CN204308144U - 无机覆膜砂全自动系列制芯中心 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了一种无机覆膜砂全自动系列制芯中心，以适用无机砂制芯的条件需要。包括独立的射芯机，其特征在于：射芯机的储砂斗、射砂筒、射砂斗和射砂板上均设有冷却装置，冷却装置包括储砂斗、射砂筒、射砂斗和射砂板外壁上设有的隔温夹层，射芯机上设有用于向模具中送入热空气的热气吹送装置，热气吹送装置位于模具上方。使无机砂在高温环境下加速硬化，快速的达到工艺要求的硬度，提高整个工艺的效率。

Description

无机覆膜砂全自动系列制芯中心

技术领域

本实用新型涉及一种射芯系统。

背景技术

当今社会的不断发展需要更加环保的制造工业技术来保证，特别是对于传统铸造工业而言显得更为急切，以解决铸造全过程的环境排放问题。自上世纪40年代德国工程师开发出酚醛树脂为粘结剂的热芯盒型芯砂技术以前，传统的铸造型砂主要是用无机类材料为粘结剂的技术，如采用以粘土、硅酸盐类、铝硅酸盐类、磷酸盐类等等为粘结剂做成的型砂材料技术方法。尽管传统的无机粘结剂型砂在制型、浇注过程中比热芯盒酚醛树脂砂对环境的影响要小，环保型要好，但出于现代工业发展的效率性需求，最终人们还是选择了污染物排放更大的有机类粘结剂型砂。经过近百年的现代化发展，在认清楚有机粘结剂应用对环境污染、工人健康的危害之后，工程师们又重新评估曾经使用过的无机材料作为型芯砂粘结剂存在的问题，并开始寻找切实可行的技术方法，以解决其在工程应用过程中的性能不足、效率不足、可靠性不足的诸多方面问题。

有研究人员从无机材料种类方面入手，开发出以无机树脂材料进行复配改性的无机粘结剂技术，并成功地应用到型砂中解决单硅酸盐作为粘结剂的即时强度不足的问题；国外近年来也将开发出的这种新型无机粘结剂应用在型砂中，取得了较好型芯质量，包括良好的即时和常温强度、良好的型芯表面质量和较好的抗吸湿性，我们都知道有机砂的制芯过程需要在高温环境中进行，而无机砂的要求则大不相同，其要求整个应用工程过程必须在温度适中的环境中进行，无机砂只有在这样的温度环境中才能保持需要的流动性，如果温度过高，由于材料特性的原因，无机砂则会固化，这点也是无机砂制芯工艺与有机砂制芯工艺的主要区别之一。

典型的射芯机由机身、射砂压紧装置、储砂斗、射砂筒、射斗、射板、射嘴等结构组成。储砂斗位于整个设备的最上方，用于贮存型砂并向射筒加砂。射砂筒的下端是射斗导流段，下装有射板，射板的下方安装有射嘴，射板在射砂时与模具紧密接触，同时将射嘴伸入模具内部，型砂从射砂筒经射斗的,再通过射板和射嘴射入到模具型腔内形成砂芯。

现在的射芯机使用无机覆膜砂射芯时，因整个射芯系统（储砂斗、射砂筒、射砂斗、射砂板）由于环境的影响，在工作中处于较高的温度，使型砂在射芯过程中产生粘结现象；而且型砂在固化时需要吹热空气，现有的射芯机没有冷却系统、吹热空气系统和适应无机砂的射芯系统而无法完成无机覆膜砂的射芯。

整个说明书对背景技术的任何讨论，并不代表该背景技术是所属领域技术人员所知晓的现有技术；整个说明书中的对现有技术的任何讨论并不代表认为该现有技术是广泛公知的或是构成本领域的公知常识。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种无机覆膜砂全自动系列制芯中心，以适用无机砂制芯的条件需要。

专利方案：本方案中的无机覆膜砂全自动系列制芯中心，包括独立的射芯机，其特征在于：射芯机的储砂斗、射砂筒、射砂斗和射砂板上均设有冷却装置，冷却装置包括储砂斗、射砂筒、射砂斗和射砂板外壁上设有的隔温夹层，射芯机上设有用于向模具中送入热空气的热气吹送装置，热气吹送装置位于模具上方。

