ES2216847T3

ES2216847T3 - SUCTION VALVE TO UNLOAD AIR AND GAS OF MOLDS IN PRESSURE MOLDING.

Info

Publication number: ES2216847T3
Application number: ES00830461T
Authority: ES
Inventors: Edoardo Bresciani
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2004-11-01
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: IT1309221B1; EP1065019B1; ITBS990064A0; ITBS990064A1; ATE260725T1; DE60008637T2; DE60030788D1; ES2273149T3; EP1065019A1; EP1430974B1; ATE339265T1; EP1430974A1; DE60008637D1

Abstract

Válvula de succión para descargar gas y aire de moldes para el moldeo por presión de aleaciones de cobre, de aluminio y de aleaciones de aluminio, que consiste en un cuerpo (11) de válvula y una correspondiente tapa (12), donde el cuerpo de válvula tiene un paso (21) de entrada para el flujo de metal fundido, aire y gas proveniente del molde, y un agujero (22) de salida para el aire y gas que está conectado a una válvula de succión a través de un filtro, y donde el agujero (22) de salida está coordinado con un obturador (13), normalmente abierto, controlado para su cierre por un pistón o actuador (15) cuando es alcanzado por el flujo de metal proveniente del molde, estando conectado dicho pistón (14) de control a dicho obturador por medio de una palanca (15) de vacío, caracterizada por el hecho de que en el plano entre el cuerpo (11) de válvula y la tapa (12) existen dos canales internos (25) que se dividen desde el paso (21) de entrada y rodean el área del pistón o actuador (14), sin unirse por sus extremidades más alejadas, dos canales externos (26) que se ramifican en direcciones opuestas desde dicho paso (21) de entrada o desde dichos canales internos (25) y que alcanzan el área del obturador (13) desde lados opuestos, al menos un primer canal laminar (28) flexionado hacia atrás y opcionalmente al menos un segundo canal laminar (29) flexionado hacia atrás desde un canal interno (25) hacia un canal colateral externo (26) y que fluye hacia este canal externo en un ángulo contrario al flujo de fluido en el mismo canal externo, y una rama interna (27) desde cada canal interno (25) hacia el área del pistón o actuador (14), estando dicha rama interna aguas arriba del primer canal laminar (27) flexionado hacia atrás, considerando la dirección de flujo en este canal.Suction valve for discharging gas and air from molds for pressure molding of copper, aluminum and aluminum alloys, consisting of a valve body (11) and a corresponding cover (12), where the body of The valve has an inlet passage (21) for the flow of molten metal, air and gas from the mold, and an outlet (22) for the air and gas that is connected to a suction valve through a filter, and where the outlet hole (22) is coordinated with a shutter (13), normally open, controlled for closing by a piston or actuator (15) when it is reached by the flow of metal from the mold, said piston being connected ( 14) controlling said shutter by means of a vacuum lever (15), characterized by the fact that in the plane between the valve body (11) and the cover (12) there are two internal channels (25) that are divide from the inlet passage (21) and surround the piston area or act uador (14), without joining by its farthest extremities, two external channels (26) that branch in opposite directions from said inlet passage (21) or from said internal channels (25) and that reach the shutter area (13 ) from opposite sides, at least a first laminar channel (28) bent backwards and optionally at least a second laminar channel (29) bent backwards from an internal channel (25) to an external collateral channel (26) and flowing towards this external channel at an angle opposite to the flow of fluid in the same external channel, and an internal branch (27) from each internal channel (25) towards the area of the piston or actuator (14), said internal branch being upstream of the first laminar channel (27) bent backwards, considering the flow direction in this channel.

Description

Válvula de succión para descargar aire y gas de moldes en moldeo por presión.Suction valve to discharge air and gas from molds in pressure molding.

Esta invención se refiere a una válvula de succión para descargar aire y gas de los moldes en el moldeo por presión de piezas de aleaciones de cobre, tal como latón, así como aluminio y sus aleaciones.This invention relates to a valve suction to discharge air and gas from the molds in the molding by pressure of copper alloy parts, such as brass, as well as Aluminum and its alloys.

Actualmente, los moldes empleados en moldeo por presión utilizan generalmente una válvula de succión para permitir la descarga de aire y gas del molde y para evitar su inclusión en la pieza que se está moldeando. La válvula está conectada a una bomba de succión tanto a la entrada como a la salida del molde.Currently, the molds used in molding by pressure generally use a suction valve to allow the discharge of air and gas from the mold and to avoid its inclusion in the piece that is being molded. The valve is connected to a pump of suction both at the entrance and at the exit of the mold.

