Устройство для литья фасонного изделия
Решение относится к устройству (1) для литья фасонного изделия (2), содержащему приемный резервуар (3) для расплавленного материала, из которого заданный объем расплавленного материала может быть вылит через сливное отверстие (4) в кокиль (5). Для повышения точности дозирования вылитого из приемного резервуара объема в устройстве предусмотрено вытеснительное тело (6), которое выполнено с возможностью погружения в находящийся в приемном резервуаре (3) расплавленный материал для его вытеснения через сливное отверстие (4) в кокиль (5).
2420-151250RU/22
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТЬЯ ФАСОННОГО ИЗДЕЛИЯ
Описание
Решение относится к устройству для литья фасонного изделия, содержащему приемный резервуар для расплавленного материала, из которого заданный объем расплавленного материала может быть вылит через сливное отверстие в кокиль.
Литейные устройства этого рода известны, например, как литейные карусели, используемые при изготовлении анодных пластин. Используемые в них для литья кокили имеют полость, соответствующую форме отливаемого анода. Определенное число кокилей располагают по круговой траектории вокруг приемного резервуара, в котором содержится расплавленный металл.
Известная форма выполнения такого литейного устройства изображена на фиг. 1-3. На фиг. 1 в перспективе показано литейное устройство 1, на фиг. 2 - литейное устройство на виде сбоку в разрезе перед литьем, а на фиг. 3 - соответствующий фиг. 2 вид после литья фасонного изделия 2.
Приемный резервуар 3 установлен на несущем элементе 13, верхняя часть 14 которого выполнена с возможностью наклона, как это видно из сравнения фиг. 2 и 3. Перед процессом литья (фиг. 2) расплавленный материал 15 залит в приемный резервуар 3 до определенного уровня. При наклоне приемного резервуара 3 расплавленный материал вытекает через сливное отверстие 4 из приемного резервуара 3 и выливается в полость кокиля 5, в которой изготавливают фасонное изделие 2. После выливания в приемном резервуаре еще находится небольшой остаточный объем
расплавленного материала 15. После поворота приемного резервуара обратно в показанное на фиг.2 положение в него наливают новую порцию расплавленного металла, для чего используют не показанное устройство.
После охлаждения кокиля или после застывания находящегося в нем материала отлитое фасонное изделие может быть извлечено из кокиля.
Проблемой у изложенного способа литья фасонного изделия является то, что трудно достичь высокого постоянства вылитого в кокиль объема расплава, а это является предпосылкой того, что отлитые изделия лежат в пределах заданного допуска на массу.
Можно, правда, за счет особенно медленной заливки расплава в кокиль относительно точно контролировать вылитый в него объем расплава в соответствии с заданным значением; однако эти действия снижают экономичность способа; поскольку требуют относительно длительное время цикла, что делает способ нерентабельным.
Другое известное решение раскрыто в документе SU 607645 А, 25.05.1978 устройство для литья фасонного изделия, содержащее приемный резервуар для расплавленного материала, из которого заданный объем расплавленного материала поступает через сливное отверстие в кокиль, причем устройство содержит вытеснительное тело.
Данное устройство имеет сложную конструкцию вследствие необходимости герметизации отдельных частей устройства, а кроме того не позволяет осуществлять точное регулирование количества материала, поступающего через сливное отверстие в кокиль.
В основе решения лежит задача усовершенствования устройства описанного выше рода литья для преодоления названных недостатков, то есть для достижения высокой точности массы отливаемых фасонных изделий, причем одновременно может быть достигнуто короткое время цикла. Производительность устройства должна быть, следовательно, высокой; время такта для изготовления фасонного изделия должно быть минимизировано.
Решение этой задачи, характеризуется в отношении устройства наличием вытеснительного тела, которое выполнено с возможностью перемещения для погружения в находящийся в приемном резервуаре расплавленный материал для его вытеснения через сливное отверстие в кокиль.
Данная концепция нацелена на то, чтобы требуемый для литья фасонного изделия объем вылить в кокиль не за счет наклона приемного резервуара, а чтобы выливание объема расплава происходило посредством вытеснительного тела, погружаемого в находящийся в приемном резервуаре расплав.
