CZ292159B6 - Stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo vháněním vzduchu - Google Patents

Abstract

Stroj, opat°en² vzduchov²m bubnem /1/, schopn²m vytv °et proud stla en ho vzduchu, proud c ho difuz rem /2/ sm rem k formovac mu boxu /3/, je charakterizov n specifick²m ventilov²m syst mem, kde je v lcov ventilov t leso /7/ p°ipevn no k ·st /9/ vzduchov ho bubnu ve spolupr ci s nosn²m r mem /8/. Difuz r /2/ je rovn p°ipojen k v lcov mu ventilov mu t lesu /7/. Spole n s velk²m st°edov²m j drem /15/ pak ·stroj vymezuje obvodov² pr chod /16/ pro v²stup vzduchu, v n m je uspo° d no vnit°n ventilov sedlo /14/ pro v lcovou membr nu /11/, upevn nou sv²mi okrajov²mi oblastmi k okrajov²m oblastem ventilov ho t lesa /7/, m je vymezena zvn jÜku obklopuj c komora /12/, kter pokud je natlakov na zp sobuje p°iÜkrcen membr ny /11/ proti ventilov mu sedlu /14/ a v d sledku toho i uzav°en ventilu. P°i otev°en ventilu /11-14/ doch z k proud n stla en ho vzduchu difuz rem /2/, p°i em se proud stla en ho vzduchu soust°e uje zejm na na obvodovou oblast formovac ho boxu /3/, tak e doch z ke zdokonalen p chov n p skov hmoty /5/.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká stroje na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo vháněním vzduchu, který je opatřen tlakovým vzduchovým bubnem pro dodávání stlačeného vzduchu přes difuzér na formovací box, v němž je umístěna pěchovaná písková hmota.

Vynález je zaměřen na zdokonalení funkčních znaků odlehčovacího či odvzdušňovacího ventilu, na zdokonalení pěchovacích podmínek a obecně na zdokonalení funkce a univerzálnosti celého stroje.

Dosavadní stav techniky

Známé stroje na formovací pěchování pískových formovacích boxů, které používají odlehčovacího či odvzdušňovacího ventilu, umístěného mezi zvonem a difuzorem, obsahují pevný kotouč nebo desku, která je udržována v uzavřené poloze působením přetlaku, panujícího v komoře, v níž se deska volně pohybuje, přičemž pokud přetlak v komoře zmizí, je vzduch, akumulovaný ve zvonu, schopen přemístit tento zvon do otevřené polohy, kde prudce vstupuje do difuzéru a naráží na písek.

Je-li do komory, ve které se volně pohybuje odvzdušůovací ventil, dodán opět vzduch pod vyšším tlakem, tak se odvzdušňovací ventil navrací zpět směrem do své uzavřené polohy.

Uvedené řešení vede k prudkým rázům, způsobujícím vysokou hlučnost, když se uzavřená poloha mění na otevřenou polohu, avšak zejména po uvolnění, kdy musí být zbytkový vzduch odváděn bočními kanály, uspořádanými v rámu nebo v blízkosti ústí difuzéru, přičemž toto odvádění vzduchu způsobuje, že jsou současně unášeny i částice písku, což může způsobit významné poškození stroje, neboť tyto částice písku jsou mimořádně abrazivní s vysokým brusným účinkem.

Jiné známé řešení využívá škrticích ventilů, které jsou mechanického typu, a které mají pomalou otevírací nebo uzavírací odezvu, takže musí být zbytkový vzduch, stejně jako v předcházejícím případě, odváděn bočními kanály, vytvořenými v rámu, a to se stejnými problémy a nedostatky, které již byly shora uvedeny.

Poněkud dokonalejší řešení je popsáno ve španělském patentovém spise ES 2 006 861, přičemž podstata tohoto řešení spočívá v použití vysoce pružné membrány jako dodávacího ventilu, přičemž je tato pružná membrána pevně připojena prostřednictvím dvou prstencovitých souosých přírub k nosné desce zvonovitého tělesa, čímž je mezi membránou a jejím nosičem vytvořena utěsněná prstencovitá komora, do které má přístup kanál pro dodávku stlačeného vzduchu.

Uvedená membrána je provozně uspořádána tak, že svým čelem směřuje k úzkému prstencovitému sedlu, takže pokud je v klidu, je zde mezi membránou a sedlem vytvořen prstencovitý průchod, přičemž pokud je uvedená prstencovitá komora natlakována, pak se membrána deformuje a těsně utěsňuje proti svému sedlu.

