Система регулирования температуры металлических литейных форм

1111 670380 Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к авт. ) Заявлено 05.04,77 (21) 1 Д-ВУ 69341/22 присоединением заявки Государственный комитет 23) ПриоритетОпубликовано 30,06.79. Бюллетень Ьо Дата опубликования описания 30.0 б,7 СССР ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен Анохи Ь. Т. Фроленко К знецов и Г. Заявител) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМИзобретение 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, стержневые 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 охлади- тель 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 всасываюп 1 ей полостью насоса, а промежуточнос соединено с баком. Управление работой нагревателя и охладителя в каждом контуре осуществляется датчиками температуры теплоносителя и литейной форме 11,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. Р 1 наоборот, при охлаждении литейной формы требуется охлаждать и всю массу нагревателя. Все это вызывает дополни тельные затраты энергии на периодическиеподогревы и охлаждения значительной массы теилообменников.Кроме гого, как в нагревателе, так и вохладитслс необходимо обеспечить трсбус 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 изобретения являетсяповышение надежности и экономичности системы рсгулирования температуры литейных форм,20 Указанная цель достигается тем, что вкаждом контуре циркуляции жидкого лоносителя нагреватель и охладитель объединены в единый тсплообменник. Нагревательные элементы, например, смонтирова иы в контуре циркуляции теплоносителя, апоследний в свою очередь смонтирован в контурс циркуляции охладитсля, Нагрсватсльные элементы, контур циркуляции теплоносителя и контур циркуляции охлаждад 0 ющей жидкости смонтированы между со3бой с возможностью компенсации тепловогорасширения элементов конструкции,На чертеже схематически изображенодин из контуров циркуляции жидкого теплоносителя в системе регулирования температуры литейных форм.В общем для всех контуров циркуляциибаке 1 с залитым в него теплоносителем 2смонтирован отдельный в каждом контуренасос 3, соединенный нагнетающим трубопроводом 4 с тсплообменной полостью 5литейной формы б. На нагнетающем трубопроводе 4 смонтирован теплообменник 7.Нагревательные элементы 8 теплообмснника 7 смонтированы в контуре 9 циркуляциитеплоносителя теплообменника 7. Контур 9циркуляции теплоносителя в свою очередьсмонтирован 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 б соединенас верхним отверстием сливного бачка 15,нижнее отверстие которого соединено трубопроводом 16 с всасывающей полостью насоса 3, а сливное отверстие 17 в боковойстенке 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 начертеже не показаны.Работает система регулирования температуры металлических литейных форм следующим образом.Включение системы в работу осуществляется запуском насоса 3 и одновременнымс ним включением приборов, которые посигналам датчиков температуры литейнойформы и теплоносителя управляют работойнагревательных элементов 8 и электромагнитного клапана 11, Насосом 3 теплоноситель 2 из бака 1 всасывается через патрубок 19 и нагнетается по трубопроводу 4 втеплообменную полость 5 литейной формы6, откуда по трубопроводу 14 поступает всливной бачок 15. По мере заполнения сливного бачка уровень теплоносителя в немстановится выше, чем в баке 1. В результате этого дальнейшее поступление теплоносителя во всасывающую полость насосаиз бака через патрубок 19 прекращается,а происходит по трубопроводу 16 из сливного бачка 15. Таким образом, после запол 1 О 15 20 25 зо 35 1 О 45 50 55 60 65 пения всего контура теплоносителем начинается его циркуляция по замкнутому конуру, 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 б, отдает ей тепло и тем самым нагревает литейную форму б. 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 нивке, чем температура теплоносителя. Когда температура литейной формы б 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 б 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 переливается670380 Формула изобретения Составитель Г. ЛебедевТехред А, Камышиикова Корректор Р, Беркович Редактор 3. Ходакова Подписное Заказ 1316/8 Изд. Мо 385 Тираж 945 ЦНИИПИ НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, 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 умень 1 пить теплопотери. Система регулирования температуры металлических литейных форм, содержащая5 контуры циркуляции теплоносителя и охладителя, нагревательные элементы, бакдля теплоносителя и насос, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, нагревательные10 элементы установлены в контуре циркуляции теплоносителя, а последний смонтирован в контуре циркуляции охладителя,при этом нагревательные элементы, контурциркуляции теплоносителя и контур цирку 15 ляции охладителя смонтированы между собой с возможностью компенсации теплового расширения.Источники информации,пршгятые во внимание при экспертизе20 1. Лвторское свидетельство СССРЮв 537752, кл. В 22 Г) 15,00, 1975.