上述技术方案的特点是：在主要的制芯系统的各个构件中均安装了冷却装置，所述冷却装置可以是设于其外壁的隔温夹层，如水冷夹层等，可以在工作状态下保证这些构件中的温度保持在一个较低的值，构件中的无机砂在这样的温度环境中能保持需要的流动性，以顺利的完成制芯。而且在射芯机上还设置有热气吹送装置，其可被设置为带有吹气口的板状结构，需要时吊运热气吹送装置压于模具上方，将所述的吹气口对准模具上方的开口，然后将热空气吹入模具内，使无机砂在高温环境下加速硬化，快速的达到工艺要求的硬度，提高整个工艺的效率。

进一步，包括多台相邻射芯机，射芯机的上部设置工作台，工作台上设置有可移动的混砂系统。混砂系统是指可将型砂、粘接剂、固化剂充分混合的设备，一台混砂系统即可对应多台射芯机为其提供型砂原料。

进一步，射芯机的取芯位旁设置有一条射芯机共用的输送带，取芯位旁设有机械手。所述取芯位是指射芯机在制芯完成后砂芯出口所在的位置，机械手可以将取芯位上已经完成的砂芯移动至输送带上，免去了单独射芯机需要各自安排取芯操作人员。

进一步，输送带的终点设有堆垛机器人、物流小车和恒温恒湿储存库。砂芯在从取芯位放入输送带后来到终点，堆垛机器人将砂芯堆垛在物流小车上，物流小车将砂芯送入砂芯恒温恒湿储存库存放。

本发明无机覆膜砂全自动系列制芯中心，具有全新设计的水冷射芯系统（储砂斗、射砂筒、射砂斗、射砂板）、射嘴清理系统、配置冷却系统、吹热空气系统，独立式球形混砂系统，根据产品大小、复杂程度，由多台机器组合，配置取芯机器人、砂芯物流道、砂芯恒温恒湿储存库房，实现自动生产、取芯及物流转运；中心可远程诊断、在线监测、集中控制，实现射芯智能化生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主视示意图。

图2为本实用新型实施例的俯视示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：1、取芯机器人；2、砂芯物流道；3、卡具交换托盘；4、热空气系统；5、冷却系统；6、射芯机配电柜；7、混砂系统配电柜；8、配剂储存箱；9、布袋式除尘器；10、射芯机；11、上部工作平台；12、球型混砂器；13、扬沙装置；14、砂芯恒温恒湿储存库。

实施例基本如图1、2所示：本发明无机覆膜砂全自动系列制芯中心由四台射芯机10联合构成，具有全新设计的水冷射芯系统，包括储砂斗、射砂筒、射砂斗、射砂板等设备。在设备内壁之中增设了通过冷却剂的流道，灌注冷却水等物质用于降低设备内部温度，冷却水由冷却系统5实现降温处理。流道环绕经过设备主体，可全面均匀的降低设备内部的温度以及隔绝外部环境高温，使无机型砂在设备工作时，型砂温升很小，具有足够的流动性，满足射砂的要求。

可倾转的射嘴冷却清理机构，主体位于射砂机的射嘴导轨下方，包括与射砂机铰接的翻转支架；翻转支架内部固定有平行的顶升装置，顶升装置输出轴连接有可轴移动的接砂盘 ；接砂盘的盘内固定有可伸入射芯机射嘴的碰穿钉。由于在射嘴下方设置有碰穿钉等结构，顶升装置的推动使得碰穿钉对射嘴进行自动疏通，改变了传统人工清理积砂的方式，更加自动化和安全；另外，射嘴高温会导致下次射砂时芯砂又快速固化，因此本方案还设计有射嘴冷却套对射嘴进行冷却；最后，为了防止传统的人工疏通导致的砂芯乱飞现象，接砂盘可随着翻转支架的翻转而方便操作人员将收集的残沙进行清理。工作过程为：顶升装置可以带动接砂盘进行移动，当接砂盘内的碰穿钉插入射嘴内，可以碰碎射嘴内的固化的积砂，使得积砂掉落至接砂盘内，与此同时，射嘴冷却套与射嘴紧密贴合，对射嘴进行降温处理，当完成了积砂清理工作后，翻转装置动作，使得安装有接砂盘的翻转支架整体翻转，接砂盘内的积砂滑落至清理盒内。

