17/20 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к оборудованию для литья под давлением.

Известен вентиляционный клапан форм для литья под давлением, включающий подвижный в поперечном направлении вентиляционного канала поршень, закрывающий клапан в нанравлеиии давления заливаемого расплава.

Цель изобретения - обеспечение надежности функционирования клапана.

Для этого при открытой форме порщень клапана может перемещаться в свое открытое положение принудительно сдвигающим органам, который не вводится в действие при закрытой форме, причем предусмотрен элемент противодавления или противодействующий элемент, который при закрытой форме поднимает сдвигающий орган от порщня клапана через управляемый половиной формы механизм передачи усилий относительно нагрузки пружины настолько, что поршень может перемещаться в свое закрывающее положение беспрепятственно этим сдвигающим органом. Благодаря этому достигается абсолютно надежное, безопасное открывание клапана даже тогда, когда его поршень сильно заклинен.

В расположенном в плоскости разъема формы клапане прижимной элемент образуется подвижными к лицевой стороне сдвигающего

органа упорами, а механизм передачи усилия- разгрузочными штифтами, несущими эти упоры, которые установлены сбоку поршня клапана в цилиндре с параллельным смещением относительно них и выдвигаются при открытой форме из цилиндра клапана над плоскостью разделения подпружиненным сдвигающим органом своими концами, противоположными относительно упоров.

Порщень клапана выполнен в виде плунжера или поршня с уплотняемой головкой. При этом он погружается в цилиндр клапана до тех пор, пока его обращенная к вентиляционному каналу торцовая сторона не будет находиться внутри уплотняемой части стенки цилиндра.

Нагружаемая заливаемым материалом поверхность клапана профилирована таким образом, что она выступает своей радиальной внещней кромкой в осевом направлении поршня против направления давления литейного материала. Благодаря этому линейным материалом производится на радиальный выступ клапанной головки такое давление, что выступ плотно прижимается своей лежащей в направлении закрывания клапана краевой кромкой к станкам цилиндра. Прижимание радиального выстуиа поршневой головки может быть облегчено или улучшено тем, что радиальный выступ имеет вблизи своей лапки или уступа та::

кую незначительную ширину поперечного сечения, что в ее зоне при воздействующем на переднюю поверхность поршня клапана давлении разливаемого материала возможно прижимание радиального выступа к стенкам цилиндра.

На фнг. I показан осевой разрез вентиляционного клапана установленного в литейиой форме (открытая литейная форма), I вариант; на фиг. 2 - вентиляционный клапан в открытом положении при закрытой литейной форме в разрезе; на фиг. 3 - разрез по оси (частично) клапанной головки закрываемого клапана; на фиг. 4 - закрываемый клапан в закрытом положении при закрытой литейиой форме,

11вариант.

Одна половина литейной формы 1 имеет выемку для приема вентиляниониого клапаиа с цилиндром 2, другая половина формы 3 содержит вентиляционный канал 4, расположенный в илоскости разъема этой формы. Вентиляционный канал впадает в полость 5 разделения давления, расиоложенную в половине формы 3, напротив которой в цилиндре 2 клапана есть впускное отверстие 6 несколько меньшего сечения, переходящее в отверстие 7 цилиндра.

Поршень клапана 8 содержит позади своего отверстия для уплотнения радиальио выступающей поршневой головки 9 сужение или шейку для того, чтобы образовать между стенками отверстия 7 цилиндра и окружностью позади его головки поршня пропускной канал 10 для уделяемого или вытесняемого из полости формы через вентиляционный канал 4 воздуха. В суженной зоне поршень клапана 8 снабжен по своей окружности направляющими кулачками 11, чтобы он мог скользить своей головкой 9 с большой точностью в отверстии клапанного цилиндра 2.

Поршень клапана 8 выполнен в виде плунжера или погружного норшня, который закрывает отверстие за счет погружения в него цилиндра своей радиально выступающей головки 9, тем самым устраняя на внутренней стенке цилиндра излишне ступенчатое седло клапана, которое привело бы к образованию или накапливанию между поршнем и цилиндром облоя и сделало бы невозможной безупречную работу клапана.

