Инжектор для нагрева и подачи модельного состава в литьевую форму

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для нагрева и подачи в пресс-форму модельного состава и предназначено для выплавляемых моделей ювелирных и подобных изделий. Цель изобретения - разработка конструкции инжектора, обеспечивающего быстрые нагрев и охлаждение модельного состава при минимальных энергетических затратах. Сущность изобретения: нагреватель выполнен в виде многовитковой трубчатой спирали, расположенной в емкости инжектора. Спираль изготовлена из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением (например из нержавеющей стали), связана с источником тока и установлена с возможностью подачи в трубку-спираль охлаждающей среды, например газа или жидкости. Инжектор включает бак 1 с герметизируемой крышкой 2, средством нагрева (трубчатой спиралью), средством контроля температуры 4 и средством подачи 5 состава в форму. 1 ил.

Изобретение относится к технологии литейного производства, конкретно к устройствам для нагрева и подачи модельного состава (воска) в литьевую форму для изготовления выплавляемых моделей ювелирных и подобных им изделий.

Инжекторы, используемые для указанной цели, например, в ювелирном производстве, представляют собой герметизированные емкости со средствами нагрева, контроля температуры и подачи расплавленного модельного состава в полость формы, например, эластичной.

Известен инжектор для нагрева и подачи модельного состава, представляющий собой бак с герметизируемой крышкой и средствами нагрева, контроля температуры и подачи модельного состава в полость эластичной формы, у которого средство нагрева выполнено в виде спирали сопротивления, связанной с источником тока и расположенной под днищем бака [1] Подобная конструкция не обеспечивает равномерного нагрева состава.

Наиболее близок к заявляемому инжектор для нагрева и подачи модельного состава, также содержащий герметизируемую емкость со средствами нагрева, контроля температуры и подачи модельного состава в полость эластичной формы, у которого средство нагрева, связанное с источником тока, представляет собой изолированную спираль сопротивления переменной плотности, вынесенную на внешнюю поверхность емкости и распределенную по всей ее высоте [2] Распределение тепла в рабочем объеме емкости в данном случае происходит более эффективно и рационально, чем при расположении нагревателя под днищем бака. Однако, данная конструкция инжектора имеет ряд существенным недостатков, снижающих эффективность ее использования.

В процессе получения восковых моделей постоянно необходимо переходить от моделей изделий одного типа к моделям других типов. При этом конструкция моделей могут резко отличаться от ажурных и тонких до массивных, с большими перепадами толщин и резкими местными изменениями рельефа поверхности. Для того, чтобы решить или облегчить проблему брака по усадке и утяжинам, температуру нагрева при переходе с одного на другие типы изделий нужно постоянно менять в ту или иную сторону. В связи с крайне низкой теплопроводностью литейных восков, нагрев и охлаждение их происходит медленно, снижая производительность процесса. При нагреве состава велики энергетические затраты. Принудительный нагрев может при определенных затратах электроэнергии ускорить переход с низкой температуры на более высокую, но переход с высокой температуры на более низкую при данной конструкции возможен только естественным пассивным путем. Расплавление застывшего воска до рабочей температуры также происходит крайне медленно. Кроме того, нагрев медленно идет от стенки емкости к центру таким образом, в плоскости каждого горизонтального сечения состава почти все время существует высокий градиент температуры по радиусу сечения, т.е. неравномерность нагрева и остывания.

Целью изобретения послужила разработка конструкции инжектора для нагрева и подачи модельного состава в литьевую форму, обеспечивающего высокую производительность процесса при минимизации энергозатрат за счет быстрого нагрева и охлаждения состава.

Поставленная цель достигается за счет того, что в инжекторе для нагрева и подачи модельного состава в литьевую форму, содержащем герметизируемую емкость со средствами нагрева состава, контроля его температуры и подачи в литьевую форму, средство нагрева модельного состава выполнено в виде многовитковой трубчатой спирали из материала с высоким удельным сопротивлением, расположено внутри емкости и соединено с источником тока и с источником охлаждающей среды, например, газа или жидкости.

Подобная конструкция обеспечивает не только быстрый принудительный нагрев, но и быстрое принудительное охлаждение рабочей среды (модельного состава) при минимальных энергозатратах. При этом, один и тот же конструктивный элемент многовитковая трубчатая спираль из материала с высоким удельным сопротивлением (например, из нержавеющей стали) обеспечивает и нагрев, и охлаждение состава.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен частичный фронтальный разрез инжектора в рабочем положении, состоящего из бака 1 с герметизируемой крышкой 2, средством нагрева 3, выполненного в виде многовитковой трубчатой спирали, изготовленной из нержавеющей стали, средством контроля температуры 4 (изображено схематично) и средством подачи состава 5 в форму, выполненным в виде сопла (коммуникации и форма на чертеже не обозначены). В емкости бака 1 находится расплав модельного состава, включающий жидкую и твердую фазы.

Заявляемый инжектор для нагрева и подачи модельного состава в литьевую форму работает следующим образом.

В бак 1 загружают расплав и куски модельного воска. Закрывают и герметизируют крышку 2. Средство контроля температуры 4 установлено в области, примыкающей к средству подачи 5 (соплу). Трубчатый нагреватель 3 подключают к источнику тока (на чертеже не обозначен) и доводят расплав до необходимой температуры, после чего подают его в форму, постоянно контролируя температуру. В случае необходимости понизить температуру расплава, на время отключают источник тока и через входное отверстие нагревателя-охладителя многовитковой трубчатой спирали 3 подают хладагент в виде струи газа или жидкости.

Проходя внутри трубки-спирали 3, хладагент имеет выход через другое (выходное) отверстие спирали. При достижении заданной температуры подачу хладагента (охлаждающей среды) прекращают, а спираль 3 при необходимости снова подключают к источнику тока. Высокие теплопроводность и удельное электрическое сопротивление спирали 3 делают нагрев и охлаждение максимально быстрыми и экономичными, а процесс работы устройства высокопроизводительным.

Формула изобретения

Инжектор для нагрева и подачи модельного состава в литьевую форму, содержащую герметизируемую емкость со средствами нагрева состава, контроля его температуры и подачи в литьевую форму, отличающийся тем, что средство нагрева модельного состава выполнено в виде многовитковой трубчатой спирали из материала с высоким удельным сопротивлением, расположенной внутри емкости и соединенной с источником тока и источником охлаждающей среды, например, газа или жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1