CN208214292U - 一种新型差压铸造釜 - Google Patents

Abstract

一种新型差压铸造釜，包括安全阀、上压力腔、铸型、工作台、釜盖法兰、斜块、卡箍、液压缸、釜体法兰、密封圈、坩埚电炉、升液管、坩埚、下压力腔；铸造釜通过工作台分隔上压力腔、下压力腔；坩埚和铸型分别装于铸造釜的上、下压力腔中；工作台与下压力腔之间以及上、下压力腔之间通过密封圈密封,使之形成封闭的上、下压力腔；安全阀设置在铸造釜外壳顶部；釜盖法兰和卡箍各齿面上分别焊有斜块；上压力腔中釜盖法兰的齿在设备启闭时与下压力腔的釜体法兰的齿对中,在釜盖法兰两个齿面上均设置了定位销；液压驱动装置中液压缸中活塞杆的往复动作使卡箍转动；坩埚电炉设置在坩埚外部；插入坩埚中的升液管经过工作台与铸型连通。

Description

一种新型差压铸造釜

技术领域

本实用新型涉及一种铸造设备，尤其是应用于铸造领域的差压铸造釜。

背景技术

差压铸造釜应用于铝合金、镁合金等液态金属的铸造。在差压铸造釜中利用压缩空气的压力作用,可使液态金属在压力差的作用下充填铸型,并在压力作用下使之结晶凝固,该设备同时还具有低压铸造功能。差压铸造可提高铸件密度和强度,以获得比一般铸造方法质量高的铸件。然而，现有技术中的差压铸造釜在工作一段时间后经常出现密封效果不好，原因大部分是采用釜盖法兰直接转动启闭设备的整体齿啮式快开结构容易磨损密封圈，减缓密封圈的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型为了解决背景技术中的不足，设计一种新型差压铸造釜，其技术方案如下：新型差压铸造釜，包括安全阀、上压力腔、铸型、工作台、釜盖法兰、斜块、卡箍、液压缸、釜体法兰、密封圈、坩埚电炉、升液管、坩埚、下压力腔；其特征为：所述铸造釜通过工作台分隔上压力腔、下压力腔；所述坩埚和铸型分别装于铸造釜的上、下压力腔中；工作台与下压力腔之间以及上、下压力腔之间通过O形密封圈密封,使之形成封闭的上、下压力腔；所述安全阀设置在铸造釜外壳顶部；釜盖法兰和卡箍各齿面上分别焊有斜块；所述上压力腔中釜盖法兰的齿在设备启闭时与下压力腔的釜体法兰的齿对中,在所述釜盖法兰两个齿面上均设置了定位销；液压驱动装置中液压缸中活塞杆的往复动作使卡箍转动；所述坩埚电炉设置在坩埚外部；插入坩埚中的升液管经过工作台与铸型连通。

优选地，所述釜盖法兰两个齿面上均设置了定位销。

优选地，所述O形密封圈的安装槽为矩形槽。

优选为：所述O形密封圈材料为硅橡胶6144。

优选地，液压驱动装置中液压缸活塞杆的往复动作使卡箍转动,当卡箍顺时针转动一个齿长时,釜盖法兰齿与卡箍齿相啮合,通过焊接于釜盖法兰与卡箍齿面上斜块的斜度给O形密封圈施加密封压力；卡箍逆时针转动一个齿长时,釜盖法兰齿与卡箍齿脱离,上压力腔可从卡箍中吊出或吊入。

优选地，所述卡箍的转动量通过行程控制开关控制。

优选为：所述坩埚电炉的电源引线与铸造釜下压力腔的密封结构是通过旋转螺塞压紧压块以挤压石棉绳变形从而保证密封。

优选为：所述釜盖法兰、釜体法兰和卡箍齿数设计为16个齿,每齿环向弧长为184mm。

优选为：所述釜盖法兰、釜体法兰和卡箍的薄弱部位为齿根部分,为避免产生较大的应力集中现象,将齿根和卡箍圆环转角处的圆弧过渡。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

利用转动卡箍达到启闭设备的齿啮式卡箍快开结构,与一般采用釜盖法兰直接转动启闭设备的整体齿啮式快开结构相比,其优点在于不磨损密封圈,延长密封圈的使用寿命；

为增强釜盖、釜体法兰密封的可靠性,本设备主密封设计为双道径向O形密封圈密封,采用O形圈密封结构可降低卡箍齿和釜盖法兰齿接触面上的挤压应力；O形圈安装槽设计为矩形槽,便于加工和安装。

