Способ горячего литья керамических изделий из шликера и устройство для его осуществления

 

Использование: при формовании фасонных изделий из керамических материалов литьем из шликера под давлением. Сущность изобретения: в способе горячего литья керамических изделий из шликера величину избыточного давления на зеркало шликера сохраняют постоянной в течение перемещения порциями всего объема шликера в баке. Поддержание необходимого избыточного давления на зеркало шликера постоянной величины осуществляют путем заполнения объема вытесненной порции шликера соответствующим количеством сжатого воздуха. Температуру шликера сохраняют постоянной в баке и питающей трубе. Обогреваемая емкость шликерного бака снабжена клапаном, установленным на дне емкости под питающей трубой и перекрывающим полностью входное отверстие трубы. Нагревательная система и трубопровод соединены непосредственно друг с другом. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологическим процессам и может быть использовано для формования фасонных изделий из керамических материалов литьем из шликера под давлением.

Известен способ горячего литья керамических изделий из шликера, при котором шликер подогревают и постоянно подают для формования изделия, прилагая к зеркалу шликера избыточное давление одновременно с перемещением шликера к зоне формования изделия.

Известный способ литья керамических изделий предназначен в основном для непрерывной подачи шликера в зону формования изделия до перемещения любого количества шликера в пределах объема бака.

Недостатком такого способа является то, что для прекращения подачи шликера в зону формования изделия необходимо прекратить подачу воздуха в бак и снять избыточное давление с зеркала шликера в баке. По мере заполнения полости бака холодным воздухом требуется более интенсивный подогрев шликера для компенсации потери тепла и обеспечения качественного литья.

Известен способ горячего литья керамических изделий из шликера, при котором шликер подогревают и периодически подают в форму, прилагая к зеркалу шликера избыточное давление одновременно с перемещением порции шликера в форму ( Беликов О.А. Каширцев Л.П. Приводы литейных машин. М. Машиностроение, 1971, с.200-201).

Известный способ литья керамических изделий из шликера предназначен для периодической подачи шликера в сменные формы. После заполнения формы шликером и его охлаждения в форме давление в баке уменьшают до атмосферного и форму удаляют. После установки новой формы цикл повторяют, но при каждом следующем цикле объем шликера в баке уменьшается, а объем нагнетаемого холодного воздуха в бак увеличивается, что приводит к повышенным скоростям движения воздуха в трубопроводе и засорению шликера металлическими включениями.

Такой способ требует повышенного расхода энергии для поддержания необходимой температуры шликера. Кроме того, давление до заданного значения с каждым новым циклом нарастает более медленно. При повторяющемся сбрасывании давления расход сжатого воздуха возрастает, а качество отливки ухудшается.

Известен шликерный бак, для горячего литья керамических изделий, содержащий обогреваемую емкость для шликера, внутри которого расположена питающая труба, а также нагнетательную систему, соединенную трубопроводом с верхней частью емкости. Конструкция такого шликерного бака обеспечивает непрерывную подачу шликера под давлением сжатого воздуха по питающей трубе в зону формования изделия. В баке не предусмотрена периодическая подача шликера для формования изделия. Увеличивающийся объем холодного воздуха над шликером и вокруг питающей трубы охлаждает шликер, на подогрев которого расходуется больше энергии, и снижается качество литья.

Известен шликерный бак для горячего литья керамических изделий, содержащий обогреваемую емкость для шликера, внутри которого расположена питающая труба, а также нагнетательную систему, соединенную трубопроводом с верхней частью емкости. В таком шликерном баке между нагнетательной системой и трубопроводом установлен распределитель, соединяющий полость бака с атмосферой для сброса давления внутри бака после каждого заполнения формы шликером. Для осуществления следующего цикла подачи шликера в форму нагнетают повторно воздух в емкость над шликером в большем объеме, чем в предыдущем цикле. Нагнетание в каждом цикле в емкость холодного воздуха охлаждает шликер в емкости и в питающей трубе, что требует большего расхода энергии для осуществления качественного литья.

Сущность изобретения выражается следующей совокупностью признаков и заключается в том, что в способе горячего литья керамических изделий из шликера, при котором шликер подогревают и подают в форму, прилагая к зеркалу шликера избыточное давление, одновременно с перемещением порции шликера в форму, избыточное давление на зеркало шликера после его перемещения сохраняют и при снятой форме.

Объем разовой подачи сжатого воздуха в бак для поддержания постоянного необходимого избыточного давления на зеркало шликера соответствует объему перемещенной порции шликера. Температуру шликера сохраняют постоянной как в баке, так и в питающей трубе за счет подачи воздуха подогретым до температуры шликера в баке. Шликерный бак для осуществления способа содержит обогреваемую емкость для шликера, внутри которого расположена питающая труба, а также нагнетательную систему, соединенную трубопроводом с верхней частью емкости, которая снабжена клапаном, установленным на дне емкости под питающей трубой и перекрывающей полностью входное отверстие трубы. Нагнетающая система и трубопровод соединены непосредственно друг с другом. Шликерный бак снабжен змеевиком, расположенным в обогревателе емкости и подключенным между трубопроводом и емкостью.

Указанная совокупность существенных признаков необходима и достаточна для обеспечения: экономии энергии, расходуемой на подогрев шликера, т.к. воздух подается в бак малыми порциями, соответствующими объему перемещенного шликера в форму, повышения производительности, т.к. при смене форм не требуется сбрасывания избыточного давления до атмосферного и повторного его повышения до требуемого, улучшения качества литья, т.к. шликер имеет постоянную температуру как в баке, так и в питающей трубе, а нагнетаемый воздух подогрет, подается малыми порциями и перемещается по трубопроводу с малой скоростью, что исключает засорение шликера.