El aire y gas, eliminados por la bomba, entran a la válvula junto con un flujo de metal. Entonces, mientras el metal se enfría en el cuerpo de válvula, el aire y el gas se descargan al exterior, hasta que un actuador en la propia válvula cierra un obturador, accionado por el propio fluido.The air and gas, eliminated by the pump, enter the valve along with a flow of metal. So while the metal cools in the valve body, air and gas are discharged to the outside, until an actuator in the valve itself closes a shutter, operated by the fluid itself.

Las válvulas que se han utilizado hasta ahora han mostrado, no obstante, problemas de fiabilidad, particularmente con respecto al moldeo por presión de metales con alta conductividad térmica, porque los pasos hechos en la válvula no son siempre adecuados para una reducción del tránsito y enfriamiento adecuados del metal fundido, o para evitar que este metal invada el alojamiento del obturador, y con ello, reduzca rápidamente la eficacia de la válvula.The valves that have been used so far have showed, however, reliability issues, particularly with with respect to pressure molding of metals with high conductivity thermal, because the steps made in the valve are not always suitable for adequate traffic reduction and cooling of molten metal, or to prevent this metal from invading the shutter housing, and thereby quickly reduce the valve efficiency.

Esto representa un serio inconveniente que es bien conocido para los operarios del sector, donde la válvula debe de ser sustituida frecuentemente para su reparación, y el cual la presente invención pretende hacer innecesario.This represents a serious inconvenience that is well known to operators in the sector, where the valve must of being replaced frequently for repair, and which the The present invention is intended to make unnecessary.

De hecho, el propósito de la invención es producir una válvula de succión para moldes, que es perfectamente eficaz para el moldeo por presión de aleaciones de cobre así como de aluminio, gracias al hecho de que los pasos para el flujo del metal están estructurados de una forma tal que reducen la velocidad del metal, incrementan la superficie de intercambio de calor con el cuerpo de la válvula y reducen la temperatura del metal, obteniendo de este modo, una descarga efectiva de aire y gas y asegurando que el obturador no llega a verse restringido u obstaculizado en su funcionamiento por el metal fundido.In fact, the purpose of the invention is produce a suction valve for molds, which is perfectly effective for pressure molding of copper alloys as well as aluminum, thanks to the fact that the steps for the flow of metal they are structured in a way that reduces the speed of metal, increase the heat exchange surface with the valve body and reduce the temperature of the metal, obtaining in this way, an effective discharge of air and gas and ensuring that the shutter is not restricted or obstructed in its operation by molten metal.

En la válvula de acuerdo con la invención puede ser, por ello, utilizada continua y efectivamente, sin necesidad de mantenimiento, durante un número de ciclos significativamente mayor que las válvulas existentes, en beneficio de la productividad y economía de una máquina de moldeo-molde de presión.In the valve according to the invention you can be, therefore, used continuously and effectively, without the need for maintenance, for a significantly higher number of cycles that existing valves, for the benefit of productivity and Economy of a mold-molding machine Pressure.

Los objetos y ventajas mencionadas anteriormente se obtienen mediante una válvula de succión para moldes en moldeo por presión de acuerdo con la reivindicación 1.The objects and advantages mentioned above are obtained by a suction valve for molds in molding by pressure according to claim 1.

Por esta razón, el metal fundido que entra en la válvula no va directamente al pistón o actuador que controla el obturador, de tal manera que el fluido puede enfriarse, reducir la velocidad e incrementar la presión en dicho pistón en el momento de cierre del obturador. Antes de alcanzar el obturador, el fluido sigue unos canales especiales, que reducen el flujo y contribuyen a reducir adicionalmente la temperatura. Así, cuando el metal alcanza el obturador, éste tiene una menor temperatura y velocidad, al menos suficiente para minimizar la pérdida térmica, arrastre, etc. a nivel del obturador.For this reason, the molten metal that enters the valve does not go directly to the piston or actuator that controls the shutter, so that the fluid can cool, reduce the speed and increase the pressure in said piston at the time of shutter closure. Before reaching the shutter, the fluid follow some special channels, which reduce the flow and contribute to further reduce the temperature. Thus, when the metal reaches the shutter, this one has a lower temperature and speed, at least enough to minimize thermal loss, drag, etc. to level Shutter

Detalles adicionales de la invención quedarán claros a partir de la siguiente descripción, dada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:Additional details of the invention will remain clear from the following description, given with reference to the attached drawings, in which:

La figura 1 muestra una vista de la válvula cuando está abierta para mostrar los canales internos;Figure 1 shows a view of the valve when open to show internal channels;

La figura 2 muestra un corte en sección de la válvula, para exponer el actuador y el obturador, de acuerdo con una posible versión.Figure 2 shows a sectional section of the valve, to expose the actuator and the shutter, according to a possible version.

