Устройство для регулирования температуры литейной формы

Устройство для регулирования температуры литейной формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<»>996087

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву—

Ф (22)Заявлено 29.07.81 (21) 3329241/22-02 (5l)M. Кл.

В 22 0 17/32 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— тевуфйарствеявмй кемвтвт

СССР ае делам взевретеиик н вткрмтня (533 УДК б21. 74. .043.2(088.8) Опубликовано 15. 02. 83. Бюллехень № 6

Дата опубликования описания 15.02.83

А.А. Крейцер, А.Б. Ремнев, М.И. Бурбел

Л.Е. Щиголь-Шенделис, Г.Б. Дятленко, А.Я. К

Н.И. Зинкевич и M.С. Шевчук (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт специальных способов литья (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

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

5 под низким давлением.

Известно устройство для регулирования температуры металлических литейных форм, включающее бак с теплоносителем и размещенные в баке нагре- о ватель, насос, охладитель и датчики температуры. Подвод теплоносителя от насоса к полости теплообмена литейной формы и слив теплоносителя из этой полости в бак выполнены рукавами. Бак и размещенные в нем нагреватель.и охладитель представляют собой теплообменник с зонами нагрева и охлаждения 1

Однако известное устройство нена- 2о дежно из-за наличия в контуре теплоносителя насоса, у которого при высокой температуре теплоносителя заклинивают подвижные трущиеся детали и низкая долговечность уплотнений. Условия эксплуатации насоса ужесточаются тем, что он погружен в бак с теп- лоносителем. Кроме того, недостатком известного устройства является и то, что оно имеет большой объем теплононосителя в баке, нагрев и охлаждение которого приводит к дополнительной затрате энергии и увеличению инерции устройства.

Известно также устройство для поцогрева металлических литейных форм, содержащее плиту подогрева с каналами, змеевик, емкость и электромагнит ный насос, образующие .замкнутый контур, заполненный жидкометаллическим теплоносителем. Для нагрева теплоно"ителя применен тигель, в который rio гружен змеевик и емкость 523.

Однако известное устройство определяется недостатком жидкометаллических теплоносителей. Последние оказывают агрессивное воздействие на материалы контура теплоносителя, токсичны

3 9960 и окисляются на воздухе с выпадением продуктов окисления в осадок, которые уменьшают проходные сечения каналов контура теплоносителя.

Некоторые жидкометаллические тепло-$ носители взрывоопасны при контакте с воздухом, Поэтому контур такого теплоносителя необходимо выполнять герметичным из специальных материалов и заполнять инертным газом. Кроме того, существует опасность отверждения теплоносителя в контуре устройства, эксплуатирующегося в режиме нагрев-охлаждение..

Наиболее близким к изобретению 1$ по технической сущности является,уст- ройство для регулирования температу" ры металлических литейных форм, со держащее бак, соединенный через сливной бачок с замкнутым контуром тепло- щ носителя, который, кроме сливного бачка, включает насос, нагреватель, полость теплообмена литейной. формы и охладитель. Нагреватель и охладитель подключены соответственно к входу и выходу полости теплообмена литейной формы. Подвод воды в охладитель выполнен через клапан. В литейной форме и в контуре теплоносителя перед нагревателем смонтированы датчики температуры литейной формы и теплоносителя. Устройство оборудовано приборами управления работой нагревателя и клапана охладителя (3 ).

Однако известное устройство нена3$ дежно, так как контур теплоносителя содержит механический насос, у которого при высокой температуре теплоносителя, достигающей 200-250 С, заклинивают подвижные трущиеся детали и

40 низкая долговечность уплотнений.

Кроме того, известное устройство имеет громоздкие бак и контур теплоносителя, что не позволяет устанавли,.вать их на подвижные узлы литейных

1$ машин, и, как следствие, соединять с полостью теплообмена подвижной части литейной формы трубами. Применяемые для этих целей рукава имеют низкий ресурс при передаче теплоносителей, нагретых до высокой температуры, достигающей 200-250 С.

Цель изобретения - повышение надежности устройства для регулирования температуры металлических литейных форм.

