Устройство для управления заполнением литейных форм

Союз Советских Социалистических Республик(и)662264 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Опубликова явки-сударственный квинтет СССР оо делаи нэобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ИЕМ аполнения обуслав- изико-механических жимние Изобретение относится к области литейного производства, в частности к устройствамдля управления заполнением литейных форм,и может быть использовано при изготовлении отливок методами литья под низкимдавлением и свободного (гравитационного) 5литья в кокили, песчаные, керамические иоболочковые формы.Получение отливок высокого качества(без недоливов, трещин, усадочных раковини т, д.) определяется правильно выбраннымрежимом заполнения литейных форм,Кроме того, важно поддержать скоростьзаполнения литейной формы в заданных пределах. В случае медленного заполнения расплав может закристаллизоваться в тонкихсечениях отливки прежде, чем заполнитсяформа, что вызывает в отливках брак понедоливу и спаям. При слышком быстройзаливке происходит бурное струйное заполнение формы с разбрызгиванием расплаваи захватом воздуха, что приводит к повреждению литниковой системы и браку отливок по газовым раковинам. При быстромзаполнении расплав не успевает охладитьсяи сохраняет к концу процесса заполнениязначительный перегрев выше точки ликвидуса. Нарушение ре а зливает ухудше фсвойств 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 форму6622 5 ко-механических свойств отливок (например, 3но 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 заполнениемлитейной формы, содержащем исполнительный механизм и связанный с ним командный блок. исполнительный механизм выполнен в виде установленной на выпоре литейной формы крышки с клапаном, снабженнымприводом, связанным с выходом командного блока, на вход которого подключены датчики температуры расплава, установленныев литейной форме вдоль потока расплавана расстоянии эталонной длины.Такая конструкция позволяет создать подЪ 25колпаком давление Р воздуха, направленное против потока расплава (противодавление). Величину противодавления можно изменять с помощью стравливающего клапанапо заданному закону, в частности, в зависимости от фактического перепада темпе- Зоратур вдоль потока расплава, что регулирует скорость потока и заполнение литейнойформы. Это дает возмОжность формироватьбптимальный температурный режим потока,что позволяет получать высококачественныеотливки со стабильными физико-механическими свойствами,На чертеже изображена схема устройства для управления заполнением литейныхформ.Устройство содержит исполнительный механизм, выполненный в виде крышки 1, установленной на выпоре 2 литейной формы 3 .и снабженной клапаном 4. Клапан 4 имеетпривод 5, связанный с командным блоком 6,выполненным в виде блока сравнения с подключенным к нему формирователем 7 опорного сигнала. Формирователь 7 позволяетзадавать необходимый перепад температуррасплава. В литейную форму 3 введены датчики 8 и 9 температуры, установленныевдоль потока расплава на расстоянии эталонной длины и подключенные к блоку 6.Датчики 8 и 9 могут быть выполнены в видетермопар.Устройство работает следующим образомКлапан 4 открывают и подают расплавв литниковую чашу 10 литейной формы 3. 55Расплав по каналам литниковой системыпоступает в рабочую полость 11 литейнойформы 3, вытесняя наружу находящийся вней воздух,При этом воздух выходит из 64 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 границумежду 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 определенныхместах литейной формы, локально регулировать скорость заполнения, что позволяет получить отливки с желаемыми свойствами,формула изобретенияУстройство для управления заполнением литейных форм, включающее исполнитель662264 5ный 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 О ва и связанными с входом командного бло 6ка, а исполнительный механизм выполненв виде установленной на выпоре крышкис клапаном, снабженным приводом, связанным с выходом командного блока,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство Ма 221232,кл. В 22 Р 37/00, 1967.2, Авторское свидетельство Мв 93302кл. В 22 Р 37/00, 1950.1130нлиал СостТехред 3 Тираж ИИПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж - 35, Рау ППП Патент, г. Ужг орректор Е. Лукаодписное