За счет погружения вытеснительного тела устраняются колебания расплава в емкости и обеспечивается равномерная подачи материала в кокиль.
Первый вариант осуществления предусматривает, что вытеснительное тело выполнено в виде пуансона, который может перемещаться посредством подъемного механизма в вертикальном направлении.
Для автоматизации процесса и для достижения максимально возможной воспроизводимости процесса литья, согласно другому варианту осуществления, предусмотрено, что над расплавленным
материалом в приемном резервуаре расположен сенсорный элемент, с помощью которого можно измерить уровень расплавленного материала в приемном резервуаре.
Далее в приемном резервуаре могут быть расположены весы, с помощью которых можно измерить массу приемного резервуара вместе с находящимся в нем расплавленным материалом. Таким образом, можно определить, какая масса расплава была вылита из литейного устройства, и можно судить о массе отлитого фасонного изделия.
В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрено расположение под кокилем весов, с помощью которых можно измерить массу кокиля вместе с залитым в него расплавленным материалом. Также это позволяет определить массу расплава, которая была вылита в кокиль для изготовления фасонного изделия.
Предпочтительно кокиль выполнен для литья, в основном, плоского фасонного изделия в частности пластины.
Для автоматизации и соблюдения высокой точности далее служит то, что предусмотрено устройство управления или регулирования, которое приводит в действие подъемный механизм так, что вытеснительное тело перемещается с возможностью вытеснения заданного объема расплавленного материала в кокиль. При этом предпочтительно предусмотрено, что устройство управления или регулирования связано с сенсорным элементом для измерения уровня расплавленного материала в приемном резервуаре или с весами для измерения массы приемного резервуара вместе с расплавленным материалом или с весами для измерения массы кокиля вместе с залитым в него материалом.
Хорошему дозированию вытесняемого из приемного резервуара расплава способствует то, что, согласно одному усовершенствованию, предусмотрено, что приемный резервуар имеет в зоне погружения вытеснительного тела желобчатое углубление.
Как это известно у подобных установок, для повышения рентабельности может быть предусмотрено, что по круговой траектории вокруг приемного резервуара расположено некоторое число кокилей; за счет этого образуется литейная карусель.
Способ литья фасонного изделия с помощью такого устройства, при котором из приемного резервуара через сливное отверстие в кокиль выливают заданный объем расплавленного материала для литья фасонного изделия, характеризуется, тем, что для выливания заданного объема расплавленного материала в находящийся в приемном резервуаре расплавленный материал погружают вытеснительное тело для вытеснения расплавленного материала через сливное отверстие в кокиль.
Движение погружения вытеснительного тела может при этом происходить управляемым или регулируемым образом в соответствии с заданным ходом вытеснительного тела в вертикальном направлении.
Может быть также предусмотрено, что движение погружения вытеснительного тела происходит управляемым или регулируемым образом в зависимости от измеренного в приемном резервуаре уровня расплавленного материала.
Далее движение погружения вытеснительного тела может происходить управляемым или регулируемым образом в зависимости от измеренной массы приемного резервуара вместе с расплавленным
материалом. Соответственно другая возможность состоит также в том, что движение погружения вытеснительного тела происходит управляемым или регулируемым образом в зависимости от измеренной массы кокиля вместе с залитым в него расплавленным материалом.
У всех вариантов способа предусмотрено, что приемный резервуар во время выливания расплавленного материала в кокиль удерживают неподвижно. Это означает, что приемный резервуар не движется, а именно не происходит никакого наклона с целью выливания.
С помощью предложенного устройства достигается точное дозирование выливаемого из приемного резервуара в кокиль объема расплава. Отливаемые фасонные изделия имеют поэтому высокое постоянство массы.
Далее можно осуществлять процесс выливания относительно быстро, не оказывая негативного влияния на воспроизводимость способа. Таким образом, время такта для изготовления фасонного изделия можно поддерживать низким.
С помощью предложенной комбинации устройства с сенсорной системой контроля уровня расплава в приемном резервуаре или определением массы можно определить неточности или отклонения при работе, обусловленные спеканиями или износом, и компенсировать их в режиме регулирования, то есть автоматически корректировать.
