CN103492103A - 在制芯机中的芯沙填充设备和芯沙填充方法 - Google Patents

Abstract

一种在下部吹送式制芯机中的芯沙填充设备，该设备包括：芯盒；吹送头，吹送头设置在芯盒下方从而能够相对于芯盒升高和降低，并且吹送头分隔成彼此连通的吹沙室和储沙室；压缩空气供给部，压缩空气供给部与吹沙室连通，并且用于将压缩空气供给到吹沙室；松料空气供给部，松料空气供给部与吹沙室连通，并且用于将松料空气供给到吹沙室；排出部，排出部与吹沙室连通，并且用于将残留在吹沙室内的压缩空气排出；以及给沙空气供给部，给沙空气供给部与储沙室连通，并且用于将压缩空气供给到储沙室中。

Description

在制芯机中的芯沙填充设备和芯沙填充方法

技术领域

根据本发明的各方面和实施方式涉及一种用于将芯沙填充于芯盒的在制芯机中的芯沙填充设备和芯沙填充方法。

背景技术

传统上，所谓的顶部吹送式制芯机是公知的，其中顶部吹送式制芯机具有布置在芯盒上方的吹送头，并且将芯沙从芯盒上方的区域吹送到位于下侧的芯盒中（例如见专利文献1）。

引用列表

专利文献

【专利文献1】日本专利公报No.47-13179。

发明内容

技术问题

但是，在例如专利文献1的顶部吹送式制芯机的情况下，吹送头布置在芯盒上方、以及进一步地芯沙料斗布置在吹送头上方导致了设备重量较高以及设备尺寸增加的问题。因此，为了尽可能地降低设备的重量并且减小设备的尺寸，可以构思使用所谓的下部吹送式制芯机，其中下部吹送式制芯机具有布置在芯盒下方的吹送头，并且将芯沙从芯盒下方的区域吹送到位于上侧的芯盒中。但是，在下部吹送式制芯机的情况下，由于芯沙从芯盒下方的区域吹送到位于上侧的芯盒中，因此下部吹送式制芯机克服重力吹送芯沙。这导致了芯沙的填充特性劣于顶部吹送式制芯机的芯沙填充特性的问题。

现有技术中存在以下需求：提供一种在制芯机中的芯沙填充设备和芯沙填充方法，其能够减小设备的尺寸，并且改进芯沙的填充特性。

解决问题的方案

根据本发明的一个方面的芯沙填充设备是在下部吹送式制芯机中的芯沙填充设备，该芯沙填充设备将芯沙从芯盒下方的区域吹送到位于上侧的芯盒中，该设备包括：芯盒；吹送头，吹送头设置在芯盒下方从而能够相对于芯盒升高和降低，并且吹送头分隔成彼此连通的吹沙室和储沙室；压缩空气供给部，压缩空气供给部与吹沙室连通，并且用于将压缩空气供给到吹沙室中，该压缩空气用于将吹沙室内的芯沙吹送到芯盒中；松料空气供给部，松料空气供给部与吹沙室连通，并且用于将松料空气供给到吹沙室中，该松料空气用于使吹沙室内的芯沙漂浮并流化；排出部，排出部与吹沙室连通，并且用于将残留在吹沙室内的压缩空气排出；以及给沙空气供给部，给沙空气供给部与储沙室连通，并且用于将压缩空气供给到储沙室中，该压缩空气用于将储沙室内的芯沙给送到吹沙室中。

在一种实施方式中，在吹沙室中可以安装压力传感器，压力传感器用于测量吹送头内的压力。

在一种实施方式中，吹沙喷嘴可以设置在形成于板中的吹沙孔的下端中，其中板附连到吹沙室的上端，吹沙喷嘴从板的下端突出。

根据本发明的另一方面的芯沙填充方法是在制芯机中的芯沙填充方法，该方法利用了根据权利要求1的在制芯机中的芯沙填充设备，该方法包括：使吹沙室与芯盒紧密接触；操作松料空气供给部，使吹沙室内的芯沙漂浮并流化；操作压缩空气供给部，将吹沙室内的芯沙吹送到芯盒中；操作给沙空气供给部，将储沙室内的芯沙供给到吹沙室中；停止松料空气供给部和压缩空气供给部的操作；操作排出部，将残留在吹沙室内的压缩空气排出；以及停止给沙空气供给部的操作。

