ES2201575T3 - Dispositivo de carga continua de metal de maquinas fundidoras bajo presion de metales de camara fria horizontales y verticales y su procedimiento. - Google Patents

Dispositivo de carga continua de metal de maquinas fundidoras bajo presion de metales de camara fria horizontales y verticales y su procedimiento.

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ES2201575T3 ES99101026T ES99101026T ES2201575T3 ES 2201575 T3 ES2201575 T3 ES 2201575T3 ES 99101026 T ES99101026 T ES 99101026T ES 99101026 T ES99101026 T ES 99101026T ES 2201575 T3 ES2201575 T3 ES 2201575T3
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Abstract

EL EQUIPO PARA RECUBRIMIENTO METALICO DE MAQUINAS DE FUNDICION A PRESION 1, 1A,2, 2A CON CAMARA DE REFRIGERACION HORIZONTAL Y VERTICAL SE COMPONE DE UN HORNO DE FUNDICION 55 INTERCAMBIABLE, DISPUESTO POR DEBAJO O LATERALMENTE DE LA CAMARA A PRESION 8, CUYO TUBO DE SUBIDA AL HORNO 58 ESTA SUMERGIDO EN EL RECIPIENTE A PRESION 58 RELLENO CON LA COLADA 52, CON UNA CONDUCCION DE ASPIRACION O DE PRESION 16, 18 MONTADA SOBRE LA TAPA DEL HORNO 56,60, CON UNA CONDUCCION DE UNION 46 MOVIL, QUE CONFIGURA CON EL TUBO DE SUBIDA AL HORNO 59 Y LA CAMARA DE PRESION 8 UNA UNION HERMETICA, ASI COMO UN EMBOLO 11 DE DESGASIFICACION QUE SE UNE CON EL EMBOLO A PRESION 10 CON UN CASQUILLO 12 DE GUIA. EL RECUBRIMIENTO METALICO DE LA CAMARA DE PRESION 8 RESULTA POR MEDIO DE MONTAJE A PRESION DE GAS A TRAVES DE LA SUPERFICIE 61 DE LA COLADA EN EL RECIPIENTE A PRESION 58 O MEDIANTE FORMACION DE UN VACIO 7 A TRAVES DEL MOLDE 3,4 DE FUNDICION. DESPUES DEL RELLENO DE LA CAMARA A PRESION, EL EMBOLO DE PRESION 10 MOVIL PRESIONA EL METAL LIQUIDO EN EL MOLDE DE FUNDICION 3,4, CON LO CUAL CON EL CIERRE DE LA ABERTURA 8'''' DE REBOSE METALICO, -CAMARA A PRESION- SE CONSTITUYE A TRAVES DEL EMBOLO 10 A PRESION, EN EL RECUBRIMIENTO METALICO DE PRESION DE GAS, LA PRESION A TRAVES DE LA SUPERFICIE DE LA COLADA 61 EN EL RECIPIENTE A PRESION 58. LA BAJADA DE LA COLADA 62 DISPUESTA EN LA CUBIERTA 10A DE EMBOLO A PRESION SE EFECTUA MEDIANTE ASPIRACION DE GAS INERTE A TRAVES DEL EMBOLO 11 DE DESGASIFICACION, QUE SE UNE CON EL EMBOLO 10 DE PRESION. SE EXCLUYEN LAS REACCIONES QUIMICAS O LA RECEPCION DE GAS EN EL RECUBRIMIENTO METALICO DE LA CAMARA A PRESION 8, ASI COMO EN EL LLENADO DEL MOLDE DE FUNDICION.

Description

Dispositivo de carga continua de metal de máquinas fundidoras bajo presión de metales de cámara fría horizontales y verticales y su procedimiento.
La invención consiste en un dispositivo para la carga continua de metales a máquinas fundidoras de metales bajo presión de cámara fría horizontal o vertical y procedimiento del tipo requerido en el concepto general de la reivindicación 1.
