CN110142381A - 一种制芯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制芯机，涉及铸造制芯技术领域，制芯机包括芯盒、射砂系统和吹气系统，芯盒内设有用于制作芯砂的型腔，射砂系统用于向芯盒的型腔内进行射砂，吹气系统包括用于加热压缩空气的空气加热装置，所述空气加热装置包括入口端和出口端，压缩空气由所述入口端进入所述空气加热装置内，且空气加热装置的出口端通过管路与芯盒的型腔相连通、以使加热后的压缩空气进入型腔内并对型腔内的芯砂固化。如此设置，此方式的热传递效率高、加热温度相对较低、砂芯的固化时间短，加热面积会更加均匀，且不会产生有害气体、不会危害人体健康和周边环境。

Description

一种制芯机

技术领域

本发明涉及铸造制芯技术领域，更具体地说，涉及一种制芯机。

背景技术

制芯机是铸造行业中芯砂成型的重要设备，制芯机的芯盒用于将芯砂制作成砂芯，砂芯用于形成铸件的内腔和孔，砂芯的制造也是砂型铸造中一道重要的工序，因此制芯机的使用越来越多。

铸造领域中，制芯机是一种将芯砂填充到芯盒内，填充完成后对芯砂进行硬化和固化、以达到制造砂芯的目的。目前主要是有两种制芯方法，一种是冷芯盒制芯方法，此种方法不需要加热，主要采用三乙胺等作为催化剂来实现芯砂的固化，但三乙胺或二氧化硫等在化学催化时会散发有害气体，会对现场人员的健康和周边环境造成一定的危害；另一种是热芯盒制芯法，芯盒内的芯砂填充完成后，需要将芯盒加热至150-300度，通过热传导将芯盒的热量传递给芯砂，以达到固化的目的，但此方法热传递的效率低，所以需要对芯盒的加热温度较高，需要固化的时间也长，而且，热量传递时仅作用于砂芯的表面，热量传递到砂芯的内部比较困难，所以加热面积不均匀。

因此，如何解决现有技术中冷芯盒制芯法产生有害气体、危害人体健康和周边环境，热芯盒制芯法的热传递效率低、芯盒的加热温度高、砂芯的固化时间长、加热面积不均匀的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制芯机以解决现有技术中冷芯盒制芯法产生有害气体、危害人体健康和周边环境，热芯盒制芯法的热传递效率低、芯盒的加热温度高、砂芯的固化时间长、加热面积不均的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

本发明提供了一种制芯机，制芯机包括：

芯盒，所述芯盒内设有用于制作芯砂的型腔；

射砂系统，用于向所述芯盒的型腔内射砂，所述射砂系统设置在所述芯盒的上方；

吹气系统，包括用于加热压缩空气的空气加热装置，所述空气加热装置包括入口端和出口端，所述压缩空气由所述入口端进入所述空气加热装置内，且所述空气加热装置的出口端通过管路与所述芯盒的型腔相连通、以使加热后的所述压缩空气进入所述型腔内并对所述型腔内的芯砂固化。

优选地，所述吹气系统还包括空气干燥器，所述压缩空气由所述空气干燥器的入口端进入所述空气干燥器内，所述空气干燥器的出口端与所述空气加热装置的所述入口端相连通。

优选地，所述管路远离所述空气干燥器的一端设有与所述管路相连通的吹气罩、设置在所述吹气罩的端口处的吹气板以及设置在所述吹气板的下端面上的吹气头，所述吹气罩与所述吹气板构成密闭空间，所述吹气头的内部为中空结构且与所述密闭空间相连通，所述芯盒上设有与所述吹气头相对应、且供所述吹气头伸入的通孔。

优选地，所述射砂系统包括用于盛放芯砂射砂筒、设置在所述射砂筒的出料端口处的射砂板以及设置在所述射砂板上的射砂嘴，所述射砂嘴、所述吹气头均与所述通孔的数量相同且分别与所述通孔一一对应，各个所述射砂嘴能够伸入于所述通孔内、以使所述射砂系统对所述型腔内进行射砂。

