CN1362901A - 破碎湿砂铸型以及分离造型材料和湿砂的方法和装置 - Google Patents

Abstract

从浇铸熔融金属的湿砂铸型中回收造型湿砂的方法和装置,通过溃散该湿砂铸型而单独地收集未受到热影响的型砂和附带在受到热影响的造型材料上的型砂,其中,在铸型溃散的位置处气密包围浇铸熔融金属的湿砂铸型;使该湿砂铸型减压/分离以便将附带有受到热影响的型砂的造型材料从未受到热影响的型砂中分离出;在并非铸型溃散的位置处振动造型材料,以便将受到热影响的造型湿砂从造型材料中分离出;单独收集受到和未受到热影响的型砂。

Description

破碎湿砂铸型以及分离造型材料和湿砂的方法和装置

发明领域

本发明涉及一种方便地破碎湿砂铸型以便分离造型材料和湿砂的方法和装置，尤其是涉及一种根据湿砂的热过程而从湿砂铸型中分离和回收湿砂的方法和装置。

现有技术的描述

如图1所示，收集铸造湿砂的传统循环方法包括制造铸型、将型芯插入铸型内、将熔融金属浇铸进带型芯的铸型、在造型材料固化后破碎或溃散铸型、取出铸型材料、和收集或再利用造型湿砂。在传统方法中，湿砂铸型是通过降落冲击、转鼓的振动和外部机械力而溃散的，其中所有分离出的造型湿砂被输送到一个机器，在那儿进行处理。例如，在日本专利第2575713号中公开的设备中，分离出的湿砂仅仅按照如下方式进行处理，即湿砂中未被热影响的部分与受到热影响的部分单独分开以便单独进行处理。这样，迄今尚未公开这样一种方法，其中主要湿砂铸型的部分被系统地破碎、分离并且相对那些已经受到热影响的部分而言，独立地进行收集。

发明概述

因为现在还没有准确且容易地分离造型湿砂的常用方法，并且因为需要较大的外力来破碎高强度湿砂铸型，特别是最近所出现的高硬度湿砂铸型，所以在使用传统破碎方法时会不可避免地损坏造型材料。另外，众所周知一直以来都为了将造型湿砂的所需数量保持在最小，是很难通过分离湿砂中受到热影响的部分和未受到影响的部分来分离和收集造型湿砂的。否则，额外的湿砂会被带入到下一个过程中。

这样，本发明的一个目的是提供一种准确且容易地溃散未受到热影响的造型湿砂的方法，而不会损坏任何造型材料。

这样，本发明的一个目的是通过系统地且循环地处理造型湿砂，而将可能会被带出或浪费掉的造型湿砂数量保持到最小，这样未受到热影响的湿砂会单独地与那些附带在造型材料上并受到热影响的湿砂分离开。

根据本发明的一方面，提供了一种实现上述目的的溃散湿砂铸型的方法。该方法包括如下步骤：气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；使已被气密包围住的铸型减压以便使湿砂铸型中未受到熔融金属热影响的部分发生溃散。

根据本发明的另一方面，提供了一种破坏湿砂铸型的方法。该方法包括如下步骤：气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；通过使气密的铸型减压以便使湿砂铸型溃散，从而分离湿砂造型与造型材料；在气密湿砂造型已经释放后，取出造型材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种分离造型材料的方法。该方法包括如下步骤：气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；对气密的铸型加压以便提高水的沸点；通过使气密的铸型减压以便使湿砂铸型溃散，从而分离湿砂造型与造型材料；在气密湿砂造型已经释放后，取出造型材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种分离/取出造型材料的方法。该方法包括如下步骤：一个接一个地将浇铸了熔融金属的湿砂造型传送到一个方便其溃散的位置；气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；对气密的铸型减压以便通过高温水沸腾而使湿砂铸型溃散；振动溃散的湿砂铸型和造型材料以便从造型材料中分离出湿砂，并且取出分离后的造型材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种取出造型材料的设备。该设备包括一放置在铸型溃散处的装置，用于溃散/分离由于轻微振动而溃散的造型湿砂，该装置具有一个固定在其上并可上下运动的铸型支承台5、一个振动器5A、一个其上安装有一个可倾斜盘3的板2，和一个通过可上下运动的开闭阀7而与一真空源6连通的可密封的箱8；本发明的设备还包括一个通过强振动而将造型湿砂从造型材料中分离出的装置，该装置包括一个带有发生器15A的取出叉15，该取出叉放置在溃散/分离位置的一侧以便能上下运动并且振动。

