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.Info
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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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