优选地，所述芯盒包括上芯盒和下芯盒，所述上芯盒和所述下芯盒合模构成所述型腔，所述通孔设置在所述上芯盒上，所述上芯盒在连接夹持机构的带动下移动、以使所述上芯盒与所述下芯盒压紧。

优选地，所述连接夹持机构为液压缸，所述液压缸的一端固定、另一端带动所述上芯盒移动。

优选地，所述空气干燥器的入口端与用于提供所述压缩空气的压缩空气系统相连通，且所述吹气系统还包括用于控制所述空气干燥器的排气压力的压力控制装置，所述压力控制装置包括设置在所述空气干燥器的出口端的压力检测件和控制阀、以及与所述压力检测件、所述控制阀均可通信地相连接的压力控制器，当所述压力检测件检测到所述空气干燥器的排气压力大于第一压力预设值或小于第二压力预设值时，所述压力控制器控制所述控制阀的开度大小。

优选地，所述空气加热装置为空气加热器，所述空气加热器上可通信地连接有时间继电器和温度控制装置、以控制所述空气加热器对空气的加热时间和加热温度。

优选地，还包括机架和设置在所述机架上的工作台，所述芯盒放置在所述工作台上，所述机架上设有相对所述工作台固定的导轨，所述射砂系统和所述吹气系统分别伸入于所述导轨内且沿所述导轨的导向方向移动。

优选地，所述芯盒的底部设有用于将气体排出的管道。

本发明提供的技术方案中，制芯机包括芯盒、射砂系统和吹气系统，芯盒内设有用于制作芯砂的型腔，射砂系统向芯盒的型腔内射砂，吹气系统包括用于加热压缩空气的空气加热装置，空气加热装置的入口端与外部的压缩空气相连通，即压缩空气通过空气加热装置的入口进入空气加热装置内，且空气加热装置的出口端通过管路与芯盒的型腔相连通，从而使加热后的空气进入型腔内并对型腔内的芯砂固化。如此设置，利用吹气系统直接对芯盒内的芯砂进行加热，对比热芯盒制芯法对芯盒加热再将热量传递给芯砂对比，此方式的热传递效率高、加热温度相对低一些、砂芯的固化时间短，而且芯砂比较透气，加热后的气体在砂芯内流动，加热面积会更加均匀；对比冷芯盒制芯法，此方式不会产生有害气体、不会危害人体健康和周边环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中制芯机的结构示意图；

图2是本发明实施例中吹气系统的结构示意图。

图1-2中：

1-工作台，2-机架，3-芯盒，301-上芯盒，302-下芯盒，4-射砂系统，401-射砂筒，402-射砂板，403-射砂嘴，5-吹气系统，51-空气干燥器，52-压力控制装置，521-压力检测件，522-压力控制器，523-控制阀，53-空气加热器，54-吹气罩，55-吹气板，56-吹气头，57-时间继电器，58-温度控制装置，6-通孔，7-液压缸，8-导轨，9-管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种制芯机，解决现有技术中冷芯盒制芯法产生有害气体、危害人体健康和周边环境，热芯盒制芯法的热传递效率低、芯盒的加热温度高、砂芯的固化时间长、加热面积不均的问题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1，在本实施例中，制芯机包括芯盒3、射砂系统4和吹气系统5，射砂系统4设置在芯盒3的上方，射砂系统4用于向芯盒3的型腔内射砂，吹气系统5包括空气加热装置，而空气加热装置用于对压缩空气加热，空气加热装置可以但不限于为空气加热器53，空气加热装置的入口端与压缩空气相连通，即压缩空气通过空气加热装置的入口端进入空气加热装置内，空气加热装置的出口端通过管路与芯盒3的型腔相连通，这样压缩空气进入空气加热装置内，压缩空气经过空气加热装置加热后进入型腔内，进一步使型腔内的芯砂进行固化。优选地，管路的材质为能够耐高温并保温的材质，比如金属管外带橡胶保温，避免加热后的空气的热量在管路中大量流失。具体地，首先利用射砂系统4向芯盒3内填充芯砂，并向型腔内添加芯砂固化剂，然后吹气系统5工作，使空气加热装置加热压缩空气，加热后的压缩空气通过管路进入芯盒3的型腔内、吹向芯盒3内的芯砂，向芯砂传递热量，实现芯砂的固化。

