Устройство для уплотнения зернистых формовочных материалов импульсом давления газообразной среды

ОЮЗ СОВЕ ГСКИХОНИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 674690 АЗ н 9(нс В 2 22 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Т Н У ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ВОЧНЫХ МАТЕРИАВЛЕНИЯ ГАЗООБк лиустр ия фо качест их во апорн 2, в 3. В пус уса 7 а кам й кам О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЭ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Георг Фишер АГ (СН)(54) УСТРОИСТВОЗЕРНИСТЫХ ФОРМОАЛОВ ИМГ 1 УЛЬСОМ ДРАЗНОЙ СРЕДЫ(57) Изобретение относитсяпроизводству, в частности кдля импульсного уплотненной смеси. Цель - повышениеи расширение технологическстей. Устройство содержит нпус 1 и управляющий корпусустановлена клапанная тарелк1 встроены отражательный кохлопной корпус 13, Клапаннавыемка 9 отражательного корпют отражательную камеру 02равления сообщена с буферноз п ф-лы, 5 ил,и еиному йствам мовочва форм можноый коротором корпус 7 и вылка 3 и образуера уперой. 2Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для изготовления литейных форм импульсным способом,Целью изобретения является повышение качества форм эа счет повышения скорости срабатывания клапана и расширение технологических возможностей за счет обеспечения уплотнения широкоформатных форм.На фиг, 1 изображено устройство с кольцевой камерой ускорения, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вариант с дисковыми камерами ускорения; на фиг. 3 - то хке, с дисковой камерой ускорения; на фиг, 4 - то же, вариант с кольцевой камерой уплотнения; на фиг. 5 - пневмосистема для работы с несколькими устройствами.Устройство (фиг.1) содержит корпус 1 с управляющим корпусом 2, которые соединены посредством уплотнения, В управляющем корпусе 2 размещена клапанная тарелка 3, имеющая возможность перемещения вдоль внутренней стороны управляющего корпуса 2 по поверхности 4, Поверхность 4 оболочки может быть выполнена без специальных уплотнительных элементов при тождестве управляющей среды и среды, обеспечивающей толчок давления. ссли используются различающиеся ср 1 ы и, следосаельно, необхоимо обеспечить герметичность, целесообразно устанавливать на поверхн эсти 4 уплотнительный элемент, на и,. имер уплотнител ьн "е кольцо Нэд обратной стороной клапанной тарелки 3 на управляющем корпусе 2 размещено уплотнение 5, обеспечивающее герметичное прилегание задней стороны клананной тарелки 3,Клапаннал тарелка 3 выполненд ь форме шайбы и в зависимости от величины уплотняемого отверстия может быть оснащена ребрами или другими усиливающими элементами, В качестве материала для них можно использовать пластмассу или эластомер, а также металл, причем предпочтительно металлические уплотнительные элементы оснащать эластомерной оболочкой.На нижней стороне клапиной тарелки 3 выполнена уплотнительная поверхность б,К уплотнительной поверхности 6 корпуса 1 примыкает кольцеобразный, односторонне открытый отражательный полый корпус 7, который с помощью распорок 8 опирается на корпус 1. Примыкающая к уплотнительной поверхности 6 сторона дополнительного отражательного корпуса 7 имеет выемку 9, которая с обеих с 1 орон 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кромки отражательного корпуса 7 имеет уплотнительные поверхности 10, Предпочтительна глубина выемки 9 в пределах 1,02.0 мм, что применительно к используемому сжатому газу обеспечит нагружение по возможности малого объема заполнения. В случаях, когда используется дополнительное давление, вырабатываемое с помощью напорного резервуара(не показан), выемка 9 выполняется большей глубины. Уплотнительные поверхности 10 и выемка 9 образуют односторонне открытое пространство - камеру 0 2, Примыкаю цие к уплотнительной поверхности б упло 1 нительные поверхности 10 отражательного корпуса 7 ограничивают так называемую ускорительную поверхность клапаннои тарелки 3, К кло,лентуерехода о, закрытоо состояния к открытому ускорительнсй поверхности применительно к распреддлеНию давления газа, воздействующего на уплотнительный элемент, возни кае 1 квазиотражат ельн ый опрокидывающий эффект, которыи ускоряет движение клапанной тарелкл 1 3 при ее поднятии, т.