在一种实施方式中，松料空气供给部、压缩空气供给部、和给沙空气供给部可以具有相同的工作压力。

在一种实施方式中，给沙空气供给部的工作压力可以高于松料空气供给部的工作压力和压缩空气供给部的工作压力。

本发明的有利效果

根据本发明的一个方面的芯沙填充设备是在下部吹送式制芯机中的芯沙填充设备，芯沙填充设备将芯沙从芯盒下方的区域吹送到位于上侧上的芯盒中，该芯沙填充设备包括：芯盒；吹送头，吹送头设置在芯盒下方从而能够相对于芯盒升高和降低，并且吹送头分隔成彼此连通的吹沙室和储沙室；压缩空气供给部，压缩空气供给部与吹沙室连通，并且用于将压缩空气供给到吹沙室，该压缩空气用于将吹沙室内的芯沙吹送到芯盒中；松料空气供给部，松料空气供给部与吹沙室连通，并且用于将松料空气供给到吹沙室，该松料空气用于使吹沙室内的芯沙漂浮并流化；排出部，排出部与吹沙室连通，并且用于将残留在吹沙室内的压缩空气排出；以及给沙空气供给部，给沙空气供给部与储沙室连通，并且用于将压缩空气供给到储沙室中，该压缩空气用于将储沙室内的芯沙给入到吹沙室中。根据这种结构，本发明具有各种有利效果，例如，本发明能够减小设备的尺寸，并且改进芯沙的填充特性。

附图说明

图1是示出了本发明实施方式的正视截面图。

图2是沿着图1中的箭头A-A的方向的视图。

图3是沿着图1中的箭头B-B的方向的视图。

图4是沿着图1中的箭头C-C的方向的视图。

图5是示出了在制芯机中的芯沙填充设备的操作的流程图。

图6是示出了本发明第二实施方式的正视截面图。

图7是沿着图6中的箭头D-D的方向的视图。

图8是示出了以下状态的局部正视截面图：在第一实施方式中，在吹沙室内、在芯沙的上表面与板的下端之间形成空气层。

图9是示出了以下状态的局部正视截面图：在第二实施方式中，在吹沙室内、在芯沙的上表面与板的下端之间形成空气层。

具体实施方式

以下基于附图详细描述本发明的实施方式。该实施方式示出了将壳芯机（shell core making machine）用作制芯机的示例，该机器将树脂涂敷沙（resin coated sand）吹送到加热模具中，并且将树脂涂敷沙填充于加热模具，从而制作壳芯。此外，该实施方式示出了采用下部吹送式制芯机的示例，下部吹送式制芯机将芯沙从芯盒下方的区域吹送到位于上侧的芯盒中。应当注意，附图主要示出了在制芯机中的芯沙填充设备。因此，附图的图示中没有示出制芯机的除了芯沙填充设备以外的部件。

在图1中，吹送头2设置在匹配的芯盒1（该实施方式中为模具）下方，该吹送头2能够相对于芯盒1升高和降低。吹送头2联接到提升缸（未示出）。在该实施方式中，吹送头2构造成相对于布置在适当位置的芯盒1升高。

吹送头2由设置在中间位置处的隔板3分隔成由彼此相邻的吹沙室4和储沙室5构成的两个室。因此，吹沙室4和储沙室5布置在基本水平的方向上。与芯盒1紧密接触的板4a附连到吹沙室4的上端，板4a具有吹沙孔4b，吹沙孔4b形成为用于将吹沙室4内的芯沙（未示出）吹送到芯盒1的空腔1a中。在芯盒1中形成有与相应的空腔1a连通的通风孔（未示出）。

在隔板3的两个下角中均设置有开口3a（见图2）。吹沙室4与储沙室5经由开口3a彼此连通。如图3所示，储沙室5分叉并分成左空间5a和右空间5b，左空间5a和右空间5b在上部连通。左空间5a和右空间5b在底面的部分中呈斜面形式（见图1）。储沙室5的顶板5d的上表面位于比吹沙室4中的板4a的上表面更低的位置。