Предложение особенно подходит при литье анодов, которые, тем самым, могут быть изготовлены очень эффективно.
На чертеже помимо известного решения изображен пример осуществления. На чертеже представлено:
- фиг.1: в перспективе устройство для литья анода в соответствии с уровнем техники;
- фиг.2: вид сбоку литейного устройства по фиг.1 в разрезе перед литьем;
- фиг.3: соответствующий фиг.2 вид после литья анода;
- фиг.4: в перспективе устройство для литья анода, согласно настоящему решению;
- фиг.5: вид сверху на устройство по фиг.4;
- фиг.6: вид сбоку литейного устройства по фиг.4 в разрезе по линии А-А на фиг.5 после литья;
- фиг.7: соответствующий фиг.6 вид устройства по окончании процесса литья.
На фиг.4-7 изображено устройство 1 для литья, служащее для изготовления фасонного изделия 2 в виде анодной пластины. Виден кокиль 5, в который заливают жидкий металл. Хотя виден только один кокиль 5, в большинстве случаев по окружности вокруг приемного резервуара 3 расположено некоторое число кокилей, причем это расположение образует литейную карусель. Преимущество такой карусели состоит в том, что для охлаждения и застывания залитого в кокиль 5 металла, а также для извлечения готовой анодной пластины остается достаточно времени, пока кокиль 5 не будет использован для изготовления следующей пластины.
Приемный резервуар 3 установлен на несущем элементе 13, который удерживает приемный резервуар 3 неподвижно без возможности опрокидывания. Приемный резервуар 3 заполняют металлическим расплавом из емкости с его запасом (не показана). Расплав 15 имеет перед литьем фасонного изделия 2 показанный на
фиг.6 уровень в приемном резервуаре 3. Он находится при этом, в основном, в желобчатом углублении 12, контур которого виден на фиг.4-7.
Фасонное изделие 2 отливают за счет того, что определенный объем расплавленного материала 15 из приемного резервуара 3 выливают в кокиль 5 через сливное отверстие 4. Это происходит в данном случае следующим образом.
Над приемным резервуаром 3 расположено вытеснительное тело 6 в виде пуансона. Вытеснительная поверхность тела 6 видна на фиг.5. Вытеснительное тело 6 выполнено с возможностью движения в направлении вертикали V посредством подъемного механизма 7 (фиг.6). Оно может быть погружено в расплавленный материал 15 в приемном резервуаре 3, в частности, на заданную глубину относительно приемного резервуара 3.
Погруженное в расплавленный материал 15 вытеснительное тело 6 показано на фиг.7 в положении, в котором процесс литья фасонного изделия завершается. Вследствие опускания вытеснительного тела 6 в показанное на фиг.7 положение через переливную кромку 16 в кокиль 5 из сливного отверстия 4 выливается столько расплава 15, что в кокиле 5 заключен точно желаемый объем. Поскольку приемный резервуар 3 во время погружения вытеснительного тела 6 находится в покое, не происходит расплескивания расплава. За счет этого количество или объем вылитого металла лежит в пределах узкого допуска; воспроизводимость отдельных процессов литья высокая.
Автоматическое и надежное литье достигается следующим образом.
Над расплавленным материалом 15 в приемном резервуаре 3 расположен сенсорный элемент 8, который может определять уровень расплава в приемном резервуаре 3. Как следует из сравнения фиг.5 и 6, можно, тем самым, определять требуемый ход опускания вытеснительного тела 6, чтобы, зная геометрию приемного резервуара 3 и вытеснительного тела 6, определять количество или объем залитого в кокиль 5 материала. Вытекание расплава 15 в кокиль 5 происходит до тех пор, пока уровень расплава в приемном резервуаре 3 выше переливной кромки 16. Зная высоту этой кромки и измеренный уровень перед погружением вытеснительного тела 6 (фиг.6), можно точно установить, на какую величину вытеснительное тело 6 должно опуститься в расплав 15, чтобы дать вытечь желаемому объему расплава.
