Система регулирования температуры металлических литейных форм

С" А Союз Советск СоциалистицескРеспублик ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКО ВИДЕТВДЬ СТ 1) Дополнительное к авт, св 2) Заявлен.75 (2 50672/ М. Кл,"- В 22 2 15/00Я 05 3 23/00 аявкис при не Государственный комит Совета Министров ССС по делам изобретений н открытий) Да 2) Авторы изобретения Т. Фроленко,Г, Ано узнецов 71) Заявит 4) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИ".ХЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ляется нагрев пл 11 не имекщие пе още пс констр",Изобретение 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 металлических формообразуюших элементов кристаллизаторов, штампов, пресс-форм для пластмасс, для резины, стержневь 1 х ящиков для изготовления стержней из смесей горячего твердения и др,).30Известны системы для регулирования температурь; литейных форм, Охлаждение обычно осуществляется жидким теплоносителем, циркулирутсщим через теплообменную полссть охлаждаемого объекта, Нагрев осу шествляется электрическими нагревателями 1, газовыми горелками 2 или жидким теплоносителем31, нагреваемым в баке и нагревающим объект при циркуляции через его теплообменную полость. 20В этой системе имеются два бака с теп" лоносителем, один - для нагрева форм, другой - для охлаждения. С теплообменной полостью формы по мере надобности соединяется один из баков. За счет циркуляции 25 теплоносителя осушествохлаждение формы,Недостатком этой системь являетсянеобходимость периодически переключатьбаки в контуре. Применение перекл 1 отакщихзолотников при рабочей температуре теп 11 ооносителя порядка 200-250 С связано сопасностью заклинивания подвтькнь.х частейзолотника при их тепловом расщире 1.ии, возможностью возникновения утечек теплоносителя вследствие его пониженной вязкости при указанной те.пературе, невозх;ожностью использования стандартнь.х резиновых уплотнений, так как они не рассчитань,для аботы при температурах порядка 2 О С 250 С, Преодоление этих трудностей ведетк сложной и ненадежной конструкции золотников, Поэтому системы,ключаюших золотников, прции и надежнее в работе.Наиболее близким техническим реп 1 ениемк предлагаемому изобретению являетсяустановка для регулирования температурылитейной формы при литье под давлением 4,имеющая шесть контуров циркуляции жид53773кого теплоносителя, каждый из которыхвключает бак с залитым в него теплоносителем, Внутри бака смонтированы охладитель, нагреватель и насос, нагнетающийнагретый или охлажденный теплоноситель избака по трубопроводу в теплообменную полость формы. Соединения трубопроводов дляподачи теплоносителя в литейную форму иего возврата в бак выполнены с запорными клапанами, предотвращающими утечку 10теплоносителя при отсоединении литейнойформы. Работой нагревателей и охладителей в каждом контуре управляет датчик температуры. теплоносителя.Такое конструктивное выполнение приво Ьдит к необходимости нагрева или охлаждения всей массы теплоносителя, залитогов бак, Следствием этого является большаяинерция системы регулирования температуры и ненадежное поддержание заданногоинтервала температур литейной формы.Кроме того, такое устройство требуетзначительных затрат энергии на периодические подогревы и охлаждения большойИмассы теплоносителя в баке.При отсоединении литейной формы еетеплообменная полость и трубопроводы заполнены теплоносителем, Это вызывает необходимость применения сложных по конЗОструкции запорных клапанов и не исключаетвозможности утечки теплоносителя черезклапаны,Белью изобретения является повышениенадежности и экономичности системы регулирования текатературы литейных форм.Для этого в предлагаемой системе регулирования температуры выполнен общийдля всех контуров циркуляции жидкого теплоносителя бак, в каждом контуре нагреватель и охладитель смонтированы на трубопроводах, насос выполнен реверсивным,на всзвратнсм трубопроводе выполнен сливной бачок, Верхнее входное отверстие бачка соединено с теплообменной полостьюлитейной формы, нижнее - выходное - свсасывающей полостью насоса, а промежуточное соединено с баком,На чертеже схематически изображенодин из контуров циркуляции жидкого теплоносителя в системе регулирования температуры литейных форм (другие контурына чертеже не показаны).В общем для всех контуров циркуляциибаке 1 с залитым в него теплоносителем2 смонтирован отдельный в каждом контуре насос 3, соединенный нагнетающимтрубопроводом 4 с теплообменной полостью5 литейной формы 6. На нагнетающем трубопроводе 4 смонтирован нагреватель 7. 524Возвратным трубопроводом 8 теплообменная полость 5 литейной формы 6 соединена с верхним отверстием 9 сливного бачка 10, На возвратном трубопроводе 8 смонтирован охладитель 11. Нижнее отверстие 12 сливного бачка соединено трубопроводом 13 с всасывающей полостью насоса 3, а спивное отверстие 14 в боковой стенке сливного бачка 10 посредством трубопровода 15 соединено с баком 1. Всасывающая полость насоса 3 сообщена с теплоносителем 2 в баке 1, например, патрубком 16, гидравлическое сопротивление которого заведомо больше гидравлического сопротивления трубопровода 13.В литейной форме 6 и нагнетающем трубопроводе 4 смонтированы датчики температуры линейной формы и теплоносителя на чертеже не показаны). Приборы управления работой нагревателя и охладителя также на чертеже не показаны.Система регулирования температуры металлических литейных форм работает следующим образом.