CN107009487A - 一种高稳定性的热压注成型系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷材料成型领域,具体涉及一种高稳定性的热压注成型系统,其包括恒温加热器、加热槽、模具和浆料等,加热槽为夹层结构,其内部为盛浆槽,盛浆槽内盛有浆料,加热槽的夹层内部注入加热介质,恒温加热器紧贴所述加热槽的外围设置,加热槽的一侧,还设置有加热介质液面监察装置,位于所述加热槽顶部的储料盖将盛浆槽密封,该储料盖的上表面紧密设置有一模具,输浆管的一端穿过储料盖与模具相通,另一端伸入加热槽内部底端,所述加热槽上端还设置有一通孔引入气路系统。本发明的热压注系统能够随时监察加热介质液面并依需灌入适量加热介质,提高了加热效率及工艺参数‑产品性能的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料成型领域,更具体地,涉及一种高稳定性的热压注成型系统,其能够随时监察加热介质液面并依需灌入适量加热介质,提高加热效率及工艺参数-产品性能的稳定。
背景技术
热压注系统的基本用途是将一定固相含量的含蜡浆料在压力的作用下,注入进模具空腔中冷凝后形成特定形状的坯件。广泛用在航空发动机燃气轮机空心叶片型芯的批量化制造过程中。特别是涡轮空心叶片的内孔复杂精细且边缘薄至0.3mm时,采用热压注系统批量得到表面质量好、尺寸精度高、形状复杂的熔模铸造用陶瓷型芯,是提高空心叶片定向凝固成品率的重要前提。
目前的热压注系统,特别是对于中小型热压注系统,加热介质的量会随生产时间的推移不断减少,加热效率逐渐降低或加热不均匀甚至发生干烧,造成空心叶片型芯成形时一致性、稳定性差,进而导致后期制作空心叶片的成品率难以控制。加热效率随时间的波动,造成了工艺参数及产品性能的不稳定性。因此,使用一段时间后,热压注系统需要添加加热介质,现有的热压注系统在添加加热介质时存在以下缺陷和不足:(1)加热介质的二次注入极为不便且无法预知加热介质的剩余量;(2)添加加热介质需要对机壳及加热装置进行复杂的拆卸安装步骤,对于工作人员的要求较高,且步骤复杂导致生产效率低下;(3)在空心叶片型芯批量化制造过程中面临频繁拆装模具的问题,频繁拆装模具易造成顶紧装置与盛料桶内压力经模具中间传递后发生上下压力不均衡而导致浆料从模具与储料盖的接触面处高压喷溅的问题,特别是对于大型热压注系统,可能致操作人员烧烫伤,存在一定的安全隐患,也造成原料的浪费乃至型芯成型失败;(4)尤其是在进行较大工件注入成型时,较大的注入压力使得注入口处发生漏浆的概率明显增大,使得压力无法有效传递,这也是造成当前空心叶片成品率较低的一个重要因素。
由于存在上述缺陷和不足,本领域亟需做出进一步的完善和改进,设计一种热压注系统,使其能够避免成形时一致性和稳定性差等问题,满足生产的需要。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供一种高稳定性的热压注系统,其通过设置加热介质液面监察装置、固模环和温度传感器,克服因设备因素导致的型芯制造工艺参数不稳定及相应空心叶片产品成品率低的问题,提高了加热效率及工艺参数-产品性能的稳定性,减少了拆卸机壳及加热装置的繁琐步骤,尤其适用于航空发动机等燃气轮机空心叶片型芯的批量化生产。
为实现上述目的,本发明提供了其包括恒温加热器、加热槽、模具和浆料等,
其中,所述加热槽为夹层结构,其内部为盛浆槽,所述盛浆槽内盛有浆料,所述加热槽的夹层内部注入加热介质,所述恒温加热器紧贴所述加热槽的外围设置,所述恒温加热器通过对加热槽中加热介质加热进而对浆料加热;所述加热槽的一侧,还设置有加热介质液面监察装置用于观察或平衡加热槽内的加热介质的量,位于所述加热槽顶部的储料盖将盛浆槽密封,该储料盖的上表面紧密设置有一模具,输浆管的一端穿过储料盖与模具相通,另一端伸入加热槽内部底端,所述加热槽上端还设置有一通孔引入气路系统。
具体地,本发明通过设置加热介质液面监察装置,可以随时监察加热介质液面并依需灌入适量加热介质,特别是对于中小型热压注系统此改良效果更为显著,几乎不会出现干烧现象,提高了加热效率及工艺参数-产品性能的稳定性,减少了拆卸机壳及加热装置的繁琐步骤,提高了生产效率,减少了连接件因频繁拆卸导致的浆料喷溅等问题,提高了生产的安全性。