$5

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее теплообменник с полостью теплообмена и объединенные в систему управления нагрером и охлаждением датчики температуf ры, блоки режима, управления нагревом и управления охлаждением, оборудовано дополнительным теплообменником, блоками реверсивной подачи теплоносителя и продувки, причем теплообменники соединены между собой через полость теплообмена литейной формы, выходы блока режима подключены к входам управления блока реверсивной подачи теплоносителя, выходы последнего - к теплообменникам, а блок продувки соединен параллельно с блоком управления охлаждением.

Поставленная цель достигается также и тем, что каждый из двух теплоооменников предлагаемого устройства герметично разделен на полость охладителя и полость теплоносителя, содержащую зоны нагрева и теплообмена, причем зона теплообмена соединена с зоной нагрева и полостью охлаждения теплопроводящими элементами с высокой теплопроводностью, например тепловыми трубами, при этом соединение теплообменника с полостью теплообмена литейной формы выполнено в нижней части зоны теплообмена, а теплопроводящие элементы, соединяющие зону теплообмена с полостью охлаждения, расположены в зоне теплообмена таким образом, что их торцы находятся на уров не соединения теплообменника с литейной формой.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для регулирования температуры металлических литейных форм.

Устройство содержит литейную форму 1 с полостью .2 теплообмена, два одинаковых теплообменника 3 и 4, систему управления нагревом и охлаждением. Теплообменники 3 и 4 установлены на одном уровне и соединены между собой через полость, 2 теплообмена ли- тейной формы 1, образуя с ней с трубопроводами 5 и 6 разомкнутый контур, по которому теплоноситель 7 перегоняется сжатым воздухом в двух направлениях, из одного теплообменника в дру гой и обратно.

Каждый теплообменник 3 и 4 герметично разделен на полости охлаждения

8 и теплоносителя 9, которые служат емкостями соответственно для охлаждающей жидкости и теплоносителя. Полости 8 охладителя соединены трубопроводами 10 и 11 с выходами блока 12 упа . 996087 4 равления охлаждением и блока 13 про- Блок 19 реверсивной подачи теплодувки, а также со сливом 14. Полость носителя имеет два выхода, каждый из

9 теплоносителя имеет зону 15 нагре- которых подключен трубопроводами 17 ва и зону 16 теплообмена. Полости 9 и 18 к полости теплоносителя одного теплоносителя соединены в верхней $ теплообменника. Указанный блок 19 части трубопроводами 17 и 18 с блоком обеспечивает в режимах нагрева или

19 реверсивной подачи теплоносителя. охлаждения поочередную подачу сжатоЗона 15 .нагрева оборудована нагрева- го воздуха в полости 9 теплоносителя телем 20, подключенным к блоку 21 уп- теплообменников 3 и 4 и таким образом равления нагревом. Соединение каждо- в перегоняет теплоноситель из одного

ro теплообменника 3 и 4 с полостью 2 теплообменника в другой. теплообмена литейной формы выполнено Блок 12 управления охлаждением и в нижней части зоны 16 теплообмена. блок 13 продувки соединены параллельЗона 16 теплообмена соединена с но, работают поочередно, обеспечивая полостью 8 охладителя набором тепло- 1$ подачу соответственно охлаждающей проводящих элементов 22 с высокой теп- жидкости или сжатого воздуха в полослопроводностью, например,. тепловыми ти 8 охладителя теплообменников 3 и 4, трубами, для передачи тепла от нагре- В исходном положении в обоих тептого. теплоносителя к охлаждающей жид- лообменниках 3. и 4 теплоносителя накости при работе предлагаемого уст- 2о ходится на одном уровне (сообщающиеся ройства в режиме охлаждения. Тепло- сосУды), нагрев и охлаждение отключепроводящие элементы 22 расположены в ны. зоне 16 теплообмена таким образом, По сигналу датчика 26 температуры, что их нижние торцы 23 находятся на . установленного в литейной форме 1, уровне соединения 24 теплообменника 2$ предлагаемое устройство обеспечивает

