Система регулирования температуры литейных форм

 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к системам терморегулирования металлических форм и металлических формообразующих элементов. Целью изобретения является упрощение конструкции , сокращение числа теплообменных полостей литейной ,ч, по;зь:; ;с-ние надежности н экономичности регулирования температуры литейной формы и расширение диапазона регулирования. Система регулирования температуры литейных форм содержит источники кого, газообразного и газожидкостного теплоносителей, которые подключены к соответствующим контурам циркуляции , образованным пневмогидроканалами, теплообменными полостями литейных форм, датчики температуры литейных форм и теплоносителя, подключенные к блоку управления исполнительными механизмами подачи жидкого, газообразного, газожидкостного теплоносителей . Контуры циркуляции жидкого , газообразного, газ лидкостного теплоносителег. сое, ;икены между собой теплообменными 1о.1юстя и литейных форм и пневмог;111роканалами посредством промежуточнмх eMKOcreii в систему сообщающихся меклу собой сосудов. 1 3,п. ф-лы, 6 ил. (/) Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3682707/24-24 (22, 27.12,83 (46) 15.12.86. Бюл. !1- 46 (71> Научно-. .- сследовательский институт специальных способов литья (72) 1О. Б. 10рченко, Б. А. Гузанов и Е. A. Гетьман (53) 621.555(088.8, (56) Патент Франции !1 - 1581056, кл. В 22 D 17/00, опублик. 1969.

Авторское свидетельство СССР

11 - 546862, кл. ". 05 D 23/19, 1974. (54) СИСТЕМА 1 ЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к области литейного производства, в частности к системам терморегулирования металлических форм и металлических формо образующих элементов. Целью изобретения является упрощение конструкции, сокращение числа теплообменных полостей литейной Aop пл, по =:. ::",ение

ÄÄSUÄÄ 1277070 А1 (gg 4 С 05 D 23/00, В 22 D 15/00 надежности и экономичности регулирования температуры литейной формы и расширение диапазона регулирования.

Система регулирования температуры литейных форм содержит источники жидкого, газообразного и газожидкостного теплоносителей, которые подключе— ны к соответствующим контурам циркуляции, образованным пневмогидроканалами, теплообменными полостями ли— тейных форм, датчики температуры литейных форм и теплоносителя, подключенные к блоку управления исполнительными механизмами подачи жидкого, газообразного, газожицкостного теп— лоносителей. Koíтуры циркуляции жидкого, газообр l3Hol о, газ жидкостного теплоносителе :. сое;,;:вены между собой теплообменныи по. остями литейных форм и пневмог 1гоканалами посредством промежуточн. х емкостей в систему сообщающихся м"-;ну собой сосудов.

1 з.п. ф-лы, 6 и. — ., 77070 ь быть меньше диаметра отверстия 19, промежуточную емкость 14, которая

10

Изобретение относится к литейному производству, в частности к системам терморегулирования металлических форм и металлических формообразующих элементов.

Целью изобретения является упрощение конструкции и сокращение числа теплообменных полостей литейной формы, повышение надежности и экономичности регулирования температуры литейной формы, расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы регулирования температуры литейных форм, режим жидкостного теплообмена с литейной формой; на фиг. 2 — то же, режим газожидкостного теплообмена с литейной формой; на фиг. 3 — то же, режим газового теплообмена с литейной формой; на фиг. 4 — 6 — расположение сообщающихся сосудов при различных давлениях в них.

Система регулирования температуры литейных форм содержит формообразующие стенки 1 и 2 литейной формы, ис— полнительные механизмы-клапаны Зи 4, пневмогидроканалы 5-7 подачи газообразного теплоносителя, теплообменные полости 8 и 9 литейных форм, в которых происходит замещение либо смешивание теплоносителей, пневмогидроканалы 10 и 11 для отвода жидкого теплоносителя (режим, фиг. 1), газожидкостного теплоносителя (режим 11, фиг. 2) и подвода газообразного теплоносителя (режим 111, фиг, 3) из теплообменных полостей 8 и 9 (или в теплообменные полости), U-образную трубку 12, один конец 13 которой опущен в первую промежуточную емкост

14 с зазором относительно его дна и имеет боковые отверстия, являющиеся пневмогидроканалами 10 и 11 для соединения трубки 12 с теплообменными полостями 8 и 9 в их верхней части, другой конец U-образной трубки 12 соединен с корпусом 15 запорного кла пана, причем в корпусе выполнены отверстия 16 для сообщения с атмосферным воздухом, внутри корпуса размещен поплавок 17 для перекрытия отвер стий 16 при подаче в корпус 15 газообразного теплоносителя, в поплавке выполнено центральное отверстие 18, а в корпусе 15 — отверстие 19, соединенное с пневмогидроканалом 7, при этом диаметр отверстия 18 должен