Hlavním nedostatkem shora uvedeného řešení, který je obdobný jako u předcházejících případů, je nedostatečné pěchování podél vnějšího obrysu formy, což jinými slovy znamená podél vnitřního obrysu formovacího boxu.

-1 CZ 292159 B6

Pro řešení tohoto problému jsou obvykle používány deflektory, které nasměrovávají proud stlačeného vzduchu směrem k rohům nebo k okrajům formovacího boxu. Takovéto řešení však vede k podstatnému snížení účinnosti a efektivnosti a navíc vyžaduje využívání velmi vysokých rázových tlaků za účelem dosažení účinného pěchování na okrajích formovacího boxu.

Jiné známé řešení, zaměřené na zdokonalení pěchování na obvodu formy, je popsáno ve španělském patentovém spise ES 2 011 685. Podle tohoto řešení je stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy opatřen násypkou pro dodávání písku, která je uspořádána osově ve zvonu pro uvolňování vzduchu, takže oba tyto prvky mají přímý přístup do formovací komory. Oblast výstupu vzduchu ze zvonu je opatřena membránovým ventilem ve tvaru trubice, který se v osovém směru deformuje za účelem otevření nebo uzavření průchodu pěchovacího vzduchu ze zvonu směrem k pískové formě.

Uvedený stroj je mnohem komplikovanější v důsledku použití násypky pro dodávání písku ve středové oblasti, přesto však tento stroj plně odstraňuje nutnost používání přídavných pěchovacích systémů, jako jsou například hydraulická beranidla.

Podstata vynálezu

Stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo expanzními vlnami, který je předmětem tohoto vynálezu, plně odstraňuje shora uvedené nedostatky, a to do té míry, že umožňuje, aby byl stlačený vzduch přímo směrován k vnějšímu obvodu nebo obrysu formy, to znamená do oblasti, kde je pěchování nejefektivnější a nejúčinnější, a navíc aby opouštěl středovou oblast stroje v čistém stavu, čímž by umožňoval zahrnutí přídavných pěchovacích prostředků do této oblasti, a to takových, jako jsou například hydraulická beranidla nebo pěchovací beranidla.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo vháněním vzduchu, opatřený tlakovým vzduchovým bubnem pro dodávání stlačeného vzduchu přes difuzér na formovací box, v němž je umístěna pěchovaná písková hmota, přičemž před difuzérem je uspořádáno vnitřní jádro pro uzavření většiny plochy základny vzduchového bubnu a pro volitelné uložení množiny přídavných pěchovacích beranidel, umístěných ve střední části vnitřního jádra, přičemž mezi stěnami vzduchového bubnu a vnitřním jádrem je vymezen obvodový vzduchový kanál pro přivádění stlačeného vzduchu, v obvodovém vzduchovém kanálu je uložena obvodová ventilová membrána, připevněná svými okrajovými oblastmi s vůlí k ventilovému tělesu pro vymezení plášťové přetlakové komory pro deformaci obvodové ventilové membrány směrem k ventilovému sedlu, uspořádanému na vnější stěně vnitřního jádra pro vymezení vnitřní stěny obvodového vzduchového kanálu za účelem dodávání většiny vháněného vzduchu na obvod formovacího boxu při poklesu tlaku v plášťové přetlakové komoře.

Obvodová ventilová membrána má s výhodou čtvercový nebo obdélníkový tvar, jehož rozměry jsou stejné, jako jsou rozměry pěchovaného formovacího boxu, a obsahuje čtyři nezávislé úseky, připevněné prostřednictvím jejich okrajových oblastí k ventilovému tělesu stejnými šrouby, kterými je ventilové těleso připevněno k hornímu nosnému rámu a ke spodnímu difuzéru.

Ve vnitřním jádru je uspořádán kanál pro odvádění zbytkového vzduchu a pro připevnění pomocného mechanického pěchovacího systému, jako jsou hydraulická pěchovací beranidla nebo nárazová beranidla.

Při připojení pomocného mechanického pěchovacího systému, sestávajícího z nárazových beranidel, miskovité těleso, jehož vnitřní stěna slouží jako vedení pro nárazová beranidla a jimi nesené desky, je připojeno ke spodní části difuzéru, takže vzduch, procházející obvodovým

-2CZ 292159 B6 vzduchovým kanálem, působí především na vnější obrys desky a v důsledku toho na hlavy obvodových beranidel, která vyčnívají proti pěchované pískové hmotě.

