Устройство для заполнения песком опоки

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ИМИ Й

РЕСПУБЛИН

69} (l1}

З(51} В 22 С 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

1

О AamrCVOMV саИ Е ЕТЬС а

ЮСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07HPbfA4) (21) 3619960/22-02 (22) 1! .07. 83 (46) 23.12.84. Бюл. и 47 (72) А.Л.Ълизнюк-Квитко, В.И.10хновецкий, Н.iI.Èàêååâ и В.Ф.Яковенко (7l) Производственное объединение

"Ворошиловградский тепловозостроительный завод нм, Октябрьской Революции" и Ворошиловградский проектно-.технологический институт машиностроения (53) 621 .744 .06(088.8) (56) I.Ïàòåíò Англии У 1542272 ° кл, В 22 С 5/12, 1976, 2. Патент ФРГ М 2903948, кл. В 22 С 5/12> 1976. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДНЯ ЗА1ЮЛНЕНИЯ ПЕСКОМ ОПОКИ, содержащее загрузочный бункер с приемным патрубком, затвор бункера,полые отсасывающие элементы, сообщающиеся с полосуню бункера и ошсасывающей уатансвкой, систему подачи песка в бункер, о т л н ч а ю щ е е с я 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, а также соплом, расположенным внутри резервуара с возможностью сообщения «с атмосферой,рассекателем, установленным над горловиной резервуара, } направляющими выступами, расположенными над затвором с зазором относительно стенок бунке ра и створок резервуара. 3

2. Устройство по п.l о т л и ч а. ю щ..е е с я тем, что резервуар,рассекатель и сопло установлены с ьозможностью вертикального перемещения.

3. Устройство по п.l, о т л и ч а- }"ю щ е е с я тем, что оно снабжено размещенными между стенками бункера . и иаправл аа1ими выступами подвижными створками.

1130430

Изобретение относится к литейно» му производству, а именно к наполне- нию опок, и может быть использовано в вакуумной формовке при заполнении онок различными формовочными песками.

Известно устройство для подачи песка в опоку, включающее накопительный бункер с дозатором, промежуточный резервуар, нижняя коническая часть 10 которого соединена трубопроводом с патрубком открытого снизу загрузочного колпака с двойными стенками полость между которыми сообщена с от9 сасывающей системой (lf .

Однако это устройство не обеспечивает.рационального размещения в опоке фракций обычного формовочного песка, применяемого в литейном производстве: мелких - вокруг модели (отливки) и между фильтрамь опоки и щелью, образуемой пленкой и стенками опоки, а крупных — в остальном объеме, так как фракции песка распределяются в опоке равномерно. Это приводит к снижению качества . поверхности отливок, браку по газовым рако" винам и повышенным энергозатратам на поддержание необходимого разрежения в объеме наполнителя вакуумной формы.

Наиболее близким к изобретению. по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для заполнения песком опок, содержащее загрузочный бункер:с приемным патрубком, затвор бункера, полые отсасывающие элементы, сообщающиеся с полостью бункера и отсасывающей устанбвкой, а также систему подачи песка в бункер f2) .

Известное устройство также не обеспе- чивает высокого качества поверхносI. ти 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 стенками опоки, а крупных - a остальном объеме, так как фракции песка распределяются в опоке равномерно.

Цель изобретения - повышение качества отливок и снижение энергозатрат на вакуумирование путем рационального размещения фракций пес-l ка в объеме опоки.

Поставленная цель достигается тем, что, устройство для заполнения песком опокн, содержащее загрузочный бункер с приемным патрубком, затвор бункера, полые отсасывающие элементы, сообщающиеся с полостью .; бункера и отсасывающей установкой, систему подачи песка в бункер, снабжено установленным внутри бункера с зазором относительно его стенок резервуаром, имеющим подвижные створки в нижней части и горловину в верхней части, соосную с приемным патруб" ком, а также соплом, расположенным внутри резервуара с возможностью сообщения с атмосферой, рассекателем,установленным над горловиной резервуара, и направляющими выступами, расположенными 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.l, Устройство для заполнения песком опокн состоит из загрузочного бункера 1 с приемным патрубком 2, плоским шиберным затвором 3 и полыми отсасывающими элементами 4, расположенными на стенках и в центральной части бункера и снабженными фильтрующимн перегородками 5. Внутри бункера 1 с зазором а = 30- 0 мм относительно его стенок установлен резервуар 6, имеющий горловину 7, и рассекатель 8, установленные 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 ll на регулируемой телескопической стойке, соединяемой через рукав 12 и вентиль 13 с атмосферой. Рассекатель может перемещаться 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 30-100 мм от его стенок установлены направляющие выступы 16. Внутренние стенки выступов

3 E 04

16 расположены под углом 45 к плос- " кости затвора 3. Зазор между наружными стенками рыстунов 16 и стенками бункера 1 перекрывается створками 17, Поворот створок 10 осуществляется рычажными устройствами IS установленными на наружных стенках бункера 1, а створок 17 — винтовыми устройствами Е9.

Устройство устанавливается на опоку 20 с фильтрами 21 и 22, моделью 23, подмодельной плитой 24 и пленкой 25, облицовывающей модель

23 и плиту 24. Устройство снабжено также дозатором и промежуточной емкостью (не показаны).