La figura 3 muestra un dibujo de la válvula aplicada a un molde; yFigure 3 shows a drawing of the valve applied to a mold; Y

Las figuras 4, 5 y 6 muestran variaciones en la forma y disposición de los canales.Figures 4, 5 and 6 show variations in the shape and arrangement of the channels.

La válvula de succión que aquí se propone, consiste en un cuerpo 11 de válvula, con su tapa relativa 12 y la cual puede estar equipada con un sistema de refrigeración por líquido circulante. Entre el cuerpo y la tapa, en uno o en otro, existen canales para el metal fundido y, perpendicular al plano de dichos canales, existe un obturador 13, normalmente abierto, y un pistón o actuador 14 de control para el obturador, para obturar este último por medio de una palanca 15 de vacío. Sin embargo, este sistema de obturador
- actuador - palanca de vacío es ya bien conocido y está en uso en válvulas ya existentes.The suction valve proposed here consists of a valve body 11, with its relative cover 12 and which can be equipped with a circulating liquid cooling system. Between the body and the cover, in one or the other, there are channels for the molten metal and, perpendicular to the plane of said channels, there is a shutter 13, normally open, and a control piston or actuator 14 for the shutter, to seal the latter by means of a vacuum lever 15. However, this shutter system
- actuator - vacuum lever is already well known and is in use in existing valves.

La válvula de succión se aplica a un molde para moldeo por presión - figura 3 - que tiene al menos una impresión 18 de la pieza que se va a moldear. El cuerpo 11 de válvula está fijo a la parte móvil 19 del molde, mientras que la tapa está sujeta a la parte estacionaria 20 del molde, o viceversa, de manera que cuando se obtura el molde 19, 20, existe un correspondiente cierre de la válvula provocado porque se juntan el cuerpo y la válvula.The suction valve is applied to a mold to pressure molding - figure 3 - which has at least one impression 18 of the piece to be molded. The valve body 11 is fixed to the movable part 19 of the mold, while the lid is attached to the stationary part 20 of the mold, or vice versa, so that when the mold 19, 20 is sealed, there is a corresponding closure of the valve caused because the body and the valve meet.

El cuerpo 11 de válvula tiene, en lados opuestos, un paso 21 de entrada - figura 1 - que conecta la impresión 18 en el molde 19, 20 a través de un conducto 20', y un agujero de salida que se conecta a una bomba 23 de succión, a través de un filtro 24. El obturador 13 se coloca próximo al agujero 22 de salida - figura 2 - en un alojamiento adecuado 13'; el pistón o actuador 14 está situado a una distancia del obturador 13 en su propio alojamiento 14'; que está asentado en la parte a mitad de camino entre la entrada 21 y la salida 22.The valve body 11 has, on opposite sides, an entry step 21 - figure 1 - which connects the print 18 in the mold 19, 20 through a conduit 20 ', and an exit hole that it is connected to a suction pump 23, through a filter 24. The shutter 13 is placed next to the exit hole 22 - figure 2 - in a suitable housing 13 '; the piston or actuator 14 is located at a distance from the shutter 13 in its own housing 14 '; what it is seated in the part halfway between entrance 21 and the exit 22.