根据本发明的另一方面，提供了一种收集造型湿砂的方法。该方法包括如下步骤：在铸型溃散的位置气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；使气密的铸型减压/溃散以便将附带有受到热影响的造型湿砂的造型材料从未受到热影响的型砂分离出；在一个并非铸型溃散的位置处振动造型材料，以便将受到热影响的造型湿砂从造型材料中分离出；单独收集受到热影响和未受到热影响的造型湿砂。

根据本发明的另一方面，提供了一种收集造型湿砂的设备。该设备包括放置在第一溃散和分离位置处的第一装置，用于溃散/分离由于轻微振动而溃散的造型湿砂，该装置具有一个固定在该装置上并可上下运动的铸型支承台5、一个振动器5A、一个安装有可倾斜盘3的板2、一个设置在支承台5上方可上下运动并通过一个开闭阀7而与真空源6连通的可密封箱8、以及一个收集未受到热影响的湿砂的第一收集滑槽12；本发明设备还包括一个放置在第二溃散和分离位置并通过强振动而将造型湿砂从造型材料中分离出的第二装置，该装置包括一个带有发生器15A的取出叉15和一个用于收集受到热影响的湿砂的第二收集滑槽13。

附图的简要说明

图1为一些收集造型湿砂的传统方法的框图；

图2为本发明第一实施例的垂直截面示意图；

图3为本发明第二实施例的部分截面主视图；

图4为图3主要部分内所示出的操作示意图；

图5为图3中另一主要部分内所示出的操作示意图；

图6为本发明第三实施例的部分截面主视图；

图7a和图7b为图6主要部分内所示出的操作示意图。

最佳实施例的描述

通常，在主要铸型中，围绕造型材料外围形成有一种低强度的所谓凝结水层。因为造型材料的加热，该凝结水层的温度要高于其它部分的温度，并有许多水凝结在此。本发明基于如下事实，即当湿砂铸型被气密包围并在铸型刚完成铸造后通过吸收迅速减压时，因为高温水由于水的沸点降低而沸腾，所以造型材料和造型湿砂很容易地在作为分界线的凝结水层处溃散并分离。上述“在铸型刚完成铸造后”是指熔融金属固化并且凝结水层中的水已经被高温造型材料加热从而沸腾的一个时间点。密封状态下所进行的减压到达到如下的程度，即通过减小主要铸型中所有水的沸点而使水沸腾，由此提供一定程度能轻易溃散上述凝结水层的负压。

当对气密包围的湿砂铸型加压时，水的沸点会超过100摄氏度，由此形成的高温水会导致形成一低强度的凝结水层。当浇铸了熔融金属的气密湿砂铸型被迅速减压时，水的沸点降低，高温水沸腾，这样湿砂铸型很容易溃散。该气密包围的湿砂铸型最好被减压到小于大气压力而不是减小到大气压力。在本发明中，“浇铸了熔融金属的湿砂铸型”是指不包括砂箱的铸型，也就是在铸型与砂箱刚刚完成铸造后除去砂箱，或者是指在铸型刚完成铸造后不包括任何砂箱的铸型。

现在通过图2来描述本发明的第一实施例。在图2的中心下部，也就是在实施本发明的新型溃散/分离方法的第一溃散/分离位置，放置有一个提升缸1。该提升缸1具有一个活塞杆1A，在该活塞杆的上部上固定有一个支承板2。在该支承板2的上部设有一个围绕联结销4枢轴转动的可倾斜盘3。在该盘3的中心部位上固定有一个T形铸型支承台5。在铸型支承台5的上表面内通过在前后方向上平行间隔若干工字形钢板而形成有若干槽，具体如该附图的正面所示。上述台5安装有一个振动器5B。该振动器产生伴有上下、左右、倾斜和旋转运动的振动，一个用于在湿砂溃散和分离后引导该湿砂降落的第一滑槽或漏斗12和第一传送带12C。

一个用于对湿砂铸型减压的装置放置在铸型支承台5上。该减压装置包括一个通过一个开闭阀7而与一真空源6连通的倒U形可密封或气密箱8和一个设置在密封箱8周围的密封物9。