如此设置，利用吹气系统5直接对芯盒3内的芯砂进行加热，对比热芯盒制芯法对芯盒3加热再将热量传递给芯砂对比，此方式的热传递效率高、加热温度相对低一些、砂芯的固化时间短，而且芯砂比较透气，加热后的气体在砂芯内流动，加热面积会更加均匀；对比冷芯盒制芯法，此方式不会产生有害气体、不会危害人体健康和周边环境。

作为可选地实施方式，制芯机还包括空气干燥器51，压缩空气从空气干燥器51的入口端进入空气干燥器51内，空气干燥器51的出口端与空气加热装置相连通，从而对压缩空气进行干燥后使压缩空气进入空气加热装置内。

如此设置，通过空气干燥器51对压缩空气进行干燥处理，避免湿度较大的压缩空气进入空气加热装置内。

作为可选地实施方式，管路远离空气干燥器51的一端设有吹气罩54、吹气板55和吹气头56，吹气罩54与管路的出口端相连通，吹气板55设置在吹气罩54的端口处，如图1所示，吹气头56设置在吹气板55的下端面上，吹气罩54与吹气板55构成密闭空间，避免吹气系统5内的空气与外部大气相连通，吹气头56的内部为中空结构且与吹气罩54和吹气板55构成的密闭空间相连通，芯盒3上设有与吹气头56相对应的通孔6，吹气头56能够伸入于通孔6内，使加热后的空气依次经过管路、吹气罩54、吹气头56进入芯盒3内。优选地，吹气头56与通孔6的数量均为多个且一一对应，各个吹气头56分别能够伸入于对应的通孔6内，且各个吹气头56的大小与对应的通孔6的大小正好配合。

如此设置，细化了吹气系统5的具体结构，能够使管路中的加热后的空气比较均匀地流通至芯盒3内，避免加热后的空气只从芯盒3的一处进入而导致芯盒3内的芯砂局部温度过高的情况。

作为可选地实施方式，射砂系统4包括射砂筒401、射砂板402和射砂嘴403，射砂筒401用于盛放芯砂，射砂板402设置在射砂筒401的出料端口处，射砂嘴403设置在射砂板402上，射砂嘴403与通孔6的数量相同且一一对应，各个射砂嘴403能够伸入于通孔6内、以使射砂系统4对型腔内进行射砂，即射砂嘴403同样能够伸入各个通孔6内，通过对应的通孔6进行射砂。优选地，射砂嘴403、吹气头56的结构相同，分别与对应的通孔6正好配合，射砂嘴403、吹气头56、通孔6三者的数量相同，且吹气头56与通孔6一一对应。

如此设置，吹气头56能够通过通孔6吹气，同样射砂嘴403也能够通过通孔6射砂，即通孔6具有两种功能，无需分别设置吹气头56和射砂嘴403二者所用的孔，在不影响原有功能的基础上，使结构简单、制作劳动力降低。

作为可选地实施方式，芯盒3包括上芯盒301和下芯盒302，如图2所示，上芯盒301和下芯盒302合模构成型腔，通孔6设置在上芯盒301上，上芯盒301通过连接夹持机构压紧在下芯盒302上，连接夹持机构带动上芯盒301移动、以实现上芯盒301与下芯盒302之间型腔的打开和关闭，连接夹持机构的原理是采用液压或气动压力，连接夹持机构可以但不限为液压缸7，具体地，在射砂系统4射砂的同时通过连接夹持机构对上芯盒301进行压紧，射砂过程和压紧过程完成后再进行吹气。