На обращенном к впускному отверстню 6 конце норшень клапана 8 снабжен пластиной

12несколько большего диаметра. Эта поршневая пластина 12 при открытой литейной форме (фиг. 1) отжимается через подвижные уступы или заплечики 13 направленным со скальжением в уширении отверстия сдвигающим органом 14 налево к опоре 15 для поршневой пластины 12. Для этого служат тарельчатые пружины 16, которые зажаты между сдвигающим органом и образующим основание корпуса клапана винтом 17 и нрижимающне сдвигающий орган 18 к порщню клапана. Предварительное натяжение тарельчатых пружин 16 осуществляется ввинчиванием винта в цилиндр клапана. Для точного направления сдвигающего органа 18 в цилиидре 2 клапана служит коакснально установленный на нем направляющий стержень 19, на который насажены тарельчатые пружины и который своим свободным торцовым концом со скольжением входит в глухое отверстие 20 винта 17. Глубина этого глухого отверстия должна соответствовать длиие хода h требуемой для закрываиия клапана.

Для управления вентиляционным клапаном при закрытой литейной форме (фиг. 2) через присоединение 21 в полость 22 цилиндра, находящуюся слева от поршневой пластины, может быть введеи рабочий агент, благодаря чему корнус клапана 8 своей головкой 9 погружается в цилиндрическое отверстие 7 и разрывает соединение между вентиляционным каналом 4 и выпускным отверстием 23 вентиляционного клапана, которое может вести к отсасывающей системе или в атмосферу.

Находящиеся между прошневой пластиной

12и сдвигающим органом 18 уступы или заплечики 13 сидят на конце разгрузочных штифтов 24, которые с продольным смещением пересекают поршневую пластину и стенки цилиндра 2 кланана. При открытой литейной форме (фнг. 1) пружина 16 отжимает поршень клапана 8 через сдвигающий орган 18, уступы

13и поршиевую пластину 12 - налево в его открытое ноложеиие, в котором поршневая пластина прилегает к седлу клапапа. Прнэтом разгрузочные штнфты 24 также перемещены палево в положение, 1юказанное на ф|нг. 1. Их длина соразмерна так, что они в этом положеннп своими лежащими напротив устуиов 13 концами выступают по меньшей мере на необходимую для закрыванпя клапана длину хода поршня 8 из цилиндра 2. При закрывании литейной формы разгрузочные штифты перемещаются силой пружин 16 направо, причем они посредством уступов 13 захватывают сдвигающий поршень и предварительно сжимают снова пружины 16. При этом поршень клапана 8 не связанный жестко с разгрузочными штифтами 24 или уступами 13 остается в своем открытом положении. Вследствие этого он не находится под воздействием нагрузки давле -:Ия и может при последующем процессе залнвки при входе пневматической или гидравлической среды в виде средства управления клапаном в нолость 22 цилиндра мгновенно перемещаться в свое закрытое положение, Б котором он находнтся на длину хода S около 0,2--0,3 мм внутри кромки цилиндрического отверстия.

Лицевая поверхность поршня клапана, находящаяся в зоне входного отверстия 6 закрывающего или вентиляционного клапана, профилирована таким образом, что она своей радиальной внешней кромкой наклонно выступает навстречу направлению закрывания поршпя клапана (закругленная поверхность 25). Этот наклонный выступ кромки поршневой торцовой поверхности образуется соответственно нрофилнрованной выемкой 26 на лицевои поверхности поршня клапана, олагодаря которой радиально выступающий из поршня уплотнительный выступ 27 головки поршня 9 па своем заплечике 28 имеет небольшое сечение. Это сеченме обеспечивает под воздействием сил давления разливаемого материала на профилированную торцовую поверхность поршня клапана уплотнительный выступ 27, при изгибе в зоне своего малого сечения б внешней краевой кромкой 29 с уплотнением прижимается к стенкам цилиндрического отверстия. Благодаря этому под воздействием давления разливаемого материала достигается абсолютно надежное уплотнение поршня клапана относительно отверстия цилиндра, несмотря на незначительный зазор, необходимый в отверстии для движения поршня, так что между поршнем клапана и стенками цилиндрического отверстия в цилиндр не может попасть разливаемый материал.

Чтобы осуществить легкое погружение уплотнительного выступа 27 поршня клапана 8 в отверстие 7 цилиндра, окружная стенка уплотнительного выступа относительно цилиндрического отверстия в осевом направлении поршня незначительно наклонена под углом таким образом, что внутренняя кромка 30 имеет большее расстояние от отверстия 7 цилиндра, чем внешняя краевая кромка 29 выступа.

