CN201091905Y - 一种用于制作复杂砂芯的射砂机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于制作复杂砂芯的射砂机构，包括主体射砂排气机构、储砂筒及射头，所述主体射砂排气机构位于所述储砂筒的上方，向储砂筒内射入向下的主射砂气流，所述储砂筒的下方设有所述射头，该射头的底部开有复数个射砂孔，其特征在于：所述射头侧壁上至少设有一辅助射砂气流入口，该气流入口经管路与辅助气流源连接，且所述管路上设有控制辅助射砂气流量的控制阀；在所述射头的内侧壁上设有环形的辅助射砂气道，气道壁上分布有与射头内腔连通的辅助气流孔。本实用新型通过自射头侧壁上引入辅助射砂气流，使待射芯砂呈浮砂状，提高芯砂射入芯盒内的流动性，以气带砂，使芯砂填满芯盒，实现对复杂砂芯的射砂，且成型率高，芯盒磨损小。

Description

一种用于制作复杂砂芯的射砂机构
技术领域
本实用新型涉及一种射砂机构，具体涉及一种适用于用于制作复杂砂芯的射砂机构，如热交换器的砂芯制作。
背景技术
在重力浇注过程中，需要制备砂芯。砂芯是通过射砂机构将芯砂以高速射入芯盒中而紧实成型，所述射砂机构一般包括射砂筒、射头及主体射砂排气机构，芯盒被设置于射砂机构的下方，射砂时芯砂被主体射砂排气机构自上向下射入的气流注入储砂筒中，并通过射砂筒底部的射头将芯砂射入芯盒内，在芯盒内得到紧实后成型。
其中砂芯的紧实是通过气压差和射砂动能综合完成，所谓气压差紧实是由芯盒上部的气压P1与芯盒下部排气孔附近的气压P2之差(P1-P2)，使芯砂得到紧实；所谓射砂动能紧实是由于高速气砂流(芯砂与气流的混合)冲击到砂层上，气砂流的动能使芯砂得到紧实，气砂流流速愈大，冲击力愈大，紧实效果愈好。后者被业内人士认为是射砂紧实的实质，在砂芯紧实过程中占有主要地位。
动能(1/2mv2)大小取决于芯砂在经储砂筒至芯盒过程中的流动性(v)大小，流动性愈好，动能损失就愈小，芯砂在芯盒型腔内愈易紧实。为提高射砂过程中的动能，有人提出除了射砂筒顶部的主体射砂排气机构外，在储砂筒的侧壁上开设许多狭窄的垂直缝隙，压缩空气由这些缝隙进入储砂筒四周，将芯砂推向储砂筒中心，使靠近筒壁处的芯砂松动，减少砂粒与筒壁间粘附的阻力，即减少了射砂动能的损耗，利于砂芯的紧实。
如上所述，该射砂机构仅在储砂筒壁四周形成松砂，对于制造普通砂芯来说，该工艺完全能射出良好的砂芯，且可减少储砂筒内的死砂量，但对于具有特殊结构的复杂砂芯来说，采用该工艺及设备便会出现成品率低，甚至无法成型的问题，其主要原因还是流动性不足。具体来说，由于特殊砂芯(复杂砂芯)内部结构复杂，凹凸相互交叉，如制作热交换器的砂芯(其内腔由1000多个小柱子形成热交换表面积最大化的燃烧室腔以及通水循环腔组成)，高速气砂流在射入芯盒时易被凹凸结构阻挡，使其运动速度急剧下降，形成涡流，从而使气体聚集，形成芯砂无法填充到的死角，使型芯缺损，成型失败，也可能因芯砂致密性不均而导致型芯强度不足。
因此，现有射砂机构在制造复杂砂芯时所表现出来的填充性能缺陷，导致砂芯成型率不高，强度不足，甚至无法成型等问题，有待于进一步改进。
发明内容
本实用新型目的是提供一种用于制作复杂砂芯的射砂机构，通过对射砂机构的改良，可提高射砂机构在制作复杂砂芯时的成品率。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于制作复杂砂芯的射砂机构，包括主体射砂排气机构、储砂筒及射头，所述主体射砂排气机构位于所述储砂筒的上方，向储砂筒内射入向下的主射砂气流，所述储砂筒的下方设有所述射头，该射头的底部开有复数个射砂孔，所述射头侧壁上至少设有一辅助射砂气流入口，该气流入口经管路与辅助气流源连接，且所述管路上设有控制辅助射砂气流量的控制阀；在所述射头的内侧壁上设有环形的辅助射砂气道，气道壁上分布有与射头内腔连通的辅助气流孔。
上述技术方案中，所述主体射砂排气机构通常包括气包(气源)、控制阀及连接管路等，该部分为现有技术。工作时，所述主体射砂排气机构自上向下向储砂筒内射入主体射砂气流，同时通过位于储砂筒底部的射头侧壁上引入辅助射砂气流，结合两股气流使待射芯砂，尤其是靠近射砂孔处的芯砂呈膨松、沸腾状态，形成气砂混合的浮砂后，经射砂孔压入位于射头下方、待射砂成型的芯盒内；由于复杂砂芯(如热交换器的砂芯)的芯盒内凹凸结构交叉、复杂，而进入芯盒的气砂混流，具有良好的流动性和填充性，砂粒间的粘附性减小，芯砂随着气流的引导进到芯盒内的各个拐角、死角及凹凸不平处，填满，从而使成型后的砂芯完整，致密性好且均匀。虽然流动性的提高将影响芯盒内的压差，但由于芯盒设计的良好排气能力以及由于流动性的提高，损耗的动能少，使芯砂在动能和压差的双重作用下得到很好的紧实。
优选的技术方案是，所述射头的一组对称侧壁上分别设有一所述辅助射砂气流入口，入口内端连通所述环形辅助射砂气道，每一所述气流入口经次管路并接于气流源进气主管路上。
上述技术方案中，所述辅助气流源为一辅助气流包。
另一种所述辅助气流源为，由经管路自所述主体射砂排气机构的主射砂气流中引出部分构成，所述控制阀设置于该引出管路上。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：
1、由于本实用新型在储砂筒底部的射头侧壁处引入辅助射砂气流，使位于近射砂孔处的待射芯砂形成气砂混流的浮砂状态，流动性提高，在射入芯盒后，气流引导芯砂进入芯盒的各个拐角、死角及凹凸不平处，从而在用于复杂砂芯的制作时，砂芯的成型率高，致密性好且均匀；
2、由于上述芯砂的流动性得到提高，减小芯砂粒间的粘附阻力，气流动能损耗减小，有助于砂芯的紧实；同时，近射砂孔处呈浮砂状，故不易产生死砂，减少了射砂阻力，避免芯砂的浪费；
3、由于射入芯盒的是气砂混流，使芯盒内的压差下降，减少了砂粒对芯盒的冲击及磨损，从而延长了芯盒的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图。
其中：1、主体射砂排气机构；2、储砂筒；3、射头；4、射砂孔；5、芯盒；6、辅助射砂气流入口；7、辅助射砂气道；8、主射砂气流；9、辅助射砂气流。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见附图1、2所示，一种用于制作复杂砂芯的射砂机构，包括主体射砂排气机构1、储砂筒2及射头3，所述主体射砂排气机构位于所述储砂筒的上方，向储砂筒内射入向下的主射砂气流8，所述储砂筒的下方设有所述射头，该射头的底部开有复数个射砂孔4，所述射头的一组对称侧壁上分别设有一辅助射砂气流入口6，每一气流入口经管路与气流源连接，并在近的管路上设有控制辅助射砂气流量的控制阀，所述气流源为一辅助气流包；
如图2所示，所述射头左右侧壁上分别设有一辅助射砂气流入口，自气流入口射出的左右气流形成沿射头内腔壁流动的环形辅助射砂气道7，并从分布在气道上的辅助射砂孔喷入射头内腔，一方面使芯砂与射头内腔壁间的粘附阻力减小，另一方面使待射芯砂呈膨松、沸腾状，形成浮砂，而向下的气流与主射砂气流合流，一并挤压砂粒使其自射砂孔射出。
利用本实施例射砂热交换器砂芯时，由于热交换器内腔由1000多个小柱子形成热交换表面积最大化的燃烧室腔以及通水循环腔两部分组成，芯盒5内凹凸结构相互交叉，属复杂砂芯。利用主、辅射砂气流组合的方式来射砂，射头侧壁上的辅助射砂气流9，使射砂孔处的芯砂呈浮砂(砂气混流)，由气体带砂进入热交换器砂芯的各个拐角、死角处，使芯盒型腔内填满，以流动性好来减少动能的损耗，使砂芯更紧实。
本实施例中的辅助气流源还可经管路自所述主体射砂排气机构的主射砂气流中引出一部分构成，亦通过该引出管路上的控制阀控制排气量。