Para la elaboración de piezas fundidas a presión de gran ductilidad, el generalmente conocido procedimiento de fundición bajo presión no es lo suficientemente apropiado, debido a las inclusiones de aire así como a las impurezas de la materia fundida y la absorción de gas, condicionada por la turbulenta alimentación de materia fundida en la cámara de expansión, y también porque la cámara de expansión sólo puede llenarse al 50% de su capacidad aprox. Los tratamientos térmicos o los recubrimientos con capas de más de 400° centígrados tampoco son posibles sin que se corra riesgo de formación de burbujas. Para eliminar estos inconvenientes y satisfacer la siempre creciente demanda de piezas fundidas dúctiles que puedan someterse a tratamiento térmico se aplica cada vez más el llamado "procedimiento Vacural". En él, la alimentación de la cámara de expansión se produce por un vacío creado sobre el molde de fundición, y un tubo de subida sumergido en la colada de un horno estacionario de mantenimiento de temperatura se encarga de llenar la cámara de expansión. También aquí, al descender el metal por la abertura de salida de la cámara de expansión al horno de mantenimiento de temperatura por aspiración de aire, se producen reacciones químicas, así como una absorción de la materia fundida. De este modo no puede evitarse la adhesión de óxidos en la cámara de expansión, lo cual reduce considerablemente el tiempo de parada de la cámara de expansión y el pistón de compresión. Además, las faltas de estanqueidad así originadas producen más remolinos del material fundido durante el llenado de la cámara de expansión por aspiración de aire.
Además, la preparación de material fundido mediante mantenimiento de la temperatura, al igual que la alimentación de metales líquidos de los hornos de mantenimiento de temperatura estacionarios colocados en las máquinas fundidoras a presión, supone un desaprovechamiento de energía que puede evitarse. Así por ejemplo, el DE 196 13 668 C1 es un sistema de preparación y suministro de metales en el cual el horno cumple las funciones de horno de fundición, horno de mantenimiento de temperatura y recipiente de transporte al cambiarse la tapa.
El cometido de la invención es mostrar un dispositivo y su procedimiento con el cual todo el proceso de fundición tiene lugar sin necesidad de aire. Esto se consigue de la siguiente forma:
Disposición vertical o lateral de los hornos de fundición con respecto a la cámara de expansión, con una tubería de impulsión o de aspiración fijada encima de una caja sobre la tapa del horno cuyo tubo de subida se sumerge en el recipiente a presión del horno de fundición rellenado con la materia fundida, y donde una línea de unión móvil y su dispositivo de accionamiento garantizan la unión hermética e intermitente con la cámara de expansión. Además, entre el pistón de compresión y sus varillas impulsoras se encuentra un pistón de suministro de gas, el cual forma junto con su casquillo guía un canal anular hermético de suministro de gas. La cámara de expansión se llena con la materia fundida por el aumento correspondiente de la presión del gas por encima de la superficie de la materia fundida en el recipiente a presión del horno de fundición o por la creación de un vacío sobre el molde de fundición. En el caso de la alimentación de la cámara de expansión por presión de gas, después de que el pistón de compresión que entra en la cámara de expansión para el llenado del molde de fundición cierre la abertura de paso del metal, la presión del gas se destruye por encima de la superficie de la colada en el recipiente a presión del horno de fundición, y la colada restante que queda en la superficie lateral del pistón de compresión desciende al horno de fundición por aspiración o mediante la correspondiente presión del gas al abrir el conducto anular de suministro de gas. El suministro de gas a la colada restante se produce con gas inerte. El aumento y reducción de la presión del gas, así como la compensación atmosférica de dicha presión en el rellenado en vacío de la cámara de expansión por encima de la superficie de la colada en la cámara de expansión del horno de fundición se produce por un circuito cerrado de circulación de gas inerte. Tras la extracción de las piezas fundidas, la recolocación del pistón de compresión y el cierre del molde de fundición, cuando se vuelve a llenar la cámara de expansión, el aire es suprimido por el gas inerte que se encuentra tanto en la tubería de impulsión y aspiración como en el tubo de subida.
El suministro de materia fundida, así como la devolución de los restos de colada que no han podido verterse se produce directamente desde y hacia la empresa fundidora. Cambiando la tapa del horno se produce una transformación del horno de fundición en un recipiente de transporte de metales líquidos, el cual puede utilizarse también como regulador tampón de metales líquidos si se calienta. Para minimizar el movimiento de baño de la colada durante su transporte, se sumerge una placa flotante en la superficie de la colada. Después de transformar el recipiente de transporte lleno de colada en un horno de fundición con un cambio de tapa, el aire que se encuentra tanto en la tubería de impulsión y aspiración como en la superficie de la colada en el recipiente a presión del horno de fundición se suprime suministrando gas inerte.
Esta tarea queda resuelta con un dispositivo y un procedimiento con las características de las reivindicaciones 1 y 13.