Так как жидкий литейный материал значительно сильнее нагревает уплотнительный выступ 27 поршневой головки 9 на основе отношения масс, чем цилиндр 2 клапана, унлотнительный выступ по этой причине прижимается также к стенкам цилиндрического отверстия. Так как открывание литейной формы происходит как правило, при еще горячем литейном материале, клапан может снова открыться с большей силой выталкивания, которая создается сильно сжатыми пружинами 10. В открытом положении клапана его головка может слегка охладиться, т. е. состоится температурная компенсация, так что клапан при последующем процессе разливки может снова легко закрываться.

На фиг. 4 показан поршень клапана в закрытом положении, в варианте исполнения, отличающимся от варианта исполнения по фиг. 1 и 2 глубиной глухого отверстия 20. Глубина глухого отверстия в данном случае соразмерна так, что поршень клапана 8 своей головкой 9 может погружаться в отверстие 7 цилиндра значительно дальше, чем необходимо для закрывания вентиляционного канала 4.

Предложенный вентиляционный клапан оправдал себя при самых жестких условиях достаточно длительного времени испытания и отвечает требованиям экономичности изготовтения отливок вследствие устранения одного из постоянных источников помех.

Предложенный вентиляционный клапан может быть установлен в нескольких местах у вентиляционного канала. Так, например,, один клапан может быть предусмотрен в половине формы 1, а другой клапан напротив в

половине формы 3. В вентиляционном канале можно предусмотреть также так называемый виброгюглотитель, который имеет такую же форму нсполпеиия со сдвигающим органом как и предложенный вентиляцпопный клапан.

Предмет изобретения

1.Вентиляционный клапан форм для литья под давлением, включающнй подвижный в поперечном направлении вентиляционного канала поршень, закрывающий клапан в направлении давления заливаемого расплава, отл ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности функцнонирования клапана, поршень клапана снабжен сдвигающим органом и противодействующим элементом, который отжимает сдвигающий орган от поршня клапана через механпзм передачи усилия, управляемый полуформой.

2.Вентиляционный клапан по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что сдвигающий орган выполнен подпружиненным в направлении движения поршня, в виде пластины, аксиально перемещаемой в цнлиндре клапана позади порншя клапана и которая снабжена со стороны противоположной по отношению к поршню клапана коаксиально направленным стержнем, перемещаемым в глухом -отверстии основания цилиндра клапана.

3.Вентиляционный клапан по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен разгрузочными штифтами, эксцентрично пересекающими поршневую пластину, установленную на поршне клапана и управляющую им с помощью рабочего агента.

4.Вентпляционный клапан по пп. 1, 3, отл и чающийся тем, что каждый разгрузочный штифт снабжен уступом, образованным заплечиком. расположенным поршневой пластнной и сдвигающим органом.

5.Вентиляционный клапан но пп. 1, 2, отличающийся тем, что глухое отверстие выполнено по глубнне больше хода клапана.

6.Вентиляционный кланан по нп. 1, 2, 5, отличаю щ и и с я тем, что основание цилиндра клапана выполнено в виде винта с осевым перемещеннем относительно ццлнндра клапана.

7.Вентиляционный клапан по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что порщень клапана выполнен в виде плунжера с уплотняющей головкой, торцевая поверхность которой выполнена профилированной.

8.Вентиляционный клапан по пп. 1, 7, о тл и чающийся тем, что уплотняющая головка по перпметру свонм внешним краем выступает в осевом направлении норшня клапана навстречу направления давления заливаемого материала, а ее середина выполнена аксиально выпуклой в том же направлении.

9.Вентиляционный клапан по пп. 1, 7, 8, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что внешний край уплотняющей головки выполнен с незначительной шириной поперечного сечения, дйеишыи- вающей прижим кромки вне

няющеи головки к торцевой поверхности стенки цилиндра под давлением заливаемого материала.

10. Вентиляционный клапан по нн. 1, 7-9, отличающийся тем, что окружная поверхность внешнего края уплотняющей головки выполнена под углом по отношению к внутренней стенке цилиндра клапана в направлении закрывания клапана.

11.. Вентиляционный клапан по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предохранения кромки впускного отверстия клапана от контакта с полуформой, в полуформе, расположенной против впускного отверстия клапана в зоне разъема формы выполнена выемка, и которую подведен вентиляционный канал и которая имеет большее поперечное сечение, чем впускное отверстие клапана,

7 /5 2521 12 13 16 16

2д 21 г 8 16 11

22 15

Фиг 1

2 2i 8 21 12 9 16 п 1

Фиг д