在上述第一溃散/分离位置的一侧，设有一个用于将湿砂传送到第一溃散/分离位置的台。该传送台包括一个移动砂箱的装置16、一个推出湿砂铸型的板10和一个带引或引导湿砂铸型的板11。已经浇铸有熔融金属的湿砂铸型M具有铸型砂箱F，这些湿砂铸型放置在用于移走砂箱的板14上，这些板固定在提升缸13的一个杆的上部。该湿砂铸型随后被推动并穿过砂箱移动装置16，以便从湿砂铸型中除去砂箱。移去砂箱的湿砂铸型M被固定在往复式缸(未示出)上的一个推出砂型的板10经过一个运送铸型的板11而推出到铸型支承台5上。

在上述第一溃散/分离位置的另一侧，设有一个用于分离和收集湿砂的第二分离/收集装置。该第二分离/收集装置包括一个可上下运动以便取出湿砂铸型的叉状元件15A、一个能产生伴有上下、左右、倾斜和旋转运动的振动的振动器15A、一个用于分离和收集附带在造型材料W外周并已受到热影响的造型湿砂的第二滑槽或漏斗25、以及一个第二传送带25C。

以下描述对图2所示第一实施例的操作。在传送台，已经除去砂箱的湿砂铸型M被向上推到运送砂型的板10，该板的高度与铸型支承台5相等，提升状态的湿砂铸型M随后被推动砂型的板经过一个运送铸型的板11而推出到铸型支承台5上。

在第一溃散/分离位置，在推动砂型的板10已经收回后，传送到铸型支承台5上的湿砂铸型M被提升缸提升，直至盘3的上表面邻接倒U形密封箱8，随后它们被收纳在由该盘上表面和密封箱8所限定的气密腔内。在这个收纳状态中，开闭阀7打开以便使气密腔与一真空源6连通，这样气密腔迅速减压。由此，在接近造型材料W的凝结水层处大量高温水会沸腾，湿砂造型M在铸型外部和减压后的腔内部之间的压差作用下溃散。在铸型已经溃散后，开闭阀7已经关闭并且供气阀(未示出)已经打开以便将气密腔内的压力减小到大气压后，铸型支承台5以及溃散后的湿砂铸型M和造型材料W通过提升缸1的向下运动而移动到图1所示的位置。在上述台5开始下降的同时，操作振动器5B以便通过铸型支承台5而使溃散的湿砂铸型M和造型材料W发生轻微振动，这样未受到热影响的造型湿砂便与造型材料W发生分离。上述“轻微振动”是指足够使造型湿砂和造型材料发生分离的振动。例如，这种振动可以从其加速度和振幅中辨别出。在造型材料已经取出后，代替溃散，盘3能围绕联结销4逆时针旋转，在盘3和铸型支承台5上的造型湿砂能通过湿砂滑槽或漏斗12而收集在传送带12C中。这样，造型材料W能一个接一个地依次取出并输送到下一过程中，而不会使该材料W接触到其它任何元件。

在第二分离/收集位置，上述取出叉15插在上述槽或凹口中，该取出叉升高并略向后移动，以便铲起造型材料W使其移动到其它、第二分离/收集位置。在上述运动开始的同时，操作振动器15A以便通过取出叉15而使造型材料W发生强振动，这样受到热影响的造型湿砂便从造型材料W中脱离开并且分离的造型湿砂通过滑槽或漏斗25收集在第二传送带25C内，以便被输送到下一过程中。上述“强振动”是指足够分离附带在已溃散的湿砂铸型W上的造型湿砂H。例如，这种振动可以从其加速度的大小和振幅中辨别出。

尽管在本发明的实施例中是在不同位置分离溃散的造型材料W的，但是两个分离都可以在同一铸型支承台5上操作。那样，在造型湿砂已经通过轻微振动而分离后，附带在造型材料W上的造型湿砂H可以通过强振动而分离。或者，溃散的造型湿砂和附带在造型材料W上的造型湿砂H都可以通过强振动而同时分离下。

从造型材料W中分离造型湿砂的过程是在密封腔内的压力已经恢复到大气压力后，通过在铸型支承台5上振动造型材料而进行的。然而，该过程也可以在密封腔在减压的情况下进行。

当很难将振动器5B放置在造型支承台5内时，只有放置在取出叉元件15内的振动器15A可用来在第一和第二位置分离造型湿砂。

不带有砂箱并且已浇铸有熔融金属的湿砂铸型M可以是，在砂箱已经除去后浇铸了熔融金属的铸型；或者是，在熔融金属已经浇铸后除去砂箱的铸型。

用来将湿砂铸型M传送到溃散位置的推动铸型的板10可以被一个相似于取出叉15的相似物代替，用来取出造型材料W。

因为型芯的型芯座部分可能会掉落，所以型芯座部分最好被一个在过程中放置在第二传送带25C的一个筛所收集。

以下将描述图3所示的本发明第二实施例。其中，相同的标号表示相同的部件。在第二实施例中，附加地设置有一个装置，该装置包括用于刮擦湿砂铸型M表面的突出元件22、24，该装置动作以便开始溃散操作。同样设置有支承湿砂铸型的装置20，用来代替第一实施例中的铸型支承台5。除了以上所述的，其它构造和操作请参见本发明的第一实施例。