如此设置，在射砂过程中对芯盒3进行压紧，目的是紧实上芯盒301和下芯盒302，能够更好地进行射砂，避免在射砂过程中芯砂被射漏出去，避免空气流失，而且进行压紧，有利于在吹气过程中加热的空气集中并有效地作用于芯盒3内部的芯砂。

作为可选地实施方式，连接夹持机构为液压缸7，如图1和图2所示，液压缸7的一端固定、另一端带动上芯盒301移动。具体地，液压缸7竖直设置，液压缸7的缸筒固定在一个固定的位置，可以是制芯机外部的位置，也可以固定在机架2上，液压缸7的缸杆的下端与吹气系统的固定连接，通过液压缸7的伸与缩的往复运动带动吹气系统4移动，从而带动上芯盒301上下移动、以控制芯盒3的压紧与回松。

作为可选地实施方式，空气加热装置为空气加热器53，空气加热器53上可通信地连接有时间继电器57和温度控制装置58，分别用来控制空气加热器53对空气的加热时间和加热温度，如图2所示。具体地，空气加热器53包括壳体以及设置在壳体内的加热元件，加热元件可设为电加热管或电热丝，壳体上设有冷气入口和热气出口，其中冷气入口与空气干燥器51相连通，热气出口与管路相连通。温度控制装置58包括温度传感器、温度控制器，其中温度传感器与空气加热器53的加热元件均与温度控制器可通信连接，温度传感器将检测到的加热元件的温度数据传递给温度控制器，若温度数据在温度控制器的预设温度范围之内时，温度控制器不对加热元件进行控制；若温度数据大于预设温度范围的最高值或小于预设温度范围的最低值时，温度控制器会控制加热元件停止加热或继续加热，其中温度范围为100-500度，温度控制器的型号可为XHTA-7532；利用时间继电器57可控制加热元件的断开时的时间，即控制加热元件的加热时间，比如设定时间继电器57的时间为20秒，当加热元件加热20秒时，时间继电器57会控制加热元件断开，不再继续加热，加热元件的加热时间范围为10-150秒，时间继电器57的型号可为JS-21。

如此设置，通过时间继电器57能够控制空气加热器53的加热时间，通过温度控制器可控制空气加热器53的加热温度，避免出现空气加热器53内的加热元件的加热时间过长或过短，或者空气加热器53内出现温度过高或过低的情况。

作为可选地实施方式，空气干燥器51为冷冻式压缩空气干燥机，空气干燥器51的入口端与压缩空气系统相连通，压缩空气系统用于提供压缩空气，压缩空气系统可以为内部储存有压缩空气的储气罐，也可以为其它类似的一个密闭罐体，也可以为空气压缩机，此时空气干燥器51进入空气加热器53内的空气为压缩空气、压力较高。在其它实施例中，制芯机自身可包括用于有压缩空气的压缩空气系统，将压缩空气系统作为制芯机的一部分。吹气系统5还包括压力控制装置52，可通过压力控制装置52控制压缩空气干燥器51的出口端的排气压力的大小，压力控制装置52包括压力检测件521、控制阀523和压力控制器522，如图2所示，压力检测件521和控制阀523设置在空气干燥器51的出口端，压力检测件521可以为压力传感器，控制阀523可以为压力阀，压力控制器522可以设置在空气加热装置的出口端，压力控制器522分别与压力检测件521、控制阀523之间可通信地相连接，当压力检测件521检测到空气干燥器51的出口端的空气流动压力大于第一压力预设值或小于第二压力预设值时，压力控制器522控制比例控制阀523的开度大小、以调节压缩空气的压力大小和流量，使空气干燥器51的出口端的压力上升或下降。需要说明的是，其中第一压力预设值与第二压力预设值分别为压力控制器522所能控制的压力范围的最高值和最低值。优选地，第一压力预设值为0.5Mpa，第二压力预设值为0.05Mpa，压力控制器522的型号可为YWK-50-C。

