CN110899626B - 一种保持砂芯型腔内压的排气塞 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保持砂芯型腔内压的排气塞，包括排气塞本体，排气塞本体底端开口内卡接异形活塞S，顶端开口卡接异形活塞N，异形活塞N顶固接推杆，异形活塞S与异形活塞N形状相同且对称设置；圆形通孔的侧壁处连通加料通道，加料通道的出口处设漏斗塞，排气塞本体的上下两个腔体之间通过U形通道相互连通，多个U形通道的长度不一致；排气塞本体顶端出口的四周设法兰环。本发明模拟内燃机的活塞体结构，利用浇注瞬间的型腔内气压及气温冲力，转化为可燃气的活塞压缩动力，再利用点燃气体熄灭瞬间的低压，打开排气通道，将型腔内的瞬间膨胀力卸除；本发明在浇注时可调整排气速度，最大程度地限制铸件缺陷的生成。

Description

一种保持砂芯型腔内压的排气塞
技术领域
本发明涉及生铁铸件的铸造技术领域，尤其涉及一种保持砂芯型腔内压的排气塞。
背景技术
在生铁铸件的铸造过程中，砂芯型腔的强度以及耐压程度都关乎最终铸件的质量和品质，因此排气系统在铸造模具中占据重要的地位。
其中，排气塞是用于模具内部能将空气及其他杂气排出从而提升模具产品品质的一种模具配件，现有的铸造排气塞具有通气效果好、强力减少气流、塞孔及浇铸填充不满、更换方便等优点，使砂芯压实，并使气体穿透整个砂芯,不产生死角位置，从而减少铸造缺陷。
但现有的铸造排气塞比较被动，在浇注的瞬间，气体冲击力较大，又不利于保持型腔的内压，造成铸液渗入排气塞，从而导致铸件与排气塞的结合部有毛刺及堵孔等缺陷，因此需要对现有排气塞进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种保持砂芯型腔内压的排气塞。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种保持砂芯型腔内压的排气塞，包括排气塞本体，排气塞本体的外形为变径圆筒体形状，排气塞本体两端面的外径小于排气塞本体中部的外径尺寸，排气塞本体下部空腔内滑动配合有异形活塞S，排气塞本体上部空腔内滑动配合有异形活塞N，异形活塞S及异形活塞N均能够沿排气塞本体内壁滑动，异形活塞N的顶面固接有推杆，异形活塞N具体是由一个凸形圆柱体、一个截头圆锥体以及一个圆柱形磁铁条一体成型，排气塞本体顶端开口处与凸形圆柱体一端的凸台卡接，排气塞本体内腔与凸形圆柱体的弧面密封卡接，排气塞本体下部空腔顶端与上部空腔底端之间通过圆形通孔相互连通，圆柱形磁铁条设置在排气塞本体内腔中，异形活塞S与异形活塞N形状相同且对称设置，异形活塞S的圆柱形磁铁条与异形活塞N的圆柱形磁铁条极性相反；
圆形通孔的侧壁处连通有加料通道，加料通道一直延伸到排气塞本体外侧壁的表面，加料通道的进口为漏斗状，加料通道的进口处设有漏斗塞，漏斗塞的四周为法兰圈，漏斗塞通过销钉紧固在排气塞本体的外侧壁；
排气塞本体内腔中填充有可燃有机气体；
排气塞本体内腔由上部空腔、中部的圆形通孔和下部空腔组成，且上部空腔与下部空腔呈对称设置，上部空腔侧壁与下部空腔侧壁之间还通过U形通道相互连通，U形通道位于排气塞本体的侧壁内部，U形通道沿圆形通孔上下高度中间的横向截面呈面对称设置，且多个U形通道的长度不一致，一些U形通道的两端出口更靠近排气塞本体的两端出口处，另一些U形通道的两端出口更靠近圆形通孔；
排气塞本体顶端出口的四周固定套接有法兰环，排气塞本体的法兰环通过销钉固定在模具箱体的外壁上。
优选地，排气塞本体具体是隔热陶瓷，保证一定的隔热形，使排气塞本体内腔的温度与外壁处温度不一致。
优选地，漏斗塞具体是隔热陶瓷，且漏斗塞的内壁衬有橡胶条，保证排气塞本体内腔为密闭空间。
优选地，排气塞本体两端出口处的内壁均内衬有氟塑料层，为提高密封性，还可以在氟塑料层涂抹凡士林或密封蜡。
