Устройство для регулирования температуры литейной формы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1

П11 4 В 22 D 17/32

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3842164/22-02 (22) 09.01.85 (46) 23.08.86. Бюл. М 31 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (72) А.А.Крейцер и A.Á.Ðåìíåâ (53) 62 1. 746.043(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 69124, кл. В 22 D 15/00.

Авторское свидетельство СССР

У 1030094, кл . В 22 D 17/32, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, содержащее датчик температуры литейной формы, соединенный с входом блока режима, первый выход которого соединен с входами блока продувки, блока управления охлаждением и первым входом блока реверсивной подачи теплоносителя, второй выход блока режима соединен с вторым входом блока реверсивной подачи теплоносителя и входом блока управления нагревом, выходы которого соединены с нагревателями двух теплообменников, первьп» выход блока продувки н первый вьжод блока управления охлаждением трубопроводами соединены с первым теплообменником, второй выход блока продувки и второй выход блока управления охлаждением трубопроводами соединены с вторым теплообменником, первый и второй выходы блока реверсивной подачи теплоносителя соединены трубопроводами соответственно с первым и вторым нагнетателями, первь»»» и второй нагнетатели соед»»»»е»»ы трубопроводами соот" етственно с первым и вторым теплообменником, теплообменники соединены между собой трубопроводами через полость теплообмена литейной формы, отличающееся тем, что, с целью увеличения коэффициента использования устройства, оно дополнительно содержит два конечных выключателя с нормально открытыми и нормально закрытыми контактами, насосную станцию с пускателем, два вентиля с электромагнитами, конечные выключатели, блок автоматического поддержания заданного «о объема теплоносителя, причем насосная станция соединена двумя выходами через вентили с трубопроводами, сое- С диняющими первый теплообменник с полостью литейной формы, третий и чет- ф вертьп» выходы блока реверсивной подачи теплоносителя соединены соответМиб ствен»о с первым и вторым входами Ю блока автоматического поддержания Ql заданного объема теплоносителя, пер- (Я вь»»» и второй выходы которого соеди- Q иены с электромагнитами вентилей, а ф ) первый выход соединен также с пускателем насосной станции, один иэ нагнетателей содержит тягу с упорами, 1соед»»не»»ную с поршнем и выполненную с возможностью взаимодействия с конечными выключателями.

1252031!!зобретение относится к литейному производству, а именно к устройстнам дпя термостатирования металлических питейных форм it может найти применение при литье под давлением, в кокипъ, нод низким давлением и в" том числе н гибких автоматизированных производствах.

Целью изобретения является увеличение коэффициента использования !

О устройства.

На фиг.1 схематически изображено устройство дпя регулиронания температуры литейной формы; на фиг.2 теплообиенник устройства; на фиг.3 !

5 нагнетатепь устройства; на фиг.4 насосная станция устройства; на фиг.5 — блок реверсивной подачи теплоносителя устройства; на фиг.G блок автоматического поддержания эа20 данного объема теплоносителя устройочна.

Устройство содержит литейную фориу 1 (фиг.1) состоящую из полуформ

Э

2 и 3, н которых выполнены полости тецпoобиена, дна теплообиенннка 6 и

7, дна нагнетателя 8 и 9, насосную станцию 10, систему управления »а-.— реном it охлаждением, а также блок 11 автоматического поддержания заданного объема теплоносителя.

Нагнетатепн 8 и 9 соединены с тенпообиенникалп 6 и 7 трубопроводаии 12 и !3. Теплообиенники 6 и 7 соединены между собой через полости 35

4 и 5 теплообмена литейкой формы 1 прп помощи трубопроводов 14-17. Полости 4 и 5 теплообиена питейной формы 1, полости теплообиенников 6 и 7, полости 8 и 9 нагнетателей, а 4О также каналы трубопроводон 12-17 заполнены теплоносителем и образуют замкнутый контур теплоносителя. Нагнетатепи 8 и 9 поочередно прокачивают теплоноситель н укаэанном кон- 4> туре н противоположных направлениях.

Тенпообменники 6 и 7 конструктивно выполнены одинаково. Например, тенпообменник 6 (фиг.2) содержит разделенные перегородкой 18 полости 50 охпадителя 19 и теплоносителя 20.

