Центробежно-литейная машина

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сото з СоветскихСоциалистическихРеслублик 11997966(53) УДК 621.74, 042 (088 8) Опубликовано 23.02.83. Бюллетень 7 по делам нэабретеннй н етнрмтнйДата опубликования описания 28.02.83А. Искра, С. М. Двоскин:;1 - ,. ,Липецкий ордена Трудового Красногс 1 Знамеф 1:.металлургич кзавод Свободный-бокол,"1) Заявите ШИН 4) ЦЕНТРОБЕЖНО-ЛИТЕЙНА Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при центробежном литье чугунных труб.Известна центробежная труболитейная машина, имеющая корпус с расположенной внутри его между опорными и нажимными роликами изложницей. Вся внутренняя полость корпуса заполнена проточной водой.В процессе работы вращающаяся изложница захватывает своей поверхностью прилегающие слои. воды и за счет центробежных сил отбрасывает их от себя. Слои воды, прилегающие к изложнице, нагреваются вместе с содержащимся всегда в ней воздухом, который, расширяясь, способствует ее отбрасыванию и уменьшает теплопроводность переходного слоя. Происходящее на наружной поверхности изложницы парообразование также способствует отталкиванию охлаждающей жидкости 1),Известна также центробежная машина, содержащая корпус, внутри которого между опорными и нажимными роликами расположен вращающийся ротор с закрепленной внутри него изложницей. Ротор имеет отверстия для приема и выброса воды, охлаждение изложницы осуществляется путем подачи воды в пространство между ротором и изложницей с помощью специальных камер. Вращение охлаждающего потока вместе с ротором увеличивает центробежную силу жидкости и способствует отбрасыванию ее от охлаждаемой поверхности 2 и 3,Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому резуль 1 О тату является центробежно-литейная машина, включающая изложницу, цилиндрическую рубашку, установленную коаксиальноизложнице и образующую с ней полость,соединенную с камерами подачи и сбросаохлаждающего агента, ролики и привод вращения 4.Недостатком центробежной машины является невысокая интенсивность охлаждения изложницы как из.за отбрасывания охлаждающей жидкости от поверхности из 2 о ложницы, так и из-за наличия непроточныхкарманов, образуемых указанными стаканами. Вся жидкость в корпусе приводитсяво вращение со скоростью, уменьшающейсяк стенке корпуса. Кроме того, основной по 997966О 2 О 25 ЗО з 40 45 5 О Я ток охлаждающей жидкости оттесняется враШаюшейся зоной воды и движется поэтому у самых стенок корпуса; при этом из-за плохого перемешивания отмечается большой перепад температур в различных зонах вращения жидкости. Все эти явления приводят к уменьшению интенсивности отбора тепла от изложницы, снижают скорость кристаллизации металла в формирующейся трубе и производительность центробежных машин. Еше больший вред приносит вызванная теми же гидродицамическими явлениями значительная неравномерность охлаждения изложницы пс ее длине, приводящая, в свою очередь, к различным условиям кристаллизации трубь в районе раструба и у ее гладкого конца. На практике это приводит к повышенному браку труб по трещинам, особенно у раструба. Причем, чем длиннее отливаемая труба, тем больше разница в условиях кристаллизации ее раструбцой и ствольной частей и тем больше брак труо по трещинам. Конструктивные особенности системы охлаждения изложнцы це позволяот с целью интенсификации или ликвидации неравномерности температурной зоны применить испарительную, а также водопароьоздушцую среду, обладающую большей теплоемкостью ввиду отсутствия возможности сосредоточения ее в ограниченном просграцстве вблиз; изложницы. Таки.; образом, сгцествуюгцая конструкция ггентробежной машины це позволяет увеличить длину отливаемых труб из-за резкого угеличеггиг и; брака по "рец 1 иггам.1 слг го изобретения является гговыгггегггге игггенсивности охлаждения изложницы и увеличение длины отливаемых труб при одноьременцом повышении их качества.Поставленная цель достигается тем, гго в ггсггггробежно-литейггой машине, содержащей корпус, изложницу, цилиндрическую рубашку, установленную коаксиальцо изложнице и образующую с ней полость, соедицецггую с камерами подачи и сброса охлаждающего агента, ролики и привод вращения, гилиггдрическая рубдгг ка снаожеца наклонными ребрами со стороны изложницы и закрытыми кожухами и жестко закреплена на корпусе машины, причем в цилиндрической рубашке в,шолнены окна, в которых размещены ролики, закрытые кожухами.Изложница на концах снабжена стаканами с конической внутренней полостью и черггательныг и трубками с соплами, закрепленными во внутренней полости стаканов и установленными со стороны камеры поачи охлаждающего агента.На фиг. 1 изображена предлагаемая машина; общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; ца фиг. 3 - сечение 513 ца фиггЧацгина состоит из корпуса 1, внутри которого расположены опорные 2, нажимные 3 и поддерживающие 4 изложницу 5 ролики. На концах изложницы 5 закреплены стаканы 6 и размещены камеры 7 и 8 подачи и сброса охлаждающего агента. На внутренней поверхности стаканов 6 закреплены черпательные трубки 9, захватывающие раструбы 10 которых расположены в камере 7. Камеры 7 и 8 соединены между собой неподвижной, параллельной изложнице, центробежной рубашкой 11 с ребрами 12. Концы черпательных трубок 9, размещенных в стаканах 6, снабжены соплами 13, направленными в сторону, противоположную раструбам 10, а патрубки 14 подачи и сброса охлаждающей жидкости, расположенные по разные стороны от вертикальной диаметральной плоскости изложницы, соединены с полостями подачи и сброса указанной жидкости по касательной. Рубашка 11 сцабжена окнами 15, в которых расположены ролики 2 - 4, закрытые кожухами 16 - 18, закрепленными фланцами 19 на рубашке 1.