Установка для приготовления формовочных смесей

Установка для приготовления формовочных смесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскил

Социалистические республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 774771 (61} Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.1 2.78 (2l ) 2692098/22-02 (5l)M. Кд.

В 22 С 5/04

В Ol Р 7/26 с присоединением заявки ¹ тввударствелные квинтет (23) Приоритет во делам нзебретеннй н открытий

Опубликовано 30. l0.80. Бюллетень ¹40

Дата опубликования описания 02.l>..80 (53) УДК 621. .742.5.06 (088.8 ©

Р. К. Окутин и В. Г. Ворончихин "Сгг„<у уг - г. гг /г р

Липецкая проектно-конструкторская и технологическая

t организапия Оргсантехпром (72) Автори изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ

СМЕСЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для приготовления формовочных смесей и. преимущественно к устройствам для перемешивания зернистых или порошкообразных материалов с жидким крепи телем.

Известна питейная механическая мешалка для смешивания зернистого или порошкообразного материала с жидким

«репителем, включакецая корпус, роторное устройство и направляющее приспособление, обеспечивающее свободное падение формовочного материала, снабженная отклоняющим приспособлением, обеспечивающим двухразовое прохождение формовочного материала через одну и ту же плоскость тонкораспределенного крепитеи (1) .

Как видно иэ описания и схемы в рассматриваемом смесителе формовочный материал падая тонким сло л пересекает-, ся с распыляемым хрепителем, затем попадает на ротор и под действием

2 центробежной силы сбрасывается с него, причем форма ротора и корпуса смесителя обеспечивают двойное пересечение потока формовочного материала плоскостью распыления крепителя.

Этими мерами достигается некоторая равномерность распределения массы крепителя в массе формовочного материала, однако не решается задача нанесеl0 ния равномерного слоя крепителя на каждую, отдельно взятую песчинку; поскольку формовочный материал, проходящий по внутренней границе, получит большую дозу крепителя, а песчинки

15 получат крепитель только с той стороны, которой они были обращены к распылителю.

Бель устройства состоит в устранении указанных недостатков и обеспечении нанесения равномерного слоя на каждую песчинку.

Указанная цель достигается тем, что в предложенном смесителе для перемешивания сыпучих материалов, вклю477 1 4, 3 77 чающем корпус с расположенным в нем вращающемся диском и направляющим приспособлением для свободного падения формовочного материала, вращающийся диск (ротор) образует с цилиндрической частью корпуса камеру предварительного перемешивания, где поток. смеси, имеющий сложное движение, неоднократно пересекается с плоскостью распыления крепителя, а отклоняющее приспособление выполнено в виде незамкнутого тора, смесь по которому после выхода через кольцевой зазор из камеры предварительного перемешивания рассосредотачивается и имеет возможность обкатываться, распределяя тем самым крепитель равномерным слоем по каждой песчинке.

На чертеже изображен смеситель, общий вид.

Смеситель состоит из корпуса 1, .устройства 2 для распыления, диска 3, направляющего 4 и отклоняющего 5 устройств. Корпус l представляет собой незамкнутый тор, причем нижняя внутренняя его поверхность как бы отогнута и образует внутреннюю цилиндрическую часть корпуса, нижняя внешняя поверхность так же отогнута и образует коническую часть корпуса. Диск расположен так, что образует с торцом внутренней цилидрической части корпуса кольцевой зазор.

При работе смесителя сухие составляющие смеси, песок, опускаются под собственным весом вдоль направляющего устройства 4 тонким кольцевым слоем.

При пересечении плоскости распыления крепителя песчинки покрываются каплями крепителя. 3десь| как и в рассмотренном прототипе, можно говорить только о пропорциональном распределении массы крепителя на соответствующей массе сухих составляющих, при этом имеется неравномерность распределения крепителя как по толщине слоя сухих составляющих, так и в покрытии каждой песчинки. Для равномерного распределения крепителя по смеси необходимо обеспечить перемещение ее элементарных слоев по крайней мере в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а для покрытия каждой песчинки равномерным слоем нужно кроме этого заставить ее вращаться вокруг своей оси не меньше, чем в двух взаимно. перпендикулярных плоско: стах. Далее смесь, дойдя до диска, отбрасывается им к периферии и прижимается к кольцевому зазору. Поскольку

1О

2S

S0

55 величина зазора ограничена, из цилиндрической камеры предварительного смесмешения выдавится только часть смеси, остальная часть начнет подниматься вдоль цилиндрической части корпуса навстречу свежим материалам, перемешиваясь с ними и отжимая их к центру камеры. Поднявшись до некоторого уровня, смесь потеряет энергию, полученную от диска, и опустится вместе со свежим песком к центру ротора, при этом вновь пересечет плоскость распыления крепителя. Попав в диск, смесь снова раскручивается и вновь отжимается к кольцевому зазору, где часть ее выдавится.: наружу, а другая — будет подниматься вверх. Таким образом, в цилиндрической камере происходит непрерывная цирку— ляция смеси.

В результате движения по диску из- а большого числа упругих соударений частичек смеси она как бы вскипает и ведет себя во многом подобно вязкой жидкости. В частности, принимает форму, подобную форме жидкости, раскрученной в цилиндре, а именно уровень ее у стенок цилиндра поднимается, а в центре образуется конусообразная воронка. Поскольку кольцевой зазор выполнен таким, что в начальный момент не вся смесь продавливается через него, а свежие материалы поступают в смеситель равномерно, в цилиндрической камере будет происходить накопление смеси до тех пор, пока усилие продавливания, которое при прочих равных условиях зависит от массы вращающегося материа— ла, не возрастет до величины, обеспечивающей расход смеси через кольцевой зазор, равный проходу свежих материа-. лов. После чего установится автоматическое равновесие, поскольку, например, с увеличением прихода свежих материалов увеличивается масса вращающейся смеси, увеличивается центробежная сила, т.е. давление на псевдожидкую смесь в направлении кольцевого зазора, а следовательно, и расход смеси через него.