在隔板3的下部中心中设置有开口3b。开口3b的外侧联接有压缩空气供给部6，压缩空气供给部6用于将压缩空气供给到吹沙室4中从而将吹沙室4内的芯沙吹送到芯盒1中。压缩空气供给部6中的压缩空气引入管6b与吹沙室4经由开口3b连通。压缩空气引入管6b的末端配备有青铜烧结体6a。此外，压缩空气引入管6b布置在储沙室5中的左空间5a与右空间5b之间、也就是在分叉的部分之间（见图3和图4）。压缩空气引入管6b的底端与压缩空气源（未示出）经由开-关阀（未示出）连通。

吹沙室4的侧壁配备有相应的松料空气供给部7，每个松料空气供给部7均将松料空气供给到吹沙室4中，松料空气用于使吹沙室4内的芯沙漂浮并流化。松料空气供给部7的末端配备有青铜烧结体（未示出）。松料空气供给部7与吹沙室4经由烧结体连通。此外，松料空气供给部7的底端与压缩空气源（未示出）经由开-关阀（未示出）连通。

在吹沙室4的侧壁中并且在相应的松料空气供给部7的上方安装有排出部8，排出部8用于将残留在吹沙室4内的压缩空气排出。排出部8的末端配备有青铜烧结体（未示出）。排出部8的末端与吹沙室4经由烧结体连通。此外，排出部8的底端与开-关阀（未示出）连通。

在吹沙室4的一个侧壁中并且在松料空气供给部7的下方安装有压力传感器9，压力传感器9用于测量吹送头2内的压力。此外，在储沙室5中的左空间5a和右空间5b的侧壁的相应的上部中安装有给沙空气供给部10，给沙空气供给部10将压缩空气供给到储沙室5中，其中压缩空气用于将储沙室5内的芯沙供给到吹沙室4中。给沙空气供给部10的末端配备有青铜烧结体（未示出）。给沙空气供给部10与储沙室5经由烧结体连通。此外，给沙空气供给部10与压缩空气源（未示出）经由开-关阀（未示出）连通。

储沙室5的上端附连有板材料5c。在储沙室5的顶板5d和板材料5c中形成有入沙孔5e。在板材料5c上设置有凸缘11，凸缘11中形成有通孔11a，并且，凸缘11的上端固定有与通孔11a连通的供沙管12。供沙管12与沙斗（未示出）经由供沙软管（未示出）连通。

在板材料5c与凸缘11之间设置有开/闭门13，开/闭门13中形成有连通孔13a，开/闭门13构造成通过缸（未示出）打开和关闭（水平运动）。当吹送头2通过提升缸（未示出）降低时，板材料5c、开/闭门13、凸缘11、和供沙管12一起降低。

现在描述以此方式构造的在制芯机中的芯沙填充设备的操作。图5是示出了芯沙填充设备（芯沙填充方法）的操作的流程图。如图5所示，最初，进行使吹沙室4与芯盒1紧密接触的步骤（S10）。首先，将匹配的芯盒1定位在适当位置。其次，通过缸（未示出）关闭开/闭门13。随后，通过提升缸（未示出）将吹送头2提升到图1中的位置。在图1中的位置中，板4a与芯盒1紧密接触。此外，入沙孔5e由开/闭门13阻塞，从而形成吹送头2内部的封闭空间。吹沙室4和储沙室5中容纳相应的必要量的芯沙（未示出）。

在图1中的位置中，开-关阀（未示出）打开，并且操作松料空气供给部7（S12）。在此情况下，压缩空气（也就是松料空气）从安装在松料空气供给部7的末端上的烧结体处注入，从而使吹沙室4内的芯沙漂浮并流化。在经过预定时间之后，开-关阀（未示出）打开，从而操作压缩空气供给部6（S14）。在此情况下，压缩空气从安装在压缩空气引入管6b的末端上的烧结体6a处注入，从而将吹沙室4内的芯沙经由吹沙孔4b吹送到芯盒1的空腔1a中。在此情况下，与芯沙一起吹送到空腔1a中的压缩空气从通风孔（未示出）排出。