Condicionado por los cambios en la temperatura de la cámara de expansión, la cual asciende de 20°C a 200°C al comienzo del proceso de fundición y luego baja al interrumpirse o terminar dicho proceso, su duración puede ser una variable positiva o negativa. Debido a esta problemática, y según el estado actual de la técnica, los tubos de subida se componen de un tubo cuyo extremo inferior se sumerge en la colada del horno de fundición y está unido a la cámara de expansión evitando la entrada de gases. En este caso, las modificaciones en la cámara de expansión para cambiar dicha duración no presentan problema alguno abriendo el horno de fundición. El llenado de la cámara de expansión, así como el descenso de los restos de colada conlleva un movimiento continuo de baño bajo la influencia del aire, lo cual deriva en reacciones químicas y en una absorción de gases por la colada. Esto, así como el descenso de los restos de colada por aspiración de aire, tiene como consecuencia una constante obturación de los tubos de subida por la presencia de óxidos y de elementos inquemados de colada. El problema tampoco se resuelve con filtros cerámicos colocados en el tubo de subida, puesto que existen óxidos formados por el descenso de los restos de colada en el tubo de subida por encima del nivel del baño de la colada en el horno de fundición. Además, este procedimiento no evita que se produzca desgaste por abrasión - con la consiguiente formación de cavidades - ni las adhesiones de óxido, especialmente en la zona de paso de la colada de la cámara de expansión. Además, debido a las pérdidas de calor, los tubos de subida tienen que calentarse. Es posible llenar una cámara de expansión sin los inconvenientes mencionados mediante el empleo de un tubo de impulsión y aspiración a través de una caja de acero de posibilidades espaciales variables atornillado a la tapa del horno, una línea de unión móvil con superficies de separación diagonales a la brida de unión de la cámara de expansión, un descenso de los restos de colada sin aire mediante el pistón de suministro de gas inerte, la supresión del aire por el gas inerte que se encuentra en el tubo de impulsión y aspiración y en el tubo de subida de la cámara de expansión, y un molde de fundición cerrado durante el llenado de la cámara de expansión con presión del gas, así como interrumpiendo la derivación térmica directa con los materiales cerámicos o de fibra cerámica de todos los elementos conductores del calor.
Para garantizar que la unión entre la brida de la cámara de expansión y la línea de unión móvil sea hermética, su superficie de separación diagonal debe implementarse de modo que al comienzo del proceso de fundición se compense la extensión longitudinal de la cámara de expansión mediante una junta situada en la superficie de separación así como por la continua presión de apriete del dispositivo de accionamiento sobre la línea de unión. Las fuerzas contractoras de la cámara de expansión que aparecen al interrumpirse o terminar el proceso de fundición sobre la línea de unión móvil son igualadas por un impulso de retomo de tiempo programable de la máquina fundidora de metales bajo presión sobre el dispositivo de accionamiento de la línea de unión móvil. La alimentación de metal fundido de la cámara de expansión puede realizarse en este caso mediante la formación de la presión del gas inerte por encima de la superficie de la colada en el recipiente a presión o por la creación de un vacío sobre el molde de fundición. Una vez la cámara de expansión está llena, el pistón de compresión prensa el metal líquido en el molde de fundición. En el caso de carga continua con presión de gas, tras el cierre de la abertura de paso del metal de la cámara de expansión por el pistón de compresión que penetra en ella, se destruye la presión sobre la superficie de la colada en el recipiente a presión y se baja la columna de metal líquido existente alrededor del pistón de compresión mediante aspiración de gas inerte o mediante la correspondiente presión de gas procedente del conducto de suministro de gas en fase de apertura del pistón de suministro de gas en el recipiente a presión. La preparación del metal se produce a través de recipientes de transporte suministrados directamente por la empresa fundidora, en los que el metal líquido es regulado con tampón por calentamiento o bien puede fundirse inmediatamente cambiando la tapa del horno. Para reducir al mínimo el movimiento del metal se proporciona una placa flotante sumergida en la superficie de la colada tanto en el suministro como en la devolución de las cantidades restantes a la empresa fundidora.
Las reivindicaciones secundarias describen las configuraciones y evoluciones ventajosas del invento, al igual que su procedimiento.
El dispositivo inventado de alimentación de metal de máquinas fundidoras de metales bajo presión horizontales y verticales y su procedimiento hacen posible producir materia fundida sin reacciones químicas ni absorción de gases por la colada que pretende verterse. En él, la ductilidad de las piezas fundidas es esencialmente mayor, se evitan los óxidos y consiguientemente también el fuerte desgaste por abrasión que éstos ocasionan, aumentan los tiempos de parada de la cámara de expansión, el pistón de compresión y el molde de fundición, los excedentes de piezas fundidas se reducen y se minimizan las interrupciones en la producción, así como los gastos de reparación. Además, el rápido intercambio de los hornos de fundición en las máquinas fundidoras de metal bajo presión, la adición de un regulador tampón del metal líquido en los recipientes de transporte, el suministro de metal líquido y la devolución del metal no utilizable a la empresa fundidora hacen innecesario el mantenimiento de la temperatura y el suministro de metal de los hornos de fundición en las máquinas fundidoras de metal bajo presión. La consecuencia es un gran ahorro en gastos de inversión, de personal y de reparaciones.