Поступающая под давлением в полость 20 через патрубок 4 охлаждающая жидкость создает в пей вращающийся против вращения изложницы поток. Основная часть потока направляется в зазор между неподзижцой рубашкой 11 с ребрами 1 и изложницей 5, и часть вращающегося потока захватывается раструбом 10 черпательной трубки 9, которая подает его в карман, образуемый стаканом 6, и выбрасывает на конец изггожниггзг 5 через сопло 13, обеспечивая прогочность указанных карманов. Этой же сли служит интенсивное выбрасывание жидкости из кармана как за счет конуса внутри стакана 6, так и за счет расположе:гия черпательных трубок в стакане под угглом к оси ггзггожниггьг таким образом, что их аружггая поверхность образует водяное колесо-шпеллер. Осцовной поток жидкости, перемешаю- щейся аксиалыю или по винтовой линии, благодаря наличию ребер 12 разделяется ца дифференцированные потоки между ребрами 12 и рубашкой 11, которые интенсифицируют охлаждение поверхности и способствуют пароудалению.Изложница 5, соприкасаясь с потоком жидкости, заставляет его вращаться, а расположение ребер 12 под углом до 30 препятствует этому вращениго, уменьшая центробежную силу жидкости и ее отбрасывание. Оптимальным является угол около 30, так как изготовление рубашки 11 с ребрами 12, расположенными под углом более 30, требуюг резкого повыц;ения давления жидкости в полости 20 камеры 7.В силу захвата слоев жидкости поверхностью изложницы 5 в полости 21 камерьг 7 оца вращается в ту же сторону, что и изложница, но с меньшей скоростью, чему способствует также расположение патруб5ка 14, создающего поток обратного направления.Меньшая скорость вращения потока жидкости в полости 21 способствует захвату ее черпательной трубкой и увеличению прочности кармана в раструбной части изложницы.Опорные 2, нажимные 3 и поддерживающие 4 ролики, расположенные в окнах 15 рубашки 11, закрыты герметизированными кожухами 16 - 18, которые изолируют уст,- ройства перемещения, регулирования и фиксации указанных роликов от воздействия пароводовоздушной среды, вызывающей их коррозию.Создание направленного потока охлаждающей жидкости обеспечивает преимущественно аксиальное, замедленно вращающееся по винтовой линии, перемещение потока под давлением не менее 2 атм, способствует удалению пара и нагретого воздуха из граничного слоя жидкость-изложница и тем самым интенсифицирует охлаждение поверхности изложницы, снижая температуру ее поверхностного слоя. Это позволяет уменьшить толщину стенки изложницы на 3 - 4 мм, сохранив при этом прежнюю температуру поверхностного слоя изложницы, что приведет к сохранению средней температуры стенки изложницы, но снизит в ней температурные напряжения в силу уменьшения ее толщины, а это в свою очередь уменьшит сопротивление теплоперехода по толщине стенки и тоже будет способствовать улучшению охлаждения ее поверхности. Утонение стенки изложницы на 3 - 4 мм определено предварительным расчетом и на практике может быть увеличено до 5 - 6 мм.Устройство направленного потока охлаждающей жидкости по своим конструктивным особенностям обеспечивает также применение в качестве охладителя водопаровоздушной среды и испарительного метода отбора тепла как по всей длине, так и дифференцированно по зонам; раструб - опорные ролики - поддерживающие ролики и т.д.Интенсификация охлаждения поверхности изложницы и утонение ее стенки увеличивает скорость кристаллизации отливаемой трубы, сокращает время ее изготовления и,таким образом, увеличивает производительность центробежной труболитейной машины на 8 - 9%, что соответствует сокращению времени кристаллизации.Кроме того, автономная герметизация 5 опорных нажимных поддерживающих изложницу роликов исключает коррозию деталей и механизмов их перемещения, управления и фиксации, предупреждает преждевременный выход их из строя, а также обеспечивает свободный доступ к ним при ремонте и эксплуатации. Этим самым увеличивается межремонтный период машин и снижаются расходы на ремонтные работы. формула изобретения151. Центробежно-литейная машина, содержаш,ая корпус, изложницу, цилиндрическуюрубашку, установленную коаксиально изложнице и образующую с ней полость, соединенную с камерами подачи и сброса охлаждающего агента, ролики и привод вращения,отличающаяся тем, что, с целью повышенияинтенсивности охлаждения изложницы и увеличения длины отливаемых труб при одновременном повышении их качества, цилиндрическая рубашка снабжена наклонными ребрами со стороны изложницы и закрытыми кожухами и жестко закреплена накорпусе машины, причем в цилиндрическойрубашке выполнены окна, в которых размещены ролики, закрытые кожухами.Зф 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем,что изложница на концах снабжена стаканами с конической внутренней полостью ичерпательными трубками с соплами, закрепленными во внутренней полости стаканов иустановленными со стороны камеры подачиохлаждающего агента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Юдин С. Б. и др, Центробежное литье.М., Машиностроение, 1972, с, 157.40 2. Заявка ФРГ1919615,кл. В 22 Р 13/02, 1971,3. Патент США3718178,кл. В 22 Р 13/02, 1973.4, Авторское свидетельство СССР738756, кл. В 22 Р 13/02, 1978.99796 б Ф Ю ль А. Минаерес Редактор Заказ 101 Цици8 емчи СоставитТехред И. ВТираж 81осударственногом изобретенийва, Я - 3 Г, Рауатеит, г. Ужго ВНИИПИ Гпо дел 113035, Моск лнал ППП П Корректор МПодписноеомитета СССРоткрытийка я наб д 4/5д, ул. Проектная, 4