Изобретение обеспечивает создание способа горячего литья керамических изделий и устройства для его осуществления, решающих задачу сохранения реологических свойств шликера в процессе его подачи в форму.

Изобретение соответствует критерию "новизна", т.к. в процессе анализа техники не были обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения.

Способ горячего литья керамических изделий отличается от прототипа тем, что обычно давление на зеркало шликера после его перемещения сохраняют и при снятой форме.

Частным выполнением изобретения в части способа является то, что объем разовой подачи сжатого воздуха в бак для поддержания постоянного необходимого избыточного давления на зеркало шликера соответствует объему перемещенной порции шликера. Температуру шликера сохраняют постоянной как в баке, так и в питающей трубе за счет подачи воздуха, подогретым до температуры шликера в баке.

Заявленный шликерный бак для осуществления способа отличается от прототипа тем, что емкость снабжена клапаном, установленным на дне емкости под питающей трубой и перекрывающим полностью входное отверстие трубы, а нагнетающая система и трубопровод соединены непосредственно друг с другом.

Частным выполнением изобретения в части устройства является то, что шликерный бак снабжен змеевиком, расположенным в обогревателе емкости и подключенным между трубопроводом и емкостью.

Заявленные способ и устройство позволяют заполнить форму шликером и удалить ее с питающей трубы без снятия избыточного давления на зеркало шликера в баке, постоянно сохраняя реологические свойства шликера в процессе его подачи в форму.

Таким образом, поставленная задача решена в заявленном предложении и не была известна в ранних объектах техники.

Hа фиг. 1 показан шликерный бак для литья керамичеcких изделий, разрез.

Шликерный бак для горячего литья керамических изделий состоит из масляного обогревателя 1, погруженной в него герметичной емкости 2, внутри которой расположена питающая труба 3. На дне 4 емкости 2 смонтирован клапан 5, закрывающий входное отверстие 6 трубы 3. На противоположном торце 7 трубы закреплена установочная площадка 8. В верхней части емкости 2 находится отверстие 9 для подачи сжатого воздуха. Нагнетающая система 10 постоянно и непосредственно без распределителя соединена через трубопровод 11 и змеевик 12 с верхней частью емкости 2. Змеевик 12 размещен вокруг емкости 2 в полости 13 обогревателя 1. В емкость 2 заливают шликер, а форму 14 устанавливают на площадку 8 на открытый торец 7 питающей трубы 3.

Шликерный бак работает следующим образом.

Заполняют емкость внутри емкости 2 над шликером сжатым воздухом, создавая избыточное давление. Устанавливают форму 14 на питающую трубу 3 и открывают клапан 5. Порция шликера из емкости 2 по питающей трубе 3 под действием избыточного давления на зеркало шликера перемещается в форму 14. После заполнения формы шликером клапан 5 закрывает входное отверстие 6 питающей трубы 3, прекращая подачу шликера. После охлаждения шликера в форме ее снимают и устанавливают на ее место новую форму. Давление на зеркало шликера поддерживают постоянным за счет непрерывной подачи воздуха в шликерный бак в необходимом количестве.

Способ горячего литья керамических изделий из шликера заключается в том, что шликер постоянно подогревают и подают в форму порциями за счет приложения к зеркалу шликера постоянного избыточного давления.

По мере заполнения формы и опускания зеркала шликера поступает новая порция сжатого воздуха, соответствующая объему порции шликера, перемещаемого в форму. При снятии формы воздух из емкости 2 не спускают, а давление остается постоянным, соответствующим давлению в нагнетательной системе. При каждом цикле перемещения шликера объем сжатого воздуха над шликером увеличивается на одну и ту же величину, равную объему шликера в форме. Поэтому дополнительный объем воздуха, поступающий в емкость небольшой и не влияет на температурный режим шликера в емкости 2 и в питающей трубе 3, так как он может быстро нагреться, если даже воздух не подогрет. Для стабилизации температурного режима воздух подогревают в змеевике 12 до температуры шликера. При этом вообще отсутствует колебание температуры шликера, а заполнение формы всегда происходит за один и тот же промежуток времени.

Формула изобретения

1. Способ горячего литья керамических изделий из шликера, при котором шликер подогревают, прикладывают к зеркалу шликера избыточное давление, одновременно перемещая порцию шликера в форму, после заполнения которой прекращают подачу шликера из емкости в форму, отличающийся тем, что величину избыточного давления на зеркало шликера сохраняют постоянной в течение перемещения порциями всего объема шликера в баке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поддержание необходимого избыточного давления на зеркало шликера постоянной величины осуществляют путем заполнения объема вытесненной порции шликера соответствующим количеством сжатого воздуха.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру шликера сохраняют постоянной в баке и питающей трубе путем подачи воздуха, подогретым до температуры шликера в баке.

4. Шликерный бак для горячего литья керамических изделий, содержащий обогреваемую емкость для шликера, внутри которого расположена питающая труба, а также нагнетательную систему, соединенную трубопроводом с верхней частью емкости, отличающийся тем, что емкость снабжена клапаном, установленным на дне емкости под питающей трубой и перекрывающим полностью входное отверстие трубы, а нагнетательная система и трубопровод соединены непосредственно друг с другом.

5. Бак по п. 4, отличающийся тем, что нагнетательная система снабжена змеевиком, расположенным в обогревателе емкости для шликера и подключенным между трубопроводом и емкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1