3 и 4 с полостью 2 теплообмена литей- один из трех режимов: нагрев, выклюной формы 1. Этим достигается охват чено или.охлаждение. теплопроводящими элементами 22 всей . При температуре литейной формы 1 зоны 16 теплообмена по высоте и обра- ниже установленного интервала темперазованию зазора между торцами тепло- M тур блок 27 режима дает команду по липроводящих элементов 22 и теплоноси- нии 28 на нагрев и блок 21 управления телем 7 при переключении предлагаемо- нагревом включает нагреватели 20 тепго устройства в режим охлаждения. лообменников 3 и 4. Нагреватель 20

Набор теплопроводящих элементов 25 повышает температуру теплоносителя соединяет зону 15 нагрева с зоной 16 в зоне 15 нагоева, откуда тепло перетеплообмена для передачи тепла из пер дается с помощью теплопроводящих эле 3$ вой зоны во вторую. ментов 25 и за счет конвекции в выше- .

Система управления нагревом и ох- лежащие слои теплоносителя 7, находя лаждением объединяет датчик 26 темпе- щиеся в зоне 16 теплообмена.

РатУРы, блоки Режима 27, УправлениЯ Команда блока 27 режима одновременнагревом 21 и управления охлажде„ „ но поступает по линии 28 в блок 19

12, а также блоки реверсивной подачи реверсивной подачи теплоносителя, котеплоносителя 19 и продувки 13 торый направляет сжатый воздух по труБлок 27 режима выбирает no TeHrle бопроводу 17 или 18 в один из теплоратуре литейной Формы Режим работы обменников 3 или 4. Сжатый воздух,.

1$ предлагаемого устройства: нагрев вы поданный, например, по трубопроводу ключено или охлаждение. Вход блока 17 в теплообменник 3, вытесняет теп-.

27 режима соединен с.датчиком 26 тем лоноситель из зоны 16 теплообмена. пературы литейной Формы 1, выходы Теплоноситель проходит через трубо с блоками управления нагревом 21, Ре- провод 5, теплообменную полость 2 ливерсивной подачи теплоносителя 19, тейной Формы, трубопровод 6 в зону управления охлаждением 12 и продув 16 теплообмена теплообменника 4, поки 13. лость 9 теплоносителя которого через

Блок 21 управления нагревом служит трубопровод 18 посредством блока 19 для включения или отключения нагрева- реверсивной подачи теплоносителя сотелей 20 по команде блока 27 режима, $$ общена с атмосферой. а также для отключения нагревателей При этом уровень теплоносителя в

20 при аварийном перегреве теплоноси- теплообменнике 3 понижается до уста) теля. новленного (показан пунктирной лини7 996087 8 ей), оголяются теплопроводящие эле менты 22. Затем блок 19 реверсивной подачи теплоносителя подает сжатый воздух по трубопроводу 18 в теплооб менник 4 и сбрасывает из:теплообмен- 5 ника 3 в атмосферу.

В результате, теплоноситель 7 перекачивается в обратном направлении, . * в теплообменник 3.Перемещение теплоносителя в теплообменной полости 2 литейной .формы 1 в двух направлениях путем поочередной подачи сжатого воздуха в теплообменники 3 и 4 продолжается до тех пор, пока температура литейной формы не достигает нижнего уровня установленного интервала.

При этом блок 27 режима .снимает команду на нагрев. В результате, блок

21 управления нагревом отключает нагреватели 20, а блок 19 реверсивной 26 подачи .теплоносителя сбрасывает сжатый воздух из теплообменников 3 и 4, прекращается принудительное перемещение теплоносителя через теплообменную . полость 2 литейной формы 1. Происхо- И дит выравнивание уровней теплоносителя в обоих теплообменниках 3 и 4. Если в процессе получения отливок температура литейной формы 1 достигает верхнего предела установленного ин- зв тервала температур;. то блок 27 режима по сигналу датчика 26 температуры включает по линии 29 блоки реверсивной подачи теплоносителя 19 и управления охлаждением 12.

М

Во избежание теплового удара, приводящего к образование пара в полости охладителя 7, подача охлаждающей жидкости в последнюю производится при нижнем уровне теплоносителя в теплообменнике, поскольку в этом случае теплопроводящие элементы 22 не погру жены в теплоноситель и нагреты меньше, чем в погруженном состоянии.