40 ь

55 служит для выравнивания давлений по уровням 20 и 21 (фиг. 3) соответственно в теплообменных полостях 8и 9 и в конце 13 U-образной трубки 12 при теплообмене литейной формы в режиме III (фиг. 3), при йН2= Н? пневмогидроканал 22 для отвода жидкого теплоносителя из первой промежуточной емкости 14 по пневмогидроканалу 23 во вторую промежуточную емкость 24, в которой размещены датчики 25 и 26 и прибор 27 контроля крайних (верхнего 28 и нижнего 29) положений уровня жидкости в емкости

24 и 30, канал подачи команды от прибора 27 на включение (отключение) насоса 31, пневмогидроканалы 32 и 33 для забора жидкости из емкости 24 и подачи ее в емкость 34, связанную пневмогидроканалом 35 с третьей промежуточной емкостью 36, в которой установлен клапан,пробка) 37, коромысло 38, поплавок 39 регулятора уровня 40 жидкости в емкости 36.

Трубка 41 служит для сообщения емкости 36 с атмосферн -m воздухом (давлением), пневмогицроканалы 42 и 43— для подачи жидкости теплоносителя в промежуточные 44 и 45 теплообменные полости литейной формы, система со— держит корпусы 46 и 47, в которых выполнены теплообменные полости 44 и 8, 45 и 9, перегородки 48 и 49, датчик

50 температуры (термопару) в стенке 1 литейной формы, датчик 51 температуры (термопару) в отливке 52, блок 53 управления в ручном или автоматическом режи "ах (здесь могут быть расположены мини-ЗВМ, носители программ (алгоритмов) управления, потенциометры, приборы обратной связи и др. » каналы управления 54 и 55 клапанами 3 и 4, пневмогидроканалы

56 для подачи газообразного теплоно/ сителя 1 например жатого воздуха из центральной магистрали 57), На фиг.1—

6 приняты следующие обозначения: 20— уровень перегородок 48 и 49; 58 уровень конца 13 для создания гидро— статического столба йНЗ, что в случае его положител:зного значения (фиг. 3 и 4) обестечивает полное вытеснение жидкости из полостей 8 и 9 в полости 44 и 45 по уровню 20 (Н40—

Н20 — Н59-H21) и выход газообразного теплоносителя через жидкость в по—

1277070 лостях 44 и 45, пневмогидроканалы 42 и 43, емкость 36 и трубку 41 в атмосферу, а при отрицательном значении

ЛНЗ (фиг. 5) газообразный теплоно— ситель выходит через конец 13 в пер- 5 вую промежуточную емкость 14 и далее через жидкость в атмосферу через уровень их раздела 59; 60 — уровень жидкости в емкости 34.

Система регулирования температуры литейных форм работает следующим образом.

Регулирование температуры литейной формы осуществляется с помощью обратной связи с блока 53 управления путем перехода с одного режима теплообмена на другой. На фиг. 1 показана работа системы в режиме жидкостного теплообмена формы. Клапаны 3 и 4 закрыты. В системе циркулирует теп- 20 лообменная жидкость. Из емкости 36 жидкость через 42 и 43 поступает в полости 44 и 45, далее через зазоры, образованные перегородками 48 и 49 и стенками корпуса 46 и 47, она по в 25 ступает в теплообменные полости 8 и 9, охлаждая (либо нагревая) стенки металлоформы 1 и 2, Затем жидкость через пневмогидроканалы 10 и 11 поступает в трубку 12 и в ее gp конец 13 (трубка 12 в верхней своей части образует U-образную часть, сообщающуюся посредством отверстий 16 клапана 15 с атмосферным давлением, отвеРстия откРыты)> а из него попадает в емкость 14, затем излишки поступающей жидкости через 22 и 23 сбрасываются в емкость 24. При достижении верхнего уровня жидкости 28 сра— батывает датчик 25, который дает

40 сигнал регистрирующему органу прибора 27, управляющий орган которого включает насос 31. При падении жидкости в емкости 24 до уровня 29 срабатывает датчик 26 и устройство 27 с помощью управляющего органа отключает насос 31. При работе насос 31 по каналу 33 перекачивает жидкость в емкость 34,. а по каналу 35 она по— ступает в емкость 36 ° Таким образом организуется замкнутый автоматизированный цикл теплообмена металлоформы с жидкостью.

На фиг, 2 показана работа системы в режиме газожидкостного теплообмена с литейной формой. Клапан 3 открыт, клапан 4 закрыт. В полостях 8 и 9 циркулирует газожидкостная смесь, которая через каналы 10 и 11 посту— пает в трубки 12 и ее конец 13, распадаясь на газ и жидкость. По труб— ке 12 газ через клапан 15 удаляется в атмосферу, а жидкость по каналам

13, 22 и 23 попадает в емкость 24, где происходит окончательная сепарация жидкости от газа. Этот режим допускает как ручное, так и автоматическое регулирование подачи газа в теплообменные полости литейных форм.

На фиг. 2 также показана работа сис— темы без устройств 24-34, например, при использовании в качестве жидкого теплоносителя воды из цеховой магистрали.