在射芯机上还安装有热空气系统4，其提供的热气用于导入到射芯后的模具中，用于加速型砂固化。

上部工作平台11上设有配合的轨道和小车，小车可通过轨道在加沙位和卸沙位之间往返，小车上设置有密闭型回转式球形混砂器12，机架上设置有扬沙装置13，扬沙装置的出口位于加沙位混砂器入口上方，机架上设有配剂储存箱8，配剂储存箱的出料口接入混砂器内。由于普通射芯机的入料口具有一定的高度，所以大部分设备需要按照在上部工作平台上，扬沙装置则可安装在地面上，用于将原料抛送至上部工作平台上。密闭型回转式球形混砂器的混砂过程是在球形容器内进行，利用混砂片的高速旋转将砂的涡流运动翻起，经上半球固定反射片，再将砂反射下来，这样反复循环使砂与固化剂和树脂粘洁剂充分混搅均匀，布袋式除尘器9用于处理生产过程中产生的扬尘。

根据产品大小、复杂程度，由多台机器组合，配置取芯机器人、砂芯物流道、砂芯恒温恒湿储存库房，实现自动生产、取芯及物流转运；中心可远程诊断、在线监测、集中控制，实现射芯智能化生产。

控制部分具有以下特点：

1、 采用彩色液晶显示触摸屏TFT：15英寸，设置数据和模拟显示。

2、 采用IPC Ethernet工业以太网，配置RS232通讯口，各设备将实时工况发送到集控台，实现远程参数修改、远程在线诊断，且集控台可生成质量、生产报表、设备运行报表。

3、 具有在线检测功能，实时进行砂芯形态扫描判定，完整性检测。

4、 工艺参数储存量多达100个，关键工艺参数实现变量函数优化自动控制。

5、 电气控制系统安全保护及配置按德国VDE或CE标准。

生产流程是：设备旁安装有射芯机配电柜6和混砂系统配电柜7为相应的设备提供电力，每台机器由中心控制室发送指令进行射芯，射芯完成后模具移动到取芯位，由取芯机器人1根据预设好的指令，在卡具交换托盘3上换取预设好的卡具抓取砂芯，放在砂芯物流道2上，砂芯物流道定点传送到远端，再由堆垛机器人堆垛在指定的物流小车上，进入砂芯恒温恒湿储存库存放14；取芯完成后，机器自动进入下一个工作循环；在制芯过程中的加砂动作，由独立混砂系统根据指令自动完成配料混砂、加砂。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，如将以上记载的具有相同功能的部件或部件组合相互替换构成本申请中没有直接描述的技术方案，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.无机覆膜砂全自动系列制芯中心，其特征在于，包括独立的射芯机，其特征在于：射芯机的储砂斗、射砂筒、射砂斗和射砂板上均设有冷却装置，冷却装置包括储砂斗、射砂筒、射砂斗和射砂板外壁上设有的隔温夹层，射芯机上设有用于向模具中送入热空气的热气吹送装置，热气吹送装置位于模具上方。

2.根据权利要求1所述的无机覆膜砂全自动系列制芯中心，其特征在于：包括多台相邻射芯机，射芯机的上部设置工作台，工作台上设置有可移动的混砂系统。

3.根据权利要求1所述的无机覆膜砂全自动系列制芯中心，其特征在于：射芯机的取芯位旁设置有一条射芯机共用的输送带，取芯位旁设有机械手。

4.根据权利要求3所述的无机覆膜砂全自动系列制芯中心，其特征在于：输送带的终点设有堆垛机器人、物流小车和恒温恒湿储存库。