Устройство для регулирования температуры литейной формы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, содержащее два нагнетателя и два теплообменника, которые снабжены на отводах вентилями и соединены контурами теплоносителя между собой через литейную форму, а также систему управления нагревом и охлаждением, подключенную к источнику сжатого воздуха, отличающееся тем,,что, с целью повышения производительности , оно дополнительно снабжено насосной станцией, вход которой соединен с первым контуром теплоносителя первого теплообменника , выход насосной станции и источник сжатого воздуха соединены с вторым контуром теплоносителя первого теплообменника , а первый и второй контуры теплоносителя второго теплообменника соединены между собой, причем все соединения выполнены посредством вентилей. (Л С ;о О) N9 СД

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 В 22 Р 17/32

13, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йй11. 1Ч,: г.; >

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

121) 3776678/22-02 (22) 02.08.84 (46) 07.12.85. Бюл. № 45 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (72) А. А. Крейцер, А. Б. Ремнев, В. А. Выходец, Л. Е. Щиголь-Шенделис и А. М. Каминский (53) 621.74.043 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 691240, кл. В 22 D 15/00, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ

ФОРМЫ, содержащее два нагнетателя и два теплообменника, которые снабжены

„ЯУ,» 1196125 A на отводах вентилями и соединены контурами теплоносителя между собой через литейную форму, а также систему управления нагревом и охлаждением, подключенную к источнику сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно дополнительно снабжено насосной станцией, вход которой соединен с первым контуром теплоносителя первого теплообменника, выход насосной станции и источник сжатого воздуха соединены с вторым контуром теплоносителя первого теплообменника, а первый и второй контуры тепло. носителя второго теплообменника соединены между собой, причем все соединения выполнены посредством вентилей.

1196125

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для термостатирования металлических литейных форм, и может найти применение при литье под давлением, в кокиль, под низким давлением, особенно в условиях многономенклатурного производства, требующего частой и быстрой смены литейных форм, в том числе в гибких автоматизированных производствах.

Цель изобретения — повышение производительности.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для регулирования температуры литейной формы; на фиг. 2 — теплообменник; на фиг. 3 — нагнетатель; на фиг. 4 — блок реверсивной подачи теплоносителя; на фиг. 5 — насосная станция.

Устройство содержит литейную форму 1, состоящую из полуформ 2 и 3, в которых выполнены полости 4 и 5 теплообмена, первый теплообменник 6, второй теплообменник 7, два нагнетателя 8 и 9, систему уп. равления нагревом и охлаждением, а также насосную станцию 10.

Первый контур 11 теплоносителя первого теплообменника 6 и первый контур 12 теплоносителя второго теплообменника 7 соединены между собой через полость 4 теплообмена. Второй контур 13 теплоносителя первого теплообменника 6 и второй контур 14 теплоносителя второго теплообменника 7 соединены между собой через полость 5 теплообмена.

К первому и второму теплообменникам 6 и 7 подключены посредством трубопроводов 15 и 16 нагнетатели 8 и 9. Полости теплообмена 4 и 5 литейной формы 1, первые и вторые контуры 11 — 14 теплоносителя, первый и второй теплообменники 6 и 7, трубопроводы 15 и 16, а также полости нагнетателей 8 и 9 заполнены теплоносителем. Нагнетатели 8 и 9 поочередно прокачивают весь объем:, теплоносителя в противоположных направлениях.

Первый и второй теплообменники 6 и 7 выполнены конструктивно одинаково. Например, первый теплообменник 6 имеет (фиг. 2) разделенные перегородкой 17 полости охладителя 18 и теплоносителя 19.

Полость 18 охладителя разделена перегородкой 20 на полость 21 подвода охладителя и полость 22 отвода охладителя, сообщенные между собой посредством трубчатых охладителей 23. В крышке 24 закреплены нагреватели 25. В зоне 26 подвода теплоносителя и зоне 27 отвода теплоносителя установлены рассекатели 28 и 29. потока.