Las reivindicaciones 2 a 7 así como 9 y 10 describen la configuración y función ventajosas de la tubería de impulsión y aspiración, su colocación sobre una carcasa de acero y la conexión hermética e intermitente con la cámara de expansión. Las reivindicaciones 8 y de 11 a 12 fundamentan los requerimientos según la técnica de fundición. El procedimiento para la alimentación de metal de la cámara de expansión y sus condiciones se describen en la reivindicación 13. Tanto éstas como otras ventajas también se desprenden de la siguiente descripción de los ejemplos de aplicación escogidos:
Fig. 1 corte vertical del dispositivo inventado de alimentación de metal de una máquina fundidora de metales bajo presión de cámara fría horizontal
Fig. 2 corte vertical del dispositivo inventado de alimentación de metal de una máquina fundidora de metales bajo presión de cámara fría vertical
Fig. 3 primer ejemplo de aplicación de alimentación de metal de una cámara de expansión horizontal en detalle
Fig. 4 otro ejemplo de aplicación de alimentación de metal de una cámara de expansión vertical en detalle, y
Fig. 5 un ejemplo de aplicación de la placa sumergida en la superficie de la colada del recipiente de transporte del metal líquido.
La máquina fundidora de metales bajo presión (1), (1a) y (2), (2a) de cámara fría horizontal y vertical representada esquemáticamente en la fig. 1 y fig. 2 muestra un molde de fundición (3), (4), una pieza fundida sin terminar (5), (6), la cámara fría (8), la brida de la cámara fría (9), el pistón de compresión (10), el pistón de suministro de gas (11) con el casquillo guía (12), la tubería de impulsión y aspiración (16), (28) con la línea de unión móvil (46), el dispositivo de accionamiento (45), el homo de fundición (55), y el tubo de subida del horno (59) que se sumerge en la colada (62) del recipiente a presión (58). En la máquina fundidora de metales bajo presión de cámara fría horizontal (1), (1a), la tubería de impulsión y aspiración (16), así como el homo de fundición (55) están colocados verticalmente bajo la cámara de expansión (8) y la máquina fundidora de metales bajo presión (1), (1a). En el caso de la máquina fundidora de metales bajo presión de cámara fría vertical (2), (2a), la tubería de impulsión y aspiración (28) está colocada diagonalmente a la cámara de expansión (8) e instalada con el horno de fundición (55) lateralmente a la cámara de expansión (8) bajo la máquina fundidora de metales bajo presión (2), (2a). El empleo de las dimensiones de la cámara de expansión aplicables actuales está garantizado gracias a los ahuecamientos de las placas fijas de la máquina (1),(2) en la máquina fundidora de metales bajo presión horizontal y vertical (1), (1a), (2), (2a). La carcasa de acero utilizable en diferentes dimensiones espaciales (18), (36) de la tubería de impulsión y aspiración (16), (28) se ajusta a todas las medidas precalculadas de los tamaños de las máquinas fundidoras bajo presión de metales así como a las diferentes posiciones de sus cámaras de expansión. Además, puede utilizarse cambiando la tapa del horno con la correspondiente tubería de impulsión y aspiración del horno de fundición (55) en cualquier máquina fundidora de metales bajo presión de cámara fría.
