Способ и устройство для выдерживания предназначенной для обработки формовочной массы во влажных условиях при получении форм или стержней
Изобретение относится к литейному производству. Формовочный материал или песок и связующее вещество смешивают посредством устройства (20) для смешивания. Полученную смесь подают посредством подающего устройства (30) в сборник (40) для песка устройства (50) для изготовления форм или стержней. Воздух свободной от смеси зоны (21) устройства (20) для смешивания частично увлажняют или содержат во влажном состоянии. Связующее преимущественно является неорганическим, водорастворимым и/или гигроскопическим. Обеспечивается исключение преждевременного подсушивания смеси и образования на ней корочки. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение касается способа получения форм или стержней, в частности, для использования в литейном производстве, причем формовочный материал или формовочный песок и, по меньшей мере, связующее вещество, которое преимущественно является неорганическим, водорастворимым и/или гигроскопическим, смешивают с помощью устройства для смешивания, и причем эту смесь с помощью подающего устройства доставляют в сборник для песка устройства для изготовления форм или стержней.
Далее изобретение касается устройства для получения форм или стержней, в частности, для использования в литейном производстве, с устройством для смешивания для перемешивания формовочного материала или формовочного песка и связующего вещества, которое преимущественно является неорганическим, водорастворимым и/или гигроскопическим, и с подающим устройством для последующей доставки смеси в сборник для песка устройства для изготовления форм или стержней.
Такой способ и сравнимое устройство применялись на практике и прошли испытание.
Однако во время процесса перемешивания и также после него из связующего вещества может улетучиваться изначально содержащаяся влага, и смесь местами может подсыхать и покрываться коркой, что, с одной стороны, затрудняет транспортировку и доставку смеси в устройство для изготовления форм или стержней и, с другой стороны, может дополнительно загрязнять устройство для смешивания, а также установленное подающее устройство и сборник для песка. Устройство для изготовления форм также может засориться смесью с комками. Результатами являются брак, остановка производства и большие затраты на фильтрование всего устройства - от устройства для смешивания до устройства для изготовления форм.
Ранее эту проблему пытались решить с помощью частых интервалов между процессами очистки, охлаждением смеси или, при необходимости, увеличением количества связующего вещества, т.е. дополнительными затратами.
Поэтому задачей является получение способа, а также создание устройства ранее названного типа, в котором не будет допускаться преждевременное подсушивание, образование корочки на смеси и сопутствующего загрязнения устройства для смешивания, и/или подающего устройства, и/или сборника для песка.
Для решения этой задачи названный вначале способ предусматривает, что зону устройства для смешивания, свободную от смеси, и/или зону подающего устройства, свободную от смеси, находящуюся между устройством для смешивания и устройством для изготовления форм или стержней, и/или зону сборника для песка, свободную от смеси, находящуюся за подающим устройством и перед устройством для изготовления форм или стержней, периодически увлажняют или, по меньшей мере, поддерживают во влажном состоянии. При увлажнении в вышеназванных зонах устанавливают высокую влажность воздуха, которая может препятствовать или уменьшать испарение влаги из смеси. Таким образом, смесь не может ни полностью, ни частично отвердевать, или подсыхать, или образовывать корочку. Таким образом, можно предотвращать загрязнение устройства для смешивания, и/или подающего устройства, и/или сборника для песка, а также устройства для изготовления форм или стержней и/или увеличивать необходимые интервалы между процессами очистки. Также это обстоятельство может особенно положительно влиять на производительность процесса изготовления форм или стержней, и, кроме того, могут увеличиваться интервалы между процессами очистки и снижаться затраты на очистку.
Особенно благоприятным при этом является, если зона устройства для смешивания, свободная от смеси, по меньшей мере, хотя бы периодически увлажняется во время процесса перемешивания или содержится во влажном состоянии. Прежде всего, в процессе перемешивания влага из смеси может поступать в зону, свободную от смеси. При увлажнении области, свободной от смеси, простым способом можно предотвратить испарение влаги из смеси, ее высыхание, прилипание к деталям устройства для смешивания и его загрязнения.