Полость охладителя !9, в свою очередь, разделена перегородкой 21 на полость подвода охладителя 22 и полость отвода охладителя 23, сообщен- 55 нь<о между собой посредством трубча-. тых охладитепей 24. В крышке 25 теп-!

tocбиенника эакреплены нагреватели

26. В зоне подвода теплоносителя 27 и зоне отвода теплоносителя 28 установлены рассекатели потока 29 и 30.

Корпус 31 снабжен теппоиз< пяционныи покрытием 32, имеет отвод 33 для подключения к нагнетатепям 8 ипи 9 и отводы 34 и 35, снабженные дросселяии 36 и 37 (фиг.1) и вентилями 38 и 39, к которым подключены трубопроводы 14-17. Полость отвода охладитепя 23 (фиг.2, соединена со сливом 40 (фиг.1).

Каждый нагнетатель, например нагнетатель 9 (фиг.3) выполнен н виде цилиндра 4 1, который снабжен поршнем

42, отделяющим силовую полость 43 оч полости теплоносителя 44. Управляющий вход 45 и выход 46 нагнетателя выполнены соответственно н силовой полости 43 и полости теплоносителя

44. Наружная поверхность цилиндра 4 1 снабжена теппоизоляционным покрытием 47.

Один из двух нагнетателей, например нэгнетател(9 снабжен верхним и ьн KHttM конечными выключателями 49 и

48, содержащими нормально открытые и нормально закрытые контакты С поршнем 42 снязана тяг» 50, снабженная упорами 51 и 52, переключающил<и верхний и нижний конечные выключатели 48 и 49 н крайних положениях поршня 42.

Насосная станция 10 (фиг. 1) служит дпя заполнения те гпоноситепеи (носпе сиены литейной фсриы 1) полос- тей теплообмена 4 и 5 питейной формы

1 и каналов трубопроводон 14- 17, на участках от вентилей 38 и 39 до пблуформ 2 и 3, а также для слива теплоносителя (перед демонтажеи литейной формы 1) иэ указанных полостей и каналов. Насосная станция 10 предлагаемого устройства служит также для < обеспечения автоматического поддержания заданного объема теплоносителя н замкнутом контуре теплоносителя.

Насосная станция 10 (фиг.4) содержит насос 53, электродвигатель с пускателем 54, предохранительный клапан

55, гидробак 56 и манометр 57. На входе и выходе насосной станции 10 установлены нентили с электромагнитами 58 и 59 (фиг.1), которые соединены трубопроводами 60 и 61 соответственно с трубопроводами 14 и 16.

При этом трубопроводы 15 и 17 соеди3 1252 иены ме,кду собс и посредством вентиля

62, а трубопровод 16 подключен посредством вентиля 63 к трубопроводу

64, соединенному с источником сжатога воздуха. Вентили 38, 39, 62 .и 63 могут быть с ручным либо электрическим управлением, поскольку используются в случаях смены литейной формы, производимой в наладочном режиме.

Система управления нагревом и ох- !О лаждением объединяет датчик 65 температуры (фиг.1), блок 66 режима, блок

67 управления нагревом, блок 68 управления охлаждением, блок 69 продувки и блок 70 реверсивной подачи теп- !5 лоносителя

Блок 66 режима выбирает по температуре литейной формы 1 режим работы предлагаемого устройстра: нагрев, выключено или охлаждение. Вход блока 20

66 режима соединен с датчиком 66 температуры литейной формы 1, выход — с блоком 67 управления нагревом, блоком 70 реверсивной подачи теплоносителя, блоками 68 и 69 уп- 25 равления охлаждением и продувки.

Блок 67 управления нагревом служит для включения или отключения нагревателей 26 теплообменников 6 и

7 по команде блока 66 режима, а так- 3р же для отключения нагревателей ?6 при аварийном перегреве теплоносителя.

Блок 68 управления охлаждением и блок 69 продувки соединены параллельно и подключены к полостям подвода охладителя 22 теплообменников

6 и, 7. Эти блоки работают поочередно, обеспечивая подачу соответственно охлаждающей жидкости или сжатого 40 воздуха в полости подвода охладителя 22 теплообменников 6 и 7.