在已经经过预定时间后，开-关阀（未示出）打开，从而操作给沙空气供给部10（S16）。在此情况下，压缩空气（也就是给沙空气）从安装在给沙空气供给部10的末端上的烧结体处注入，从而将储沙室5内的芯沙给送到吹沙室4中。随后，在从开始操作给沙空气供给部10经过预定时间后，开-关阀（未示出）关闭，从而停止松料空气供给部7和压缩空气供给部6的操作（S18）。在此情况下，吹沙室4内的芯沙和储沙室5内的芯沙受到倾向于向芯盒1的空腔1a内部运动的压力的作用，并且因此这防止了空腔1a所填充的芯沙下落。

在从停止松料空气供给部7和压缩空气供给部6的操作已经经过了预定时间后，开-关阀（未示出）打开，从而操作排出部8（S20）。在此情况下，残留在吹沙室4内的压缩空气排出。在此情况下，由于产生了空气流动，使得来自给沙空气供给部10的压缩空气从排出部8处排出，因此储沙室5内的芯沙通过利用该流动而运动到吹沙室4中，从而将芯沙填充于吹沙室4。

在从开始操作排出部8已经经过了预定时间后，开-关阀（未示出）关闭，从而停止给沙空气供给部10的操作（S22）。随后，当压力传感器9测量到吹送头2内的压力为零的事实时，提升缸（未示出）降低吹送头2，从而将芯盒1与吹送头2分开（S24）。与排出部8连通的开-关阀（未示出）关闭。

在芯盒1水平运动到另一位置后，将盒打开，从而取出芯。随后，开/闭门13通过缸（未示出）打开。因此，沙斗内的芯沙经由供沙管12、通孔11a、连通孔13a、和入沙孔5e供给到储沙室5中（S26）。

应当注意，在上述实施方式中，松料空气供给部7、压缩空气供给部6、和给沙空气供给部10具有相同的工作压力。相同的压力具有能够减小空气消耗的优点。

在一种实施方式中，以此方式，松料空气供给部7、压缩空气供给部6、以及给沙空气供给部10具有相同的工作压力，但是并不局限于相同的工作压力。给沙空气供给部10的工作压力可以高于松料空气供给部7的工作压力和压缩空气供给部6的工作压力。在此情况下，具有以下优点：给沙空气供给部10的工作压力与松料空气供给部7的工作压力和压缩空气供给部6的工作压力之间的压力差使得储沙室5内的芯沙能够平稳地且持续地给送到吹沙室4中。此外，在此情况下，松料空气供给部7的工作压力与压缩空气供给部6的工作压力可以是相同的压力或是不同的压力，只要给沙空气供给部10的工作压力高于松料空气供给部7的工作压力和压缩空气供给部6的工作压力即可。

在一种实施方式中，分成彼此连通的吹沙室4和储沙室5的吹送头2设置在芯盒1的下方，从而能够相对于芯盒1升高和降低。这使得相比于任何顶部吹送式制芯机，能够减小设备在竖直方向上的宽度，并且因此提供了能够减小设备尺寸的有利效果。此外，吹沙室4和储沙室5布置在基本水平的方向上，同时空气供给部6安装在水平方向上，并且此外，供沙管12安装在储沙室5的上端侧，并且因此能够进一步减小设备在竖直方向上的宽度。此外，在一种实施方式中，该设备包括以下三个空气供给部：压缩空气供给部6，压缩空气供给部6与吹沙室4连通并且用于将压缩空气供给到吹沙室4中，该压缩空气用于将吹沙室4内的芯沙吹送到芯盒1中；松料空气供给部7，松料空气供给部7与吹沙室4连通并且用于将松料空气供给到吹沙室4中，该松料空气用于使吹沙室4内的芯沙漂浮且流化；以及给沙空气供给部10，给沙空气供给部10与储沙室5连通并且用于将压缩空气供给到储沙室5中，该压缩空气用于将储沙室5内的芯沙给送到吹沙室4。在这种结构中，由于通过将来自每个空气供给部的压缩空气的注入进行结合而吹送芯沙并将芯沙用于填充，因此本发明具有以下有利效果：即便在下部吹送式制芯机中，仍然能够改进芯沙的填充特性。

在一种实施方式中，操作松料空气供给部7，并且在已经经过预定时间后，操作压缩空气供给部6。但是，本发明不局限于这种操作。在操作松料空气供给部7后，可以在压力传感器9测量到吹送头2内的预定压力值时操作压缩空气供给部6。应当注意，在此情况下，吹送头2内的预定压力值可以是比压缩空气供给部6的工作压力更低的压力值。例如，压力值可以具有从0.01MPa到0.2MPa的范围。