现在详细描述新设置的刮擦装置和代替铸型支承台5的盒状盘20。如图3-5所示，刮擦装置附加地设置在除去砂箱的装置16上。该刮擦装置包括若干垂直突出物22和若干侧向突出物24。该垂直突出物22和侧向突出物24穿过构架主体21和23，以便分别在湿砂铸型的上表面和下表面上刮擦。

盒状盘20倾斜地在支承板20上部内的联结销4上转动，以便代替第一实施例中的T形支承台。在盒状盘20中，设置有若干侧向延伸并可利用提升缸1而上下运动的带状板17和若干杆状元件19。

现在解释刮擦装置和盒状盘的操作。湿砂铸型M在缸13的作用下从上部和下部砂箱F拉出并穿过除去砂箱的装置16和刮擦装置的构架主体21，上部和下部湿砂铸型M的表面被垂直突出物23垂直地刮擦。接下来，湿砂铸型M向上穿过刮擦装置的构架主体20的内部而被推到盒状盘20，上部和下部湿砂铸型M的表面被侧向突出物24侧向地刮擦。被垂直和侧向刮擦的湿砂铸型M被支承在若干带状板17上，并穿过刮擦装置的构架主体21和23放置在盒状盘20中。在若干带状板17已经在缸1的作用下向下运动后，湿砂铸型M放置在杆19的尖端部位上。湿砂铸型M随后在提升缸的作用下向上运动以准备随后的溃散/分离过程，直至盘20邻接倒U形密封盒8。

现在描述本发明的第三实施例。其中附加地使用了对倒U形密封箱8的减压装置和加压装置。有关上述的之外其余的构造和操作请参见本发明的第一实施例。

现在详细描述图6和图7所示第三实施例的减压装置和加压装置。加压装置30包括一个开闭阀31、一个管道32和一个压缩空气源30，该加压装置与密封箱8连通。如图7a所示，在铸型支承台5上的湿砂铸型M已经收纳在由盘和密封箱所限定的气密腔内后，当压缩空气源33通过打开开闭阀31而与气密腔连通时，凝结水层34中的强度小于其它部分的部分被加压，这样该层水的沸点升高，并在凝结水层和湿砂铸型M上产生超过100摄氏度的高温水。接下来，当开闭阀31被关闭，以便停止为气密腔供应压缩空气，在开闭阀7打开气密腔迅速减压的同时，整个凝结水层和湿砂铸型M上的水的沸点降低到100摄氏度以下，从而沸腾。因此，湿砂铸型M溃散，同时分离，如图7b所示。通过关闭开闭阀7和打开一个设置在密封箱8内并通向大气(未示出)回流阀，可以使气密腔内的压力恢复到大气压力。

尽管在第三实施例中，由盘和密封箱8所限定的气密腔在加压后被减压到小于大气压力的压力下，但是在气密腔内的压力同样可以通过在已经加压后打开回流阀恢复到大气压力。

发明效果

如上描述，根据通过溃散湿砂铸型而收集造型材料和湿砂的方法和装置，通过单独地收集受到热影响和未受到热影响的造型湿砂，通过准确理解它们各自的制造过程，能容易地控制造型材料和湿砂，这样本发明在将造型湿砂的质量保持为类似于燃烧的膨润土以及节省添加剂或类似物等方面具有各种有益效果。

Claims (26)

1.一种破碎湿砂铸型的方法，该方法包括如下步骤：

气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；

使气密包围的铸型减压以便使湿砂铸型中未受到熔融金属热影响的部分发生溃散。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述破碎步骤还包括：

在对湿砂铸型减压之前对气密包围的铸型加压。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型之前，刮擦湿砂铸型的表面。

4.一种破碎湿砂铸型的设备，该设备包括：

气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型的装置；和

使气密包围的铸型减压的装置。

5.一种从湿砂铸型中分离造型材料的方法，该方法包括如下步骤：

气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；

通过使气密的铸型减压以便使湿砂铸型溃散，从而从造型材料中分离出湿砂造型；和

在气密包围的湿砂造型已经释放后，取出造型材料。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型之前，刮擦湿砂铸型的表面。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，上述溃散步骤包括：