De forma detallada, en el ejemplo representado en la fig. (3) la tubería de impulsión y aspiración (16), la carcasa de acero (17), el dispositivo de accionamiento (45), (1a) brida de la cámara de expansión (9), el pistón de suministro de gas (11) y el casquillo guía (12) se ven las características de una máquina fundidora de metales bajo presión (1), (1a) de cámara fría horizontal. En él, la tubería de impulsión y aspiración (16) se configura sobre un tubo de subida del horno (59) y una línea de unión móvil (46). El centrado y la guía de la línea de unión móvil (46) se realiza a través de la pared interior del tubo de subida del horno (59'). La tubería de impulsión y aspiración (16) se bloquea y se posiciona sabre la carcasa de acero (17) y el dispositivo de accionamiento (45). La carcasa de acero (17) fijada verticalmente a la tapa del horno (56) está compuesta por una carcasa espaciadora (18), un acoplamiento (19), un cartucho (22), un anillo de cojinete (23) y un medio cojinete (24). Mediante un cuello céntrico (18a) en la superficie del fondo de la caja espaciadora (18) y una escotadura (56a) en la tapa del horno (56), la carcasa de acero (17) se mantiene fija en su posición. El cartucho empleado (22) en la cavidad (18') de la carcasa espaciadora (18) se posiciona con un desnivel (22a) con respecto a la abertura de la tapa del horno (56'). Con una elevación (20b) en la superficie del fondo de la caja de acoplamiento (20) así como en el desnivel de la placa cubierta (21a), el acoplamiento (19) a la carcasa espaciadora (18) está centrado y atornillado. Un cuello (20a) que sobresale en la cavidad (20') de la caja de acoplamiento (20) posiciona el anillo de cojinete (23) empleado en la cavidad del acoplamiento (20') mediante un desnivel (23a). El tubo de subida del horno (59) se fija en este caso sobre las aberturas del revestimiento de la tapa del horno (57'), del cartucho (22') y del anillo de cojinete (23'). El desnivel (23b( de la superficie de la tapa superior del anillo de cojinete (23( levanta el cuello del tubo de subida del horno (59a(. El tubo de subida del horno (59(, el medio cojinete (24( y el anillo de cojinete (23( se retienen sobre la superficie de la tapa del fondo del medio cojinete (24( por la presión que actúa sobre la pestaña (24a( del medio cojinete (24( a través de la placa cubierta de acoplamiento (21(. Desde su cara frontal, el medio cojinete (24( presenta una abertura a través (24'( que desde el cuello (24a( se convierte progresivamente en una abertura menor (24''). La gran abertura del medio cojinete (24') eleva la pared de aislamiento (47) de la línea de unión (46), y el espacio libre que resulta permite el movimiento de la línea de unión (46) sin interrumpir su aislamiento térmico. El dispositivo de accionamiento (45) de tiempo programable de la línea de unión (46) está unido a la superficie de la placa cubierta (21b) del acoplamiento (19) y centrado en ella. Por medio de una garra (49), la línea de unión (46) está unida al dispositivo de accionamiento (45). El cartucho (22), el anillo de cojinete (23), el medio cojinete (24) y el revestimiento (47) de la línea de unión (46) están compuestos por materiales cerámicos o de fibra cerámica. De este modo los elementos conductores de calor están perfectamente protegidos de las pérdidas de calor. La brida de la cámara de expansión (9) colocada por encima de la cámara de expansión (8) gracias a un desnivel (8a), forma con la superficie de la boca 46a de la línea de unión (46) una unión oblicua, hermética e intermitente mediante la colocación temporal de una junta (48). Para evitar reacciones químicas y la absorción de gas en el descenso de la colada situada en la cámara de expansión (8'), la brida de la cámara de expansión (9'), la junta (48'), la línea de unión (46'), el tubo espaciador (37'), el cojinete de contacto (29') según fig. (4) y el tubo de subida del horno (59'), se ha colocado un pistón de suministro de gas (11) con un casquillo guía (12) entre el pistón de compresión (10) y sus varillas impulsoras (13). El pistón de suministro de gas (11) unido al pistón de compresión (10) forma con el casquillo guía (12) gracias a un desnivel (11a) en el pistón de suministro de gas (11) un conducto anular de suministro de gas (11'). Al mismo tiempo, el casquillo guía (12) está unido centralmente a la cámara de expansión (8) en la cara frontal (8b). Por encima de los canales (11'') y (13'), el conducto anular de suministro de gas (11') está unido a un manantial de gas inerte mediante la varilla impulsora (13).