在一种实施方式中，吹送头2相对于布置在适当位置的芯盒1升高和降低。但是，本发明不局限于这种结构。芯盒1可以相对于布置在适当位置的吹送头2升高和降低。

一种实施方式已经示出了将壳芯机用作制芯机的示例，该机器将树脂涂敷沙吹送到加热模具中，并且将树脂涂敷沙填充于加热模具，从而制作壳芯。但是，本发明不局限于这种结构，并且还可以应用于借助于利用冷箱工艺的制芯机填充芯沙，其中冷箱工艺为冷气硬化方法。

在一种实施方式中，松料空气供给部7的工作压力、压缩空气供给部6的工作压力、和给沙空气供给部10的工作压力不局限于特定的压力值。例如，松料空气供给部7可以具有0.1MPa到0.5MPa的工作压力，压缩空气供给部6可以具有0.1MPa到0.5MPa的工作压力，并且给沙空气供给部10可以具有0.1MPa到0.5MPa的工作压力。

在一种实施方式中，开/闭门13通过缸（未示出）打开和关闭。但是，本发明不局限于这种操作，并且开/闭门13可以通过凸轮机构打开和关闭。

在一种实施方式中，储沙室5分叉并分成左空间5a和右空间5b。但是，本发明不局限于这种结构，并且储沙室5可以为单一空间（单一室）。在此情况下，例如压缩空气供给部6可以通过储沙室5。

与上述实施方式（以下称为第一实施方式）不同的另一实施方式作为第二实施方式进行描述。首先，描述第一实施方式与第二实施方式的结构差异。在第二实施方式中，如图6和图7所示，吹沙喷嘴14设置在形成于板4a中的吹沙孔4b的下端中，其中板4a附连到吹沙室4的上端，吹沙喷嘴14从板4a的下端突出。应当注意，吹沙孔4b与吹沙喷嘴14连通。这一点是第一实施方式与第二实施方式之间的结构差异。另外的点与第一实施方式的结构相同。与第一实施方式的部件类似的部件用相同的附图标记表示并且省略其描述。以这种方式构造的第二实施方式的操作与第一实施方式的操作相同并且因此省略其描述。但是在第二实施方式中，吹沙室4内的芯沙经由吹沙喷嘴14和吹沙孔4b吹送到芯盒1的空腔1a中。仅根据这点，第二实施方式即与第一实施方式不同。

现在详细地描述与以下结构相关联的功能和效果：吹沙喷嘴14设置在形成于板4a中的吹沙孔4b的下端中，其中板4a附连到吹沙室4的上端，吹沙喷嘴14从板4a的下端突出。如上所述，在本发明的第一实施方式和第二实施方式中，在将吹沙室4内的芯沙吹送到芯盒1的空腔1a中后，停止松料空气供给部7、压缩空气供给部6、和给沙空气供给部10的操作。在此情况下，吹沙室4内的芯沙因重力而下落，使得在吹沙室4内、在芯沙的上表面与板4a的下端（下表面）之间形成空气层（间隙）K（见图8和9）。

图8示出了在第一实施方式中形成空气层K的状态（字母S表示芯沙）。在第一实施方式中，在此状态下执行芯沙到芯盒1的空腔1a中的下一次吹送。但是在此情况下，由于芯沙与空气层K中的空气一起吹送到空腔1a中，因此空腔1a可能没有充分地填充有芯沙。此外，当形成空气层K时，空腔1a中未固化的芯沙可能稍后落向空气层K。这可能导致芯沙较差地填充到了空腔1a中。

图9示出了在第二实施方式中形成空气层K的状态（字母S表示芯沙）。在第二实施方式中，在此状态下执行芯沙到芯盒1的空腔1a中的再一次吹送。在此情况下，由于吹沙喷嘴14的末端埋于芯沙中，因此第二实施方式具有以下优点：空气层K的空气未包含于芯沙中，并且空腔1a充分地填充有芯沙。此外，由于即便是在形成空气层K时，吹沙喷嘴14的末端仍然总是埋于芯沙中，因此空腔1a中未固化的芯沙不会落向空气层K。因此，第二实施方式具有能够防止芯沙较差地填充到空腔1a中的优点。通过以下布置能够获得以上优点：吹沙喷嘴14设置在形成于板4a中的吹沙孔4b的下端中，其中板4a附连到吹沙室4的上端，吹沙喷嘴14从板4a的下端突出。