在对湿砂铸型减压之前对气密包围的铸型加压。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，上述对气密包围的湿砂铸型减压的步骤中，该气密包围的湿砂铸型被减压到大气压或更小。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，上述已经浇铸有熔融金属的湿砂铸型是不带有砂箱的湿砂铸型。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，上述不带有砂箱的湿砂铸型是通过在铸型已经铸造时从带有砂箱的湿砂铸型上除去砂箱而获得的。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，上述不带有砂箱的湿砂铸型在已经铸造时就不带有砂箱。

12.如权利要求9到11中任何一个所述的方法，其特征在于，上述不带有砂箱的湿砂铸型是可分成半型的铸型。

13.一种从湿砂铸型中分离造型材料的设备，该设备包括：

气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型的装置；

使气密包围的湿砂铸型减压的吸收装置；以及

在减压状态释放后从溃散的湿砂铸型中分离和取出造型材料的装置。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括刮擦浇铸有熔融金属的湿砂铸型表面的装置。

15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括对气密包围的湿砂铸型进行增压的装置。

16.一种分离/取出造型材料的方法，该方法包括如下步骤：

一个接一个地将浇铸了熔融金属的湿砂造型传送到一个方便其溃散的位置；

气密包围上述被传送的并且已经浇铸有熔融金属的湿砂铸型；

对气密的湿砂铸型减压以便通过沸腾任何高温水而使湿砂铸型溃散；

振动溃散的湿砂铸型和造型材料以便从造型材料中分离出湿砂铸型，并且取出造型材料。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，上述振动湿砂铸型和造型材料的步骤包括，在气密包围湿砂铸型的位置，通过轻微振动而从造型材料中分离出溃散的造型湿砂；随后在一个不同于气密包围湿砂铸型的位置处，通过强振动从造型材料中分离出造型湿砂。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，上述已经浇铸有熔融金属的湿砂铸型是不带有砂箱的湿砂铸型。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，上述不带有砂箱的湿砂铸型是在熔融金属已经浇铸后从砂箱中被推拉出的。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，上述不带有砂箱的湿砂铸型是在熔融金属浇铸之前从砂箱中被推拉出的。

21.一种取出造型材料的设备，该设备包括：

一放置在铸型溃散处的装置，用于溃散/分离由于轻微振动而溃散的造型湿砂，该装置具有一个固定在其上并可上下运动的台5、一个振动器5A、一个其上安装有一个可倾斜盘3的板2，和一个通过可上下运动的开闭阀7而与一真空源6连通的可密封的箱8；

一个通过强振动而将造型湿砂从造型材料中分离出的装置，该装置包括一个带有发生器15A的取出叉15，该取出叉放置在溃散装置的一侧以便能上下运动并且振动。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，还包括铸型传送装置，该装置包括一个用于将湿砂铸型推到铸型支承台5的推出铸型的板10和运送铸型的板11，该铸型传送装置设置在溃散/分离装置的另一侧。

23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，上述铸型传送装置还包括一个用于从湿砂铸型上除去砂箱的移走砂箱的板14，该移走砂箱的板14设置在运送铸型的板11的外部。

24.一种收集造型湿砂的方法，该方法包括如下步骤：

在铸型溃散的位置处气密包围浇铸了熔融金属的湿砂铸型；

使气密的湿砂铸型减压/分离以便将附带有受到热影响的造型温砂的造型材料从未受到热影响的型砂中分离出；

在一个并非铸型溃散的位置处振动造型材料，以便将受到热影响的造型湿砂从造型材料中分离出；和

单独收集受到热影响和未受到热影响的造型湿砂。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，上述浇铸有熔融金属的湿砂铸型处于无砂箱的状态。

26.一种收集造型湿砂的设备，该设备包括：

放置在第一溃散/分离位置处的第一装置，用于溃散/分离由于轻微振动而溃散的造型湿砂，该装置具有一个固定在该装置上并可上下运动的铸型支承台5、一个振动器5A、一个安装有可倾斜盘3的板2、一个设置在支承台5上方可上下运动并通过一个开闭阀7而与真空源6连通的可密封箱8、以及一个收集未受到热影响的湿砂的收集滑槽12；

一个放置在第二溃散/分离位置的第二装置，用于通过强振动将造型湿砂从造型材料中分离出，该装置包括一个带有发生器15A的取出叉15和一个用于收集受到热影响的湿砂的第二滑槽13。

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