El paso 21 de entrada se divide en dos canales internos 25 que rodean al alojamiento 14' del pistón o actuador 14 sin unirse con sus otras extremidades 25'. Desde el mismo paso 21 de entrada o, alternativamente, desde los canales internos 25, se ramifican, en direcciones opuestas, dos canales externos 26 que alcanzan el alojamiento 13' del obturador 13 desde lados opuestos. Cada canal externo 26 tiene estrechada la parte más próxima al cuerpo 26', esto es, aplanada o de menor espesor, con una sección trasversal igual a alrededor de 1/3 del canal externo desde el cual éste se ramifica. Para la parte restante, los canales externos 26 tienen una sección trasversal que es aproximadamente la misma que la de los canales internos 25. Asimismo, cada canal externo 26 puede tener al menos una desviación intermedia 26'', designada para aumentar la longitud total y que puede ser en forma de V o de otra forma. En el área del obturador, los canales externos llegan a ser al menos un 30% menores en espesor.Entry step 21 is divided into two channels internal 25 surrounding the housing 14 'of the piston or actuator 14 without joining with his other limbs 25 '. From the same step 21 of input or, alternatively, from internal channels 25, it branch, in opposite directions, two external channels 26 that they reach the housing 13 'of the shutter 13 from opposite sides. Each external channel 26 has the part closest to the body 26 ', that is, flattened or thinner, with a section transverse equal to about 1/3 of the external channel from which This one branches off. For the remaining part, external channels 26 they have a cross section that is approximately the same as the of internal channels 25. Also, each external channel 26 can have at least an intermediate deviation 26 '', designated for increase the total length and it can be V-shaped or other shape. In the shutter area, external channels become at least 30% smaller in thickness.

Cada canal interno 25, en una parte intermedia, se comunica con el alojamiento 14' del pistón o actuador 14, a través de una rama interna 27. Idealmente, cada rama interna 27 disminuye en profundidad y/o anchura a medida que transcurre desde su respectivo canal hacia el alojamiento 14'.Each internal channel 25, in an intermediate part, communicates with the housing 14 'of the piston or actuator 14, a through an internal branch 27. Ideally, each internal branch 27 decreases in depth and / or width as it passes from its respective channel to the housing 14 '.

La extremidad más alejada 25', o, al menos una parte de cada canal interno 25 aguas arriba de la rama interna 27, comunica con una parte intermedia del canal externo colateral 26, por medio de un primer canal laminar 28 que se dobla hacia atrás y fluye hasta dicho canal externo en un ángulo de menos de 60º, en la dirección opuesta al flujo de fluido en el mismo canal externo. El término "laminar" se utiliza en la presente para significar un canal con una profundidad que es considerablemente inferior a su anchura, incrementando por ello las superficies para intercambio de calor con el cuerpo de la válvula, enfriando el fluido que pasa a través del canal más que en aquellos canales en los que la profundidad y la altura pueden no ser iguales, pero son similares.The limb furthest 25 ', or, at least one part of each internal channel 25 upstream of the internal branch 27, communicates with an intermediate part of the collateral external channel 26, by means of a first laminar channel 28 that bends backwards and flows to said external channel at an angle of less than 60 °, in the opposite direction to the flow of fluid in the same external channel. The term "laminar" is used herein to mean a channel with a depth that is considerably less than its width, thereby increasing the surfaces for exchange of heat with the valve body, cooling the fluid that passes to through the channel rather than those channels in which the depth and height may not be the same, but they are Similar.

La sección trasversal del primer canal flexionado hacia atrás 28 es inferior a la de tanto el canal interno 25 como el canal externo 26 al que se conecta y, en cualquier caso, no es más que un 20-30% mayor que la sección trasversal del paso 21 de entrada. Asimismo, cada primer canal 28 flexionado hacia atrás puede también beneficiarse de una forma de doble cono, con un estrechamiento en su parte media. Esto ayudará a aumentar la velocidad del fluido a través del canal lateral y proporcionará resistencia al metal que está avanzando a lo largo de este canal hacia el obturador 13.The cross section of the first flexed channel backwards 28 is lower than that of both internal channel 25 and external channel 26 to which it connects and, in any case, is no more that 20-30% greater than the cross section of the step 21 entry. Also, each first channel 28 bent towards back can also benefit from a double cone shape, with a narrowing in its middle part. This will help increase the fluid velocity through the side channel and will provide metal resistance that is advancing along this channel towards the shutter 13.

