Устройство для регулирования температуры литейной формы

Устройство для регулирования температуры литейной формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, оборудованное двумя теплообменниками , соединенными между собой через полость теплообмена литейной формы, каждый из которых содержит разделенные перегородкой полость охладителя и полость теплоносителя, включающую зоны нагрева и теплообмена, а также системой управления нагревом и охлаждением с блоком реверсивной подачи теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева и охлаждения теплоносителя, оно дополнительно Содержит два нагнетателя, причем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блока реверсивной подачи теплоносителя, а его выход с одним из -теплообменников.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (11)3(51) В 22 0 1 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3407214/22-02 (22) 17.03.82 (46) 23.07.83. Бюл. и 27 (72) А,А,Крейцер, Н.И.Зинкеви4, А.Б.Ремнев, М.И-.Бурбело, Л.Е.Ц1игольШенделис и В.А.Выходец (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (53) 62 1.. 746. 043 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 691240, кл. В 22 D 15/00, 1979.

2. А вторское свидетельство СССР по заявке Р 3329241, ° кл. В 22 0 15/00, 27.01.82. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, оборудованное двумя теплообменниками, соединенными между собой через полость теплообмена литейной формы, каждый из которых содержит разделенные перегородкой полость охладителя и полость теплоносителя, включающую зоны нагрева и теплообмена, а также системой управления нагревом и охлаждением с блоком реверсивной подачи теплоносителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности нагрева и охлаждения теплоносителя, оно дополнительно содержит два нагнетателя, причем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блока реверсивной подачи теплоносителя а его выход " а с одним из теплообменников.

3. Устройство по и. l, о т л и чающее ся тем, чтов каждом теплообменнике зоны нагрева и теп1030094

2. Устройство по и. 1,. о т л и - лообмена совмещены, а полость охлач а -ю щ е е с я тем, что, каждый дителя разделена перегородкой на понагнетатель выполнен в виде цилинд- лости подвода и отвода охладителя, ра с поршнем, а его.управляющий вход сообщенные между собой посредством и выход — в разных полостях цилинд- каналов охлаждающих элементов, кажра, наружная поверхность которого дый из которых образован двумя трубснабжена теплоизоляционным покрыти- ками, вставленными с зазорами одна ем. в другую и укрепленными в перегородках между полостями, кроме. того, в зонах подвода и отвода теплоносителя установлены рассекатели его потока.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для термостатирования металлических литейных форм, и может найти применение при литье под давлением, в кокиль, под низким давлением.

Известно устройство для регулирования температуры металлических литейных форм, содержащее бак, соединенный через сливной бачок с замкнутым контуром теплоносителя, который, кроме сливного бачка, включает механический насос, нагреватель, охладитель и полость теплообмена ли15 тейной формы. Подвод воды в охладитель выполнен через клапан. В литейной форме и в контуре теплоносителя смонтированы датчики температуры литейной формы и теплоносителя. Уст20 ройство оборудовано приборами управления работой нагревателя и клапана P1).

Недостаток изв естного устройства состоит s низкой надежности меха25 нического насоса, у которого заклинивают подвижные трущиеся детали при высокой температуре теплоносителя, достигающей 200-250 C."

Кроме того, известное устройство 3О имеет громоздкий бак, что не позволяет устанавливать его на подвижные узлы .литейных машин и, как следствие, соединять трубами с полостью теплообмена подвижной части литейной формы. Применяемые для этих целей рукава имеют низкий ресурс при передаче нагретого до высокой температуры теплоносителя.

Наиболее близки% к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования температуры литейных форм. Оно содержит два теплообменника, соединенные между собой через полость теплообмена литейной формы, образующие разомкнутый контур, по которому теплоноситель перегоняется сжатым воздухом из одного теплообменника в другой и обратно.

Устройство содержит также обьединенные в систему управления нагревом и охлаждением датчики температуры и блоки: режима, реверсивной подачи теплоносителя, продувки, управления нагревом и охлаждением. Причем выходы блока реверсивной подачи теплоносителя подключены к теплообменникам, каждый из которых разделен перегородкой на полость охладителя и полость теплоносителя с зонами нагрева и теплообмена. Зона теплообмена соединена с зоной нагрева и полостью охладителя тепловыми трубами. Зона нагрева оборудована нагревателями, которые расположены ниже соединения теплообменника с полостью теплообмена литейной формы.

Тепловые трубы, соединяющие зону теплообмена с полостью охладителя, расположены выше указанного соединения f2 J.

Йедостаток известного устройства . состоит в том, что в его теплообменниках охладители и нагреватели рассредоточены по высоте, находятся соответственно в зонах теплообмена и нагрева. Это затрудняет пере094

3 1030 дачу теплоты по всему объему тепло носителя. Совмещение зон теплообмена и нагрева в известном устройстве недопустимо, так как при перекачке уровень теплоносителя в зоне теплообмена периодически понижается, тогда как для нагревателей необходимо, чтобы они были постоянно погружены в теплоноситель.