Корпус 30 снабжен теплоизоляционным покрытием 31, имеет отвод 32 для подключения к нагнетателям 8 и 9 и отводы 33 и 34, снабженные дроселями 35 и 36 (фиг. 1) и вентилями 37 и 38, к которым подключены первые и вторые контуры 11 — 14 теплоносителя. Полость 22 отвода охладителя (фиг. 2) соединена со сливом 39 (фиг. 1).

Каждый нагнетатель, например нагнетатель 8 (фиг. 3), выполнен в виде цилиндра 40, который снабжен поршнем 41, отделяющим силовую полость 42 от полости 43 теплоносителя. Управляющий вход 44 и выход 45 нагнетателя выполнены соответственно в силовой полости 42 и полости 43 теплоносителя. Наружная поверхность цилиндра 40 снабжена теплоизоляционным покрытием 46.

Система управления нагревом и охлаждением объединяет датчик 47 температуры (фиг. 1), блок 48 режима, блок 49 управления нагревом, блок 50 управления охлаждением, блок.51 продувки и блок 52 реверсивной подачи теплоносителя.

Блок 48 режима выбирает по температуре литейной формы 1 режим работы устрой2р ства: нагрев, выключено или охлаждение.

Вход блока 48 режима соединен. с датчиком 47 температуры литейной формы 1, выходы — с блоком 49 управления нагревом блоком 52 реверсивной подачи теплоносителя, блоками 50 и 51 управления охлаждением и продувки.

Блок 49 управления нагревом служит для включения или отключения нагревателей 25 первого и второго теплообменников 6 и 7 по команде блока 48 режима, а также

gp для отключения нагревателей 25 при аварийном перегреве теплоносителя.

Блок 50 управления охлаждением и блок

51 продувки соединены параллельно и подключены к полостям подвода охладителя 21 первого и второго теплообменников 6 и 7.

Эти блоки работают поочередно, обеспечивая подачу соответственно охлаждающей жидкости или сжатого воздуха в полостях подвода охладителя 21 первого и второго теплообменников 6 и 7.

4р Блок 52 реверсивной подачи теплоносителя имеет два выхода, подключенные трубопроводами 53 и 54 к управляющим входам 44 нагнетателей 8 и 9. Указанный блок обеспечивает в режимах нагрева или охлаждения поочередную подачу сжатого воздуха в по45 лости нагнетателей 8 или 9, вытесняющих теплоноситель в первый или второй теплообменники 6 и 7.

Блок 52 реверсивной подачи теплоносителя содержит элемент ИЛИ 55 (фиг. 4), мультивибратор 56, ключи 57 и 58, а также распределитель 59. При этом входы элемента ИЛИ 55 являются входами блока 52 реверсивной подачи теплоносителя (фиг. 1 и 4), подключенными к линиям 60 и 61. Выходы распределителя 59 являются выходами

55 блока 52 реверсивной подачи теплоносителя, подключенными к трубопроводам 53 и.54.

Мультивибратор 56 служит для поочередного переключения ключей 57 и 58. Продол1196125 жительность времени, в течение которого указанные ключи находятся во включенном состоянии, задается постоянной времени мультивибратора 56. Переключение ключей

57 и 58 строго в момент достижения поршнями 41 (фиг. 1) нагнетателей 8 и 9 крайних положений не является обязательным условием. Положительный эффект достигается как в- случае переключения ключей с некоторым опережением момента подхода поршней к своим крайним положениям, так и в случае простоя поршней в течение некоторого времени в крайних положениях при запаздывании переключения ключей.

