Установка для удаления керамики из разных видов отливок (отливки из нержавеющей стали, бронзы, серого чугуна)

Полезная модель относится ко вспомогательным устройствам литейного производства и может быть использована для удаления керамических стержней из внутренних полостей отливок, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Установка для удаления керамики из отливок включает оснащенные нагревателями емкость подготовки раствора и рабочую камеру, в которой установлен с возможностью вращения барабан для загрузки отливок. Над барабаном размещена щелевая форсунка или ряд форсунок для разбрызгивания выщелачивающего раствора. Емкость подготовки раствора последовательно соединена трубопроводами с насосом, индуктором нагрева раствора, гидроциклоном и форсункой в рабочей камере. Рабочая камера обратным трубопроводом соединена с трубопроводом между емкостью подготовки раствора и насосом.

Полезная модель относится ко вспомогательным устройствам литейного производства и может быть использована для удаления керамических стержней из внутренних полостей отливок, в частности лопаток газотурбинных двигателей.

Известна установка для очистки отливок от керамики (авторское свидетельство СССР 872024, 1981 г.). Установка содержит герметичную рабочую камеру, электронагреватели, узел подачи реагента, насос, головки с соплами для разбрызгивания реагента и узел перемещения отливок, выполненный в виде барабана, связанного с приводом его поворота. Недостатком установки является замедление процесса выщелачивания по мере накопления в растворе реагента нерастворенных примесей (шлама), преимущественно гидроокиси железа, сгустки которой препятствуют дальнейшему контакту керамического материала со щелочью и, соответственно, реакции выщелачивания.

Известно устройство для удаления керамических стержней из отливок (патент США 5915452, 1999 г.). Устройство содержит рабочую камеру, газовую горелку со змеевиковым теплообменником, поворотный барабан для закрепления в нем отливок, насос реагента, сопла для разбрызгивания реагента и сопла для продувки воздухом. Устройство имеет очень сложную и дорогостоящую конструкцию, что, как и в предыдущем случае, не обеспечивает удаление шлама из объема реагента.

Предлагаемая полезная модель позволяет при более простой конструкции установки ускорить и сделать более равномерным процесс очистки отливок от керамических стержней.

Установка для удаления керамики из отливок включает емкость подготовки раствора щелочи и рабочую камеру, оснащенные нагревателями, предпочтительно ТЭНами. В рабочей камере установлен с возможностью вращения барабан для загрузки отливок. Над барабаном размещены форсунки (или одна щелевая форсунка) для разбрызгивания раствора. Емкость подготовки раствора последовательно соединена трубопроводами с насосом, индуктором нагрева раствора, гидроциклоном и форсунками в рабочей камере. Рабочая камера обратным трубопроводом соединена с трубопроводом между емкостью подготовки раствора и насосом.

Барабан предпочтительно установлен с возможностью вращения относительно горизонтальной оси, но допустимо его вращение относительно слегка наклонной оси.

Сущность полезной модели поясняется чертежом (Фиг.1), на котором изображена принципиальная конструктивная схема установки, и стрелками показано направление движения раствора щелочи в процессе выщелачивания керамических стержней из отливок, в частности лопаток турбин.

Позицией 1 на чертеже обозначена емкость подготовки раствора, в донной части которой размещены электронагреватели 2. Емкость 1 последовательно соединена трубопроводами с насосом 3, индуктором 4 нагрева раствора, гидроциклоном 5 и форсункой 8, находящейся в рабочей камере 6 над барабаном 7 для загрузки отливок. Позицией 10 обозначен редуктор двигателя (на чертеже не показан), приводящего барабан во вращение. Позицией 9 показан оптимальный уровень раствора щелочи в рабочей камере при работе установки. Рабочая камера 6 обратным трубопроводом 11 соединена с трубопроводом между емкостью подготовки раствора 1 и насосом 3.

Установка работает следующим образом:

В барабан 7 производится ручная загрузка лопаток турбин. В емкость 1 подается вода, и готовится щелочной раствор. После приготовления раствор насосом 3 подается в гидроциклон 5 с предварительным подогревом в индукторе 4. После очистки в гидроциклоне 5 раствор поступает в рабочую камеру 6 на щелевую форсунку 8 или ряд форсунок. Выщелачивание керамического стержня производится в рабочей камере 6 раствором щелочи (50-60%) с температурой 140-160°C. Весь объем раствора перекачивается из емкости 1 в рабочую камеру 6, после чего устанавливается режим циркуляции раствора по замкнутому контуру: рабочая камера - насос - индуктор - циклон - форсунка рабочей камеры. Постоянная циркуляция раствора обеспечивается центробежным насосом 3 с рабочим давлением 8-10 кг/см². Далее включается редуктор 10 для вращения вала барабана 7, например, с помощью цепной передачи. Струя, создаваемая щелевой форсункой, вымывает растворенную керамику из внутренних полостей лопаток. Дополнительно, керамика находящаяся на наружной части лопаток, растворяется в растворе ниже уровня 9 в рабочей камере 6, омываясь за счет вращения барабана. Образующиеся из раствора щелочи пары отводятся вытяжным вентилятором в атмосферу через конденсатор, нейтрализатор и химический фильтр (на чертеже не показаны). Шлам отделяется от раствора и собирается в гидроциклоне 5.

После окончания процесса, останавливают насос 3 и редуктор 10. Системой кранов и трубопроводов отработанная щелочь сливается в емкость 1 и далее откачивается для последующей утилизации.

Время выщелачивания керамического стержня лопаток ГТД в зависимости от марки, конструкции лопатки и химического состава керамического стержня составляет до 26 часов. Давление в емкости в процессе выщелачивания атмосферное.

1. Установка для удаления керамики из отливок, включающая оснащенные нагревателями емкость подготовки раствора и рабочую камеру, в которой установлен с возможностью вращения барабан для загрузки отливок и над барабаном размещена форсунка для разбрызгивания раствора, при этом емкость подготовки раствора последовательно соединена трубопроводами с насосом, индуктором нагрева раствора, гидроциклоном и форсункой в рабочей камере, а рабочая камера обратным трубопроводом соединена с трубопроводом между емкостью подготовки раствора и насосом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсунка в рабочей камере является щелевой форсункой.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что барабан установлен с возможностью вращения относительно горизонтальной оси.