И наоборот, случайное увеличение расхода смеси через кольцевой зазор уменьшает массу вращающейся смеси, а следовательно, и напор, и расход. Итак внутри цилиндрической камеры происходит непрерывное сложное движение слоев смеси, а именно слои, непосредственно прилегающие к диску ротора, I получая от него ускорение, вращаются и в результате движения по окружности

477 1

5 0

5 77 перемешаются радиально в направленйй центробежной силы. Эти движения в горизонтальной плоскости передаются более верхним слоям, причем по мере удаления от диска скорости этих движений уменьшаются, а поскольку есть разности скоростей, то неизбежно возникает перемещение элементарных слоев относительно друг друга. Слои поднимающиеся вверх по стенке цилиндрической камеры в результате трения о стенку теряют движение, причем чем ближе они к стенке, тем больше сопротивление, а следовательно, и в этом случае имеется градиент скоростей, а значит и перемещение слоев относительно друг друга.

Поведение отдельной песчинки можно схематичаски рассмотреть, представив, условно, что она в одиночку движется по траектории движения смеси. Песчинка, попадая на диск ротора, испы-тывает с одной стороны силы инерции, а с другой стороны — ускорение от диска в месте касания с ним. Таким образом .создается пара сил, которая реализуется во вращение песчинки вокруг своей оси в плоскости, перпендикулярной радиусу. Иными словами песчинка катится на диске по окружности, причем в этом движении отстает от диска на месте касания. В результате движения по окружности песчинка испытывает центробежную силу, заставляющую песчинку перемешаться по радиусу, но поскольку диск, на котором находится песчинка, в этом направлении не перемешается, создается пара сил (трение песчинки о диск и центробежная сила), которая заставляет вращаться песчинку отно. сительно своей оси, но в плоскости, уже параллельной радиусу движения песчинки.

Итак, в результате того, что песчинка в движении по окружности и отстает от диска, а в движении по радиусу— опережает, она вынуждена вращаться вокруг своей оси и в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При подъеме по цилиндрической стенке песчинка движется по спирали, причем как при движении по вертикали, так и при движении по окружности она обгоняет стенку, в силу этого вынуждена также вращаться в двух направлениях относительно своей оси, причем вращение вызванное движением по окружности противоположно и перпендикулярно тому, которое песчинка получила при движении по окружности на диске. В перемещении по конусу воронки песчинка опускается быстрее, а движется по окружности медленнее, чем нижележащая смесь, это также заставляет ее вращаться вокруг своей оси. Как видно, в цилиндрической камере смешения смесь получает многократное перемещение элементарных слоев смеси относительно друг друга в раэличь ных плоскостях, а песчинки — вращательное движение также в различных плоскостях и кроме того смесь неоднократно пересекается с плоскостью распыления крепителя. В результате этого через кольцевой зазор вытекает смесь более тщательно обработанная, чем в в разобранном прототипе. Однако смесь, вытекая из кольцевого зазора, имеет ускорение в горизонтальной плоскости, которое можно использовать для дальнейшего повышения качества приготовляемой смеси, для чего служит отклоняющее устройство в виде корпуса смесителя специальной формы.

В результате истечения из узкой кольцевой щели струя смеси расширяется, во-первых, по вертикали, а во-вторых, поскольку движется она по касательным в момент отрыва и по горизонтали, поэтому к моменту встречи смеси с внешними стенками смесителя она представляет собой отдельные песчинки, которые имеют воэможность обкатываться по корпусу.

Обкатывание песчинок корпуса по сложной траектории способствует формированию на них слоя крепителя таким образом, что приближает песчинку с крепителем к форме шара.

Коническая часть корпуса предназначе- на кроме того для сброса смеси в струю, удобную для использования. Получение качественной смеси в смесителях непрерывного действия не является самоцелью, а связано с вопросом экономии крепителей и особенно при осуществлении процесса изготовления форм и стержней с применением холоднотвердеющих смесей на связуюших с большой скоростью реакции.

В отечественной практике не имеется достаточного количества сведений о работе смесителей подобного вида с применением сопоставимых крепителей. Наиболее близкими, работающими в нашей стране, являются лопастные смесители непрерывного действия. При, работе такого смесителя для изготовления стержневых смесей расходуется от 4 до 7% крепителя УКС-Л и полу774771 8 ства, трубопровод подачи крепителя и разьрызгивающее устройство, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности перемешивания формовочной смеси, приводной диск и цилиндрическая часть корпуса образуют камеру предварительного перемещивания, а отклоняющее устройство выполнено в виде незамкнутого тора.

Формула изобретении

Установка для приготовления формовочных смесей, содержащая корпус с расположенным в нем приводным диском, направляющее и отклоняющее устрой° ° °

Составитель А, Минаев

Редактор Т. Пилипенко Техред Ед аврваешко Корректор М, Демчик

Заказ 7602/14 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 ченная прочность образцов не превы шает 2,5-3,5 кг/см . В то время как смеси, изготовленные на лабораторной модели предлагаемого смесителя при расходе крепителя 2,5% дают прочность до 5-5,6 кг/см на разрыв. 2

Источники информ апйи, принятые во внимание при зкспертизе

1. Патент ФРГ М 2444253, кл. В 22 С 5/04, 1976.