Способ охлаждения металлических литейных форм Советский патент 1976 года по МПК B22D15/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам охлаждения металлических литейных форм.

Известны способы охлаждения leтav личeских литейных форм с использованием жидких хладагентов, циркулирующих в полостях кокилей 1, 2.

Недостатки известных способов охлаждения следующие:

используемые в промышленности охлаждающие жидкости в силу своих теплофизических свойств обеспечивают сравнительно низкий удельный отбор тепла, что приводит к их повышенному расходу при однократном использовании;

при многократном использовании охлаждающих жидкостей необходимо применение сложных и громоздких устройств для охлаждения самого теплоносителя;

значительный перепад температур между горячими стеиками металлической формы (кокиля) и охлаждающей жидкостью приводит к появлению термических ударов, вызывающих растрескивание кокиля и его ускоренное разрушение.

Целью изобретения является осуществление такого интенсивного способа охлаждения кокилей, который обеспечивает экономию охлаждающих жидкостей и исключает термические удары в материале кокиля. Это достигается

тем, что охлаждение горячих кокилей производят в две стадии. На первой стадии кокиль охлаждают жидкостью, нагретой до температуры, близкой к температуре кипения, и в процессе охлаждения эту жидкость испаряют в полости кокиля. Вторую стадию процесса охлаждения осуществляют холодной жидкостью, не доводя ее температуру до температуры кипения. При этом жидкости, используемые на обеих стадиях охлаждения, связывают с циклами работы холодильных установок.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Способ применяют для охлаждения кокилей на шестипозиционной кокильной карусельной машине при использовании в качестве охлаждающей жидкости оборотной воды.

В кокиль 1, находящийся на позиции заливки карусельной машины, заливают жидкий металл, после чего в охлаждающую рубашку кокиля подают нагретую воду, температура которой близка к температуре кипения. Воду подают в кокиль насосом 2 по трубопроводу 3 через разделительно-распределительную колонку 4 и трубопроводы 5. Горячая вода в охлаждающей полости кокиля закипает и интенсивно испаряется, при этом происходит эффективный теплоотбор от стенок кокиля со значительно улучшенными условиями, уменьшение

тепловых ударов (так как воду направляют в полость кокиля в горячем состоянии). Образующиеся в полости охлаждения кокиля водяные пары отводят по трубопроводам 6 в паровой коллектор 7, а затем по трубопроводу 8 пар подают в змеевик 9 фреонового генератора 10. В змеевике 9 водяной пар конденсируют; выделяющееся тепло передается кипящему в генераторе 10 при повыщенном давлении холодильному агенту, например, фреону. Водяной конденсат из змеевика 9 стекает по трубопроводу 11 в ресивер 12 горячей воды. Остаток невыкипевшей в полости кокиля воды отводят из кокиля по трубопроводам 13 в разделительно-распределительную колонку 4, откуда горячая вода по трубопроводу 14 поступает в ресивер 12, где ее смещивают с конденсатом водяного пара. Из ресивера 12 воду, близкую по температуре к температуре кипения, откачивают по трубопроводу 15 насосом 2 и подают через трубопровод 3, разделительно-распределительную колонку 4 и трубопровод 5 в кокиль 1, т. е. осуществляют циркуляцию горячей воды в охл-аждающей рубащке кокиля. Первую стадию охлаждения для каждого кокиля карусели осуществляют на позициях кристаллизации отливок, причем на этих позициях отводится больщая часть тепла, выделяемого отливкой в кокиле при кристаллизации.

На последующих позициях карусельной мащины после удаления отливки из кокиля производят его доохлаждение при помощи воды с более низкой входной температурой, которая в полости кокиля не доводится до кипения, т. е. осуществляют вторую стадию охлаждения кокилей. На этой стадии водяные рубащки кокилей посредством колонки 4 переключают на контур холодной воды, которую из ресивера 16 насосом 17 по трубопроводам 18 и 5 подают в кокиль 1 и после доохлаждения кокиля выводят из него по трубопроводу 13 в разделительно-распределительную колонку 4, а затем по трубопроводу 19 направляют в змеевик 20 испарителя 21. В испарителе 21 производят охлаждение воды в змеевике 20 за счет кипения фреона холодильной мащины. Охлажденная вода по трубопроводу 22 поступает в ресивер 16 холодной воды.

Образующиеся в испарителе 21 пары фреона подают по трубопроводу 23 в приемную камеру эжектора 24, в которой они смещиваются с фреоновыми парами повышенного давления, поступающими в сопло эжектора 24 из генератора 10 по трубопроводу 25. За счет работы расгиирепия паров фреона на выходе из сопла Лаваля последние переходят в жидкое состояние, конденсируясь в конденсаторе 26, и по трубопроводу 27 поступают в ресивер 28. Из ресивера 28 часть фреона при помощи насоса 29 возвращают в генератор 10 для пополнения в нем убыли фреона, а остальную часть фреона подают в испаритель 21 через регулируемый вентиль 30.

Аналогичным образом производят охлаждение каждого кокиля карусельной мащины, при этом охлалсдающая жидкость в контуре первой стадии охлаждения испаряется в полости кокиля (водяной рубашке), а на второй стадии не доводится до кипения. Одновременно с охлаждением кокилей осуществляют утилизацию тепла охлаждающих жидкостей для выработки холода в холодильных машинах.

Формула изобретения

Способ охлаждения металлических литейных форм, включающий подачу теплоносителя в охладительную полость формы с последующей его циркуляцией, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности теплоотвода и износостойкости форм, в залитую металлом форму подают теплоноситель, доведенный в ее охладительной полости до температуры испарения, а после удаления отливки подают теплоноситель в указанную нолость в жидком состоянии, причем циркуляцию каждого из теплоносителей осуществляют по самостоятельным контурам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Франции № 1180872, кл. В 22D, 196S г.

2.Авторское свидетельство № 131050, М. Кл.2. В 22D 15/00, 1959 г.