Кроме того, благоприятным является то, что уменьшают испарение или улетучивание влаги из смеси или препятствуют этому таким образом, что сверху смеси при подаче влаги влажность воздуха находится на высоком уровне, в частности, составляет около 70-100%, предпочтительно 80-100%. Такие значения влажности воздуха приводят к минимальным отличиям влажности между смесью и воздухом, окружающим смесь, благодаря чему можно предотвращать попадание влаги из смеси в воздух при испарении и сопутствующее этому отвердевание смеси.
При этом можно распылять жидкость или воду, которые используют для увлажнения, с помощью ультразвука в виде испаряющегося аэрозоля на устройство для смешивания, и/или подающее устройство, и/или сборник для песка. При этом испаряющийся аэрозоль имеет такие небольшие частички жидкости, что она сразу испаряется и повышает влажность воздуха, не конденсируется заранее, а также не конденсируется в устройстве для смешивания, и/или подающем устройстве, и/или в сборнике для песка. Размер частичек жидкости, полученных с помощью ультразвука, может составлять 0,01 мм или менее. Одновременно получают достаточно высокую влажность воздуха, которая может препятствовать высыханию смеси песка и связующего вещества. Процесс перемешивания, а также транспортировку и пополнение смеси песка и связующего вещества можно осуществлять с помощью надежного процесса.
Аэрозоль, т.е. количество этого испаряющегося аэрозоля и размер объемного потока, производимого этим аэрозолем, можно регулировать изменением передачи импульсов, полученных ультразвуковым(и) излучателем(ями), и/или изменением давления ультразвукового(ых) излучателя(ей). Таким способом, количество испаряющегося аэрозоля, с помощью которого увлажняют устройство для смешивания и/или сборник для песка, должно соответствовать таким условиям, как атмосферная влажность, размер увлажняемой площади и температура окружающей среды.
Особенно предпочтительное выполнение способа согласно изобретению состоит в том, что получают испаряющийся аэрозоль и направляют через один или несколько трубопроводов устройства для смешивания, и/или подающего устройства, и/или сборника для песка. Таким образом, получение аэрозоля осуществляется вне устройства для смешивания, подающего устройства и/или сборника для песка. Для получения аэрозоля в устройстве для смешивания, подающем устройстве и/или сборнике для песка не требуется дополнительный отсек. Тем не менее, можно получить достаточно высокую влажность воздуха, чтобы избежать подсушивания смеси песка и связующего вещества, без добавления слишком большого количества жидкости, которое может вымывать или растворять связующее вещество.
Для решения этой задачи вышеупомянутое устройство отличается тем, что на устройстве для смешивания, и/или подающем устройстве, и/или сборнике для песка предусмотрен увлажнитель для попадания влаги внутрь. С помощью увлажнителя можно получить и поддерживать желаемую влажность воздуха простым способом, так что можно снизить риск высушивания из-за потери влаги смеси в устройстве для смешивания, и/или в подающем устройстве, и/или в сборнике для песка. Это может уменьшить загрязнение устройства для смешивания, и/или подающего устройства, и/или сборника для песка, а также имеющегося устройства для изготовления форм или стержней.
При этом увлажнитель может иметь, по меньшей мере, ультразвуковой излучатель в виде ультразвукового распылителя для воды или, в частности, для жидкости, содержащей воду. Итак, изобретение основано на том, что с помощью ультразвукового распылителя можно распылять воду или жидкость, содержащую воду, таким образом, чтобы отдельные капельки были менее 20 тысячных долей миллиметра или даже менее 10 тысячных долей миллиметра, таким образом, они переходят во влажность воздуха и не конденсируются или почти не конденсируются в виде пленки влаги на деталях устройства для смешивания, и/или подающего устройства, и/или сборника для песка.
При этом особенно благоприятным является, если ультразвуковой(ые) распылитель(и) и относящийся к ним резервуар для жидкости расположены отдельно от устройства для смешивания, и/или подающего устройства, и/или сборника для песка и связаны с увлажняемой(ыми) зоной(ами), по меньшей мере, с помощью трубо- или шлангопровода. Опыты показали, что испаряющийся аэрозоль, полученный ультразвуковым распылителем из воды или из жидкости, содержащей воду, можно без проблем транспортировать через такой трубопровод на несколько метров, чтобы доставить на нужное место достаточное количество влажного воздуха, который предотвращает высыхание смеси из песка или формовочного материала и связующего вещества, в частности, в самом устройстве для смешивания, подающем устройстве/или сборнике для песка, не допуская при этом переувлажнения смеси. Резервуар для жидкости с ультразвуковым(и) излучателем(ями) можно располагать удобным способом на месте устройства для замыкания пресс-формы или пескоструйной машины или вблизи этих машин там, где имеется для этого достаточно места.