Блок 70 реверсивной подачи теплоносителя служит для обеспе .ения в . режимах нагрева или охлаждения по- 45 очередной подачи сжатого воздуха в полости нагнетателей 8 н 9, вытесняющих теплоноситель в теплообменники

6 и 7. Указанный блок содержит элементы ИЛИ 71 и 72 (фиг.5), нормально gp открытые контакты 73 и 74 конечных выключателей 48 и 49 нагнетателя 9, ключи 75-77, формирователь 78 импульсов, триггер 79 со счетным Входом и распределитель 80 с электро- 5у магнитами 8 1 и 82. При этом входы элемента ИЛИ 71 подключены линиями

83 и 84 к блоку 66 режима, выходы

03! 4 распределителя 80 cneaIIIIeI

Sи 9.

В блок реверсивной подачи теплоносителя включены нормально от »п»Ie контакты 73 и 64 конечных выключателей 48 и 49. Указанные контакты являются составными частями конечных

BIIKJIIo÷àòåëåé 48 и 49 (фиг.! и 3), поэтому подключения их к конечньпч выключателям условно. Па фиг.! эти подключения показаны пунктирными линиями 87 и 88.

Блок 11 автоматического поддержаHIIII заданного объема теплоносителя (фиг.1 и 6) содержит два элемента

89 и 90 задержки и два нормально закрыт»сс контакта 91 и 92 верхнего и нижнего конечных выключателей 48 и 49. При этом входы элементов 89 и

90 задержки подключены линиями 93 и

94 к выходам триггера 79 со счетным входом блока 70 реверсивной подачи теплоносителя, а выходы нормально закрытых контактов 91 и 92 подключены соответственно линией 95 к пускателю насосной станции 10 и к электромагниту вентиля 59 и линией 96 к электромагниту вентиля 58. Подключения (условные) нормально закрытых контактов 91 и 92 к верхнему и нижнему конечным выключателям 48 и 49 показаны пунктирными линиями 97 и 98.

Устройство работает следующим образом..

В исходном состоянии устройства поршень 42 (фиг.1) в нагнетателе 8 находится в верхнем положении, в нагнетателе 9 — в нижнем, нагрев и охлаждение отключены, насосная станция

10 отключена, вентили 38 и 39 теплообменников 6 и 7 открыты, вентили

62 и 63 и вентили с электромагнитами

58 и 59 закрыты. Па входах элемента

ИЛИ 71 (фиг.5) блока 70 реверсивной подачи теплоносителя сигналы отсутствуют, ключи 76 и 77 выключены, оба выхода распределителя 80 отсечены, т.е. перекачка теплоносителя через полости 4 и 5 теплообмена (фиг.1) литейной формы 1 не производится.

По сигналу датчика 65 температуры, установленного в литейной форме 1, устройство обеспечивает один иэ трех режимов: нагрев, вьключено или ох лаждение.

При температуре литейной формы 1 ниже установленного интервала темпе12520

5 ратур блок 66 режима дает команду

ttë It lI реп по лишш 99 и блок 67 ylr равпения нагревом включает нагреватель 26 (фиг.2) тенлообменников 6 и

7, повышающих тем»ературу теплоно< »тe!я. Орновременно команда блока

66 режима поступает.по лиш(и 83 на

1<ход лемента ИЛИ 71 (фиг.5) блока

70 реверсивной подачи теплоносителя.

В результате открывается ключ 75 и на 1О

,орм»рователь 78 импульсов поступает с»гнал, который преобразуется в 1мпульс, переключающий триггер 79 со

c»eтным входом. Выходы триггера 79 со счетным входом переключают соот-, 15 ветстненно ключи 76 и 77 и включают з11ементы 89 и 90 задержки (фиг.б) б.<ока 11 автоматического поддержания зала»ного объема теплоносителя. При этом включается электромагнит 8 1 20 ра< »ределителя 80 и сжатый воздух

»<1ступае1 от источника сжатого воздуха »о трубо»роводу 100 через рас»ределитель 80 в трубопровод 85 и заtert к у р входу нагнетателя (ф»г.1). Одновременно управляющий

I!ход нагнетателя 9 через трубо»ровод

86 сообщается с атмосферой.

