Устройство для управления заполнением литейных форм

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н H K (662264

И30БРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.03.77 (21) 2466594/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 22 D 37/00

Государственный квинтет

СССР оо делаи нэооретеннй н открытнй

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79 (53) УДК 621.746.

- .3 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Ломазов, Н. М. Ковтун и Л. А. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПОЛНЕНИЕМ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к устройствам для управления заполнением литейных форм, и может быть использовано при изготовлении отливок методами литья под низким давлением и свободного (гравитационного) литья в кокили, песчаные, керамические и оболочковые формы.

Получение отливок высокого качества (без недоливов, трещин, усадочных раковин и т. д.) определяется правильно выбранным режимом заполнения литейных форм.

Кроме того, важно поддержать скорость заполнения литейной формы в заданных пределах. В случае медленного заполнения расплав может закристаллизоваться в тонких сечениях отливки прежде, чем заполнится форма, что вызывает в отливках брак по недоливу и спаям. При слышком быстрой заливке происходит бурное струйное заполнение формы с разбрызгиванием расплава и захватом воздуха, что приводит к повреждению литниковой системы и браку отли- 20 вок по газовым раковинам. При быстром заполнении расплав не успевает охладиться и сохраняет к концу процесса заполнения значительный перегрев выше точки ликвидуса. Нарушение режима заполнения обуславливает ухудшение физико-механических свойств отливок.

Частично решают задачу управления процессом заливки механизм для регулирсвания потока расплава из разливочного ковша (1). Обеспечивая регулируемый слив расплава в литниковую чашу, этот механизм предотвращает перелив расплава и превышение

его струи, но не позволяет регулировать процесс продвижения расплава в литейной форме.

Известно устройство,для управления заполнением литейной формы, содержащее исполнительный механизм и связанный с ним командный блок (2).

Исполнительный механизм выполнен в виде игольчатого клапана, установленного на входе в литниковую систему литейной формы, в частности в дозаторе расплава над литниковой чашей. В литейной форме смонтирован датчик уровня расплава, подключенный на вход командного блока, вы.ход которого связан с исполнительным механизмом.

Устройство позволяет производить и прерывать подачу расплава в литейную форму„

6622

5 ко-механических свойств отливок (например, 3 но не обеспечивает плавного регулирования скорости заполнения литейной формы в зависимости от параметров процесса, в частности от температурного режима потока расплава. Это приводит к нестабильности физиотдельные отливки отличаются друг от друга по величине предела прочности) .

Целью изобретения является повышение стабильности физико-механических свойств отливок путем обеспечения регулирования скорости заполнения в зависимости от температурного режима потока расплава в литейной форме.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления заполнением литейной формы, содержащем исполнительный механизм и связанный с ним командный блок. исполнительный механизм выполнен в виде установленной на выпоре литейной формы крышки с клапаном, снабженным приводом, связанным с выходом командно- 20 го блока, на вход которого подключены датчики температуры расплава, установленные в литейной форме вдоль потока расплава на расстоянии эталонной длины.

Такая конструкция позволяет создать под

Ъ 25 колпаком давление Р воздуха, направленное против потока расплава (противодавление). Величину противодавления можно изменять с помощью стравливающего клапана по заданному закону, в частности, в зависимости от фактического перепада темпе- Зр ратур вдоль потока расплава, что регулирует скорость потока и заполнение литейной формы. Это дает возможность формировать бптимальный температурный режим потока, что позволяет получать высококачественные отливки со стабильными физико-механическими свойствами, На чертеже изображена схема устройства для управления заполнением литейных форм.

Устройство содержит исполнительный ме- 40 ханизм, выполненный в виде крышки 1, установленной на выпоре 2 литейной формы 3 . и снабженной клапаном 4. Клапан 4 имеет привод 5, связанный с командным блоком 6, выполненным в виде блока сравнения с подключенным к нему формирователем 7 опор- 45 ного сигнала. Формирователь 7 позволяет задавать необходимый перепад температур расплава. В литейную форму 3 введены датчики 8 и 9 температуры, установленные вдоль потока расплава на расстоянии эталонной длины и подключенные к блоку 6.

Датчики 8 и 9 могут быть выполнены в виде термопар.

Устройство работает следующим образом

Клапан 4 открывают и подают расплав в литниковую чашу 10 литейной формы 3. 55

Расплав по каналам литниковой системы поступает в рабочую полость 11 литейной формы 3, вытесняя наружу находящийся в ней воздух. При этом воздух выходит из

4 полости 11 через открытый клапан 4, поры материалы литейной формы 3, зазоры между ее элементами и между ней и крышкой 1.

Когда поток расплава перекроет границу между выпором 2 и крышкой 1, привод 5 закроет клапан 4, а поток чачнет нагревать и сжимать оставшийся под крышкой 1 воздух. Давление воздуха будет интенсивно возрастать, создавая противодавление потоку расплава. В результате скорость потока расплава резко уменьшится.

При протекании расплава в рабочей полости 11 датчики 8, 9 вырабатывают сигналы о фактической температуре расплава в фиксированных точках потока. Возникающий при этом сигнал рассогласования между термопарами поступает на блок 6, где сравнивается с опорным сигналом от формирователя 7. Результирующий сигнал, соответствующий отклонению фактического перепада температур от заданного, управляет работой клапана 4. Когда величина противодавления превысит заданное предельное значение,определяемое фактическим перепадом температур, командный блок откроет клапан 4 и отравит избыток давления.

Дальнейшее заполнение литейной формы

3 будет протекать со сниженной скоростью, что вызовет снижение перегрева расплава и выравнивание температуры вдоль потока.

При увеличении фактического перепада температур отравливание уменьшается (противодавление повышается) и наоборот.

В результате будут происходить непрерывное регулирование скорости заполнения и формирование оптимального температурного режима расплава. Это создает благоприятные условия для последующей кристаллизации расплава и уменьшает величину усадочных дефектов в отливке.

Заявляемое устройство имеет простую конструкцию и дает возможность получать отливки высокого качества. Предложенное техническое решение позволяет в отличие от большинства известных регулировать режим на конечной стадии процесса заполнения, когда формируется температурное поле потока перед его остановкой. Следует также отметить, что регулирующие элементы (затворы, стопоры и т. д.) этих устройств находятся, как правило, в непосредственном контакте с расплавом, являющимся обычно агрессивной средой. В предлагаемом устройстве регулирование происходит через промежуточную среду — воздух, что увеличивает долговечность конструкции.

Предложенная конструкция дает возможность, устанавливая колпак в определенных местах литейной формы, локально регулировать скорость заполнения, что позволяет получить отливки с желаемыми свойствами, Формула изобретения

Устройство для управления заполнением литейных форм, включающее исполнитель662264

5 ный механизм и связанный с ним командный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности физико-механических свойств отливок путем обеспечения регулирования скорости заполнения в зависимости от температурного режима потока расплава в литейной форме, оно снабжено датчиками температуры расплава, установленными в литейной форме вдоль потока распла- 1О ва и связанными с входом командного бло6 ка, а исполнительный механизм выполнен в виде установленной на выпоре крышки с клапаном, снабженным приводом, связанным с выходом командного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 221232, кл. В 22 D 37/00, 1967.

2. Авторское свидетельство № 93302 кл. В 22 D 37/00, 1950.

Составитель А.Минаев

Редактор М. Харитонова Техред О. Луговая Корректор Е. Лукач

Заказ 2568/1 3 Тираж 944 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий1

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4