Claims (4)

1.一种用于制作复杂砂芯的射砂机构，包括主体射砂排气机构(1)、储砂筒(2)及射头(3)，所述主体射砂排气机构位于所述储砂筒的上方，向储砂筒内射入向下的主射砂气流，所述储砂筒的下方设有所述射头，该射头的底部开有复数个射砂孔(4)，其特征在于：所述射头侧壁上至少设有一辅助射砂气流入口(6)，该气流入口经管路与辅助气流源连接，且所述管路上设有控制辅助射砂气流量的控制阀；在所述射头的内侧壁上设有环形的辅助射砂气道(7)，气道壁上分布有与射头内腔连通的辅助气流孔。
2.根据权利要求1所述的用于制作复杂砂芯的射砂机构，其特征在于：所述射头(3)的一组对称侧壁上分别设有一所述辅助射砂气流入口(6)，入口内端连通所述环形辅助射砂气道(7)，每一所述气流入口经次管路并接于气流源进气主管路上。
3.根据权利要求1所述的用于制作复杂砂芯的射砂机构，其特征在于：所述辅助气流源为一辅助气流包。
4.根据权利要求1所述的用于制作复杂砂芯的射砂机构，其特征在于：所述辅助气流源由经管路自所述主体射砂排气机构的主射砂气流中引出部分构成，所述控制阀设置于该引出管路上。
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