Блок реверсивной подачи теплоносителя в режиме обслуживания осуществляет поочередную подачу сжатого воздуха по линиям 17 и 18 в теплообменнике и теплоноситель проходит через теплообменную полость 2 литейной формы 1 из одного теплообменника в друSO гой и обратно, подобно тому, как это происходит при работе предлагаемого устройства в режиме нагрева. При этом блок 12 управления охлаждением осуществляет подачу охлаждаемой жидкости по трубопроводам 10 и 11 в полости охладителя теплообменников 3 и 4, откуда она поступает в слив 14.

Охлаждающая жидкость через теплопроводящие элементы 22 отбирает тепло у теплоносителя, который проходя через теплообменную полость 2 литейной формы 1 понижает температуру последней. При понижении температуры литейной формы до нижнего уровня установленного интервала блок 27 режима снимает команду на охлаждение блока 12 управления охлаждением, отключает подачу охлаждающей жидкости в теплообменники 3 и 4, а блок 13 продувки подает по трубопроводам 10 и 11 сжатый воздух на время, достаточное для уда- . ления остатков охлаждающей жидкости ,из полостей 8 охладителя теплообменников 3 и 4.

Преимущество предлагаемого устройства для .регулирования температуры металлических литейных форм в сравнении с известными заключается в том, что оно более надежно, так как перекачка теплоносителя осуществляется сжатым воздухом, а не механическим насосом, у которого при высокой температуре теплоносителя происходит заклинивание трущихся деталей и резко снижается ресурс уплотнений.

Контур теплоносителя предлагаемого устройства более компактен, не требует применения дополнительных баков для теплоносителя и поэтому может быть. установлен на, подвижных узлах литейных машин и соединен с подвижной .частью литейных форм, трубами, а не рукавами, которые уступают первым в долговечности.

Преимуществом является и то, что в предлагаемом устройстве теплоноситель прокачивается через теплообменную полость литейной формы в противоположных награвлениях. В результате, на оба входа в теплообменную полость подается одинаково подготовленный теплоноситель, благодаря чему создаются симметричные условия для теплообмена литейной формы.

Формула изобретения

1. устройство для регулирования температуры литейной формы, содержащее теплообменник с полостью теплообмена и объединенные в систему управления нагревом и охлаждением датчики температуры, блоки режима, управления нагревом и управления охлаждением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно до9 99608.7:- 10 полнительно содержит второй теплооб- -ментами, например тепловыми трубами, менник, блоки реверсивной подачи теп- при этом соединение теплообменника с лоносителя и продувки, причем тепло- полостью теплообмена литейной формы обменники соединены между собой через выполнено в вижней части зоны теплополость теплообмена литейной формы, % обмена, а теплопроводящие элементы, выходы блока режима подсоединены к,-соединяющие зону теплообмена с полосвходам управления блока реверсивной тью охлаждения, расположены в зоне подачи теплоносителя, выходы послед- теплообмена таким образом, что их него - к теплообменникам, а блок про- торцы находятся на уровне соединения

- дувки соединен параллельно с блоком е теплообменника с литейной формой. управления охлаждением.

2. Устройство по и. 1, о т л и- Источники информации, ч а ю.щ е е-с я тем, что каждый теп- принятые во внимание при экспертизе лообменник имеет герметично разделен 1. Авторское свидетельство СССР

:ные полость охлаждения и полость теп- м Р 616056, кл. В 22 О 17/22, 1978. поносителя, содержащую зойы нагрева 2. Авторское свидетельство СССР ,и теплообмена, причем зона теплообме- в"- 443719, кл, В 22 О 17/22, 1974. на соединена с зоной нагрева и полос- 3. Авторское свидетельство СССР тью охлаждения теплопроводящими эле- Р 691240, кл. 8.22 О 15/00, 1979.

gy — Составитель 6, Рыб ьев

Редактор А. Химчук. Техред E. Харитончик Корректор И. Демчик

Заказ 793/19 Тираж 811 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал-ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4