附图说明

图1是根据本实用新型差压铸造釜结构示意图；

图2是根据本实用新型差压铸造釜快开结构示意图；

图3是根据本实用新型差压铸造釜密封结构示意图；

图4是根据本实用新型差压铸造釜坩埚电炉电源引线密封结构示意图。

其中：1、安全阀；2、上压力腔；3、铸型；4、工作台；5、釜盖法兰；6、斜块；7、卡箍；8、液压缸；9、釜体法兰；10、密封圈；11、坩埚电炉；12、升液管、13、坩埚；14、下压力腔；15、行程控制开关；16、开启位置；17、锁紧位置；18、下压力腔；19、接头体；20、石棉绳；21、压块；22、电源线；23、螺塞；24、定位销。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

新型差压铸造釜，包括安全阀、上压力腔、铸型、工作台、釜盖法兰、斜块、卡箍、液压缸、釜体法兰、密封圈、坩埚电炉、升液管、坩埚、下压力腔；其特征为：所述铸造釜通过工作台分隔上压力腔、下压力腔；所述坩埚和铸型分别装于铸造釜的上、下压力腔中；工作台与下压力腔之间以及上、下压力腔之间通过O形密封圈密封,使之形成封闭的上、下压力腔；所述安全阀设置在铸造釜外壳顶部；釜盖法兰和卡箍各齿面上分别焊有斜块；所述上压力腔中釜盖法兰的齿在设备启闭时与下压力腔的釜体法兰的齿对中,在所述釜盖法兰两个齿面上均设置了定位销；液压驱动装置中液压缸中活塞杆的往复动作使卡箍转动；所述坩埚电炉设置在坩埚外部；插入坩埚中的升液管经过工作台与铸型连通。

差压铸造釜主要结构见图1。其工作原理如下:将坩埚和铸型分别装于铸造釜的上、下压力腔中,借助于铸造釜中工作台隔开。工作台与下压力腔之间以及上、下压力腔之间分别靠O形密封圈密封,使之形成封闭的上、下压力腔。插入坩埚中的升液管经过工作台与铸型连通。工作时向上、下压力腔同时充入压缩空气,当铸造釜内达到所需工作压力后,将上压力腔排气减压,使上、下压力腔形成铸造压力差,金属液在此压力差作用下,沿升液管进入铸型,填充满后,保持其压力差,待凝固后,排气使上、下压力腔压力至常压,残存于升液管中的金属液将自动流向坩埚,差压浇注过程结束。

考虑差压铸造釜为间歇操作,本发明设计时采用了齿啮式卡箍快开结构,见图2。其工作过程为:利用液压驱动装置中液压缸活塞杆的往复动作使卡箍转动,当卡箍顺时针转动一个齿长时,釜盖法兰齿与卡箍齿相啮合,通过焊接于釜盖法兰与卡箍齿面上斜块的斜度给O形密封圈施加密封压力。卡箍逆时针转动一个齿长时,釜盖法兰齿与卡箍齿脱离,上压力腔可从卡箍中吊出(打开)或吊入(关闭)。卡箍的转动量可利用行程控制开关控制。

由于差压铸造是靠上、下压力腔形成压差进行铸造,因此上、下压力腔之间的密封极为重要。上、下压力腔的密封是通过釜体法兰与工作台之间的一道径向O形密封圈实现的。为增强釜盖、釜体法兰密封的可靠性,该设备主密封设计为双道径向O形密封圈密封,见图3。采用O形圈密封结构可降低卡箍齿和釜盖法兰齿接触面上的挤压应力。O形圈安装槽设计为矩形槽,便于加工和安装。

O形密封圈的压缩变形率的大小将直接影响其使用性能与寿命。压缩变形率过小,会使密封性能不好，根据设计经验和有关标准的推荐(ISO标准为10％-20％)，确定压缩变形率为18％，并设计槽深。密封圈按GB3452.1《O形橡胶密封圈尺寸及公差》进行选择,密封圈材料为硅橡胶6144。坩埚电炉的电源引线与铸造釜下压力腔的密封结构,见图4。通过旋转螺塞压紧压块以挤压石棉绳变形从而保证密封。