Насосная станция 10 предназначена для заполнения теплоносителем полостей

4 и 5 теплообмена литейной формы 1 первого и второго контуров 11 — 14 теплоносителя после смены литейной формы и сбора теплоносителя, вытесняемого из указанных. полостей и контуров сжатым воздухом (перед демонтажом литейной формы 1), в своем гидробаке. Насосная станция 10 содержит насос 62 (фиг. 5), электродвигатель 63, предохранительный клапан 64, гидробак 65 и манометр 66, Вход насосной станции 10 соединен гидролинией 67 (фиг. 1 и 5) с пер- g5 вым контуром ll теплоносителя первоготеплообменника 6, выход насосной станции 10 соединен гидролннией 68 с вторым контуром теплоносителя 13 первого теплообменника 6. Эти соединения выполнены

30 через вентили 69 и 70. Первый контур !2 теплоносителя второго теплообменника 7 и

его второй контур 14 соединены между собой посредством вентиля 71. Второй контур теплоносителя 13 первого теплообменника 6 теле 9 — в нижнем, нагрев и охлаждение отключены. На входах блока 52 реверсивной подачи теплоносителя сигналы отсутствуют, оба ключа 57 и 58 выключены, 50 электромагниты 74 и 75 распределителя 59 также отключены, оба выхода распределителя 59, а следовательно, и блока 52 реверсивной подачи теплоносителя отсечены.

По сигналу датчика 47 температуры, уста новленного в литейной форме 1, устройство обеспечивает один из трех режимов: нагрев, выключено или охлаждение.

55 подключен посредством вентиля 72 к трубопроводу 73, соединенному с источником сжатого воздуха.

Примененные в устройстве вентили могут быть с ручным либо электрическим управлением.

Устройство работает следующим обра- 40 зом.

В исходном состоянии предлагаемого устройства вентили 37 и 38 первого и второго теплообменников 6 и 7 открыты, вентили 69 — 72 закрыты, насосная станция 10отключена. Норшень 41 в нагнетателе 8 находится в верхнем положении, в нагнетаПри температуре литейной формы 1 ниже установленного интервала температур блок 48 режима дает команду по линии 76 на нагрев и блок 49 управления нагревом выключает нагреватели 25 первого и второго теплообменников 6 и 7, повышающих температуру теплоносителя.

Команда блока 48 режима одновременно поступает по линии 61 в блок 52 реверсивной подачи теплоносителя, запитывается мультивибратор 56, переключающий ключи

57 и 58, выключается электромагнит 75 распределителя 59.

При этом сжатый воздух поступает от источника сжатого воздуха по трубопроводу 77 через распределитель 59 в трубопровод 53 и затем к управляющему входу 44 нагнетателя 8. Одновременно управляющий вход 44 нагнетателя 9 через трубопровод 54 и распределитель 59 сообщается с атмосферой. Под действием сжатого воздуха поршень 41 движется вниз, вытесняя теплоноситель из полости 43 теплоносителя нагнетателя 8 в первый теплообменник 6 и далее по первому и второму контурам 11 и 13 теплоносителя в полости 4 и 5 теплообмена литейной формы I. При этом теплоноситель перетекает из полостей 4 и 5 теплообмена литейной формы 1 во второй теплообменник 7 и из последнего в нагнетатель 9, перемещая его поршень 41 в верхнее положение. По истечении времени, определенно. го постоянной времени мультивибратора 56, происходит переключение ключей 57 и 58.

Включаются ключ 57 и электромагйит 74 и сжатый воздух поступает через распределитель 59 и трубопровод 54 в управляющий вход нагнетателя 9. Одновременно силовая полость 42 нагнетателя 8 сообщается через распределитель 59 с атмосферой. В результате происходит перекачка теплоносителя из второго теплообменника 7 через полости теплообмена 4 и 5 литейной формы 1 в первый теплообменник б.

Перемещение теплоносителя в полостях

4 и 5 теплообмена литейной формы 1 в двух направлениях путем поочередной подачи сжатого воздуха в нагнетатели 8 и 9 продолжается до тех пор, пока температура литейной формы 1 не достигнет уровня установленного интервала температур. После этого блок 48 режима снимает команду на нагрев и блок 49 управления нагревом отключает нагреватели 25 первого и второго теплообменников 6 и 7. Блок 52 реверсивной подачи теплоносителя отключает подачу сжатого воздуха в нагнетатели 8 и 9, прекращается принудительное перемещение теплоносителя через полости 4 и 5 теплообмена литейной формы 1.