La figura 4 muestra otro ejemplo de aplicación en detalle. En este caso, la tubería de impulsión y aspiración (28), condicionada por la cámara de expansión vertical (8) y el necesario descenso del metal, está dispuesta diagonalmente con respecto a la cámara de expansión (8). La tubería de impulsión y aspiración (28) está configurada por un tubo de subida del horno (59), un cojinete de contacto (29), un tubo espaciador (37) y una línea de unión móvil (46). La tubería de impulsión y aspiración (28) es retenida y fijada a su sitio mediante un acoplamiento (30) fijado y centrado en la tapa del horno (60), un acoplamiento (39) posicionado en la carcasa de acero (36), el dispositivo de accionamiento (45) fijado a la placa cubierta (41) y la carcasa de acero (36) atornillada a la tapa del horno (60). El acoplamiento (30) está compuesto por una carcasa (31), una placa cubierta (32), un disco (33), un anillo de cojinete (34) y un casquillo de carga (35). Por encima de un desnivel (60a) y el cuello (31a), la carcasa de acoplamiento (31) se encuentra centrada y atornillada a la tapa del horno (60). La abertura de la tapa del horno (60'), así como la de la carcasa (31'), elevan el disco (33). La cavidad de la caja de acoplamiento (31) está formada por el anillo de cojinete (34) y el casquillo de carga (35). El anillo de cojinete (34( levanta el cuello del tubo de subida del horno (59a) y el casquillo de carga (35) eleva el cuello del cojinete de contacto (29a). La placa cubierta (32), centrada y unida a la caja de acoplamiento (31) gracias a un desnivel (32a(, bloquea mediante un desnivel (35a( el casquillo de carga (35), el anillo de cojinete (34), el cojinete de contacto (29) y el tubo de subida del horno (59). A través de las aberturas (57'), (33'), (34') y (35'), las aberturas (59') y (29') están centradas la una con la otra. El disco (33), el anillo de cojinete (34) y el casquillo de carga (35) están compuestos por materiales cerámicos o de fibra cerámica. La abertura escalonada (29') practicada en la posición oblicua del tubo espaciador (37) en el cojinete de contacto (29) eleva el correspondiente tubo espaciador escalonado (37). Mediante la junta flexible (38) colocada temporalmente en el desnivel del cojinete de contacto y del tubo espaciador se compensan las variaciones térmicas de la longitud del tubo espaciador (37). El acoplamiento (39) fijado frontalmente en la posición oblicua del tubo espaciador (37) en la carcasa de acero (36) está configurado por una carcasa (40), una placa cubierta (41), un anillo de cojinete (23) y un medio cojinete (24). La carcasa (40) forma a su vez un cuello (40a) entrante en la carcasa de acero (36( así como otro cuello (40b( saliente en la cara frontal de la carcasa de acero (36). Sobre un desnivel (41a), la placa cubierta (41) y la carcasa (40) está atornillada y centrada sobre la abertura (36a) con la carcasa de acero (36). La carcasa de acero (36) fijada a la tapa del horno (60) protege y aísla el cojinete de contacto (29) y el tubo espaciador (37( de posibles daños y de mayores pérdidas de calor. El hueco de la carcasa de acero (36) está configurado por el acoplamiento (30(, el cojinete de contacto (29), el tubo espaciador (37) y el acoplamiento (39) que sobresale hacia adentro del hueco de la carcasa (30). La cavidad resultante de la carcasa de acero (36) está revestida o rellenada por materiales cerámicos o de fibra cerámica (42). Exceptuando la guía y el centrado de la línea de unión móvil 46 sobre el nivel de la abertura del tubo espaciador (37'), la aplicación de la tubería de impulsión y aspiración (28) así como el pistón de suministro de gas (11) y el casquillo guía (12) es idéntica al primer ejemplo de aplicación según la fig. 3.
El recipiente de transporte (65) mostrado en la fig. 5 presenta una placa flotante (66) sumergida en la superficie de la colada, cuya profundidad de inmersión en la colada (62) es representativa del empuje de ésta y del peso de la placa. La placa (66) compuesta por materiales metálicos se utiliza con un revestimiento (66a) cerámico o de fibra cerámica. La representación en líneas de trazos y puntos muestra los restos de colada no utilizable (62a) con la placa 66 sumergida en la colada. Además, debe hacerse constars que los detalles constructivos pueden desviarse notablemente en su configuración del ejemplo de aplicación mostrado, sin por ello apartarse del contenido de las reivindicaciones de la patente.