Ilns<, действием сжатого воздуха

»оршснь 42 нагнетателя 8 движется 30

DItIt3 вытесняет те»поноситель II3 IIQ лост» теплоносителя 44 нагнетателя 8 в тctttloo()t tettlltlK 6 и далее llo 1 рубо»роводам 14 и 16 — в полости теплообмена 4 и 5 литейной Формы 1 . При 35 этом те»ловос»тель перетекает из полостей те»лообмена 4 и 5 литейной формы 1 и теплообменник 7 и иэ последнего — II нагнетатель 9, перемещая его поршень в верхнее положение. 40

При движешги поршня 42 нагнетателя 9 верхшгй и нижний конечные выключатели 48 и 49 освобождены. Как следствие, на элементе ИЛИ 72 (фиг.5) блока 70 реверсивной подачи теплоно- 45 сителл нет сигналов, нет сигнала и на входе формирователя 78 импульсов.

При достижении поршнем 42 крайнего верхнего положения нажимается верхний конечный выключатель 48 и его 50 нормально открытый контакт 73 дает сигнал на вход элемента ИЛИ 72. При

I;asItt предла—

I аемого устройства .

В случае, если в замкнутом контуре теплоносителя объем те»лонос»теля недостаточен, поршш1 42 (фиг.!) в нагнетателях 8 и 9 не достигают крайних верхних положе»1»й. При этом верхний коне <ный выключатель 48 не нажимается. В результате срабатыг<ает элемент 89 з-здержки (фиг,6), время которого больше рабочего времени одного такта перекачки теплоносителя и через нормально закрытый контакт 91 верхнего конечного выключателя 48 включаются на линии 95 (<11»г. 1) пус- катель насосной станции 10 и элек— тромагнит вентиля с электромагнитом

59. При этом те»доноситель нагнетается »acoc«oi станцией 10 (Ф»г.4) из гидробака 56 через открытый вентиль с электромагнитом 59 (фиг.1) Ilo трубопроводу 61 в замкнутый контур теплоносителя. Hopt!Ieltl»2 разделителя подшьмается до урон1и, »ри котором нажимается верхш1й конечный выключатель 48, нормально закрыт< lit контакт

91 которого отключает пускатель насосной станции 10 и закрывает вентиль с электромагнитом 59. Иа этом заканчивается процесс пополнения теплоносителем замкнутого контура теплоносителя.

1.сли в замкнутом контуре теплоносителя оказался избыточный объем теплоносителя, то при движении поршня 42 (<1!111 1) нагнетателя 9 вниз нижний конечный выкл1очатель 49 не выжимается, срабатывает элемент 90 задержки (фиг.б) и через нормально

3 lêðûòûé контакт 92 н»жнего конечного выключателя 49 включается по лин»и 96 электромагнит вентиля с электромагнитом 58, открывая последний для слива теплоносителя IIO трубопроводу 60 из замкнутого контура теплоносителя в гидробак 56 (фиг.4) насосной станции 10. Поршень 42 (фиг.1) нагнетателя 9 вытесняет излишки теплоносителя в гидробак 56 и в конце хода нажимает нижний конечный выключатель 49, нормально закрытый контакт 92 (Фиг.б) которого отключает электро tarttttx вентиля с электромагнитом 58. Слив теплоносителя дрекращается.

Перемещение теплоносителя в полостях 4 и 5 теплообмена (фиг.1) ли1 2 20 3! тейной фс рмы 1 и в дн;х направлениях путем поочередной подачи сжатогo (103духа в на гt(e Ta TeJIII 8 It 9 ItpoJ(oJI)t;ae Tcft до тех иор, пока температура литейной формы 1 «te JJoc It(I IteT нижне(о 5 урс.вня установленного интервала температур. IIOCJiå этого блок 66 режима снимает каманду на нагрев и б)(ок 67 управления нагревом отключает нагреí 1тели 26 теилoобменни ;îâ 6 Ii 7. Блок 10

10 реверсивной подачи теплоносителя отключает подачу сжатого воздуха в нагнетатели 8 и 9, прекращается принудительное перемещение теплоносителя через полости теплообмеиа 4 и 5 15 литейной формы 1.