е, эа счет открывания ускорительной поверхности происходит скачкообра.нсе увсичечие нагружаемой поверхности под воэдеисгвием находящегсся " г 1 рос Гангт ; камеры 0 1 сжатого газа на унлотнне.:,ой поверхности клэ-анной гарелки на ",е;ичину ускорительной поверхности.Вме ти выемки 9 в отражате 1 ьном корпусе 7 можно предусмотреть сквозную полую поверхность, которая в этом случае образуег кваэипро транство при подъеме уплотни 1 ельной поверхности б с отражательным корпусом 7. Такое пространство является малопредпочтительным при рассмо;рении его с технических позиций прохождения г;отока, гак как ускорительная поверхность должна открываться одновременно в полном объеме. Чтобы обеспечить эффективность использования ускорительной поверхности отражательный корпус 7 должен быть установлен в части устройства, обеспечивающей создание и передачу давления сжатого газа.Примыкающие к уплотнительной поверхности б уплотнительные поверхности 10 глогут, например, с целью улучшения уплотнения, иметь выпуклую или другую геометрическую форму.С целью управления состоянием давления в отражательнэй камере 02, погледняя с гюмощью линии 11 и регулирующсго кла пана 12 соединена с атмосферой или с ресивером ( е показан)Соединение отражательнои камеры 02 с тмосФерой служи для выравниваниядавления после его толчка и для нового уплотнения посредством клапанной тарелки 3, однако посредством аккумулированного в ресивере сжатого газа могут быть инициированы дифференцированные силы ускорения, влияющие на ускорительную поверхность клапанной тарелки 3.Центрально по отношению к кольцеобразному отражательному корпусу 7 или к образованной напорным корпусом 1 напорной камере 01 установлен открытый с обеих сторон выхлопной корпус 13 с проходной камерой 03, Верхний конец 14 выхлопного корпуса 13 расположен на уровне уплотнения отражательного корпуса 7 и прилегает, таким образом, к уплотнительной поверхности 6 клапанной тарелки 3. С целью оказания благоприятного влияния на распределение потока применительно к напорной камере 01 и проходной камере 03, определенная уплотнительной поверхностью 6 плоскость уплотнения может быть разделена на ряд плоскостей. Возможный вариант исполнения с отведенной вниз уплотнительной поверхностью 15 клапанной тарелки 3 показан на фиг. 1 пунктирной линией. Полый корпус укорачивается на опущенную уплотнительную поверхность 15.Поперечное сечение выхлопного корпуса 13 или проходной камеры 03 может быть как круглым, так и полигональным. В области уплотнительной поверхности 6 поперечное сечение выхлопного корпуса 13, в частности при больших его величинах, может быть выполнено с опорными ребрами 16 для клапанной тарелки 3. Вместо опорных ребер 16 полый корпус 13 может быть разделен на несколько полых корпусов (фиг,З), причем полые корпуса могут быть выполнены также в виде расширяющихся сопл, в результате чего для клапанной тарелки 3 создаются лучшие условия прилегания или лучшие параметры потока сжатого газа при ее ограниченном ходе, Выхлопной корпус 13 может быть выполнен в виде цилиндрических или полигональных элементов,Нижний конец 17 выхлопного корпуса 13 герметически укреплен в плите 18 основания напорного корпуса 1 так, что его отверстие направлено к поверхности 19 формовочного материала.Для соединения с формовочной установкой 20 напорный корпус 1 выполнен на плите 18 основания с присоединительной частью 21.Стенками напорного корпуса 1. с одной стороны, и выхлопного корпуса 13, с другой стороны, образована односторонне открытая по отношению к клапан ной тарел 50 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ке 3 камера 0 1 к которой подсоединена подводящая линия 22, осуществляющая подвод рабочей среды, например сжатого воздуха. В подводящей линии 22 установлен клапан 23, с помощью которого может регулироваться подвод среды,В присоединительной части 21 установлена необходимая для уменьшения давления сжатого газа на поверхность 19 формовочного материала декомпрессионная линия 24, которая через декомпрессионный клапан 25 (в данном случае через эвукодемпфирующее устройство) соединяется с атмосферой. Стенки управляющего корпуса 2, с одной стороны, и обратная сторона клапанной тарелки 3, с другой стороны, образуют камеру управления 04. Через одну из стенок управляющего корпуса 2 проходит линия 26, в которой установлен клапан 27, соединенный с подводящей 28 и отводящей 29 линиями.