优选地，排气塞本体内腔中的可燃有机气体具体是正丁烷、丙烷、乙醇或甲醇。使用之前优先从加料通道将可燃气体注入到排气塞本体内腔中，保持气压为1.5atm左右，此时排气塞本体的内腔体积达到最大，关闭漏斗塞并用销钉锁紧，并将通过法兰环及销钉将排气塞本体固定在模具箱体的外壁上，并使排气塞本体内壁与型腔外的砂芯接触，并通过加压装置，使型腔内的气压能够顺利推动异形活塞S活动，从而构成一种活塞推动压缩气体的结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用活塞筒体结构，将砂芯材型腔内的气压及气温的瞬间变化缓冲后，转化为活塞压缩动力，促进可燃气体与型腔内空气交换并点燃；再利用点燃气体熄灭瞬间的低压，瞬时打开排气塞本体的所有排气U形通道，从而将型腔内的瞬间膨胀力全部卸除；并在浇注的过程中可手动抽、拉推杆，以调整排气速度，从而最大限度地保证型腔内压的稳定性，避免砂芯受热过度膨胀以及铸铁冷却负压过度收缩而造成的型腔结构破坏，同时保证整个型腔内的气压的均匀性，也促进各处的浇注，最大程度地限制缺陷的生成。
附图说明
图1为本发明提出的一种保持砂芯型腔内压的排气塞的结构示意图；
图中：排气塞本体1、异形活塞S 2、异形活塞N 3、推杆4、圆形通孔5、加料通道6、漏斗塞7、U形通道8、法兰环9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
参照图1，一种保持砂芯型腔内压的排气塞，包括排气塞本体1，排气塞本体1的外形为变径圆筒体形状，排气塞本体1两端面的外径小于排气塞本体1中部的外径尺寸，排气塞本体1下部空腔内滑动配合有异形活塞S2，排气塞本体1上部空腔内滑动配合有异形活塞N3，异形活塞S2及异形活塞N3均能够沿排气塞本体1内壁滑动，异形活塞N3的顶面固接有推杆4，异形活塞N3具体是由一个凸形圆柱体、一个截头圆锥体以及一个圆柱形磁铁条一体成型，排气塞本体1顶端开口处与凸形圆柱体一端的凸台卡接，排气塞本体1内腔与凸形圆柱体的弧面密封卡接，排气塞本体1下部空腔顶端与上部空腔底端之间通过圆形通孔5相互连通，圆柱形磁铁条设置在排气塞本体1内腔中，异形活塞S2与异形活塞N3形状相同且对称设置，异形活塞S2的圆柱形磁铁条与异形活塞N3的圆柱形磁铁条极性相反；圆形通孔5的侧壁处连通有加料通道6，加料通道6一直延伸到排气塞本体1外侧壁的表面，加料通道6的进口为漏斗状，加料通道6的进口处设有漏斗塞7，漏斗塞7的四周为法兰圈，漏斗塞7通过销钉紧固在排气塞本体1的外侧壁；排气塞本体1内腔中填充有可燃有机气体；排气塞本体1内腔由上部空腔、中部的圆形通孔5和下部空腔组成，且上部空腔与下部空腔呈对称设置，上部空腔侧壁与下部空腔侧壁之间还通过U形通道8相互连通，U形通道8位于排气塞本体1的侧壁内部，U形通道8沿圆形通孔5上下高度中间的横向截面呈面对称设置，且多个U形通道8的长度不一致，一些U形通道8的两端出口更靠近排气塞本体1的两端出口处，另一些U形通道8的两端出口更靠近圆形通孔5；排气塞本体1顶端出口的四周固定套接有法兰环9，排气塞本体1的法兰环9通过销钉固定在模具箱体的外壁上。
参照图1，排气塞本体1具体是隔热陶瓷，保证一定的隔热形，使排气塞本体内腔的温度与外壁处温度不一致。
参照图1，漏斗塞7具体是隔热陶瓷，且漏斗塞7的内壁衬有橡胶条，保证排气塞本体内腔为密闭空间。
参照图1，排气塞本体1两端出口处的内壁均内衬有氟塑料层，为提高密封性，还可以在氟塑料层涂抹凡士林或密封蜡。
参照图1，排气塞本体1内腔中的可燃有机气体具体是正丁烷、丙烷、乙醇或甲醇。使用之前优先从加料通道将可燃气体注入到排气塞本体内腔中，保持气压为1.5atm左右，此时排气塞本体的内腔体积达到最大，关闭漏斗塞并用销钉锁紧，并将通过法兰环及销钉将排气塞本体固定在模具箱体的外壁上，并使排气塞本体内壁与型腔外的砂芯接触，并通过加压装置，使型腔内的气压能够顺利推动异形活塞S活动，从而构成一种活塞推动压缩气体的结构。