如此设置，通过压力控制装置52能够控制加热后的空气的压力大小，避免出现压力过高或过低的情况。

作为可选地实施方式，制芯机还包括工作台1和机架2，工作台1设置在机架2上，芯盒3放置在工作台1的上端面上，机架2为立柱框架，具体地，立柱框架包括至少两个竖直设置的立柱以及设置在立柱下端的下平台、设置在立柱上端的上平台，如图1所示，工作台1设置在下平台的上端面上，空气干燥器51、空气加热器53以及液压缸7均设置在上平台的上端面上。立柱框架中间设有相对工作台1和机架2固定的导向机构，导向机构用于对吹气系统5和射砂系统4的位移起导向作用，导向机构包括由两条水平设置的横梁构成的导轨8，射砂系统4和吹气系统5上可设置轮子，轮子在导轨8内位移从而带动射砂系统4和吹气系统5沿导轨8的导向方向位移，且射砂系统4和吹气系统5同步移动。

如此设置，通过导向机构能够使射砂系统4和吹气系统5实现左右方向的位移，从而实现对芯盒3的射砂和吹气。

作为可选地实施方式，芯盒3的底部设有用于将气体排出的管道9，相当于对已经对芯砂进行加热后的气体进行后处理。具体地，管道9还可连通有用于将芯盒3内的气体抽出的泵。

如此设置，加热后的气体对芯盒3内的芯砂加热后，通过管道9对其进行排出或收集，由于气体温度较高，不做任何处理会使气体扩散，扩散到的位置也会温度较高，若工人离制芯机较近也会危害人体。

结合上述各个实施例对本制芯机进行具体说明，在本实施例中，制芯机包括工作台1、上芯盒301、下芯盒302、射砂系统4、液压缸7、吹气系统5，上芯盒301和下芯盒302合模构成芯盒3的型腔，工作台1的下方设有支撑架，芯盒3设置在工作台1上，液压缸7的一端固定、另一端与吹气系统5相连接、从而带动上芯盒301位移，射砂系统4包括用于盛放芯砂的射砂筒401、设置在射砂筒401的出料端口处的射砂板402以及设置在射砂板402上的射砂嘴403，上芯盒301上设有通孔6，各个射砂嘴403能够伸入于通孔6内、以使射砂系统4对型腔内进行射砂；吹气系统5包括与压缩空气系统连接的空气干燥器51和空气加热器53，空气加热器53的入口端与空气干燥器51相连通、出口端通过管路与芯盒3的型腔相连通，管路的出口端还设有吹气罩54、设置在吹气罩54的端口处的吹气板55以及设置在吹气板55的下端面上的吹气头56，吹气头56能够伸入于通孔6内；射砂嘴403、吹气头56、通孔6均为多个，且射砂嘴403和吹气头56均与通孔6的数量相同且一一对应；空气加热器53上可通信地连接有时间继电器57和温度控制装置58、以控制空气加热器53对空气的加热时间和加热温度；吹气系统5上还包括压力控制装置52，压力控制装置52包括压力检测件521、控制阀523以及压力控制器522，压力控制器522分别与压力检测件521、控制阀523之间可通信地相连接。机架2上设有相对工作台1固定的导轨8，射砂系统4和吹气系统5均伸入于导轨8内且沿导轨8的导向方向移动。

如此设置，利用吹气系统5直接对芯盒3内的芯砂进行加热，对比热芯盒3制芯法对芯盒3加热再将热量传递给芯砂对比，此方式的热传递效率高、加热温度相对低一些、砂芯的固化时间短，而且芯砂比较透气，加热后的气体在砂芯内流动，加热面积会更加均匀；对比冷芯盒3制芯法，此方式不会产生有害气体、不会危害人体健康和周边环境。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种制芯机，其特征在于，包括：