На фиг ° 3 показана работа системы в режиме газового теплообмена литейной формы. Клапан 4 открыт, клапан 3 блокирован. Сжатый газ, поступая из магистрали 57 по пневмогидроканалу 7, поднимает поплавок 17 (при этом отверстия 16 закрываются и связь кор— пуса 15 с атмосферой прекращается), далее через отверстие 18 в поплавке и трубку 12, пневмогидроканалы 10 и 11 поступает в полости 8 и 9 и ко— нец 13 трубки 12 на уровне 21, а в полостях 8 и 9 на уровне 20 устанавливается равенство давлений

=Р ) сжатого газа и гидростати к садк ческого давления столба жидкости

I (аН2+ лН„= ЛН, + Н2 ), та. как поступаюшие порции газа проходят через жидкость, находящуюся в полостях 44 и 45, каналах 42 и 43 и емкости 36, и далее удаляются в атмосферу через трубку 41. Конец 13 трубки 12 опущен ниже уровня 21 на высоту h,НЗ до уровня 58, что не позволяет газу уходить в атмосферу через емкость 14, которая сообщается с атмосферой. Этот случай показан на фиг. 3 и фиг. 4.

Если в конструкции высота аНЗ вы— полнена отрицательной, т.е, уровень

58 расположен выше уровня 21, как показано на фиг. 5, то движущийся газ выходит в атмосферу через жид-кость емкости 14. В э ом случае газ вытесняет жидкость в теплообменных полостях 8 и 9 не полностью, что может быть использовано для организации дифференцируемого охлаждения (нагрева) газом и жидкостью верхних и нижних частей стенок 1 и 2 литейной форж . Такой режим охлаждения можно организовать и без выхода газа в атмосферу (фиг. 6). В этих режимах

1277070 циркуляция жидкости в системе приостанавливается, так как уровень жид— кости 40 в емкости 36 достигает своего верхнего возможного положения, поплавок 39 всплывает и через рычаг

38 пробкой 37 перекрывает поступле— ние жидкости из емкости 34. Емкость

34 рассчитывается таким образом, чтобы она не переполнилась при достиже— нии в емкости 24 уровня жидкости 29, 10 после чего насос 31 автоматически отключается.

Система может быть выполнена таким образом, чтобы между гидростатическим давлением жидкой теплообменной среды на дне теплообменных полостей 8 и 9, 44 и 45 литейно= формы мс

Р на уровне 20, гидростатическим л. Р давлением в емкости 14 с жидкостью

ЗФс

Р„, на уровне 58 конца перевернутой

U-образной трубки 12 и давлением сжаГ того газа в канале 7 Р выполнялось с одно из следующих соотношений: (фиг, 4) (фиг. 5) 25

Р = Р ) Р (фиг, 6) л.<Р y. Tp. с

При чередовании теплообменных сред в системе регулирования температуры литейной формы исключены нагрев теплонесущей среды от дополни— тельных источников тепла и/или охлаждение охладителей в специальных устройствах.

Формула изобретения

1. Система регулирования температуры литейных форм содержащая источники жидкого, газообразного и газожидкостного теплоносителей, подключенные к соответствующим контурам циркуляции, образованным пневмо:.-идроканалами, теплообменными полостями литейных форм, датчики температуры литейных форм и теплоносителя,45 связанные с блоком управления, подключенным к исполнительным механизмам подачи жидкого, газообразного, газожидкостного теплоносителей, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности, экономичности и расширения диапазона регулирования, контуры циркуляции всех теплоносителей соединены между собой теплообменными полостями литейных форм и пневмогидроканалами посредством промежуточных емкостей в систему сообщающихся между собой сосудов.

2. Система регулирования по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит,1-образную трубку, один конец которой размещен в первой промежуточной емкости с зазором относительно ее дна, и снабжена боковыми ответвлениями, выполненными в верхней части U-образной трубки и соединенными с теплообменными полостями литейных форм в их верхней части, другой конец U-образной трубки соединен через запорный клапан с контуром для подачи газообразного теплоносителя, причем запорный клапан выполнен в виде установленного в корпусе с зазором поплавка с выполненным в нем центральным отверстием, а в верхней части корпуса запорного клапана выпогнены отверстия, связанные с атмосферой, первая промежуточная емкость подключена в контур циркуляции жидкого теплоносителя через вторую и третью промежуточные емкости с про— межуточными теплообменными полостями литейных форм, причем гидростатическое давление Рл„ жидкого теплоносителя на дне теплообменных полостей литейных форм и гидростатическое давление Р в сосуде с жидким теплоK-ТР. носителем на уровне конца U-образной трубки, размещенного в сосуде, давлес ние Р газообразного теплоносителя в системе и атмосферное давление

P связаны одним из следующих co—

aòè отношений: рмс. ) РГ «р хс р < >p л Р C :iP с

Р кс Рхс . р Г pr . р л Р м ГР с

}277070

Подача (магас

8ооопр

1277070

Редактор Э. Слиган Техред В.Кадар

Корректор С. Шекмар

Заказ 6666/41 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4