应当注意，在第二实施方式中，通过在吹沙孔4b的内表面中形成内螺纹并在吹沙喷嘴14的外表面中形成外螺纹、并且通过将内螺纹与外螺纹螺接，使得吹沙喷嘴14从板4a的下端突出。但是本发明不局限于这种结构，通过将吹沙喷嘴14设置在吹沙孔4b的下端中、并通过将吹沙喷嘴14借助于例如焊接而固定到板4a，使得吹沙喷嘴14可以从板4a的下端突出。

在第二实施方式中，圆筒管用作吹沙喷嘴14。但是吹沙喷嘴14的形状不局限于这种形状。例如，吹沙喷嘴14的形状可以是椭圆形形状。

在第一实施方式和第二实施方式中，附连到吹沙室4的上端的板4a能够从吹沙室4的上端移除。使得板4a能够从吹沙室4的上端移除的零件的示例包括紧固件零件和夹紧零件。

附图标记列表

1   芯盒

2   吹送头

4   吹沙室

4a  板

4b  吹沙孔

5   储沙室

6   压缩空气供给部

7   松料空气供给部

8   排出部

9   压力传感器

10  给沙空气供给部

14  吹沙喷嘴

Claims (6)

1.一种在下部吹送式制芯机中的芯沙填充设备，所述芯沙填充设备将芯沙从芯盒下方的区域吹送到位于上侧的芯盒中，所述芯沙填充设备包括：

芯盒；

吹送头，所述吹送头设置在所述芯盒的下方从而能够相对于所述芯盒升高和降低，并且所述吹送头被分隔成彼此连通的吹沙室和储沙室；

压缩空气供给部，所述压缩空气供给部与所述吹沙室连通，并且用于将压缩空气供给到所述吹沙室中，所述压缩空气用于将所述吹沙室内的芯沙吹送到所述芯盒中；

松料空气供给部，所述松料空气供给部与所述吹沙室连通，并且用于将松料空气供给到所述吹沙室，所述松料空气用于使所述吹沙室内的芯沙漂浮并流化；

排出部，所述排出部与所述吹沙室连通，并且用于将残留在所述吹沙室内的压缩空气排出；以及

给沙空气供给部，所述给沙空气供给部与所述储沙室连通，并且用于将压缩空气供给到所述储沙室中，所述压缩空气用于将所述储沙室内的芯沙供给到所述吹沙室中。

2.根据权利要求1所述的在制芯机中的芯沙填充设备，其中，所述吹沙室中安装有压力传感器，所述压力传感器用于测量所述吹送头内的压力。

3.根据权利要求1或2所述的在制芯机中的芯沙填充设备，其中，吹沙喷嘴设置在形成于板中的吹沙孔的下端中，所述板附连到所述吹沙室的上端，所述吹沙喷嘴从所述板的所述下端突出。

4.一种在制芯机中的芯沙填充方法，所述芯沙填充方法利用根据权利要求1所述的在制芯机中的芯沙填充设备，所述芯沙填充方法包括：

使所述吹沙室与所述芯盒紧密接触；

操作所述松料空气供给部，使所述吹芯室内的芯沙漂浮并流化；

操作所述压缩空气供给部，将所述吹沙室内的芯沙吹送到所述芯盒中；

操作所述给沙空气供给部，将所述储沙室内的芯沙给送到所述吹沙室中；

停止所述松料空气供给部和所述压缩空气供给部的操作；

操作所述排出部，将残留于所述吹沙室内的压缩空气排出；以及

停止所述给沙空气供给部的操作。

5.根据权利要求4所述的在制芯机中的芯沙填充方法，其中，所述松料空气供给部、所述压缩空气供给部、和所述给沙空气供给部具有相同的工作压力。

6.根据权利要求4所述的在制芯机中的芯沙填充方法，其中，所述给沙空气供给部的工作压力高于所述松料空气供给部的工作压力和所述压缩空气供给部的工作压力。

Images