Особенно целесообразным при этом является, если устройство для смешивания, подающее устройство и сборник для песка соединены, соответственно, с помощью трубо- или шлангопровода с увлажнителем. С помощью отдельных, предназначенных для зон устройства трубо- или шлангопроводов влажный воздух можно отдельно подавать на разных стадиях технологических операций, доставлять в устройство для смешивания, подающее устройство и/или сборник для песка. Таким образом, с большой уверенностью можно предотвратить потерю влаги в смеси песка и связующего вещества в одной из вышеназванных зон, подсушивание и ее загрязнение.
Согласно изобретению дальнейшее образование устройства предусматривает, что число ультразвуковых распылителей, по меньшей мере, соответствует количеству трубо- или шлангопроводов и имеет, на каждый трубо- или шлангопровод, по меньшей мере, один ультразвуковой распылитель. При наличии одного ультразвукового распылителя на один трубопровод при различных значениях влажности воздуха в зонах, которые необходимо увлажнить, можно распылить и доставить достаточное количество жидкости в соответствующие зоны, чтобы предотвратить высыхание и покрывание смеси коркой.
Кроме того, преимуществом является то, что для доставки влаги или аэрозоля от ультразвукового(ых) распылителя(ей) в устройство для смешивания, и/или подающее устройство, и/или сборник для песка вентилятор или присоединение сжатого газа расположены, прежде всего, над поверхностью жидкости в резервуаре с жидкостью. При этом аэрозоль с помощью своего собственного давления можно направлять в устройство для смешивания, и/или подающее устройство, и/или сборник для песка через относительно короткие трубопроводы, однако вентилятор или присоединение сжатого газа могут улучшать этот поток, а также увеличивать расстояние от ультразвукового распылителя до увлажняемых зон устройства. Также с помощью вентилятора и/или присоединения сжатого газа можно ликвидировать разность высотных отметок между ультразвуковым распылителем и упомянутыми зонами устройства на пескоструйном оборудовании. Также можно перемещать аэрозоль вверх, так что ультразвуковой распылитель с резервуаром может быть расположен ниже, где, как правило, имеется для этого достаточно места. Кроме того, при таком расположении преимуществом является то, что полученный конденсат может стекать обратно по внутренним стенкам трубы или шланга, по которым транспортируется аэрозоль, вниз, в резервуар с жидкостью.
Измененная форма выполнения изобретения может предусматривать, что подающее устройство является, по меньшей мере, двигающимся передвижным ковшом. С помощью двигающегося передвижного ковша в качестве подающего устройства можно транспортировать смесь песка и связующего вещества от устройства для смешивания к сборнику для песка устройства для изготовления форм или стержней через большие расстояния.
Ниже более подробно описан пример выполнения изобретения с помощью чертежа. Чертеж в схематичном представлении показывает продольное сечение устройства для смешивания, подающего устройства, а также сборника для песка с устройством для изготовления форм или стержней, а также увлажнителя с двумя ультразвуковыми распылителями и резервуара для жидкости с тремя подводящими трубопроводами, из которых один проходит к устройству для смешивания, один к подающему устройству и один к сборнику для песка.
Устройство для получения форм или стержней, обозначенное, в целом, как 1, в примере выполнения для получения стержней для применения в литейном производстве обнаруживает устройство 20 для смешивания с прибором 22 для смешивания для получения смеси М с помощью перемешивания формовочного материала или песка и связующего вещества, подающее устройство 30 для дальнейшей подачи смеси М в сборник 40 для песка с замыкающим устройством 42, а также устройство 50 для изготовления форм или стержней.
Для увлажнения воздуха в устройстве 1 предусмотрено увлажнительное устройство 2 с двумя ультразвуковыми распылителями 60 для воды или, в частности, для содержащей воду жидкости 71 и с одним резервуаром для жидкости 70. С помощью этого ультразвукового распылителя 60 жидкость 71 можно распылять в мелкий аэрозоль. Этот аэрозоль обозначен на чертеже двумя грибовидными облаками 61 внутри резервуара 70 для жидкости.