Через линию 26 клапанная тарелка 3 может в одностороннем порядке нагружаться рабочей средой, например сжатым воздухом.В предпочтительном варианте камера управления 04 соединена с буферной камерой 05 дополнительного резервуара 30, в результате чего под воздействием находящегося в камере 05 воздуха достигается буферный эффект для скачкообразно двигающейся клапанной тарелки 3.Как в напорный корпус 1,так и в управляющий корпус 2 могут быть встроены манометры 31 и 32 для измерения давления.На фиг. 2 изображен вариант устройства, в котором используется пластично деформируемый уплотнительный элемент 33, а также предусматривается использование нескольких отражательных корпусов 7 и открытых с обеих сторон выхлопных корпусов 13, Уплотнительный элемент 33, окруженный управляющим корпусом 2, с целью обеспечения возможности быстрой смены формы выполнен в виде элемента типа силь- фона из одного эластомера. Со стороны уплотнительной поверхности 34 уплотнительного элемента 33 этот элементоснащен усилительной пластиной 35, которая служит для улучшения герметичности при прилегании.С управляющим корпусом 2 или с уплотнительным элементом 33 через проходное отверстие 36 соединен дополнительный реэервуар 37. Уплотнительный элемент ЗЗ охватывает камеру управления 04, а дополнительный резервуар 37 - буфернуюкамеру 05. Буферная камера 05 в совокупности с управляющей камерой 04 обеспечивает амортизацию отталкиваемого назадуплотнительного элемента 33, С целью обеспечения эффективного торможения клапан 38, находящийся в линии 39, которая ведет к уплотнительному элементу 33, должен быть закрыт. Клапан 38 оснащен подводящей линией 40 и отводящей линией 41, Подводящая линия 40 подключена к ресиверу (не показан), который обеспечивает аккумулирование находящейся под необходимым давлением рабочей среды, используемой для одностороннего нагружения уплотнительного элемента 33, По отводящей линии 41 осуществляется отвод рабочей среды, которая освобождается через линию 39 при уменьшении давления на уплотнительный элемент 33.Отражательные корпуса 7 с односторонне открытыми отражательными камерами 02 опираются на плиту 18 основания напорного корпуса 1, С целью недопущения уменьшения напорной камеры 01 напорного корпуса 1 под воздействием опирающихся отражательных корпусов 7 последнее можно располагать на экономящих пространство опорах 42. В отражвгельную камеру 02 ведут линии 43 с регулирующими элементами 44, например клапанами, которые соединены с атмосферой или с напорным резервуаром 45С ч;рвдован ем относительно отражательных корпусоз 7 на расстоянии о ни,. установлены открытые с обеих сторон, то есть проходягцие насквозь, выхлопнье корпуса 13 с проходными кэмерэг и 03, 1 ыхл цны корпуса 13 располагаются при этом с уплотнением нэ плите 18 основания и в ме. сте с последней образуют большое число направленных к поверхности 19 формовочного материала отверстий проходных камер 03. Проходные камеры 03 служат для пере. дачи инициированного толчка давления и в предпочтительном варианте расположены с расширением на выходной стороне.На фиг, 3 показан вариант устройства, в котором пространство корпуса 1 образуе открытую с обеих сторон проходную каме ру 03. Нижняя сторона корпуса 2 содержит црисоединительную часть 21 для формовочь.го устройства, С помощью присоедини- тельной части 21 и зажимных элементов обеспечивается соединение корпуса 1 с формовочным устройством. К одной стенке корпуса 1 присоединена линия 24 с регупи. рующи.