本发明的工作原理：浇注时，型腔内的气压及气温大幅增加，造成的压强差推动异形活塞S2向内迅速挤压，造成排气塞本体1的内腔体积缩小，并促进可燃气体压缩、甚至压缩成液体并升高温度，型腔内的高温空气气体沿着U形通道8进入排气塞本体1内腔中，当温度和压力达到燃点时，可燃气体迅速燃烧，并涌入砂芯型腔内，迅速消耗型腔内的气体，从而消耗掉浇注伊始温度和气压差，为浇注提供缓冲压力；通过抽/拉推杆4放气一段时间即可完成型腔内压的控制，并能够使内压基本与环境大气压相同，从而促进型腔内各个位置的正常浇注，最大程度地限制缺陷的生成。
在实际使用时，在推杆4位于排气塞本体1内时，有时需要将推杆4拉出一定长度，以控制排气速度，避免铸铁液过早冷却生成氧化膜，基于此种思路，还可以将推杆4的外壁改成螺纹装或是开设S型槽状，通过螺纹转动配合来调整推杆4的位置，从而实现排气速度的控制。此种方案我们未经过试验，因为我们通过抽/拉推杆4放气一段时间即可完成型腔内压的控制，并能够使内压基本与环境大气压相同，从而促进型腔内各个位置的正常浇注，最大程度地限制缺陷的生成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种保持砂芯型腔内压的排气塞，包括排气塞本体（1），其特征在于，所述排气塞本体（1）的外形为变径圆筒体形状，所述排气塞本体（1）两端面的外径小于排气塞本体（1）中部的外径尺寸，所述排气塞本体（1）下部空腔内滑动配合有异形活塞S（2），所述排气塞本体（1）上部空腔内滑动配合有异形活塞N（3），异形活塞S（2）及异形活塞N（3）均能够沿排气塞本体（1）内壁滑动，所述异形活塞N（3）的顶面固接有推杆（4），所述异形活塞N（3）具体是由一个凸形圆柱体、一个截头圆锥体以及一个圆柱形磁铁条一体成型，所述排气塞本体（1）顶端开口处与凸形圆柱体一端的凸台卡接，所述排气塞本体（1）内腔与凸形圆柱体的弧面密封卡接，所述排气塞本体（1）下部空腔顶端与上部空腔底端之间通过圆形通孔（5）相互连通，圆柱形磁铁条设置在所述排气塞本体（1）内腔中，所述异形活塞S（2）与异形活塞N（3）形状相同且对称设置，所述异形活塞S（2）的圆柱形磁铁条与所述异形活塞N（3）的圆柱形磁铁条极性相反；
所述圆形通孔（5）的侧壁处连通有加料通道（6），所述加料通道（6）一直延伸到排气塞本体（1）外侧壁的表面，所述加料通道（6）的进口为漏斗状，所述加料通道（6）的进口处设有漏斗塞（7），所述漏斗塞（7）的四周为法兰圈，所述漏斗塞（7）通过销钉紧固在排气塞本体（1）的外侧壁；
所述排气塞本体（1）内腔中填充有可燃有机气体；
所述排气塞本体（1）内腔由上部空腔、中部的圆形通孔（5）和下部空腔组成，且上部空腔与下部空腔呈对称设置，上部空腔侧壁与下部空腔侧壁之间还通过U形通道（8）相互连通，所述U形通道（8）位于排气塞本体（1）的侧壁内部，所述U形通道（8）沿圆形通孔（5）上下高度中间的横向截面呈面对称设置，且多个所述U形通道（8）的长度不一致，一些所述U形通道（8）的两端出口更靠近排气塞本体（1）的两端出口处，另一些所述U形通道（8）的两端出口更靠近圆形通孔（5）；
所述排气塞本体（1）顶端出口的四周固定套接有法兰环（9），所述排气塞本体（1）的法兰环（9）通过销钉固定在模具箱体的外壁上。
2.根据权利要求1所述的一种保持砂芯型腔内压的排气塞，其特征在于，所述排气塞本体（1）具体是隔热陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种保持砂芯型腔内压的排气塞，其特征在于，所述漏斗塞（7）具体是隔热陶瓷，且所述漏斗塞（7）的内壁衬有橡胶条。
4.根据权利要求1所述的一种保持砂芯型腔内压的排气塞，其特征在于，所述排气塞本体（1）两端出口处的内壁均内衬有氟塑料层。
5.根据权利要求1所述的一种保持砂芯型腔内压的排气塞，其特征在于，所述排气塞本体（1）内腔中的可燃有机气体具体是正丁烷、丙烷、乙醇或甲醇。
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