Целью изобретения является повы- 1о шение эффективности нагрева и охлаждения теплоносителя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры литейной формы, оборудованное двумя теплообменниками, соединенными между собой через полость теплообмена литейной формы, каждый из которых содержит разделен ные перегородкой полость охладителя и полость теплоносителя, включающую зоны нагрева и теплообмена, а также системой управления нагревом и охлаждением с блоком .реверсивной подачи теплоносителя, оно оборудовано двумя нагнетателями, причем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блока реверсивной подачи теплоносителя, а выход нагнетателя - с одним из теплообменников.

Кроме того, каждый нагнетатель выполнен в виде цилиндра с поршнем, а его управляющий вход и выходв разных полостях цилиндра, наружная поверхность которого снабжена теплоизоляционным покрытием.

При этом в каждом теплообменнике зоны нагрева и теплообмена совмещены, а полость охладителя разде40 лена перегородкой на полости подвода и отвода охладителя, сообщенные между собой посредством каналов охЪ лвждающих элементов, каждый из которых образован вставленными с зазо. рами одна в другую трубками, укре45 пленными в перегородках между полостями. При этом в зонах подвода и отвода теплоносителя установлены рассекатели его потока.

На фиг. 1 изображено устройство для регулирования температуры литей-I ных форм; на фиг. 2 — теплообменник.

Устройство содержит литейную форму 1 с полостью 2 теплообмена, два одинаковых теплообменника 3 и 4, два 55 одинаковых нагнетателя 5 и 6, систему.,управления нагревом и охлажде.нием. Теплообменники 3 и 4 соединены1 между собой через полость 2 теплообмена литейной формы 1. К теплообменникам 3 и 4 подключены посредством трубопроводов 7 и 8 нагнетате ли 5 и 6. Нагнетатели 5 и 6, теплообменники 3 и 4, полость 2 теплообмена, литейной формы 1 и трубопроводы 7-10 образуют разомкнутый контур теплоносителя по которому нагнетатели 5 и 6 поочередно прокачивают теплоноситель в двух направлениях.

Каждый теплообменник 3 или 4 содержит разделенные перегородкой 11 полости 12. и 13 охладителя и тепло" носителя соответственно. Полость 12 охладителя в свою очередь разделена перегородкой 14 на полость 15 подво-. да охладителя и полость 16 отвода охладителя, сообщенные между собой посредством KàHà îB 17 охлаждающих элементов 18, каждый из которых образован двумя трубками 19 и 20, вставленными с зазорами одна в другую. При этом внутренние трубки 19 имеют открытые торцы и укреплены в перегородке 14.

Наружные трубки 20 имеют закрытые верхние торцы 21, нижними торцами они укреплены в перегородке 11. Трубки 19 и 20 соединены перегородками

11 и 14 герметично.

Охлаждающие элементы 18 размещены в полости 13 теплоносителя вперемежку с нагревателями 22, закрепленными в крышке 23 теплообменника. При этом зона теплообмена, в которой расположены охлаждающие элементы 18, и зона нагрева, в которой расположены нагреватели 22, оказываются совмещенными. В зоне 24 подвода теплоносителя и в зоне 25 отвода теплоносителя установлены рассекатели потока

26 и 27, Корпус 28 теплообменника снабжен теплоизоляционным покрытием

29, имеет отводы 30 и 31 для подключения соответственно к нагнетателям

5 или 6 и к полости 2 теплообмена литейной формы 1. Полость 16 отвода охладителя соединена со сливом 32.

Каждый нагнетатель, например нагнетатель 5, выполнен в виде цилиндра 33 с поршнем 34.

Управляющий вход 35 и выход 36 нагнетателя выполнены в разных полостях цилиндра 33, соответственно, в полостях 37 и 38. Причем наружная поверхность цилиндра 33 снабжена теплоизоляционным покрытием 39. Вы1030094 ходы 36 нагнетателей 5 и 6 соединены с полостями 13 теплоносителя теплообменников 3 и 4.

Система управления нагревом и охлаждением объединяет. датчик 40 температуры, блок 41 режима, блок 42 управления нагревом, блок 43 управления охлаждением, блок 44 продувки и блок 45 реверсивной подачи теплоносителя.

Блок 41 режима выбирает rio температуре литейной формы I режим работы предлагаемого устройства: нагрев, выключено или охлаждение. Вход блока 41 режима соединен с датчиком

40 температуры литейной формы ) выходы - с блоком 42 управления нагревом, блоком 45 реверсивной подачи теплоносителя, блоками 43 и 44 управления охлаждением и продувки: соответственно.

Блок 42 управления нагревом служит дпя включения или отключения на гревателей 22 теплообменников 3 и 4 по команде блока 41 режима, а также для отключения нагревателей 22 при. аварийном перегреве теплоносителя, Блок 45 реверсивной подачи теплоносителя имеет два выхода, подключенных трубопроводами 46 и 47 к управляющим входам 35 нагнетателей 5 и б. Указанный блок обеспечивает в режимах на грева или .охлаждения поочередную подачу сжатого воздуха в полости 37 нагнетателей 5 и 6, вытес няющих теплоноситель в теплообменники 3 или 4.