Включение системы в работу осуществляется запуском насоса 3 и одновременным с ним включением приборов, которые по сигналам дитчиков температуры литейной формы и теплоносителя управляют работой нагревателя 7 и охладителя 11. Насосом 3 теплоноситель 2 из бака 1 всасывается через патрубок 16 и нагнетается по трубопроводу 4 в теплообменную полость 5 литейной формы 6, откуда по трубопроводу 8 поступает в сливной бачок 10. Теплоноситель из бачка через нижнее отверстие 12 поступает в трубопровод 13. При этом уровень теплоносителя в трубопроводе 13 становится выше, чем в баке 1. В результате этого дальнейшее поступление теплоносителя во всасывающую полость насоса из бака через патрубок 16 прекращается, а происходит по трубопроводу 13 из сливного бачка 10, Таким обра. - зом, после заполнения трубопроводов 4, 8, 13 и теплообменной полости 5 литейной формы 6 теплоносителем начинается его цир куляция по замкнутому контуру, причем теплоноситель, находящийся в баке 1, в цир. куляции не участвует.В начале работы теплоноситель и литейная форма холодные, поэтому от датчиковтемпературы поступает команда на включение нагревателя 7, который нагревает проходящий по трубопроводу 4 теплоноситель, Циркулируя в контуре, теплоноситель подогревается нагревателем 7, а проходя через теплообменную полость 5 литейной формы 6, отдает ей тепло и тем самым нагревает литейную форму 6. Если теплоноситель, циркулирующий в контуре, достиг максимально допустимой температуры, по команде датчика температуры теплоносителя нагреватель 7 отключается на период, пока температура теплоносителя не опустится ниже установленного предела. Нагрев литейной формы 6 при этом продолжается, так как ее тем пература ниже, чем температура теплоносителя, Когдатемпература литейной фор мы 6 достигнет нижнего предела, установленного на приборе управления интервала рабочих температур, выключается нагреватель 7. Б дальнейшем, если в литейную форму 6 не заливается сплав, ее температура И поддерживается постоянной на достигнутом уровне за счет периодических включений нагревателя 7 и компенсации тепла литейной формой 6 вследствие естественного охлаждения.МПри заливке сплава в литейную форму 6 она нагревается за счет тепла, отдаваемого охдаждаюшимся сплавом. Когда температура литейной формы 6 достигнет верхнего предела заданного интервала рабочих температур, по команде датчика температуры литейной формы включается подача охлаждающего агента, например воды, в охладитедь 11, Охлажденный теплоноситель, циркулируя по контуру и через тепдообменную полость литейной формы, охлаждает ее,Когда температура литейной формы 6 понизится и окажется в установленном рабочем интервале, охладитель отключается, а вода, оказавшаяся в этот момент в охладителе, сливается из него самотеком.Изменения объема теплоносителя, циркулирующего в контуре, вследствие его теплового расширения или потерь за счет утечек компенсируются теплоносителем 240 в баке 1 за счет перетекания теплоносителя в бак или из бака в контур по патрубку 16.45Перед отсоединением литейной формы теплоноситель из контура циркуляции перекачивают в бак 1. Для этого насос 3 включают на реверс. Тепдоноситель, находящийся в трубопроводе 4, теплообмен- у ной полости 5 литейной формы 6 и в трубопроводе 8, частично перекачивается по трубопроводу 13 в сливной бачок 10, откуда по трубопроводу 15 он переливается в бак 1, Другая часть теплоносителя по- И падает в бак 1 по патрубку 1 6 Через верхнее отверстие 9 в сливногл бачке 10 в трубопровод 8, а затем в теплообменную полость 5 литейной формы 6 и трубопровод 4 входит воздух. 6 О Такое конструктивное выполнение системы регулирования температуры литейных форм позволяет нагревать или охлаждать небольшой по сравнению с количеством теплоносителя в баке объем теплоносителя, циркулирующего в контуре. Это снижает энергозатраты на периодические нагревы и охлаждения теплоносителя, уменьшает тепловую инерцию системы и повышает надежность регулирования температуры литейной формы в заданном интервале.Отсоединение литейной формы от системы после удаления теплоносителя из теплообменной полости литейной формы и из трубопроводов системы исключает возможность утечек теплоносителя при выполнении этой операции. Кроме того, прл этом отпадает необходимость в применении соединений с запорными клапанами.Ф ормула изобретенияСистема регулирования температуры металлических литейных форм, содержащаяконтуры циркуляции жидкого теплоносителяс нагревателями и охладитедями, состоящие из нагнетающего и возвратного трубопроводов, соединенных с тепдообменной полостью литейной формы, и смонтированногов баке с теплоносителем насоса, всасывающая полость которого соединена с теплоносителем в баке, ,о т л и ч а ю ш а я -с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, в каждом контурециркуляции на возвратном трубопроводе установлен сливной бачок, верхнее входное отверстие которого соединено с тепдообменной полостью литейной формы, нижнее выходное - с всасываюшей полостью насоса,а промежуточное отверстие связано с баком,выполненным общим для всех контуровциркуляции, при этом насосы каждого циркулирующего контура выполнены реверсивными,а негреватеди и охладители смонтированына трубопроводах ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент франции2145600, В 223 27/00, 1970 г,2, Статья Я. И. Бергман и др. "Устройства подогрева форм литья под давлением"в журнале фЛитейное производство", 1975,1, стр, 7.3, Патент франции2211309, В 223 27/ОО, 1973 г.4. Статья В. П, Курочкина и др. "Автоматическое регулирование температурногорежима формы при литье под давлением"в журнале "Литейное производство", 1 97 4 г.,12, .стр. 30- прототип.537752 каз 5607/5 Тираж 1003 Подп ИПИ Государственного комитета Со по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушская