Система регулирования температуры металлических литейных форм

 

11 11 670380

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 - (51) М. Кл. -

В 22 D 15/00

G 05D 23/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.04.77 (21) 2469341/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.0б.79

Государственный комитет (53) УДК 621.746.043 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ь. T Фроленко, К. М. Кузнецов и Г. Г. Анохин (71) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству и может применяться при литье под давлением и под низким давлением в кокиль, при центробежном литье, а также в других процессах с применением преимущественно металлических формообразующих элементов (кристаллизаторы, штампы, пресс-формы для пластмасс, для резины, стсржневые ящики для изГОтовления стержней из смесей горячего твердения и др.).

Известна система регулирования температуры металических литейных форм, в которой выполнен общий для всех контуров циркуляции жидкого теплоносителя бак.

В каждом контуре нагреватель и охладитель смонтирован на трубопроводах, насос выполнен реверсивным, на возвратном трубопроводе выполнен сливной бачок. Верхнее сливнос. отверстие бачка соединено с теплообменной полостью литейной формы, нижнее — выходное — с всасывающей полостью насоса, а промежуточнос соединено с баком. Управление работой нагревателя и охладителя в каждом контуре осуществляется датчиками температуры теплоносителя и литейной форме (1).

Такое конструктивное выполнснис приводит к необходимости нагрева всей массы охладителя при разогреве литейной формы, а следовательно, к необходимости теплоизоляции не только нагревателя, но и охладитсля. И наоборот, при охлаждении литейной формы требуется охлаждать и всю массу нагревателя. Все это вызывает дополни5 тельные затраты энергии на периодические подогревы и охлаждения значительной массы теилообменников.

Кроме гого, как в нагрсвателе, так и в охладитслс нсобходимо обеспечить трсбус1П мую повсрхность тсплопсредачи между теплоносителем и источником тепловой энергии в нагревателе, и источником отбора тепла в охладителе. Все это приводит к увеличению габаритов установки, к усложнению

15 конструкции.

Целью настоящего изобрстения является повышение надежности и экономичности системы рсгулирования температуры литейных форм.

Указанная цель достигается тем, что в каждом конту ре цирку.чяции жидкоГО теплоносителя нагреватель и охладитель объединены в единый тсплообменник. Нагревательные элементы, например, смонтирова25 иы в контуре циpêóëÿöèè теплоносителя, а последний в свою очередь смонтирован в контурс циркуляции охладитсля. Нагрсватсльные элементы, контур циркуляции теплоносителя и контур циркуляции охлажда30 ющей жидкости смонтированы между со670380

3 бой с возможностью компенсации теплового расширения элементов конструкции.

На чертеже схематически изображен один из контуров циркуляции жидкого теплоносителя в системе регулирования температуры литейных форм.

В общем для всех контуров циркуляции баке 1 с залитым в него теплоносителем 2 смонтирован отдельный в каждом контуре насос 3, соединенный нагнетающим трубопроводом 4 с тсплообменной полостью 5 литейной формы 6. На í" ãíåòàþùåì трубопроводе 4 смонтирован теплообменник 7.

Нагревательные элементы 8 теплообмснника 7 смонтированы в контуре 9 циркуляции теплоносителя теплообменника 7. Контур 9 циркуляции теплоносителя в свою очередь смонтирован в контуре 10 циркуляции охлаждающей жидкости теплообменника 7.

На входе контура циркуляции охлаждающей жидкости смонтирован электромагнитный клапан 11. Контуры 9 и 10, циркуляции теплоносителя и охлаждающей жидкости снабжены узлами уплотнения 12 и 13.

Возвратным трубопроводом 14 теплообменная полость 5 литейной формы 6 соединена с верхним отверстием сливного бачка 15, нижнее отверстие которого соединено трубопроводом 16 с всасывающей полостью насоса 3, а сливное отверстие 17 в боковой стенке сливного бачка 15 посредством трубопровода 18 соединено с баком 1. Всасывающая полость насоса 3 сообщена с теплоносителем 2 в баке 1 патрубком 19, гидравлическое сопротивление которого заведомо больше гидравлического сопротивления трубопровода 16.

В литейной форме 6 и нагнетающем трубопроводе 4 смонтированы датчики температуры литейной формы и теплоносителя, на чертеже не показанные. Приборы управления работой нагревателя и охладителя на чертеже не показаны.

Работает система регулирования температуры металлических литейных форм следующим образом.