Устройство для заполнения песком опоки работает следующим образом.

При закрытом затворе. 3, створках

-10 и частично открытых створках 17отсасывающие элементы 4 подключают к вакуумной системе сопло ll вентилем

l3 соединяют с .атмосферой и через патрубок 2 подают в бункер дозу формовочного песка. 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 ll u отсасываемого вакуумной системой через отсасывающие элементы 4. При этом мелкие фракции песка увлекаются потоком воздуха и, осаждаясь, постепенно, заполняют пространство под резерзуач ром и зазоры а и б между стенками бункера 1, резервуаром и направляющими выступами 16.Крупные фракции песка не увлекаются воздушным потоком и под действием сил тяжести падают на.дно резервуара. После заполнения устройства до ой песка отсасывающие 4О элементы 4 отключают от вакуумной системы, перекрывают вентиль 13 и бункер устанавливают на опоку 20. За . тем расстопоривают рычажное устройство 18 створок 10 и открывают затвор 4>

3. При этом часть мелких фракций находящаяся на наклонных стенках выступов 16 и между ними, обрушиваясь, попадает на пленку 25 в районе модели 23, а часть мелких фракций из за- >О зора б, постепенно просыпаясь в щель межцу стенкой бункера и створками 17, попадает на пленку 25 у стенок оноки 20. По мере высыпания песка из зазо. а между наклонными стенками высту-55 пов 16 и створками 10 последние поворачиваются (под действием сил тяжести или привода) до упора в выступы

30 4

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. Схе- . ма последовательного расположения фракций изображена линиями: А — поверхность мелких фракций перед началом поступления крупных;  — поверхность крупных фракций в середине загрузки1 С - поверхность мелких фракций 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 располо)кена приблизительно по линии Д. Затем бункер 1 снимают с опоки и затвор 3 закрывается. Устройство готово к повторному использованию, а опока с песком передается на выполнение последующих операций.

Настройка и регулировка устройства осуществляются путем перемещения вдоль оси бункера рассекателя 8, резервуара 6 с соплом ll, регулировкой поступления воздуха в сопло 11 вентилем 13 и поворотом створок Ej, а также изменением соотношений размеров внутреннего диаметра загрузочного патрубка 2, рассекателя 8 и горловины 7. При оптимальной настройке слой мелких фракций, покрывающий пленку, в район модели распространяется вплоть до фильтров 22, обеспечивающих 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 спок при применении мелкозернистых противопригарных, легирующих и других облицовочных покрытий, которые обычно засыпают на пленку в районе модели. Применение предлагаемого устройства позволяет вновь выделить 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 rpa1 I 30430 б нулометрыческого состава исходного формовочного песка и потребности в мелких фракциях для формирования необходимого слоя над моделью и вдоль стенок опоки, причем во всех 5 случаях необходимо стремиться,что" бы верхняя граница мелких фракций (размер небольших зерен по фракции) была как можно ниже, так как с уменьшением размера зерен слоя повышается качество литья и снижаются энергозатраты на вакуумирование.

Толщина вертикального слоя мелких фракций, располагаемого вдоль стенок опоки, для получения значимого эффекта составляет 20-40 мм. С дальнейшим увеличением толщины вертикального слоя при неизменной мощности

- отсасывающих средств разрежение в объеме песка растет незначительно, 20 так как связано с логарифмом толщины .слоя прямо пропорциональной зависимостью.Верхняя поверхность слоя мелких фракций над моделью в оптималь" ном случае должна находиться на уров-25 не трубчатых отсасывающих элеменов опоки, распалагаемых обычно на асстоянии 50-60 мм от модели, Это обеспечивает максимальный эффект в снижении энергозатрат на вакууми- ЗО рование и брака по газовым раковинам, однако эффект повышения чистоты поверхности отливки полностью достигается и при толщине слоя 5l0 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 вакуумирование формы за счет разделения формовочного песка на фракции и рационального размещения фракций в объеме опоки. В частности, размещение45 мелких фракций вокруг модели (отливки) препятствует проникновению жидкого металла в поры наполнителя, находящегося под разрежением в про цессе заливки, чем повышается качество поверхности отливки, Кроме этого, мелкие фракции, располагаясь между пленкой, облицовывающей рабочую полость формы, и фильтрами, создают повышенное сопротивление потоку газов, натекающих в форму через поврежденную (расплавившуюся) 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 :потоку 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 ñîñтаве в различных пропорциях зерна размерами 50- 400 мкм, а высокое качест-, во 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 ис- пользовать обычные пески, содержащие лишь часть фракций с размерами . зерен не более,100 мкм, и отказаться от дорогостоящей подготовки песков (íàïðèìåð, 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.

Зкономический эффект при использовании предлагаемого устройства об« разуется в основном за счет снижения энергозатрат на вакуумирование и составляет 3-5 руб, на тонну литья, 1 130430

1 130430 фиг. Я

Составитель В.Сазонов

Редактор А.Гратилло . Техред О.Ващишина корректор E,Сирохман

Заказ 9492/14 Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю ВЮЮ Ю Ю °

Филиал, ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4