CZ289410B6 - Zařízení k vytvrzování slévárenských jader - Google Patents

Abstract

Za° zen sest v ze sm ova e (1), na jeho v²stup je, p° padn p°es pr tokov² oh° va (11) s teplotn mi idly (12), napojen tvarovac n stroj (10) stroje na vst°elov n jader. Na prvn vstup sm ova e (1) je napojen programov ° zen² zdroj (6) tlakov ho vzduchu. Na druh² vstup sm ova e (1) je napojen prvn v²stup programov ° zen ho d vkovac ho ventilu (2), jeho druh² v²stup je pomoc prvn ho potrub (8) napojen na vstup j mac n dr e (5) na katalyz tor, jej v²stup je pomoc druh ho potrub (7) s erpadlem (3) a pr tokov²m m °i em (4) napojen na vstup d vkovac ho ventilu (2). Na pr tokov² m °i (4) je napojen ° dic stupe (13), kter² je spojen s programov ° zen²m zdrojem (6), d vkovac m ventilem (2) a erpadlem (3), p° padn s teplotn mi idly (12) pr tokov ho oh° va e (11). Ve sm ova i (1) je um st n permanentn magnet (14) a v²parn k (9), kter² m tvar bloku, a kter² je vytvo°en z por zn keramiky.\

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká zařízení k vytvrzování slévárenských jader obsahujících písek, které sestává ze směšovače k výrobě směsi nosný plyn-katalyzátor, zejména vzduch-katalyzátorová pára, na nějž je napojen tvarovací nástroj stroje na vstřelování jader. Na první vstup směšovače je napojen programově řízený zdroj tlakového vzduchu a na druhý vstup směšovače je napojen první výstup programově řízeného dávkovacího ventilu, jehož vstup je pomocí druhého potrubí s čerpadlem a průtokovým měřičem napojen na výstup jímací nádrže na katalyzátor.

Dosavadní stav techniky

Známá obdobná zařízení umožňují za studená vytvrzující způsoby, jako je například tzv. způsob „Coldbox“, u kterého jsou do směsi jádra přidávány dvě složky směsi syntetické pryskyřice, které potom s pískem vytvrzují, jakmile se jako katalyzátor přidá amin, například alkylamin nebo mravenčan metylnatý. Jednou složkou by mohla být například polyesterová pryskyřice, polyeterová pryskyřice nebo libovolná syntetická pryskyřice tekuté konzistence s reaktivními skupinami. Druhou složkou je v každém případě organický izokyanát. Obě složky se důkladně smíchají se směsí jádra a potom se tvarují. Aby nyní katalyzovala reakce, a aby se spolehlivě umožnilo zpracování a použití zejména aminu, bylo dosud podniknuto mnoho úsilí.

Již delší čas je znám způsob protlačování směsi terciálního alkylaminu a vzduchu směsí izokyanátová pryskyřice-písek, přičemž tato směs amin-vzduch se ohřívá na teplotu 30 až 50 °C, aby se všechny kapky aminu odpařily.

Nevýhodou všech známých způsobů je to, že vytvrzovací způsob je velmi náročný na čas, například vytvarování směsi jádra ve tvarovém nástroji na stroji na vstřelování jader potřebuje často jen zlomky sekundy, zatímco následující zplynování k vytvrzení jádra se uskutečňuje více sekund, což zplynování přirozeně enormně zdražuje.

Aby se čas zplynování, popřípadě vytvrzování, zmenšil, pak se zpravidla podíl aminu předávkuje při nebezpečí, že by mohlo nastat rozpouštění pojiv, což snižuje možnou konečnou pevnost jádra na cca 80 až 85 %.

U dalšího známého způsobu jsou mezi zdrojem katalyzátoru a směšovačem nosného plynu a katalyzátoru zapojena dávkovači čerpadla, aby mohl být katalyzátor lépe dávkován, což ovšem může vést i k neuspokojivému výsledku, protože tlakové poměry toku katalyzátoru jsou u každého dávkovacího procesu především absolutně indiferentní.

O něco lepších výsledků se může dosáhnout tím, že jak směs katalyzátorová pára-nosný plyn, tak i tlakový vzduch, se přechodně uloží v dávkovačích nádržích, z nichž jsou potom po sobě rázově vstřelovány do jader, přičemž tlakový vzduch se uloží s větším objemem a ohřívá se na větší teplotu než směs katalyzátorová pára-nosný plyn.

Pro další opatření jsou ale technické náklady enormní a zařízení tohoto druhu jsou málo variabilní. Proto bylo navrženo, aby k výrobě směsi katalyzátorová pára-nosný plyn byl přiváděn katalyzátor v tekutém stavu do jedné z trysek zapojených před ohřívacím stupněm, přičemž se její výstupní paprsek pod vlivem doplňkově proudícího rozprašovacího plynu skrz trysku rozpadá. Takové zařízení ale připouští jen velmi nepřesné dávkovatelné zplynování, přičemž u známých zařízení je přepojování dávkovačích ventilů, jakož i ostatních spínacích a řídicích členů, programově řiditelné.