Включение системы в работу осуществляется запуском насоса 3 и одновременным с ним включением приборов, которые по сигналам датчиков температуры литейной формы и теплоносителя управляют работой нагревательных элементов 8 и электромагнитного клапана 11. Насосом 3 теплоноситель 2 из бака 1 всасывается через патрубок 19 и нагнетается по трубопроводу 4 в теплообменную полость 5 литейной формы

6, откуда по трубопроводу 14 поступает в сливной бачок 15. По мере заполнения сливного бачка уровень теплоносителя в нем становится выше, чем в баке 1. В результате этого дальнейшее поступление теплоносителя во всасывающую полость насоса из бака через патрубок 19 прекращается, а происходит по трубопроводу 16 из сливного бачка 15. Таким образом, после запол1О

15 ю

25 зо

35 !

О

65 пения всего контура теплоносителем начинается его циркуляция по замкнутому кон уру, причем теплоноситель, находящийся в баке 1, в циркуляции не участвует.

В начале работы теплоноситель и литейная форма холодные, поэтому от датчиков температуры поступает команда па включение нагревательных элементов 8, которые нагревают циркулирующий по контуру теплоноситсль. 1 еплоноситель, проходя через теплообменную полость 5 литейной формы

6, отдает ей тепло и тем самым нагревает литейную форму 6. Если теплоноситель, циркулирующий в контуре, достиг максимально допустимой температуры, то по команде датчика температуры теплоносителя нагревательные элементы 8 отключаются на период, пока температура теплоносителя не опустится ниже установленного предела. Нагрев литейной формы 6 при этом продолжается, так как ее температура ниже, чем температура теплоносителя. Когда температура литейной формы 6 достигнет нижнего предела интервала рабочих температур, происходит выключение нагревательных элементов 8. В дальнейшем, если в литейную форму 6 не производится заливка сплава, ее температура поддерживается на нижнем пределе интервала рабочих температур за счет периодических включений нагревательных элементов 8.

При заливке сплава в литейную форму 6 происходит ее нагрев за счет тепла, отдаваемого охлаждающимся сплавом. Когда температура литейной формы 6 достигнет верхнего предела интервала рабочих температур, по команде датчика температуры литейной формы включается электромагнитный клапан 11. При этом в контур 10 циркуляции охлаждающей жидкости происходит подача охлаждающей жидкости.

Охлажденный теплоноситель, циркулируя по контуру, охлаждает литейную форму 6.

Когда температура литейной формы 6 понизится и окажется в установленном рабочем интервале, электромагнитный клапан 11 отключится, а охлаждающая жидкость, оказавшаяся в этот момент в контуре 10 циркуляции охлаждающей жидкости, сливается из него самотеком.

Изменение объема теплоносителя, циркулирующего в контуре вследствие его теплового расширения или потерь за счет утечек, компенсируется теплоносителем 2 в баке 1 за счет перетекания теплоносителя в бак или из бака в контур по патрубку 19.

Перед отсоединением литейной формы теплоноситель из контура циркуляции перекачивают в бак 1. Для этого насос 3 включают на реверс. Теплоноситель, находящийся в трубопроводе 4, теплообменнике 7, теплообменной полости 5 литейной формы 6 и в трубопроводе 14, частично перекачивается по трубопроводу 16 в сливной бачок 15, откуда по трубопроводу 18 он переливается

670380 форм ла изобретения

Составитель Г. Лебедев

Техред А. Камышиикова

Корректор P. Беркович

Редактор 3. Ходакова

Подписное

Заказ 1316/8 Изд. № 385 Тираж 945

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 в бак 1. Другая часть теплоносителя попадает в бак 1 по патрубку 19. Через верхнее отверстие в сливном бачке 15 в трубопровод 14, а затем теплообменную полость

5 литейной формы 6, теплообменник 7 и трубопровод 4 входит воздух.

Такое конструктивное выполнение системы регулирования температуры литейных форм позволяет значительно сократить об ьем теплоносителя, циркулирующего в контуре, и уменьшить массу теплообменника.

Это снижает энергозатраты на периодические нагревы и охлаждения теплоносителя, уменьшает тепловую инерцию системы и повышает надежность рсгулирования температуры литейной формы в заданном интервале.

Объединение нагревателя с охладителем в единый теплообменник позволяет упростить конструкцию и значительно уменыпить теплопотери.

Система регулирования температуры металлических литейных форм, содержащая контуры циркуляции теплоносителя и охладителя, нагревательные элементы, бак для теплоносителя и насос, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, нагревательные

10 элементы установлены в контуре циркуляции теплоносителя, а последний смонтирован в контуре циркуляции охладителя, при этом нагревательные элементы, контур циркуляции теплоносителя и контур цирку15 ляции охладителя смонтированы между собой с возможностью компенсации теплового расширения.

Источники информации, пршгятые во внимание при экспертизе

20 1. Лвторское свидетельство СССР

Хо 537752, кл. В 22 Г) 15,/00, 1975.