快开结构设计具体考虑以下几个方面:1)釜盖、釜体法兰和卡箍刚度:由于这种快开结构是靠釜盖、釜体法兰齿与卡箍齿相互咬合而成为一整体达到密封,在咬合的齿面之间有较大的接触应力,因此釜盖、釜体法兰以及卡箍结构尺寸设计时尽量取得小一些,结构尺寸小还有利于变形的协调,降低应力峰值以及减轻设备材料,节约成本；2)釜盖、釜体法兰和卡箍齿数:当釜盖、釜体法兰和卡箍的齿数设计的越多时,设备结构就越趋于轴对称,应力变化越趋于平缓,此外,齿数越多,每个齿的环向尺寸就越小。在开闭设备时、卡箍的转动量就越小,但齿数设计的过多将会造成齿的加工量增大以及每个齿的刚度下降,综合考虑,该设备釜盖、釜体法兰和卡箍齿数设计为16个齿,每齿环向弧长为184mm；3)锥颈尺寸:釜盖、釜体法兰锥颈尺寸的设计对法兰的结构有很大的影响,设计时参照压力容器法兰JB/T4703《长颈对焊法兰》定出法兰锥颈初步尺寸,再通过有限元应力分析对初步尺寸加以调整，以得到釜盖、釜体法兰锥颈最终尺寸；4)齿根结构尺寸:釜盖、釜体法兰和卡箍的薄弱部位为齿根部分,为避免产生较大的应力集中现象,将各过渡部位结构设计成圆弧过渡,尤其是齿根和卡箍圆环转角处的圆弧过渡,该设备取此两处过渡圆角为R8mm。

斜块:在釜盖法兰和卡箍各齿面上分别焊有斜块,斜块的夹角设计为4.2°,小于材料的磨擦角Q＝arctg0.15＝8.53°(0.15为材料磨擦系数)使其具有自锁效果,斜块的材料选45号钢,以增加齿面的耐磨性。对每组啮合齿面上斜块的接触面严格控制,使其接触面达80％以上；为便于上压力腔釜盖法兰齿在设备启闭时与下压力腔釜体法兰齿对中,在釜体法兰两个齿面上设置了定位销,见图3；设备还设计了安全联锁装置，为区别操作状态和开启状态,还设有明显的声、光标记。可通过电路确认釜盖法兰齿和卡箍齿处于完全啮合位置,此时,铸造釜内才可升压；卸压时,通过电路和压力指示计确认铸造釜内压力卸为零,才可推动液压缸活塞杆动作使卡箍转动打开快开结构；上、下压力腔封头、筒体材料为16MnR,按GB150计算壁厚为14mm,材料标准符合GB6654《压力容器用钢板》,正火状态使用。釜盖、釜体法兰和卡箍材料为16Mn锻,根据《压力容器安全技术监察规程》和B150有关规定,选择JB4726《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》Ⅱ级锻件。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种新型差压铸造釜，包括安全阀、上压力腔、铸型、工作台、釜盖法兰、斜块、卡箍、液压缸、釜体法兰、O形密封圈、坩埚电炉、升液管、坩埚、下压力腔；其特征为：所述铸造釜通过工作台分隔上压力腔、下压力腔；所述坩埚和铸型分别装于铸造釜的上、下压力腔中；工作台与下压力腔之间以及上、下压力腔之间通过O形密封圈密封,使之形成封闭的上、下压力腔；所述安全阀设置在铸造釜外壳顶部；釜盖法兰和卡箍各齿面上分别焊有斜块；所述上压力腔中釜盖法兰的齿在设备启闭时与下压力腔的釜体法兰的齿对中,在所述釜盖法兰两个齿面上均设置了定位销；液压驱动装置中液压缸中活塞杆的往复动作使卡箍转动；所述坩埚电炉设置在坩埚外部；插入坩埚中的升液管经过工作台与铸型连通。

2.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述釜盖法兰两个齿面上均设置了定位销。

3.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述O形密封圈的安装槽为矩形槽。

4.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述O形密封圈的材料为硅橡胶6144。

5.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：液压驱动装置中液压缸活塞杆的往复动作使卡箍转动,当卡箍顺时针转动一个齿长时,釜盖法兰齿与卡箍齿相啮合,通过焊接于釜盖法兰与卡箍齿面上斜块的斜度给O形密封圈施加密封压力；卡箍逆时针转动一个齿长时,釜盖法兰齿与卡箍齿脱离,上压力腔可从卡箍中吊出或吊入。

6.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述卡箍的转动量通过行程控制开关控制。

7.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述坩埚电炉的电源引线与铸造釜下压力腔的密封结构是通过旋转螺塞压紧压块以挤压石棉绳变形从而保证密封。

8.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述釜盖法兰、釜体法兰和卡箍齿数设计为16个齿,每齿环向弧长为184mm。

9.根据权利要求1所述的新型差压铸造釜，其特征为：所述釜盖法兰、釜体法兰和卡箍的薄弱部位为齿根部分,为避免产生较大的应力集中现象,将齿根和卡箍圆环转角处的圆弧过渡。