Proti každému úseku membrány je ve stěně ventilového tělesa uspořádán ventil, jehož výstup vede do úseku membrány, na který působí, přičemž čtyři ventily působí současně na čtyři úseky membrány, takže dochází k jejich současnému otevírání a uzavírání, a přičemž úseky membrány leží v otevřené poloze přímo na stěnách ventilového tělesa.

Takže vycházeje z běžné konvenční konstrukce stroje takovéhoto typu, založené na tlakovém bubnu a na difuzéru, který nasměrovává proud stlačeného vzduchu směrem na formovací box, spočívají prvotní znaky předmětného stroje v tom, že ventilové těleso, mající obecně čtvercový nebo obdélníkový obrys, k němuž je připojen difuzér, je spojeno s ústím bubnu prostřednictvím nosného rámu, přičemž je na tomto tělese uspořádána membrána, vytvořená ze čtyř nezávislých úseků, pevně připojených k ventilovému tělesu prostřednictvím svých okrajových oblastí, čímž je zde z vnější strany membrány uspořádána plášťová komora, která je schopná směrem dovnitř membránu deformovat tak, že bude zaručeno těsné utěsnění podél příslušného ventilového sedla, pokud je tlak v plášťové komoře příhodný, zatímco při nedostatku tohoto tlaku není obvodová membrána již nadále deformována jako předtím, takže uvolňuje obvodový průchod, uspořádaný mezi ventilovým tělesem a vnitřním jádrem, ve kterém je uspořádáno ventilové sedlo, které z větší části uzavírá spodní část bubnu.

V souladu se shora uvedeným konstrukčním uspořádáním pak během dmýchací etapy vstupuje vzduch do difuzéru a dále do formovacího boxu jako clona s prstencovitým obvodem, a to ve směru, který je v podstatě rovnoběžný s osou bubnu, takže tlak proudícího vzduchu je tak maximální v okrajové nebo obvodové oblasti formy.

A navíc ventil ponechává středovou nebo jádrovou oblast stroje, kde je uspořádán výstup zbytkového vzduchu, prázdnou, což rovněž umožňuje, aby zde byly uspořádány přídavné pěchovací prostředky, jako jsou například hydraulická beranidla.

Stroj podle tohoto vynálezu tedy umožňuje připojení přídavných pěchovacích prostředků, sestávajících například z pěchovacích beranidel.

Za tím účelem je pak miskovité těleso, jehož vnitřní stěna slouží jako vedení pro pryžovou nebo kovovou desku, ležící na hlavách pěchovacích beranidel, připojeno ke spodní části difuzéru, takže vzduchové rázy nepůsobí přímo na pískovou hmotu, avšak působí na desku, která dále zatlačuje příslušná beranidla tak, že pěchují pískovou hmotu.

U takto navrženého ventilového systému pak vzduch, proudící obvodovým průchodem, působí převážně na vnější obrys desky a tak na hlavy beranidel, uspořádané na obvodu, takže pěchování pískuje velice efektivní a účinné jak ve středové oblasti, tak i v obvodové oblasti.

U odlišného uspořádání předmětu tohoto vynálezu jsou namísto jediného uzavíracího a otevíracího ventilu uspořádány čtyři ventily, které působí nezávisle na čtyři membránové úseky, přičemž tyto čtyři ventily takto působí souproudým způsobem za účelem dosažení absolutní synchronizace membránových úseků při jejich uzavíracím a otevíracím pohybu, čímž je dosahováno stejnoměrné distribuce stlačeného vzduchu, a v důsledku toho je rovněž dosahováno optimálního provozu předmětného stroje.

U shora uvedeného odlišného uspořádání předmětu tohoto vynálezu jsou membránové úseky provedeny tak, že leží přímo na stěnách ventilového tělesa. Tím dochází k podstatnému snížení hlučnosti, přičemž toto uspořádání má za následek rovněž mnohem větší životnost uvedených membrán, neboť tyto membrány se musejí při svém provozu pohybovat po mnohem kratší dráze.