Устройство 11 управления или регулирования соответственно запрограммировано, так что его включают, чтобы на основе подаваемого к нему сигнала сенсорного элемента 8 соответственно управлять подъемным механизмом 7 или регулировать его с возможностью вытекания желаемого количества расплава в кокиль 5.
В качестве дополнения или альтернативы этот принцип может быть соответственно дополнен или заменен тем, что посредством взвешивания определяют количество вылитого в кокиль расплава.
На фиг.6 лишь схематично показаны весы 9, которые расположены под приемным резервуаром 3 и которые способны определять массу приемного резервуара 3 вместе с находящимся в нем расплавом 15. Измеренное весами 9 значение можно направить к устройству 11 управления или регулирования, которое через подъемный механизм 7 опускает вытеснительное тело 6 настолько,
что из приемного резервуара 3 в кокиль 5 выливается желаемое количество расплава 15. При этом, правда, следует учитывать усилие, оказываемое вытеснительным телом 6 в вертикальном направлении на приемный резервуар 3 и, тем самым, на весы 9. Соответствующие физические принципы достаточно известны из статики жидкостей.
Другая альтернативная или дополнительная возможность состоит в размещении под кокилем 5 весов 10 и регистрации с их помощью массы расплава 15, уже вылитого в кокиль 5. Также весы 10 могут быть связаны с устройством 11 управления или регулирования с возможностью его соответствующего воздействия на подъемный механизм 7.
С помощью предложенного устройства и поясненного способа можно очень эффективным образом посредством литья изготавливать, в частности, анодные пластины. Может быть достигнуто высокое постоянство массы отливки, то есть воспроизводимость отдельных литейных циклов высокая.
Поскольку расплав в приемном резервуаре 3 при выливании не колеблется или колеблется лишь незначительно, можно далее осуществлять способ быстро, в результате чего время циклов или тактовое время поддерживается коротким. Это делает, способ очень рентабельным.
Перечень ссылочных позиций
1 - устройство для литья
2 - фасонное изделие
3 - приемный резервуар
4 - сливное отверстие
5 - кокиль
6 - вытеснительное тело
7 - подъемный механизм
8 - сенсорный элемент
9 - весы
10 - весы
11 - устройство управления или регулирования
12 - желобчатое углубление
13 - несущий элемент
14 - верхняя часть
15 - расплавленный материал
16 - переливная кромка
V - вертикальное направление
1. Устройство (1) для литья фасонного изделия (2), содержащее приемный резервуар (3) для расплавленного материала, из которого заданный объем расплавленного материала поступает через сливное отверстие (4) в кокиль (5), причем устройство содержит вытеснительное тело (6), отличающееся тем, что вытеснительное тело (6) выполнено с возможностью перемещения для погружения в находящийся в приемном резервуаре расплавленный материал и вытеснения расплавленного металла через сливное отверстие (4) в кокиль, при этом над расплавленным материалом в приемном резервуаре (3) расположен сенсорный элемент (8) для измерения уровня расплавленного материала в приемном резервуаре (3).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вытеснительное тело (6) выполнено в виде пуансона, перемещаемого посредством подъемного механизма (7) в вертикальном направлении (V).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что под приемным резервуаром (3) расположены весы (9) для измерения массы приемного резервуара (3) вместе с находящимся в нем материалом.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что под кокилем (5) расположены весы (10) для измерения массы кокиля (5) вместе с залитым в него материалом.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кокиль (5) предназначен для литья, в основном, плоского фасонного изделия (2), в частности пластины.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит устройство (11) управления или регулирования, которое приводит в действие подъемный механизм (7) так, что вытеснительное тело (6) перемещается для вытеснения заданного объема расплавленного материала в кокиль (5).
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что устройство (11) управления или регулирования связано с сенсорным элементом (8) для измерения уровня расплавленного материала в приемном резервуаре (3) и/или с весами (9) для измерения массы приемного резервуара (3) вместе с расплавленным материалом и/или с весами (10) для измерения массы кокиля (5) вместе с залитым в него материалом.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемный резервуар (3) имеет в зоне погружения вытеснительного тела (6) желобчатое углубление (12).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по круговой траектории вокруг приемного резервуара (3) расположено некоторое число кокилей (5).