芯盒(3)，所述芯盒(3)内设有用于制作芯砂的型腔；

射砂系统(4)，用于向所述芯盒(3)的型腔内射砂，所述射砂系统(4)设置在所述芯盒(3)的上方；

吹气系统(5)，包括用于加热压缩空气的空气加热装置，所述空气加热装置包括入口端和出口端，所述压缩空气由所述入口端进入所述空气加热装置内，所述空气加热装置的出口端通过管路与所述芯盒(3)的型腔相连通、以使加热后的所述压缩空气进入所述型腔内并对所述型腔内的芯砂固化。

2.如权利要求1所述的制芯机，其特征在于，所述吹气系统还包括空气干燥器(51)，所述压缩空气由所述空气干燥器(51)的入口端进入所述空气干燥器(51)内，所述空气干燥器(51)的出口端与所述空气加热装置的所述入口端相连通。

3.如权利要求2所述的制芯机，其特征在于，所述管路远离所述空气干燥器的一端设有与所述管路相连通的吹气罩(54)、设置在所述吹气罩(54)的端口处的吹气板(55)以及设置在所述吹气板(55)的下端面上的吹气头(56)，所述吹气罩(54)与所述吹气板(55)构成密闭空间，所述吹气头(56)的内部为中空结构且与所述密闭空间相连通，所述芯盒(3)上设有与所述吹气头(56)相对应、且供所述吹气头(56)伸入的通孔(6)。

4.如权利要求3所述的制芯机，其特征在于，所述射砂系统(4)包括用于盛放芯砂的射砂筒(401)、设置在所述射砂筒(401)的出料端口处的射砂板(402)以及设置在所述射砂板(402)上的射砂嘴(403)，所述射砂嘴(403)、所述吹气头(56)均与所述通孔(6)的数量相同且分别与所述通孔(6)一一对应，各个所述射砂嘴(403)能够伸入于所述通孔(6)内、以使所述射砂系统(4)对所述型腔内进行射砂。

5.如权利要求3所述的制芯机，其特征在于，所述芯盒(3)包括上芯盒(301)和下芯盒(302)，所述上芯盒(301)和所述下芯盒(302)合模构成所述型腔，所述通孔(6)设置在所述上芯盒(301)上，所述上芯盒(301)在连接夹持机构的带动下移动、以使所述上芯盒(301)与所述下芯盒(302)压紧。

6.如权利要求5所述的制芯机，其特征在于，所述连接夹持机构为液压缸(7)，所述液压缸(7)的一端固定、另一端带动所述上芯盒(301)移动。

7.如权利要求2所述的制芯机，其特征在于，所述空气干燥器(51)的入口端与用于提供所述压缩空气的压缩空气系统相连通，且所述吹气系统(5)还包括用于控制所述空气干燥器(51)的排气压力的压力控制装置(52)，所述压力控制装置(52)包括设置在所述空气干燥器(51)的出口端的压力检测件(521)和控制阀(523)、以及与所述压力检测件(521)、所述控制阀(523)均可通信地相连接的压力控制器(522)，当所述压力检测件(521)检测到所述空气干燥器(51)的排气压力大于第一压力预设值或小于第二压力预设值时，所述压力控制器(522)控制所述控制阀(523)的开度大小。

8.如权利要求1所述的制芯机，其特征在于，所述空气加热装置为空气加热器(53)，所述空气加热器(53)上可通信地连接有时间继电器(57)和温度控制装置(58)、以控制所述空气加热器(53)对空气的加热时间和加热温度。

9.如权利要求1所述的制芯机，其特征在于，还包括机架(2)和设置在所述机架(2)上的工作台(1)，所述芯盒(3)放置在所述工作台(1)上，所述机架(2)上设有相对所述工作台(1)固定的导轨(8)，所述射砂系统(4)和所述吹气系统(5)均伸入于所述导轨(8)内且沿所述导轨(8)的导向方向移动。

10.如权利要求1所述的制芯机，其特征在于，所述芯盒(3)的底部设有用于将气体排出的管道(9)。