Установка для приготовления формовочных смесей

Союз СоветскилСоциалистическиереспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1774771(23)Приоритет ве делам нзебретеннй н открытийОпубликовано 30.10.80. Бюллетень .%40 Дата опубликования описания 02,11,80(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХСМЕСЕЙ 1Изобретение 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 крепитщи Я .Как видно иэ описания и схемы в рассматриваемом смесителе формовочный материал падая тонким слоел пересекает-, ся с распыляемым крепителем, затем попадает на ротор и под действием 2центробежной силы сбрасывается с негопричем форма ротора и корпуса смесителя обеспечивают двойное пересечение потока формовочного материалаплоскостью распыления крепителя.5Этими мерами достигается некоторая равномерность распределения массыкрепителя в массе формовочного материала, однако не решается задача нанесе Ония равномерного слоя крепителя накаждую, отдельно взятую песчинку; поскольку формовочный материал, проходящий по внутренней границе, получитбольшую дозу крепителя, а песчинки 15получат крепитель только с той стороны,которой они были обращены к распылителю.Бель устройства состоит в устраненииуказанных недостатков и обеспечениинанесения равномерного слоя на каждуюпесчинку.Указанная цель достигается тем, чтов предложенном смесителе для перемешивания сыпучих материалов, вклю477 1 ф 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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, в отклоняющее приспособление выполнено в виде незамкнутого тора, смесь по которому после выхода через кольцевой зазор из камеры предварительного перемешивания рассосредотвчивается 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 1 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 твк, 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, 3 десь как и в рассмотренном прототипе, можно говорить только о пропорциональном распределении массы крепителя на соответствующей массе сухих составляющих, при этом имеется неравномерность распределения крепителя хах 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 вдвух взаимно, перпендикулярных плоско: стах. Далее смесь, дойдя до диска, отбрасывается им к периферии и прижимается к кольцевому зазору. Поскольку величина зазора ограничена, из цилиндрической камеры предварительного смесмешения выдввится только часть смеси,остальная часть начнет подниматьсявдоль цилиндрической части корпуса навстречу свежим материалам, перемешиваясь с ними и отжимая их к центрукамеры. Поднявшись до некоторого уровня, смесь потеряет энергию, полученнуюот диска, и опустится вместе со свежимпеском к центру ротора, при этом вновьпересечет плоскость распыления крепителя. Попав в диск, смесь снова раскручивается и вновь отжимается к кольцевому зазору, где часть ее выдввится.наружу, а другая - будет подниматьсявверх. Таким образом, в цилиндрическойкамере происходит непрерывны цирку -ляция смеси,В результате движения по диску иэ-забольшого числа упругих соударений частичек смеси она как бы вскипает иведет себя во многом подобно вязкойжидкости. В частности, принимает форму,подобную форме жидкости, раскрученнойв цилиндре, а именно уровень ее у стенок цилиндра поднимается, а в центреобразуется конусообразная воронка. Поскольку кольцевой зазор выполнен таким,что в начальный момент не вся смесьпродавливается через него, а свежиематериалы поступают в смеситель равномерно, в цилиндрической камере будет происходить накопление смеси дотех пор, пока усилие продавливания, которое при прочих равных условиях зависит от массы вращающегося материа -ла, не возрастет до величины, обеспечивающей расход смеси через кольцевойзазор, равный проходу свежих материа-.лов. После чего установится автоматическое равновесие, поскольку, например,с увеличением прихода свежих материалов увеличивается масса вращающейсясмеси, увеличивается центробежная сила, т,е. давление на псевдожидкуюсмесь в направлении кольцевого зазора,а следовательно, и расход смеси черезнего.И наоборот, случайное увеличениерасхода смеси через кольцевой зазоруменьшает массу вращающейся смеси, аследовательно, и напор, и расход. Итаквнутри цилиндрической камеры происходит непрерывное сложное движениеслоев смеси, в именно слои, непосредственно прилегающие к диску ротора,1получая от него ускорение, вращаютсяи в результате движения по окружности4771 5 10 25 ЗО 35 45 50 55 5 77 перемещаются радиально в направленйг 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 возникаетперемещение элементарных слоев относительно друг друга. Слои поднимающиеся вверх по стенке цилиндрической камеры в результате трения о стенкутеряют движение, причем чем ближе оник стенке, тем больше сопротивление, а следовательно, и в этом случае имеется градиент скоростей, а значит и перемещение слоев относительно друг друга.Поведение отдельной песчинки можносхематичаски рассмотреть, представив,условно, что она в одиночку движетсяпо 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, перпендикулярнойрадиусу. Иными словами песчинка катится на диске по окружности, причем вэтом движении отстает от диска на месте касания. В результате движения поокружности песчинка испытывает центробежную силу, заставляющую песчинкуперемешаться по радиусу, но посколькудиск, на котором находится песчинка,в этом направлении не перемешается,создается пара сил (трение песчинки одиск и центробежная сила), котораязаставляет 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 какпри движении по вертикали, так и придвижении по окружности онв обгоняетстенку, в силу этого вынуждена такжевращаться в двух направлениях относительно своей оси, причем вращение вызванное движением по окружности противоположно и перпендикулярно тому, которое песчинка получила при движении поокружности на диске. В перемещении по конусу воронки песчинка опускаетсябыстрее, а движется по окружности медленнее, чем нижележащая смесь, этотакже заставляет ее вращаться вокругсвоей оси. Квк видно, в цилиндрическойкамере смешения смесь получает многократное перемещение элементарных слоевсмеси относительно друг друга в раэличьных плоскостях, а песчинки - вращательное движение также в различных плоскостях и кроме того смесь неоднократно пересекается с плоскостью распыления крепителя. В результате этогочерез кольцевой зазор вытекает смесьболее тщательно обработанная, чем в в разобранном прототипе. Однако смесь,вытекая из кольцевого зазора, имеетускорение 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, в 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 посложной траектории способствует формированию на них слоя крепителя такимобразом, что приближает песчинку с крепителем к форме шара.Коническая часть корпуса предназначе-на кроме того для сброса смеси в струю,удобную для использования. Получениекачественной смеси в смесителях непрерывного действия не является самоцелью,а связано с вопросом экономии крепителей и особенно при осуществлении процесса изготовления форм и стержней сприменением холоднотвердеющих смесейна связующих с большой скоростью реакции.В отечественной практике не имеется достаточного количества сведений оработе смесителей подобного вида сприменением сопоставимых крепителей. Наиболее близкими, работающимив нашей стране, являются лопастныесмесители непрерывного действия. При,работе такого смеситея для изготовления стержневых смесей расходуетсяот 4 до 7% крепителя УКС-Л и полу774771 8ства, трубопровод подачи крепителя иразьрызгивающее устройство, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения равномерности перемешивания формовочной смеси, приводной диск и цилиндрическая часть корпуса образуют камеру предварительного перемешивания, а отклоняющее устройствовыполнено в виде незамкнутого тора. Формула изобретении Установка для приготовления формовочных смесей, содержащая корпус с расположенным в нем приводным диском, направляющее и отклоняющее устройфюффСоставитель А, МинаевРедактор Т, Пилипенко Техред Едаврюешко Корректор М, Дем 602/14 Тираж 889 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, сноСССР фил ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,7ченная прочность образюв не превышает 2,5-3,5 кг/см. В то время как смеси, изготовленные на лабораторной модели предлагаемого смесителя при расходе крепителя 2,5% даютпрочность до 5-5,6 кг/см на разрыв.2 Источники информ ацйи,принятые во внимание при експертизе 1. Патент ФРГ М 2444253,кл. В 22 С 5/04, 1976.