л клапаном 25, которая служит для декомпрессии толчка давления, приложенного к поверхности 19 песка, Внутри корпу са 1, соединяясь с последним через ребра 46, установлен односторонне открытый полый корпус 47, который цо линии 48 с клацаном 49 подключен к ресиверу 50 Ресивер 5 0 15 20 25 35 40 45 50 55 50, со своей стороны, связан через клапан51 с источником давления,Открытая сторона полого корпуса 1 огибает отражательный корпус 7 с отражательной камерой 02. Отражательная камера 02имеет форму диска и сообщена с линией 11,которая через клапан 12 соединена с атмосферой.Для взаимодействия с камерой 03 можно также использовать отводы 52, за счеткоторых обеспечивается возможность управления работой управляющих элементоводновременно с инициированием или управлением толчком давления, Соединенныйс корпусом 1 управляющий корпус 2 охватывает камеру управления 04, в которой установлена клапан ная тарелка 3 суплотнительной поверхностью 6, Клапаннэятарелка 3 в виде цилиндрической оболочкиможет быть выполнена из металла с эласто"лерньцл покрытием или из пластмассы,Вытянутая вверх поверхность 53 оболочки клапанной тарелки 3 в предпочтительном варианте устанавливается уплотненноили с ограниченным люфтом. В случае установки с ограниченныл люфтом предпочтительно вьп.олнять краевые поверхности 54 суплотнением, препятствую.зим выходу рабочси срсды из камеры уг рввления 04.Ьуфернля камера 05 через проходноео;верстие 55 соединена с управляющимкорпусом 2, В проходное отверстие 55 впа,ает управляющая линия 56 которая соединена с клапаном 57 и - через отводящуюлинию 58 и запирающее устройство - к источь ику давления.1 а фиг, 4 показано расположение клапанной тарелки 3, при котором обеспечиваегся более свободный люфт между ней ивнутренней поверхностью камеры управления 04Управляющий корпус 2 установлен в напорном корцусе 1 на ребрах 59, Герметизация управляющего корпуса 2осуществляется с помощью крышки 60, Направленная к упрэвляющему пространствувнутоенняя сторона крышки 60 имеет про.кладку 61 из эластомера, Сторона отражательного корпуса 7, направленная кклапэнной тарелке 3, содержит проходящую по огибающей линии выемку 9, которая вместе с клапанной тарелкой 3 образуетотражательную камеру 02, сообщенную через линию 11 с атмосферой,Герметизация напорного корпуса 1обеспечивается при помощи крышки 62 пластины 6" основания. Пластина 63 основания имее присоединительное устройство,цри пом ощи которого напорный корпус 1мс е соединяться с формовочной установ5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кой, В пластине 63 основания предусмотрены выполненные в виде трубок полые корпуса 64, которые выходят в напорную камеру 01, Полые корпуса в виде трубок могут проходить параллельно один другому или в виде лучей по направлению к пространству 65. В напорной камере 01 через крышку 62 напорного корпуса 1 проходит напорная линия 66 для подачи сжатой рабочей среды, например сжатого воздуха, подвод которого регулируется при помощи клапана 67, Вне напорного корпуса 1 с помощью двух клапанов 68 и 69 осуществляется подвод управляющей среды (сжатого воздуха), Подвод осуществляется по линии 70 через стенку напорного корпуса, причем сжатый воздух поступает через крышку 60 управляющего корпуса 2 в управляющую камеру 04. Клапан 68 выполняет функции впускного клапана, а клапан 69 - функции выпускного клапана, Через боковую стенку напорного корпуса 1 проходит деаэрационная линия 11, которая ведет в пространство 65, Деаэрационная линия 71 управляется клапаном 12 и через глушитель 73 шума соединена с атмосферой.Устройство работает следующим образом,Отражательную камеру 02 отражательного корпуса 2 нагружают атмосферным давлением, тем самым осуществляя его деаэрацию. Затем открывают клапан управляющей линии. в результате чего на обратной стороне клапанной тарелки 3 создается управляющее давление. После того как она под воздействием управляющего давления прижимается к уплотнительной поверхности б и закрывает напорную камеру 01. отражательную камеру 02 и проходную камеру 03, открывают клапан 23 и заполняют напорную камеру 01 рабочей средой. При этом рабочая среда, например, сжатый воздух, действует в камере 01 в качестве давления, противоположного управляющему давлению на уплотнительную поверхность клапанной тарелки 3. Сила, воздействующая в соответствии с управляющим давлением на клапанную тарелку 3, постоянно превышает по величине силу, которая действует иэ напорной камеры 01.