Блок 43 управления охлаждением и блок 44 продувки соединены параллель но и подключены к полостям 15 подвода охладителя теплообменников 3 и 4.

Эти блоки работают поочередно, обеспечивая подачу соответственно охлаждающей жидкости или сжатого воздуха в полости 15 подвода охладителя теплообменников 3 и 4.

В исходном положении поршень 34 нагнетателя 5 находится в нижнем положении, поршень 34 нагнетателя 6в верхнем, а нагрев и охлаждение отключены.

По сигналу датчика 40 температуры, установленного в литейной форме 1, предлагаемое устройство обеспечивает один из трех режимов: нагрев, выключено или охлаждено.

При температуре литейной формы 1 ниже установленного интервала температур блок 41 режима дает команду

rio линии 48 на нагрев, и блок 42 управления нагревом включает нагреватели 22 теплообменников 3 и 4, повышающих температуру теплоносителя.

Команда блока 41 режима одновре>О менно поступает по линии 49 в блок

45 реверсивной подачи теплоносителя, который направляет сжатый воздух по линии 46 в нагнетатель 5 и сообщает полость 37 нагнетателя 5 по линии. 47 с атмосферой. Под действием сжатого воздуха поршень 34 вытесняет тепло", носитель из нагнетателя 5 в теплообменник 3 и далее по трубопроводу

° 9 в полость 2 теплообменника литейно ной формы 1. При этом теплоноситель перетекает из полости 2 теплообменни. ка литейной формы 1 в теплообменник

4 и из, последнего в нагнетатель 6, перемещая его поршень 34 в нижнее по ложение. Затем блок 45 реверсивной подачи теплоносителя подает сжатый воздух в нагнетатель .б, сбрасывая .воздух из нагнетателя 5 в атмосферу °

В результате теплоноситель пере30 качивается нагнетателем б из теплообменника 4 в теплообменник 3.

Перемещение теплоносителя в теплообменной полости 2 литейной формы

1 в двух направлениях путем поочеM редной подачи сжатого воздуха в нагнетатели 5 и б продолжается до тех пор, йока температура литейной формы 1 не достигнет нижнего уровня установленного интервала температур, 40 После этого блок 41 режима снимает о команду на нагрев.и блок 42 управления нагревом отключает нагреватели 22 теплообменников 3 и 4. Блок

45 реверсивной подачи теплоносителя

45 отключает подачу сжатого воздуха в нагнетатели 5 и 6, прекращается принудительное перемещение теплоно.сителя через теплообменную полость

2 литейной формы 1.

50 Если в процессе получения отливок температура литейной формы 1 достигает верхнего предела, установленного интервала температур, то блок 41 режима по сигналу датчика

N 40 температуры включает по линии 50 блоки 45 и 43 реверсивной подачи теплоносителя и управления охлаждением соответственно. Блок 45 реверсивной

103009

1 подачи теплоносителя осуществляет поочередную подачу сжатого воздуха по линиям 46 и 47 в нагнетатели 5 и 6, которые прокачивают теплоноситель через теплообменную полость 2 литейной Формы 1 из одного теплообменника в другой и обратно, подобно тому, как Это происходит при работе предлагаемого устройства в режиме нагрева. 10

При этом блок 43 управления охлаждением осуществляет подачу охлаждающей жидкости по трубопроводам 51 и 52 в полости 15 подвода охладителя и далее через каналы 17 охлаждающих элементов 18 в полость 16 отвода охладителя, откуда охлаждающая жидкость попадает в слив 32. Охлаждающая жидкостb отбирает теплоту у теплоносителя в теплообменниках 3 и 4. Проходя лри перекачке через теплообменную полость 2 литейной Формы 1, теплоноситель охлаждает литейную форму

1. При понижении температуры литейной Формы 1 до нижнего уровня уста- 2 новленного интервала температур блок 41 режима снимает команду на охлаждение, блок 43 управления охлажде4, 8 нием отключает подачу охлаждающей жидкости в теплообменники 3 и 4, а блок 44 продувки подает по трубо-. проводам 51 и 52 сжатый воздух в течение времени, достаточном для удаления остатков охлаждающей жидкости из полостей 12 охладителя теплообменников 3 и 4.

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в том, что оно более эффективно осуществляет на-. грев и охлаждение теплоносителя, так как нагреватели и охлаждаю" щие элементы теплообменников рассредоточены по всему объему теплообменников как в поперечном, так и в продольном направлениях, а также и то, что благодаря примене" нию нагнетателя с поршнем, сжатый. воздух, перекачивающий теплоноситель, не контактирует с теплоносителем и не растворяется в нем. Кроме того, отпадает необходимость обеспечивать минимально-допустимый уровень теплоносителя в теплообменниках во избежание оголения нагревателей;и выхода их из строя..

ВНИИПИ Заказ 5061/14 .Тираж 813 Подпи.сное

Филиал ППП Патент г.ужгород,ул.Проектная,4