Если в процессе получения отливок температура литейной формы 1 достигает верхнего

1196125 уровня установленного интервала температур, то блок 48 режима по сигналу датчика

47 температуры включает по линии 78 блоки

52 и 50 реверсивной подачи теплоносителя и управления охлаждением. Блок 52 реверсивной подачи теплоносителя осуществляет поочередную подачу сжатого воздуха по трубопроводам 53 и 54 в нагнетатели 8 и 9, которые прокачивают теплоноситель через полости 4 и 5 теплообмена литейной формы 1 из первого теплообменника 6 во второй теплообменник 7 и обратно, подобно тому, как это происходит при работе устройства в режиме нагрева.

При этом блок 50 управления охлаждением осуществляет подачу охлаждающей жидкости по трубопроводам 79 и 80 в полости

21 подвода охладителя первого 6 и второго 7 теплообменников и далее через трубчатые охладители 23 в полости 22 отвода охладителя, откуда охлаждающая жидкость попадает в слив 39. Охлаждающая жидкость отбирает теплоту у теплоносителя в первом и втором теплообменниках 6 и 7. Проходя через полости 4 и 5 (при прокачке) теплообмена литейной формы 1, теплоносйтель охлаждает последнюю. При понижении температуры литейной формы 1 до нижнего уровня установленного интервала температур блок 48 режима снимает команду на охлаждение, блок 50 управления охлаждением отключает подачу охлаждающей жидкости в первый и второй теплообменники 6 и 7, а блок 51 продувки подает по трубопроводам 79 и 80 сжатый воздух в течение времени, достаточном для удаления остатков охлаждающей жидкости из полостей 18 первого и второго тейлообменников 6 и 7.

Смена литейной формы выполняется следующим образом.

Перекрывают вентили 37 и 38 на первом и втором теплообменниках 6 и 7. При этом объем теплоносителя, находящийся в контурах 11 — 14 теплоносителя и полостях 4 и 5 теплообмена литейной формы 1, оказывается выделенным из общего объема теплоносителя, находящегося в предлагаемом устройстве. Затем открывают вентили 69, 71 и 72, соединяя полости контуров теплоносителя и литейной формы с гидробаком 65 насосной станции 10 и с источником сжатого воздуха. Сжатый воздух выдувает теплоноситель в гидробак 65. После этого перекрывают вентиль 72, производят смену литейной формы, включают насосную станцию 10, заполняют теплоносителем полости 4 и 5 теплообмена литейной формы 1 и контуры 11—

14 теплоносителя, выключают насосную стан цию 10, перекрывают вентили 69 и 70 и открывают вентили 37 и 38 обоих теплообменников 6 и 7. На этом заканчивается подготовка предлагаемого устройства к эксплуатации вновь установленной литейной формы 1.

20 Преимущество устройства для регули- . рования температуры литейной формы состоит в том, что оно позволяет ускорить процесс смены литейной формы за счет уменьщения времени выполнения отдельных операций процесса или исключения их.

При использовании устройства отпадает необходимость охлаждения теплоносителя до 45 С перед сливом из литейной формы, поскольку исключается возможность попадания струи или брызг горячего теплоносизп теля на обслуживающий персонал; сокращается время слива теплоносителя, поскольку он осуществляется принудительно, а не самотеком, заполненйе вновь установленной литейной формы теплоносителем ускоряется, так как выполняется с помощью наЗ5 соса, а не вручную, свободной струей; повторный нагрев теплоносителя до рабочей температуры (после смены литейной формы) заканчивается быстрей, поскольку начинается при более высокой исходной температуре теплоносителя.

1196125

Г2 Puz. Я

1196125 фиг. 4

Составитель В. Этинген

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 7505/10 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4