Если в процессе получеш!я отливок температура литейной формы 1 достигнет верхнего уровня у становлеш(ого интервала температур, то блок 66 ре- 20 жима по сигналу датчика 65 температуры включает по линии 84 блоки 70 и

68 реверсивной подачи теплоносителя и управления охлаждением. Блок 70 реверсивной подачи теплоносителя осуществляет ноочередную подачу сжатого (!оэдуха ио трубопроводам 85 и 86 в нагнетатели 8 и 9, которые прокачивают теплоноситель через полости 4 и

5 теплообмена литейной формы 1 из 30 теплообменника 6 в теплообменш!к 7 и обратно, подобно тому, как это проис. — . ходит при работе предлагаемого устройства в реж((ме нагрева. При этом блок 68 управления осуществляет пода-З5 чу охлаждающ(й жидкости по трубопроводам 101 и 102 в полости подвода охладителя 22 теплообменников 6 и 7 и далее через трубчатые охладители

24 в полости отвода охладителя 23, 40 откуда охлаждающая жидкость попадает в слив 40. Охлаждающая жидкость отбирает теплоту у теплоносителя в теплообменниках 6 и 7. Проходя при прокачке через полости теплообмена 4 и 5 45 литейной формы 1, охлажденнь(й теплоноситель понижает температуру литейной формы 1.

При понижении температуры литей1(ой формы 1 до нижнего уровня уста- 50 новленного интервала температур блок 66 режима снимает команду на охлаждение, блок 68 управления охлаждением отключает подачу охлаждающей ж((дкости в теплообменники 6 и 7, 55 блок 69 продувки подает по трубопроа 101 11 10? Сжатый н(э)(х !) т(— 1(!1(1ñ нрсмс н!! дРстаT() (нР(Р . (ч 1

) (Р 1(!(я Г) с татк Р B Рх (лж;1 ан)щс 11 ж! Iлл, Р(11! (э ноltoc Teil Рхла и(теля 19 теitJ.o< (—

МСН Ш(КОН .

ГмLBB литейш!х фoðì н наладочн м рс жиме производится н счеду()(!!е(! ис сПЕДОВате (ЬН(ЭС Tll.

Для уменьшения объема с((и наел!огР

TpIIJ1ottocIIT перед (ел!онтажсм литейной формы 1 перекрывают !tet(TI(J(tf

38 и 39 (фиг. 1) на теплообмс нинках

6 и 7. При этом объем теплонссителя, нахсцящийся в полостях теплообмена

4 и 5 литейной формы 1 и каналах трубопроводов 14-17, оказывается ныделеншлм иэ общего объема эамкнутогo контура теплоносителя. Затем открывают вен си)11, с электромагнитом 58 и вен lfJ(lt 62 и 63, соединяя полости теплообмсна 4 и 5 и полс сти указанных трубс проводов с гидроба ком 56 насосной c TQltltlllf 10 и с Itc TOM!It(i(oH сжатого воздуха ио трубопроводу 64.

После этого перекрывают Bait Tt(JII 63 отсекая подачу сжатого воздуха, Вроиэводят смену литейной формы 1, открываю; вентиль с электромагнитом 59

It в!;л10((а(10т i 1 à С ОС ну(0 С та i(It! (f0 1 0 j(JI JI эаи(лне!н(я 11oJlocT(f теилообмеиа 4 11 5

:и(тейной формы 1 If каналов трубопроводов 17(17 теплоносителем. Затеи вкл(очснот насосную станцшо 10 закрывают вент(ьни с электромагнитом 59

58, а также вентиль 62 lt открывают вентили 38 и 39 теплообме((ников 6 и

Устройство готово к эксплуатацш(.

Про(и!ущество устройства для регулирова(шя температуры литейной формы состсит н том, что оно позволяет поддерживать постоянный объем теплоносителя в устройстве. Вс)сиолнение недостающего объема теплоносителя It)iil час T(l÷íûé слив его при иэ быточном объеме производится в автоматическом режиме, без участия обслужива!0!цего персонала. При этол! сокращается продолжител ьность выполняемых операц(ш, увеличивается коэффи iteIIT испольэоваши(устройства, улучша(0тся условия тp) да .

Зкономия рабочего времени от выполнения каждой дозаправки устройства теплоносителем в автоматическо!1 рсжил(е составляет О, 3-0,5 (l.

1252031

1252031

12S2031

М1

Г

Филд анИИПИ Заказ 4564/ 11

Тирах 757 Подписное

Произв.-полигр. пр- тие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4