При использовании одинаковых рабочих сред как в отношении управляющего давления, так и в отношении толчка давления предпочтительно поддерживать давление равным с обеих сторон клапанной тарелки 3. Поскольку нагружаемая поверхность клапанной тарелки 3 со стороны управления всегда является большей, те в данном случае обеспечивается надежное уплотнение. При воздействии толчка давления на верхнюю часть формовочной массы имеет место падение давления в камере управления 04 до величины, которая соответствует превышению состояния равновесия, За счет устранения состояния равновесия, то есть к моменту перехода ускорительной поверхности, от закрытого к открытому состоянию, давление сжатого воздуха со стороны напорного пространства в соответствии с рефлекторным эффектом опрокидывания состояния давления скачкообразно действует теперь сильнее на клапанную тарелку 3 и поднимает ее со стороны отражательного корпуса 7, то есть с ускорительной поверхности, Тем самым кратковременно увеличивается поверхность подвергающаяся воздействию давления со стороны напорной камеры 01, и скачкообразно поднимается клапанная тарелка 3, в результате чего открывается проход к проходной камере 03, За счет скачкообразного деблокирования проходного пространства осуществляется такая же скачкообразная декомпрессия находящегося в напорной камере 01 воздуха, который оказывает влияние на формовочную массу в качестве толчка давления.Одновременно с воздействием толчка давления запирают клапан 21, а следовательно остаточный сжатый воздух в камере управления 04 и буферной камере 05,Под воздействием быстрого движения клапанной тарелки 3 остаточный сжатый воздух сжимается и тем самым оказывает на нее тормозное влияние.После воздействия толчка давления на поверхность 19 формовочной массы, т.е. после ее уплотнения, проходная камера 03 запирается клапанной тарелкой 3 и подвод рабочей среды прекращается,Вследствие того, что после осуществления процесса уплотнения над поверхностью 19 формовочного материала постоянно поддерживается остаточное давление, его необходимо устранить перед отделением формы от устройства путемотпирания клапана 25 через линию 24. Перед декомпрессией все подводящие линии закрывают.После этого снимают готовую полуформу, и цикл повторяется. Для создания толчка давления можно испольэовать различныесреды, но целесообразнее всего использовать в камере управления 04 сжатый воздух или инертный газ.Использование данного изобретения позволяет повысить качество форм за счет повышения скорости срабатывания клапана. а также уплотнить широкоформатные12 1674690гаг щ формы, т.е. расширить технологические возможности устройства. Формула изобретения 1, Устройство для уплотнения зернистых формовочных материалов импульсом давления газообразной среды, содержащее корпус, напорную камеру, сообщенную с источником сжатого воздуха, камеру управления, буферную камеру, камеру ускорения, выхлопную камеру, клапанную тарелку, размещенную в корпусе с возможностью взаимодействия с седлом выхлопного корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения качества форм за счет повышения скорости срабатывания клапана и расширения технологических возможностей за счет обеспечения уплотнения широкоформатных форм, оно снабжено дополнительным корпусом с выемкой, размещенным в 5 верхней части напорной камеры, камера ускорения образована выемкой дополнительного корпуса и клапанной тарелкой и сообщена с атмосферой, а выхлопной корпус жестко закреплен в корпусе напорной 10 камеры.2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щеес я тем. что камера ускорения имеет форму кольца.3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что камера ускорения имеет формудиска., Раушская наб., 4/5 КНТ ССС рина 101 Заказ 2937 Тираж 463 ВНИИПИ Государственного комитета н13035, Москва ,К.3Производственно издагельский кембл 1 а;ент"Ужгород ул.Га