CS230553B2 - Method of compacting grain substances and equipment to perform this method - Google Patents

Description

(54) Způsob zhutňování zrnitých hmot a zařízení к provádění tohoto způsobu

Vynález se týká způsobu zhutnovéní zrnitých hmot, zejména slévárenské formovací hmoty exotermlckou reakcí směsi vzduchu e hořlaviny v uzavřeném systému a zařízení к provádění tohoto způsobu.

Podstatou vynálezu je, že se směs uvádí do nuceného pohybu a během tohoto pohybu se nejméně na jednom místě zapaluje·

Podstatou zařízení podle vynálezu je, že v spalovací komoře je umístěno nejméně jedno dmychadlo a nejméně jeden budič roznětových impulsů.

VyTlez se.týké způsobu zhutňování zrnitých hmot, zejména slévárenské formovací hmoty exotermickou reakcí směsi vzduchu a hořlaviny v uzavřeném systému a zeřízení k provádění tohoto způsobu.

Dosud navržené způsoby zhutňování výbuchem při výrobě forem a jader ve slévárenském průmyslu nepřekročily ještě pokusné stádium.

Nepříznivě působila řada činitelů, zvláště riziko spojené s uložením e maaiiplací s výbušninami ve slévárenské obbaati, nedostatečná reprodukovaeelnost dosažených výsledků, potřebných spalovacích tlaků mohlo být dosaženo jen předběžným stlačením hořlavé směsi ve spalovací komoře, což vyvolalo další problémy pokud jde o náklad a utěsnění. Bez pouHtí přídavného kyslíku nemohlo být dosaženo hodnot pevnooti požadovaných pro účely slévárenství, použitím přídavného kyslíku se všsk tento způsob zhutňování formovacích hmot neúnosnou měrou prodražoval a zvyšovalo se riziko nebezpečí. ^л

Úkolem vynálezu je vypracování způsobu, s nímž nejsou spojeny uvedené nevýhody, a který umořuje hospodárnou a bezpečnou výrobu forem s volitelnou, vysokou a reρrodlkovetelnol ‘ pevností bez přídavného kyslíku a bez předcházzeícího předběžného stlačení.

. I

Tento úkol je vyřešen způsobem podle vynálezu, jehož poddtata spočívá v tom, že se směs uvádí do nuceného pohybu e během tohoto pohybu se nejméně ne jednom místě zapaluje.

Podstatou vynálezu rovněž je, že se směs uvádí do pohybu v celém spalovacím prostoru systému, a že pohybem směsi je nejméně jedno do sebe uzavřené ' prouděni.

Podstatou rovněž je, že povrch zrnité hmoty, které se má zhutňovat, se před počátkem' exotermické reakce zcela nebo zčásti plynotěsně překrývá.

Podstatou zařízení podle vynálezu je, že ve spalovací komoře je umístěno nejméně jedno dmychadlo a nejméně jeden budič roznětových impulsů.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že současně s dosažením reprodukovatelného spelovecího procesu se dosehuje zvýšení intenzity exotermické reakce.

Významné je ještě rychlost šíření spalovacího procesu nuceným pohybem hořlavé tm^s^t.. Teprve toto opatření umožňuje bez.. pouMtí přidaného kyslíku z^šit rychlost šíření tak, že se dosahuje žádoucích pevnos!.

Není třeba dodržet určitý stech! (^metrický poměr mezi vzduchem a hořlavinou, jde pouze o to,, aby výsledné směs zůstala hořlavou.

Jako hořlaviny přicházejí v úvahu jak pevné, tak i tekuté e plynné látky. Jako zvláště vhodné . se osvědčily zemní plyn, metan, propan, butan, ecetylén, benzin, motorová nafta.

Bylo by možno pouuít vznětlivých prachů, jako uhelného prachu, pilin a podobně.

Další výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že po zapálení nedosahuje rnmxirnminí tlak v uzavřeném systému 8 barů, což značně usnadňuje konstrukci zhutnovacího zařízení a snižuje jeho zatížení.

Způsobu podle vynálezu lze vyižžt nejen v slévZ□renském průmyslu pro výrobu licích forem a jader, nýbrž i v průmyslu stavebním k zhutňování stavebních hmot.

Vyálež je blíže vysvětlen na příkladech zhutňování pískových forem, které jsou znázorněny ne výkresech, na něž však vynález není omezen. Na výkresech značí obr. 1 první provedení, obr. 2 druhé provedení, obr. 3 třetí provedení, obr. 4 čtvrté provedení e obr. 5 páté provedení formovacího za řízení podle vynálezu.