Не представленная форма выполнения устройства также может предусматривать существование трех ультразвуковых распылителей 60, к которым соответственно присоединен один из трех трубопроводов 81, 82 и 83, так что для подачи жидкости в зону, которую необходимо увлажнить, на каждый трубопровод 81, 82 и 83 предусмотрено, по меньшей мере, по одному ультразвуковому распылителю. Таким образом, количество влаги в отдельных зонах можно определять и доставлять отдельно.
На чертеже также можно увидеть, что увлажнительное устройство 2 с ультразвуковыми распылителями 60 и резервуаром 70 для жидкости расположено отдельно от устройства 20 для смешивания, подающего устройства 30 и сборника 40 для песка, однако связано с зонами, которые необходимо увлажнить с помощью трубопроводов 81, 82 и 83, которые отходят от резервуара 70 с жидкостью в названные зоны устройства 1 и там обеспечивают свободные от смеси зоны 21, 31 и 41 влажным воздухом. В примере выполнения не только устройство 20 для смешивания, а также подающее устройство 30 и сборник 40 для песка имеют, по меньшей мере, соответственно зоны 31 и 41, свободные от смеси.
Кроме того, в свободной от жидкости зоне резервуара 70 для жидкости находится вентилятор 90, а также ввод 10 сжатого газа. Или вентилятор 90, или ввод 10 сжатого газа, или предпочтительно оба служат для транспортировки и переноса полученного с помощью ультразвуковых распылителей 60 аэрозоля через трубопроводы 81, 82 и 83 в устройство 20 для смешивания, подающее устройство 30 и сборник 40 для песка.
Влажный воздух вдувают через трубопроводы 81, 82 и 83 над смесью М в устройство 20 для смешивания, подающее устройство 30 и сборник 40 для песка таким образом, что смесь М ни в одной из трех зон устройства 1 не может отвердевать и подсыхать, что препятствует загрязнению устройства 1 и тем самым улучшает непрерывное производство устройства 1, а также повышает качество полученных песчаных стержней.
Измененная, ранее не представленная форма выполнения устройства 1 может предусматривать, что подающее устройство 30 является, по меньшей мере, передвижным ковшом, который, например, может приводиться в движение с помощью рельсовой дороги или крана между устройством 20 для смешивания и сборником 40 для песка. Это имеет особенно большое преимущество для преодоления больших расстояний между устройством 20 для смешивания и сборником 40 для песка.
Для получения форм или стержней для использования в литейном производстве из смеси М из формовочного материала или песка и, по меньшей мере, одного связующего вещества получают смесь М с помощью устройства 20 для смешивания и подают с помощью подающего устройства 30, по меньшей мере, в сборник 40 для песка устройства 50 для изготовления форм или стержней, причем свободную от смешивания зону 21 устройства 20 для смешивания, и/или подающее устройство 30, находящееся между устройством 20 для смешивания и устройством 50 для изготовления форм или стержней, и/или сборник 40 для песка, находящийся позади подающего устройства 30 и перед устройством 50 для изготовления форм или стержней, хотя бы частично увлажняют с помощью жидкости 71 или поддерживают во влажном состоянии, причем жидкость 71, используемую для увлажнения, распыляют, по меньшей мере, через ультразвуковой распылитель 60 в виде испаряющегося аэрозоля и доставляют в устройство 20 для смешивания, и/или подающее устройство 30, и/или сборник 40 для песка через трубопроводы 81, 82 и 83.