El dispositivo de alimentación de metal de máquinas fundidoras bajo presión de metales de cámara fría horizontal y vertical trabaja de la siguiente manera:
Antes de la terminación de las piezas fundidas (5), (6) por una máquina fundidora de metales bajo presión de cámara fría horizontal o vertical (1), (1a), (2), (2a), la línea de unión (46) es apretada herméticamente contra la superficie de paso del metal de la brida de la cámara de expansión (9) con ayuda de un dispositivo de accionamiento (45) bajo una presión continua con la superficie de la boca (46a). Por manipulación de la máquina fundidora de metales bajo presión se produce la alimentación de metal de la cámara de expansión (8') creando presión de gas inerte sobre la superficie de la colada (61) en el recipiente a presión (58) o creando un vacío (7) sobre el molde de fundición (3), (4). En el caso de la máquina fundidora de metales bajo presión horizontal (1), (1a), el metal líquido (62) es conducido a través de las aberturas (59'), (46'), (48'), (9'), (8'') a la cámara de presión (8') de la cámara de expansión (8). En el caso de la máquina fundidora de metales bajo presión vertical (2), (2a), el transporte de la materia fundida se realiza a través de las aberturas (59'), (29'), (37'), (46'), (48'), (9'), (8'') a la cámara de presión 8' de la cámara de expansión (8). Tras llenarse la cámara de expansión, el pistón de compresión 10 prensa el metal líquido en el molde de fundición (3), (4) al entrar en la cámara de expansión (8'). Cuando el transporte del metal fundido se hace por presión de gas, éste se destruye por encima de la superficie de la colada (61) en el recipiente a presión (58), al cerrarse la abertura de paso del metal (8'') de la cámara de expansión por el pistón de compresión (10). Sobre el pistón de suministro de gas (11) unido al pistón de compresión (10) entrante se abre el conducto anular de suministro de gas (11') hacia la abertura de paso del metal (8'') de la cámara de expansión (8) y la colada (62) existente en la superficie de las paredes del pistón de compresión (10a) desciende al recipiente a presión (58) por aspiración de gas inerte. La alimentación de gas se produce a través de los canales de suministro de gas (11'), (11''), (13') y procedente de un manantial de gas unido a la varilla impulsora (13(, donde el conducto anular de suministro de gas (11') queda abierto hacia la abertura de paso del metal (8'') hasta la posición final de prensado del pistón de compresión. De este modo se garantiza el cierre hermético del pistón de suministro de gas (11) hacia la abertura de paso del metal (8'') de la cámara de expansión (8). Una vez se abre el molde de fundición y se retiran las piezas fundidas, el pistón de compresión (10) vuelve a la posición de carga de la cámara de expansión desde la posición final de prensado del metal. En el caso de alimentación de metal de la cámara de expansión (8') mediante presión de gas, el aire así aspirado hacia la cámara de expansión (8') es suprimido por el gas contenido en los huecos de alimentación de metal (59'), (46') ó (59'), (29'), (37'), (46') de la cámara de expansión y del molde de fundición (3),(4). Después de la transformación del recipiente de transporte (65) en un horno de fundición (55) se produce el suministro de gas inerte a las aberturas de alimentación de metal (59'), (46') ó (59'), (29'), (37') y (46'). De este modo es posible que todo el proceso de fundición tenga lugar sin aire.
La variación térmica de la longitud de la cámara de expansión (8) al comienzo del proceso de fundición se compensa herméticamente por la superficie de separación oblicua de la línea de unión (46) y la brida de la cámara de expansión (9) colocando provisionalmente una junta (48) y por la presión continua ejercida a través del dispositivo de accionamiento (45) sobre la línea de unión (46). En caso de interrupción o finalización del proceso de fundido, para evitar las fuerzas contractoras térmicas de la cámara de expansión 8 sobre la línea de unión (46), se produce la recolocación de la línea de unión (46) de la superficie de paso de la brida de la cámara de expansión mediante un impulso graduable y de tiempo programable de la máquina fundidora de metales bajo presión (1), la, (2), (2a) sobre el dispositivo de accionamiento (45).
La preparación de metal fundido y su regulación con tampón se produce a través de recipientes de transporte (65) susceptibles de ser calentados y suministrados por la fundición, los cuales pueden emplearse directamente en la posición de alimentación de metal de máquinas fundidoras bajo presión de metales de cámara fría horizontal y vertical (1), (1a), (2), (2a) cambiando la tapa del horno. Los restos de colada que no pueden utilizarse (62a) en el horno de fundición 55 se devuelven a la empresa fundidora en recipientes de transporte (65) obtenidos por el cambio de la tapa del horno. En el suministro del metal líquido y en la devolución de los restos de colada a la empresa fundidora se emplea una placa (66) flotante sumergida en la superficie de la colada para minimizar el movimiento de baño de la colada en el transporte.

Claims (13)

1. Dispositivo para la alimentación de metal de máquinas fundidoras bajo presión de metales de cámara fría horizontal y vertical (1), (1a), (2), (2a) compuesto por:
a)
una cámara de expansión (8) con un pistón de compresión (10) y una abertura de paso de metales (8''), un horno de fundición (55) intercambiable dispuesto lateralmente o bajo la cámara de expansión (8) con un recipiente a presión (58),
b)
una tapa de horno (56), (60) con una tubería de impulsión y aspiración (16), (28) fijada a ella, la cual forma un enlace con el tubo de subida del horno (59) sumergido en la colada (62) del horno de fundición (55) y con la brida de la cámara de expansión (9),
c)
la tubería de impulsión y aspiración (16),(28) dentro de una carcasa de acero (17), (36) transcurre vertical o diagonalmente a la brida de la cámara de expansión (9) formando con ésta una unión estanca, hermética y móvil,
con la característica
d)
de que la abertura de paso del metal (8'') se cierra con el pistón de compresión (10) entrante,
e)
de que entre el pistón de compresión (10) y su varilla impulsora (13) se encuentra colocado un pistón de suministro de gas (11) provisto de gas inerte dentro del casquillo guía (12) del pistón de compresión (10) de tal modo
que en la alimentación de metal bajo presión de gas dicha presión se destruye por encima del nivel de la colada (61) cerrando la abertura de paso del metal (8'').