Ne obr. 1 je znázorněno formovací zařízení, přičemž modelní deske 2 s modelem £ vstupuje jedno po druhé do plnicí e formovací stenice. U tohoto provedení se mo^lní deske 2 zvedne hydreulicýým zvedacím pístem X s formovacím rámem 11 e plnicím rámem 12. které jsou pohyblivé po válečcích 13 ve směru k násypce 17 písku, obsehhjící dávkované množství formovacího písku. Po neplnění formovacího rámu 11 e plnicího rámu 12 pískem se násypko 17 pisku posune ve vodorovném směru, popřípadě se vydělí e místo násypky 17 písku zaujme příklop 18. Příklop 18, tvořící spalovací komoru 2Д a sestávající z horní krycí desky ií a z bočního pláště 22. obsahuje budič roznětového impulsu, nepříklad zapalovač 12, dmychadlo 20 s vodicím prstencem 20a. poháněné elektromotorem 22. Horní krycí deske 24 je opatřena otvorem 21 pro vstup hořlaviny. Vedením 27 se přivádí do spalovací komory 23 neplněné vzduchem s atmosféric^m tiskem oooossví hořlaviny zM^i^^^u^ující zápalnost, přičemž tlak nepatrně stoupne. U zemního plynu stoupne v stech! ©metr ic^kém poměru například tlak asi o 0,1 baru. DnocChdlr 20 mísí vzduch s hořlavinou, čímž vznikne výbušná směs. Aby bylo možno řídit pohyb výbušné smě^i, má dmmchedlo 20 přestavením lopatek nebo změnou otáček prro0n0ivý výkon. Zapalovač 19 zapálí směs při otáčení dmychadlem 20, například elektrickou jiskrou a formovací písek se výbuchem zhutnuje. Mxirnminí vzestup tlaku je asi 8 bérů.

Pokles tlaku závisí mimo jiné ne teplotě spalovací komory 23. totiž horní krycí desky 24 a pláště 25» které mohou být při trvalém provozu automatického zařízení opatřeny chladicími kanály 70 (obr. 2). Spaliny například odséveči, je-li jimi zařízení vybaveno, a/nebo ιoordloru deskou 2, formovacím rmiem 11 . plnicím rámem 12 a pláštěm £2, popřípadě mmzi těmito částmi. Přetlak se snižuje při poklesu pístu X ne nulu. Násypka IX písku se nyní posune do plnicí polohy nad plnicím rámem 12 a příklop 18 zaujme současně čárkoveně vyznačenou polohu 28. DmmcCadlr 20 může zůstat v nepřetržitém provozu, přičemž plní tři funkce, a to míšení spalovacích složek, zvýšení rychlosti šíření spalovací fronty během spalování a výfuk spalin.

Čím je mmnší spalovací prostor, tím méně se spotřebuje hořlaviny, popřípedě hořlavého plynu, a o to je levnější výroba zařízení.

No obr. 2 je znázorněn příklop Л8, který může být kluzně. uložen v rámu 33 doseddCícím na plnicí rám .12. Příklop 18 je možno v určitých polohách fixovat pomocí kolíků 34. procházzéících otvory 35 v rámu 33 a zasahuiících do pláště 25. Na vnější straně pláště 25 jsou těsnění 26. Toto provedení dovoluje nastaví optimální poměr objemu spalorecí komory 23 a objemu plnění pískem u rozmc^tě velkých (ηο^ΐά. Přestavení příklopu 18 je možno provést i jinými prostředky, hytoaulickými, pneuínmtickými nebo alaktrCklýol pomocí servom^o^t^ru.

Na obr. 3 jsou znázorněna ,dvě vzájemně spojite^é řešení. Především je znázorněno zvlášť výhodné uspořádání dmmyhedla 20. U tohoto provedení je secí hrdlo 21 umístěno uprostřed ned pískem, popřípedě nad mooidloru deskou 2, takže proudění, po němž následuje tlaková vlna, smiřuje dolů proti plášti 22. Tím je možno odpor písek/stěnc alespoň zčásti komppezovat ze účelem dosažení ještě st^e^;^r^c^m^i^i^i^ě|ších hodnot tvrdosti v dělicí rovině.

Mimoto je znázorněna jiná moonost ovlivnění pevnot! formy pomocí dělicí roviny. Ze tím účelem je nádrž 24 spojena tyčemi 52 rozpoott-elně s pláštěm 22 příklopu 18. Po naplnění se pomoci svislá stěna 53 nádrže 54 přitač0iV1Oιío příklopu 18 na plnicí rám 12 a formovací rám 11 do písku tak, že dno 55 a svislá stěna 53. která je so^vaH, se nacházdeí ned hladinou 56 pískové náplně. P^oom se zjistilo, že se pevnost formy v střední oblasti dělicí roviny snižuje, kdežto v (пЬ^зИ stěn zvyJšuje.

U větších plnicích rámů 12 a formovacích rámů 11 je možno umíísit ve spalovací komoře 23 i několik dmyecadel 20, přičemž je možno použít i jirých prostředků, uiádejících směs do pohybu, jeko například směšovacích ventilů, ústrojí uváddjících směs do vlnitého pohybu e podobně. Je též možno uspořádat ocoísío dmochadla 20 ve s^lovecí komoře 23 ne rotujícím hřídeli 80 jeden nebo více zapalovačů 19 vytvořených jeko budiče roznětových impulsů (viz obr. 2 pravá strana), přičemž okamžik zapáleni a rotační rychlost jsou zpravidla nastavitelné. Tímto způsobem je možno dosáhnout řízeného průběhu spalovacího procesu.