进一步优选地,所述储料盖包括面板、密封圈和固模环;所述固模环设置在面板内部,该固模环内部空腔的上端与模具的进料端紧密套设,其下端与输浆管紧密连接。较多的比较试验表明,通过增设固模环装置,能够克服频繁拆装模具过程中发生的接口漏液引起的成品率降低问题;提高成品质量,提高生产安全性。
优选地,所述固模环与模具和输浆管的连接处均设置有密封槽及密封圈。较多的比较试验表明,通过密封槽和密封圈和设置,能够明显提高加热槽的密封性能,减少浆料的喷溅,避免工作人员烫伤。
优选地,所述加热介质液面监察装置为带有刻度或没有刻度的显示条/毛细管/视窗口与螺纹盖/塞盖组成的手动装置,或为由液面自动平衡系统/自动监测系统与数显面板组成的自动化装置。带有刻度的示条和数显面板均能够准确地反应出加热槽的内加热介质的量,而根据实际情况来选择手动装置或自动化装置,能够满足不同的生产需要。
优选地,所述温度传感器单独设置在盛浆槽内或恒温加热器附近,或同时设置在盛浆槽内及恒温加热器附近,所述恒温加热器根据温度传感器采集的温度信号进行相应调节。在盛料槽/盛浆桶内及恒温加热器附近分别设置的温度传感器,能够解决采用单一温度传感器时无法实时调控浆料温度而引起制品一致性差的问题,实现加热温度的实时控制。
优选地,所述热压注系统还包括一控制系统,该控制系统包括温度控制系统、气路控制系统和电路控制系统。通过控制系统中的温度、气路和电路系统来实现温度、气压和电路控制,能够精确地控制热压注系统在生产时的各种参数,便于实时调节和控制,同时增加生产安全性。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下优点和有益效果:
(1)本发明的高稳定性的热压注系统,针对航空发动机等燃气轮机空心叶片型芯的批量化制造过程中,工艺参数及产品性能不稳定的问题,在结构上做出了改进,从而克服因设备因素导致的型芯制造工艺参数不稳定及相应空心叶片产品成品率低的问题,使得由该系统制备得到的零部件具有较好的一致性和较高的稳定性。
(2)本发明较传统的热压注系统增设的加热介质液面监察装置,可以随时监察加热介质液面并依需灌入适量加热介质,特别是对于中小型热压注系统此改良效果更为显著,几乎不会出现干烧现象,提高了加热效率及工艺参数-产品性能的稳定性,减少了拆卸机壳及加热装置的繁琐步骤。而带有刻度的显示条和数显面板均能够准确地反应出加热槽的内加热介质的量,而根据实际情况来选择手动装置或自动化装置,能够满足不同的生产需要。
(3)本发明的增设的固模环装置,克服了频繁拆装模具过程中发生的接口漏液引起的成品率降低问题;在盛料槽/盛浆桶内及恒温加热器附近分别设置的温度传感器,解决了采用单一温度传感器时无法实时调控浆料温度而引起制品一致性差的问题。
(4)本发明的热压注系统,工艺参数稳定,操作简便,劳动生产效率高,生产成本低,有利于航空发动机燃气轮机空心叶片型芯的批量化安全作业,可提高成品率。
附图说明
图1是本发明的高稳定性的热压注成型系统的结构示意图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:
1-恒温加热器、2-加热介质、3-加热槽、4-气路系统、5-储料盖、6-模具、7-固模环、8-温度传感器、9-加热介质液面监察装置、10-浆料、11-输浆管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明的高稳定性的热压注成型系统的结构示意图,如图所示,其包括恒温加热器1、加热槽3、模具6和浆料10等,
其中,所述加热槽3为夹层结构,其内部为盛浆槽,所述盛浆槽内盛有浆料10,所述加热槽3的夹层内部注入加热介质2,所述恒温加热器1紧贴所述加热槽3的外围设置,所述恒温加热器1通过对加热槽3中加热介质2加热进而对浆料10加热;所述加热槽3的一侧,还设置有加热介质液面监察装置9用于观察或平衡加热槽3内的加热介质2的量,位于所述加热槽3顶部的储料盖5将盛浆槽密封,该储料盖5的上表面紧密设置有一模具6,输浆管11的一端穿过储料盖5与模具6相通,另一端伸入加热槽3内部底端,所述加热槽3上端还设置有一通孔引入气路系统4。
在本发明的一个具体实施例中,所述储料盖5包括面板、密封圈和固模环7;所述固模环7设置在面板内部,该固模环7内部空腔的上端与模具6的进料端紧密套设,其下端与输浆管11紧密连接。