1. Способ приготовления формовочной смеси для получения литейных форм или стержней, в частности, для использования в литейном производстве, включающий смешивание формовочного материала или песка и, по меньшей мере, одного связующего вещества, которое преимущественно является неорганическим, водорастворимым и/или гигроскопическим, посредством устройства (20) для смешивания и подачу указанной смеси (M) посредством подающего устройства (30), по меньшей мере, в сборник (40) для песка устройства (50) для изготовления форм или стержней, отличающийся тем, что в свободной от смеси зоне (21) устройства (20) для смешивания воздух, по меньшей мере, частично увлажняют или содержат во влажном состоянии.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно воздух в свободной от смеси зоне (31) подающего устройства (30), находящейся между устройством (20) для смешивания и устройством (50) для изготовления форм или стержней, и воздух в свободной от смеси зоне (41) сборника (40) для песка, находящейся позади подающего устройства (30) и перед устройством (50) для изготовления форм или стержней, по меньшей мере, частично увлажняют или содержат во влажном состоянии.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно воздух в свободной от смеси зоне (31) подающего устройства (30), находящейся между устройством (20) для смешивания и устройством (50) для изготовления форм или стержней, по меньшей мере, частично увлажняют или содержат во влажном состоянии.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно воздух в свободной от смеси зоне (41) сборника (40) для песка, находящейся позади подающего устройства (30) и перед устройством (50) для изготовления форм или стержней, по меньшей мере, частично увлажняют или содержат во влажном состоянии.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух в свободной от смеси зоне (21) устройства (20) для смешивания, по меньшей мере, во время процесса смешивания, по меньшей мере, частично увлажняют или содержат во влажном состоянии.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что устраняют испарение или улетучивание влаги из смеси (M), благодаря чему сверху смеси (M) при подаче влаги влажность воздуха находится на высоком уровне, в частности составляет около 70-100%, предпочтительно 80-100%.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что предназначенную для увлажнения жидкость (71) или предназначенную для увлажнения воду распыляют с помощью ультразвука в виде аэрозоля, способного находиться во взвешенном состоянии, и подают в устройство (20) для смешивания, и/или подающее устройство (30), и/или сборник (40) для песка.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрозоль, образованный из жидкости (71), и размер объемного потока, содержащего аэрозоль, регулируют изменением передачи импульсов, переданных ультразвуковым излучателем, и/или изменением напряжения ультразвукового излучателя.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что образуют аэрозоль, способный находиться во взвешенном состоянии, и подают через один или несколько трубопроводов (81, 82, 83) устройства (20) для смешивания, и/или подающего устройства (30), и/или сборника (40) для песка.
10. Устройство для приготовления формовочной смеси для получения литейных форм или стержней, в частности, для использования в литейном производстве, содержащее устройство (20) для смешивания, предназначенное для перемешивания формовочного материала или песка и связующего вещества, которое преимущественно является неорганическим, водорастворимым и/или гигроскопическим, и подающее устройство (30) для дальнейшей передачи смеси (M) в сборник (40) для песка устройства (50) для изготовления форм или стержней, отличающееся тем, что устройство (20) для смешивания снабжено увлажнительным устройством (2), взаимодействующим с его внутренним объемом или входящим в его внутренний объем.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что дополнительно подающее устройство (30) и сборник (40) для песка снабжены увлажнительным устройством (2), взаимодействующим с их внутренним объемом или входящим в их внутренний объем.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что дополнительно подающее устройство (30) снабжено увлажнительным устройством (2), взаимодействующим с его внутренним объемом или входящим в его внутренний объем.
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что дополнительно сборник (40) для песка снабжен увлажнительным устройством (2), взаимодействующим с его внутренним объемом или входящим в его внутренний объем.
14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что увлажнительное устройство (2) содержит по меньшей мере один ультразвуковой излучатель, выполненный в виде ультразвукового распылителя (60) для воды или для жидкости (71), в частности, содержащей воду.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что ультразвуковой распылитель (60) снабжен резервуаром (70) для жидкости и расположен отдельно от устройства (20) для смешивания, и/или подающего устройства (30), и/или сборника (40) для песка и связан с увлажняемой зоной, по меньшей мере, посредством трубо- или шлангопровода (81, 82, 83).
16. Устройство по п.10, отличающееся тем, что устройство (20) для смешивания, подающее устройство (30) и сборник (40) для песка соответственно связаны с резервуаром (70) для жидкости посредством трубо- или шлангопроводов (81, 82, 83).
17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что количество ультразвуковых распылителей (60), по меньшей мере, соответствует количеству трубо- или шлангопроводов (81, 82, 83) и каждый трубо- или шлангопровод (81, 82, 83) снабжен, по меньшей мере, одним ультразвуковым распылителем (60).
18. Устройство по любому из пп.10-17, отличающееся тем, что оно снабжено вентилятором (9) или вводом (10) сжатого газа, расположенными, в частности, над поверхностью жидкости в резервуаре (70) с жидкостью, для доставки влаги или аэрозоля от ультразвукового распылителя (60) в устройство (20) для смешивания, и/или подающее устройство (30), и/или сборник (40) для песка.
19. Устройство по п.10, отличающееся тем, что подающее устройство (30) выполнено в виде передвижного транспортного ковша.