Je možná i delší varianta uspořádání několika hořáků 19 po obvodu příklopu 1Д a . v růz·» né jeho^ffši, které se zapalují bu3 současně nebo v určitém sledu.

Na obr. 4 je znázorněno provedení, u něhož je spalovací komora 23 umístěná po straně násypky 22 písku. Spalovací komora 23 je spojena kanálem 2£ se svojí dolní čéatá 23at Horní stěnou spalovací komory 23 prochází hřídel dmyyhadla 20. poháněného motorem £2· Pláštěm spalovací komory 2£ prochází potrubí 27 pro přívod hořlaviny a jeden nebo· více .zapalovačů 12·

Ose asymeerie dolní části 23e spalovací komory 23 je totožná s osou symetrie násypky 22 písku. Násypka 22 písku je opatřena ve své dolní zúžené části, zésuvné výpustným otvorem 22 do plnicího otvoru 60 dolní části 23a spalovací komory 2J. Posuvné víko £1, posuvné na? přič plnicího otvoru 60 písooiýfa pohonem .62, slouží jako uzávěr plnicího otvoru £(0. Podle osy symeerie násypky 57 písku, popřípadě dolní části ^le/spalovací komory 22 je uspořádán plnicí rám 12 a formovací rám 11. které je možno spustit po válečcích . 1 3. Na desce zvedacího pístu 2 spočívá, jak bylo shora uvedeno, moddlná deska 2 s modelem 6.

Pro plnění pískem se posuvné víko 61 vysune do otevřené polohy, čímž se uv*olní plnicí otvor 60. Poté se spuštěním zvedacího pístu X zvedne plnicí rám 12 tak, že dosedne na dolní část 23a spalovací komory 23. načež se otevře závěr nésýpky 21 písku. Tím se vysype dávkované množžsví písku z násypky 21· Po naplnění plnicího rámu 12 a formovacího rámu 11 se plničcí otvor 60 uzavře posuvným víkem 61 a zvedací píst X se zvedne do horní stlačovací ‘polohy. Při tomto pohybu je dolní část 23a spalovací komory 2J tlačena ne rám £3, čímž je posuvné víko 61 ve své poloze těsně spojeno s dolní částí 23a spalovací komory £3« Nyní může začít zhutňovecí proces, jek byl shora popsán.

Na obr. 5 je znázorněno další provedení, u něhož je ne podložce ££ uložen formovací rám £1. plnicí rám 12 a moddlná deska 2 s modelem £, těsně spojené příchytkami £2 8 formovacím rámem 11. Na podložku 64 se sp^s^t^:í a těsněním s příchytkami £8 se s touto podložkou 64 spojí příklop £6. překrývajcí formovací rám 11, pin.cí rám Ji a modelnou desku 2· V Čááti pláště příklopu 68 je bočně umístěno jednak drnmchadlo 20 s motorem ££, jednak potrubí 27 pro přívod hořlaviny e zapalovač £2· Příklop 66 zvedá a spouutí nosný prstenec 22·

Použitím jednoho nebo více katalyzátorů je možno spalovací proces u určitých hořlavin urycdit, čímž je současně možno u určitých hořlavin podle volby katalyzátorů dosáhnout reprodukovetelného spalovacího procesu. Těmito katalyzátory mohou být ušlechtilé kovy, například platina, zlato a podobně, které jsou umístěny bu3 v spalovací komoře £3 nebo mohou být přiváděny jako příměs spolu s hořlavinou do s^lovací komory

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob zhutňování zrnitých hmot, zejména slévárenské formovací hmoty exotermickou reakcí směsi vzduchu a hořlaviny v uzavřeném systému, vyznačující se tím, že se směs uvádí do nuceného pohybu a během tohoto pohybu se nejméně na jednom místě zapaluje.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se směs uvádí do pohybu v celém spalovacím prostoru systému.
3. 3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že pohybem směsi je nejméně jedno do sebe uzavřené proudění.
4. 4. Způsob podle bodů 1 ež 3, vyznačující se tím, že povrch zhutňované zrnité hmoty, se před počátkem exotermické reakce zcela nebo zčásti plynotěsně překrývá.

   3* Zařízení к provádění způsobu podle bodů 1 až 4, sestávající z modelové desky, z formovacího rámu a plnicího rámu dosedajících na modelovou desku, ze spalovací komory ve tvaru příklopu, spojené s plnicím rámem a formovacím rámem, vyznačující se tím, že ve spalovací komoře (23) je umístěno nejméně jedno dmychadlo (20) a nejméně jeden budič (19) roznětových impulsů.