2. Dispositivo según reivindicación 1, caracterizado por que la tubería vertical de impulsión y aspiración (16) sobre una carcasa de acero (17) está configurada por un tubo de subida del horno (59) y una línea de unión móvil (46).
3. Dispositivo según reivindicación 2, caracterizado por que la tubería vertical de impulsión y aspiración (16) está retenida y posicionada sobre una caja espaciadora (18), un acoplamiento (19), un cartucho (22), un anillo de cojinete (23), un medio cojinete (24) y un dispositivo de accionamiento (45).
4. Dispositivo según reivindicación 1, caracterizado por que la tubería diagonal de impulsión y aspiración (28) sobre una carcasa de acero (36) está formada por un tubo de subida del horno (59), un cojinete de contacto (29), una junta (38), un tubo espaciador (37) y una línea de unión móvil (46).
5. Dispositivo según reivindicación 4, caracterizado por que la tubería diagonal de impulsión y aspiración (28) está retenida y posicionada sobre una carcasa de acero (36), un acoplamiento (30, 39), un disco (33), un anillo de cojinete (34, 23), un casquillo de carga (35), un medio cojinete (24) y un dispositivo de accionamiento (45).
6. Dispositivo según reivindicación 4, caracterizado por que las variaciones térmicas de la longitud del tubo espaciador (37) son compensadas por una junta flexible (38) en el cojinete de contacto (29'').
7. Dispositivo según reivindicación 1, caracterizado por que la brida de la cámara de expansión (9) forma un bisel con la superficie de la boca (46a) de la línea de unión móvil (46).
8. Dispositivo según reivindicación 7, caracterizado por que la brida de la cámara de expansión (9) está compuesta por materiales cerámicos.
9. Dispositivo según reivindicación 3, caracterizado por que en caso de expansión longitudinal de la cámara de expansión (8), el cierre hermético de la línea de unión (46) a la brida de la cámara de expansión (9) está garantizado por una junta flexible (48) y por una presión de apriete constante sobre la línea de unión (46) gracias al dispositivo de accionamiento (45).
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que en caso de que se produzcan fuerzas contractoras longitudinales en la cámara de expansión (8) - al finalizar o interrumpirse el proceso de fundido -, a la brida de la cámara de expansión (9) se le aplica un impulso de retomo regulable y de tiempo programable de la máquina fundidora de metales bajo presión (1, la, 2, 2a) al dispositivo de accionamiento (45) de la línea de unión móvil (46).
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por que el revestimiento de la carcasa de acero (42), el cartucho (22), el anillo de cojinete (23, 34), el medio cojinete (24), el disco (33), el casquillo de carga (35) y la carena (47) de la línea de unión móvil (46) están compuestos por materiales cerámicos o cerámicos fibrosos.
12. Dispositivo según reivindicación 1, caracterizado por que el pistón de suministro de gas (11), conjuntamente con el pistón de compresión (10) y un casquillo guía (12) unido a la cámara de expansión (8) forma un conducto anular de suministro de gas (11') hermético.
13. Procedimiento del funcionamiento de un dispositivo según una o más reivindicaciones de la 1 a la 12, en el cual
tras presionar la superficie de la boca (46a) de la línea de unión móvil (46) contra la superficie de paso de la brida de la cámara de expansión (48'), la elevación de la materia fundida (62) a la cámara de expansión (8') se produce por la creación de una presión de gas por encima del nivel de la colada (61) en el horno de fundición (55) o por la creación de un vacío (7) por encima del molde de fundición (5),(6),
el llenado del molde de fundición mediante el pistón de compresión (10) entrante en la cámara de expansión (8') se produce destruyendo la presión de gas sobre el nivel de la colada (61) con el cierre de la abertura de paso del metal (8'') - en el caso de la alimentación de metal bajo presión de gas -, y el descenso de los restos de colada al horno de fundición (55) se realiza
haciendo descender la materia fundida adherida a la superficie periférica del pistón de compresión (10a) al horno de fundición (55) suministrando un gas inerte que se encuentra a la presión atmosférica o a una presión elevada,
y donde el aire que se encuentra en la cámara de expansión (8') y el molde de fundición (5), (6) es suprimido tras un nuevo llenado de la cámara de expansión (8') con presión de gas gracias al gas inerte que se encuentra en la tubería de impulsión y aspiración (16), (28) y en el tubo de subida (59).
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