在本发明的另一个具体实施例中,所述固模环7与模具6和输浆管11的连接处均设置有密封槽及密封圈。
在本发明的一个具体实施例中,所述加热介质液面监察装置为带有刻度或没有刻度的显示条/毛细管/视窗口与螺纹盖/塞盖组成的手动装置,或为由液面自动平衡系统/自动监测系统与数显面板组成的自动化装置。
在本发明的一个具体实施例中,所述温度传感器8单独设置在盛浆槽内或恒温加热器1附近,或同时设置在盛浆槽内及恒温加热器1附近,所述恒温加热器1根据温度传感器8采集的温度信号进行相应调节。
在本发明的一个具体实施例中,所述热压注系统还包括一控制系统,该控制系统包括温度控制系统、气路控制系统和电路控制系统。
为更好地解释本发明,以下给出两个具体实施例:
实施例1
打开加热介质液面监察装置9,根据刻度显示液面位置判断相应的加热介质加入量。接通电源,启动恒温加热器1,调节至一定温度功率,通过加热槽3对加热介质2进行加热,根据温度传感器8来实时监测盛料槽/盛浆桶内温度,待加热到合适的温度,启动气路装置,一定压力的压缩空气经气路系统4进入盛料槽/盛浆桶,在压力的作用下,浆料10从输浆管11经固模环7进入模具6中,经过一段时间的注浆保压后,关闭气路装置,放气并取出模具、冷凝,脱模后完成一个注模循环。所述热压注系统,自动化程度较高,工艺参数稳定,操作简便,劳动生产效率高,生产成本低,有利于航空发动机燃气轮机空心叶片型芯的批量化安全作业,可提高成品率。
实施例2
接通电源,根据数显面板显示液面位置,判断并添加适量的加热介质,启动恒温加热器1,调节至一定温度功率,通过加热槽3对加热介质2进行加热,根据温度传感器8来实时监测盛料槽/盛浆桶内温度,待加热到合适的温度,启动气路装置,一定压力的压缩空气经气路系统4进入盛料槽/盛浆桶,在压力的作用下,浆料10从输浆管11经固模环7进入模具6中,经过一段时间的注浆保压后,关闭气路装置,放气并取出模具、冷凝,脱模后完成一个注模循环。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的部分实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高稳定性的热压注成型系统,其特征在于,其包括恒温加热器(1)、加热槽(3)、模具(6)和浆料(10),
其中,所述加热槽(3)为夹层结构,其内部为盛浆槽,所述盛浆槽内盛有浆料(10),所述加热槽(3)的夹层内部注入加热介质(2),所述恒温加热器(1)紧贴所述加热槽(3)的外围设置,所述恒温加热器(1)通过对加热槽(3)中加热介质(2)加热进而对浆料(10)加热;所述加热槽(3)的一侧,还设置有加热介质液面监察装置(9)用于观察加热槽(3)内的加热介质(2)的量,位于所述加热槽(3)顶部的储料盖(5)将盛浆槽密封,该储料盖(5)的上表面紧密设置有一模具(6),输浆管(11)的一端穿过储料盖(5)与模具(6)相通,另一端伸入加热槽(3)内部底端,所述加热槽(3)上端还设置有一通孔引入气路系统(4)。
2.如权利要求1所述的热压注成型系统,其特征在于,所述储料盖(5)包括面板、密封圈和固模环(7);所述固模环(7)设置在面板内部,该固模环(7)内部空腔的上端与模具(6)的进料端紧密套设,其下端与输浆管(11)紧密连接。
3.如权利要求1或2所述的热压注成型系统,其特征在于,所述固模环(7)与模具(6)和输浆管(11)的连接处均设置有密封槽及密封圈。
4.如权利要求3所述的热压注成型系统,其特征在于:所述加热介质液面监察装置(9)为带有刻度或没有刻度的显示条/毛细管/视窗口与螺纹盖/塞盖组成的手动装置,或为由液面自动平衡系统/自动监测系统与数显面板组成的自动化装置。
5.如权利要求4所述的热压注成型系统,其特征在于:温度传感器(8)单独设置在盛浆槽内或恒温加热器(1)附近,或同时设置在盛浆槽内及恒温加热器(1)附近,所述恒温加热器(1)根据温度传感器(8)采集的温度信号进行相应调节。
6.如权利要求5所述的热压注成型系统,其特征在于:所述热压注系统还包括一控制系统,该控制系统包括温度控制系统、气路控制系统和电路控制系统。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170804 |