-3 CZ 292159 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický boční rozložený pohled v řezu na stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo vháněním vzduchu, vyrobený v souladu se zdokonaleními, která jsou předmětem tohoto vynálezu, a to s příslušným formovacím boxem;

obr. 2 znázorňuje v řezu půdorysný pohled na stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo vháněním vzduchu, zobrazující, jak ventilová membrána obsahuje čtyři nezávislé úseky, přičemž zde jde o provedení, u kterého má ventilová membrána a příslušné těleso obdélníkový tvar, obr. 3 znázorňuje provozní cyklus stroje podle předcházejících obrázků, a to zejména jeho čtyři podstatné provozní etapy;

obr. 4 znázorňuje vyobrazení stroje, které je podobné, jako na obr. 1, přičemž je tento stroj opatřen stejným ventilovým systémem, kterého se předmět vynálezu zejména týká, avšak navíc je opatřen přídavným pěchovacím systémem, sestávajícím ze sady pěchovacích beranidel;

obr. 5 znázorňuje vyobrazení stroje, které je obdobné, jako na obr. 1 a na obr. 3, a to se stejným ventilovým systémem, přičemž však stroj zahrnuje přídavný pěchovací systém, sestávající z hydraulických beranidel;

obr. 6 znázorňuje vyobrazení stroje, které je obdobné, jako na obr. 1, přičemž zde však jde o provedení, u kterého je každý membránový úsek přidružen k ventilu, na tomto obrázku není zobrazen příslušný formovací box; a obr. 7 znázorňuje stejný půdorysný pohled v řezu, jako je na obr. 2, přičemž zde však jde o provedení, které je znázorněno na obr. 6.

Příklady provedení vynálezu

S odkazem na shora uvedené výkresy a zejména na obr. 1 je zde znázorněn předmětný stroj, který je zkonstruován jako jakýkoliv jiný stroj na pěchování forem tohoto typu, který je opatřen tlakovým vzduchovým bubnem 1, schopným akumulovat či uchovávat dostatečné množství stlačeného vzduchu, a to za tím účelem, že při otevření jeho ventilu je uvolňován silný proud stlačeného vzduchu, který proudí difuzérem 2 do formovacího boxu 3, nesoucího šablonu 4 a pískovou hmotu 5, přičemž tento formovací box 3 může být připojen a opět odpojen od difuzéru 2 prostřednictvím zdvihacího mechanizmu 6, který není na vyobrazení podrobněji znázorněn.

Nyní je na základě této běžné konvenční konstrukce zdokonalení podle tohoto vynálezu zaměřeno na skutečnost, že ventilové ústrojí obsahuje ventilové těleso 7, které má obecně čtvercový nebo obdélníkový obrys, který je shodný s obrysem formovacího boxu 3, a jehož spodní konec je připojen k difuzéru 2, zatímco horní konec je připevněn s pomocí nosného rámu 8 k ústí 9 tlakového vzduchového bubnu L

Difuzér 2 a nosný rám 8 je opatřen čelními křídly pro připevnění s pomocí šroubů 10 nebo jakýchkoliv jiných vhodných prostředků čtyř okrajových oblastí, představujících obvodovou ventilovou membránu 11, a to za tím účelem, aby mezi touto membránou 11 a ventilovým

-4CZ 292159 B6 tělesem 7 vznikla obklopující komora, v níž je uplatňován vhodný tlak prostřednictvím potrubního kanálu 13 za tím účelem, aby byla membrána 11 deformována proti vnitřnímu ventilovému sedlu 14. vymezenému ve vnitřním jádru 15, které z větší části uzavírá základnu tlakového vzduchového bubnu 1, a které společně s nosným rámem 8, s ventilovým tělesem 7 a se spodním difúzérem 2 vymezuje obvodový vzduchový kanál 16 pro vzduch, proudící z tlakového vzduchového bubnu 1 do formovacího boxu 3 difúzérem 2.

Na obr. 2 jsou znázorněny provozní etapy předmětného stroje počínaje od první etapy, ve které je formovací box 3 znázorněn jako oddělený od daného stroje. V souladu s druhou etapou podle obr. 3 pak zdvihací pohyb způsobí, že je formovací box 3 těsně připojen k difúzéru 2.

V tomto okamžiku tlak, panující v plášťové přetlakové komoře 12, způsobí, že se obvodová ventilová membrána 11 pohybuje směrem ven z ventilového sedla 14, čímž je způsobeno, že se ventil otevře, v důsledku čehož je okamžitě dodáván vzduch z tlakového vzduchového bubnu 1, kteiý proudí difúzérem 2 do formovacího boxu 3 a naráží na obvodové oblasti, jak je znázorněno ve třetí etapě na obr. 2.

Poté, kdy dmýchací etapa ustane, je formovací box vyjmut ze stroje, jak je znázorněno ve čtvrté a konečné etapě na obr. 2, přičemž z něj může být vyjmuta příslušná hotová písková forma.