-1 CZ 289410 B6

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení k vytvrzování slévárenských jader obsahujících písek, sestávající ze směšovače k výrobě směsi nosný plyn-katalyzátor, zejména vzduch-katalyzátorová pára, na nějž je napojen tvarovací nástroj stroje na vstřelování jader, přičemž na první vstup směšovače je napojen programově řízený zdroj tlakového vzduchu a na druhý vstup směšovače je napojen první výstup programově řízeného dávkovacího ventilu, jehož vstup je pomocí druhého potrubí s čerpadlem a průtokovým měřičem napojen na výstup jímací nádrže na katalyzátor, jehož podstata spočívá v tom, že druhý výstup dávkovacího ventilu je pomocí prvního potrubí napojen na vstup jímací nádrže pro vyrovnání tlaku v druhém potrubí, přičemž průtokový měřič je napojen na řídicí stupeň, který je spojen s programově řízeným zdrojem, dávkovacím ventilem a čerpadlem.

Podle výhodného provedení je mezi výstup směšovače a tvarovací nástroj umístěn průtokový ohřívač s teplotními čidly, která jsou spojena s řídicím stupněm.

Podle dalšího výhodného provedení je ve směšovači umístěn výpamík, který má tvar bloku, a který je vytvořen z porézní keramiky.

Podle dalšího výhodného provedení je výpamík z porézní keramiky opatřen vrstvou chrom-nikl.

Podle dalšího výhodného provedení obsahuje porézní keramika výpamíku oxid železitý.

Podle dalšího výhodného provedení je ve směšovači umístěn permanentní magnet pro působení na výpamík.

Podle dalšího výhodného provedení obsahuje porézní keramika výpamíku karbid křemičitý nebo oxid hlinitý nebo oxid zirkoničitý nebo karbid zirkoničitý.

Výhoda navrženého řešení spočívá vtom, že zařízení kvytvrzování slévárenských jader umožňuje při menší době zplynování nejoptimálnější dávkování požadovaného katalyzátoru a současně použití nejrůznějších způsobů s nejrůznějšími parametiy, jako na sebe navazujících tlakových stupňů nebo proporcionálního vzestupu tlaku, různých množství katalyzátorového plynu a časově libovolného zavedení nosného plynu, respektive tlakového vzduchu.

Další výhodou je to, že zařízení zajišťuje vysoce přesné dávkování, protože tlakové poměry vdopředném toku katalyzátoru mohou být nyní udržovány absolutně konstantní při každém dávkovacím procesu, zatímco u známých zařízení vždy docházelo k vyrovnání tlaku. Další výhoda spočívá v tom, že výpamík z porézní keramiky umožňuje optimální vynesení katalyzátoru do jádra a tomu odpovídající podstatnou redukci množství katalyzátoru. Výhodou je i to, že při přiměřeně dlouhocestném protékání vzduchu keramickým výpamíkem dochází stále k transportu katalyzátoru do jádra, takže se k jádru dostanou ještě zbytkové aminy, když je jádro již vytvrzeno, což tvrdost jeho povrchu podstatně zlepšuje.

Přehled obrázků na výkrese

Předložený vynález bude blíže osvětlen ve spojení s výkresem, na kterém je znázorněno schéma zařízení k vytvrzování slévárenských jader.