A navíc za účelem dosažení optimálních dmýchacích podmínek, jak bylo shora popsáno, pak jelikož je vzduchový kanál 16 uspořádán tak, že směřuje k okrajové nebo obvodové oblasti formovacího boxu 3, shora popsaná konstrukce navíc opouští středovou oblast stroje v absolutně čistém stavu, takže je v této oblasti uspořádán zbytkový výstupní potrubní kanál 17, přičemž difúzér 2 může být současně zafixován pomocí miskovitého tělesa 18, umístěného mezi difúzérem 2 a formovacím boxem 3, pro skupinu nárazových beranidel 19, jaká jsou například znázorněna na obr. 3, nebo může být použito vnitřního jádra 15 jako podpěry pro větší množství přídavných hydraulických pěchovacích beranidel 20, jak je znázorněno na obr. 5.

U alternativního uspořádání předmětu tohoto vynálezu, které je znázorněno na obr. 6 a na obr. 7, je každé ventilové těleso 7 vytvořeno tak, že obsahuje ventil 21, jehož výstup 22 vede přímo do příslušné obvodové ventilové membrány 11, takže pokud ventily 21 působí současně, pak membrány 11 pracují rovněž současně, v důsledku čehož dochází k optimálnímu provozu celého stroje.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Stroj na pěchování pískových forem vzduchovými rázy nebo vháněním vzduchu, opatřený tlakovým vzduchovým bubnem (1) pro dodávání stlačeného vzduchu přes difúzér (2) na formovací box (3), v němž je umístěna pěchovaná písková hmota (5), vyznačující se tím, že před difúzérem (2) je uspořádáno vnitřní jádro (15) pro uzavření většiny plochy základny vzduchového bubnu (1) a pro volitelné uložení množiny přídavných pěchovacích beranidel (20), umístěných ve střední části vnitřního jádra (15), přičemž mezi stěnami vzduchového bubnu (1) a vnitřním jádrem (15) je vymezen obvodový vzduchový kanál (16) pro přivádění stlačeného vzduchu, v obvodovém vzduchovém kanálu (16) je uložena obvodová ventilová membrána (11), připevněná svými okrajovými oblastmi s vůlí k ventilovému tělesu (7) pro vymezení plášťové přetlakové komory (12) pro deformaci obvodové ventilové membrány (11) směrem k ventilovému sedlu (14), uspořádanému na vnější stěně vnitřního jádra (15) pro vymezení vnitřní stěny obvodového vzduchového kanálu (16) za účelem dodávání většiny vháněného vzduchu na obvod formovacího boxu (3) při poklesu tlaku v plášťové přetlakové komoře (12).

   -5 CZ 292159 B6
2. 2. Stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že obvodová ventilová membrána (11) má čtvercový nebo obdélníkový tvar, jehož rozměry jsou stejné, jako jsou rozměry pěchovaného formovacího boxu (3), a obsahuje čtyři nezávislé úseky, připevněné prostřednictvím jejich okrajových oblastí k ventilovému tělesu (7) stejnými šrouby (10), kterými je ventilové těleso (7) připevněno k hornímu nosnému rámu (8) a ke spodnímu difuzéru (2).
3. 3. Stroj podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ve vnitřním jádru (15) je ponechán prostor pro uspořádání kanálu (17) pro odvádění zbytkového vzduchu a pro připevnění pomocného mechanického pěchovacího systému, jako jsou hydraulická pěchovací beranidla (20) nebo nárazová beranidla (19).
4. 4. Stroj podle nároků 1 a3, vyznačující se tím, že při připojení pomocného mechanického pěchovacího systému, sestávajícího z nárazových beranidel (19), miskovité těleso (18), jehož vnitřní stěna slouží jako vedení pro nárazová beranidla (19) a jimi nesené desky, je připojeno ke spodní části difuzéru (2), takže vzduch, procházející obvodovým vzduchovým kanálem (16), působí především na vnější obrys desky a v důsledku toho na hlavy obvodových beranidel, která vyčnívají proti pěchované pískové hmotě (5).
5. 5. Stroj podle nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že proti každému úseku membrány (11) je ve stěně ventilového tělesa (7) uspořádán ventil (21), jehož výstup (22) vede do úseku membrány (11), na který působí, přičemž čtyři ventily (21) působí současně na čtyři úseky membrány (11), takže dochází k jejich současnému otevírání a uzavírání, a přičemž úseky membrány (11) leží v otevřené poloze přímo na stěnách ventilového tělesa (7).