-2CZ 289410 B6

Příklady provedeni vynálezu

Zařízení k vytvrzování slévárenských jader obsahujících písek, u něhož je jádro ke svému vytvrzení vtvarovacím nástroji 10 vystavováno proudu plynu obohaceného katalyzátorem, a popřípadě následně vystavováno proudu tlakového vzduchu, sestává ze směšovače 1 k výrobě směsi nosný plyn-katalyzátor, zejména vzduch-katalyzátorová pára, který sestává z výpamíku 9 a permanentního magnetu 14. Výpamík 9, který má tvar bloku, je vytvořen z porézní keramiky, například z karbidu křemičitého, oxidu hlinitého, oxidu zirkoničitého nebo karbidu zirkoničitého. Výpamík 9 z porézní keramiky může být opatřen vrstvou chrom-nikl. U takového keramického výpamíku 9 se katalyzátor v magnetickém poli doplňkově aktivuje, a tím může být jeho množství dále redukováno. Z tohoto důvodu je na keramickém výpamíku 9 umístěn permanentní magnet 14, přičemž porézní keramika výpamíku 9 může být obohacena oxidem železitým. Porézní keramika má velmi velký vnitřní povrch, který je vtékajícím katalyzátorem plně smáčen, načež vtékající nosný plyn, zpravidla vzduch, přichází do nejintenzivnějšího kontaktu se smočeným povrchem atak způsobuje optimální vnesení katalyzátoru do jádra, což umožňuje odpovídající redukci množství katalyzátoru. Přiměřeně dlouhocestnému protékání vzduchu keramickým výpamíkem 9 dochází stále k transportu katalyzátoru do jádra, takže k jádru se ještě dostanou zbytkové aminy, když je jádro již vytvrzeno, což tvrdost jeho povrchu podstatně zlepšuje. Na výstup směšovače 1 je napojen průtokový ohřívač 11 s teplotními čidly 12, na jehož výstup je napojen tvarovací nástroj 10 na jádra blíže neznázoměného stroje na vstřelování jader. Na první vstup směšovače 1 je napojen programově řízený zdroj 6 tlakového vzduchu. Na druhý vstup směšovače 1 je napojen první výstup programově řízeného dávkovacího ventilu 2, jehož druhý výstup je pomocí prvního potrubí 8 napojen na vstup jímací nádrže 5 na katalyzátor, jejíž výstup je pomocí druhého potrubí 7 s čerpadlem 3 a průtokovým měřičem 4 napojen na vstup dávkovacího ventilu 2. Na průtokový měřič 4 je napojen řídicí stupeň 13, který je spojen s průtokovým měřičem 4, teplotními čidly 12, programově řízeným zdrojem 6, dávkovacím ventilem 2 a čerpadlem 3. Průtokový ohřívač 11 a teplotní čidla 12 jsou programově řiditelná pomocí řídicího stupně 13. Dávkovači ventil 2 je možné za účelem vyrovnání tlaku v systému dopředného toku v druhém potrubí 7 přepojit na první potrubí 8 zpětného toku k jímací nádrži 5. Vyrovnání tlaku v dopředném toku katalyzátoru před každým dávkovacím procesem umožňuje podstatně přesnější dávkování katalyzátoru, což je nutné požadovat za jednu z výhod zařízení, zejména s ohledem na snížení množství katalyzátoru pro každou reakci. Toto opatření zajišťuje především vysoce přesné dávkování, protože tlakové poměry v dopředném toku katalyzátoru mohou být nyní udržovány absolutně konstantní při každém dávkovacím procesu, zatímco předešle vždy docházelo k tlakovému vyrovnání. Protékání katalyzátoru se může uskutečňovat v tlakových stupních nebo s proporcionálním vzestupem tlaku.

Po zmíněném vyrovnání tlaku se dávkovači ventil 2, který je programově řízen, přepojí pomocí řídicího stupně 13 v závislosti na signálu průtokového měniče 4 nebo v závislosti na čase, načež se katalyzátor z jímací nádrže 5 dostane do směšovače 1. Současně nebo potom se přivede transportní vzduch a potom se směs zavede, popřípadě přes průtokový ohřívač 11, k jádru. Potom může být podle potřeby přiveden proplachovací vzduch.

Claims (7)

1. Zařízení k vytvrzování slévárenských jader obsahujících písek, sestávající ze směšovače k výrobě směsi nosný plyn-katalyzátor, zejména vzduch-katalyzátorová pára, na nějž je napojen tvarovací nástroj stroje na vstřelování jader, přičemž na první vstup směšovače je napojen programově řízený zdroj tlakového vzduchu a na druhý vstup směšovače je napojen první výstup programově řízeného dávkovacího ventilu, jehož vstup je pomocí druhého potrubí s čerpadlem a průtokovým měřičem napojen na výstup jímací nádrže na katalyzátor, vyznačující se tím, že druhý výstup dávkovacího ventilu (2) je pomocí prvního potrubí (8) napojen na vstup jímací nádrže (5) pro vyrovnání tlaku v druhém potrubí (7), přičemž průtokový měřič (4) je napojen na řídicí stupeň (13), který je spojen s programově řízeným zdrojem (6), dávkovacím ventilem (2) a s čerpadlem (3).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi výstup směšovače (1) a tvarovací nástroj (10) je umístěn průtokový ohřívač (11) s teplotními čidly (12), která jsou spojena s řídicím stupněm (13).

3. Zařízení podle některého z nároků la2, vyznačující se tím, že ve směšovači (1) je umístěn výpamík (9), který má tvar bloku, a který je vytvořen z porézní keramiky.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že výpamík (9) z porézní keramiky je opatřen vrstvou chrom-nikl.

5. Zařízení podle některého z nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že porézní keramika výpamíku (9) obsahuje oxid železitý.

6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že ve směšovači (1) je umístěn permanentní magnet (14) pro působení na výpamík (9).

7. Zařízení podle některého z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že porézní keramika výpamíku (9) obsahuje karbid křemičitý nebo oxid hlinitý nebo oxid zirkoničitý nebo karbid zirkoničitý.