Según se muestra en la figura 1, una parte intermedia de cada canal interno 25 puede estar también conectada al canal externo colateral 26, a través de un segundo canal laminar 29 flexionado hacia atrás, prácticamente paralelo al primero 28. Esto aumenta adicionalmente el intercambio de calor entre el metal fluido y el cuerpo de válvula, reduce la temperatura de dicho metal y proporciona resistencia adicional al flujo de metal en el canal lateral. Este segundo canal 29 flexionado hacia atrás tendrá una sección trasversal menor que la de el primer canal 28 flexionado hacia atrás, cuando se utiliza un segundo canal 29 flexionado hacia atrás entre los canales colateral interno y colateral externo, el primer canal 28 flexionado hacia atrás tendrá una sección trasversal al menos igual a la suma de las secciones trasversales del segundo canal flexionado hacia atrás y la parte 26' más próxima del canal externo.As shown in Figure 1, a part intermediate of each internal channel 25 may also be connected to the collateral external channel 26, through a second laminar channel 29 bent backwards, almost parallel to the first 28. This additionally increases the heat exchange between the fluid metal and the valve body, reduces the temperature of said metal and provides additional resistance to the flow of metal in the channel side. This second channel 29 bent back will have a cross section smaller than that of the first flexed channel 28 backwards, when a second channel 29 is used bent towards back between the internal collateral and external collateral channels, the first channel 28 bent back will have a cross section at least equal to the sum of the cross sections of the second channel flexed back and the nearest 26 'part of the channel external.

Las flechas en la figura 1 indican el flujo de metal fundido y gas que pasa por la válvula conectada a la bomba de succión y proviene del molde durante el moldeo por presión. Este flujo entra en la válvula a través de la entrada 21 y se fuerza a que transcurra principalmente a lo largo de los canales internos 25 y entonces finalmente hacia los canales externos 26, enfriándose de manera uniforme a medida que pasa. Desde los canales internos, el flujo de metal se fuerza a transcurrir a lo largo de las ramas internas 27 hacia el actuador 13 y uno o dos de los canales laminares 28, 29 flexionados hacia atrás, hacia los canales externos 26 y, a través de estos, hacia el obturador para la descarga de gas y aire.The arrows in figure 1 indicate the flow of molten metal and gas passing through the valve connected to the pump suction and comes from the mold during pressure molding. East flow enters the valve through inlet 21 and is forced to which runs mainly along the internal channels 25 and then finally to external channels 26, cooling off uniform way as it happens. From the internal channels, the metal flow is forced to run along the branches internal 27 towards actuator 13 and one or two of the channels laminar 28, 29 bent backwards towards the external channels 26 and, through these, towards the gas discharge shutter and air

El enfriamiento del cuerpo de válvula y la división del flujo de metal en los canales internos 25 y los externos 26 por medio de canales laminares 28, 29 flexionados hacia atrás, ayuda completamente a reducir la temperatura y velocidad del fluido. Esto da como resultado, por un lado, un aumento en la presión aplicada al pistón o actuador 14 designado para cerrar el obturador y, por otro lado, un límite en el flujo y arrastre del metal al nivel del obturador cuando este último esta cerrado, proporcionando por ello, las ventajas anteriormente mencionadas e incrementando la eficiencia y vida útil de la válvula.The cooling of the valve body and the division of the metal flow in the internal channels 25 and the external 26 by means of laminar channels 28, 29 flexed towards back, it helps completely reduce the temperature and speed of the fluid. This results in, on the one hand, an increase in pressure applied to the piston or actuator 14 designated to close the shutter and, on the other hand, a limit on the flow and drag of the metal at the shutter level when the latter is closed, thereby providing the aforementioned advantages and increasing the efficiency and life of the valve.

Finalmente, debe hacerse notar que, siempre que se contemple el principio y propósito general de la distribución de flujo de fluido alrededor de la válvula, los canales internos, externos y flexionados hacia atrás pueden tener recorridos y formas que difieran de los mostrados en la figura 1, sin alejarse del alcance de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas. Alguna de estas configuraciones alternativas se muestran en las figuras 4, 5 y 6.Finally, it should be noted that, provided that the general principle and purpose of the distribution of fluid flow around the valve, internal channels, external and flexed backwards can have paths and shapes that differ from those shown in figure 1, without departing from scope of the invention as defined in the claims attached. Some of these alternative configurations are shown in figures 4, 5 and 6.

Claims

1. Suction valve for discharging gas and air from molds for pressure molding of copper, aluminum and aluminum alloys, consisting of a valve body (11) and a corresponding cover (12), where the Valve body has an inlet passage (21) for the flow of molten metal, air and gas from the mold, and an outlet (22) for air and gas that is connected to a suction valve through a filter, and where the exit hole (22) is coordinated with a shutter (13), normally open, controlled for closing by a piston or actuator (15) when it is reached by the flow of metal from the mold, said connection being connected control piston (14) to said shutter by means of a vacuum lever (15), characterized by the fact that in the plane between the valve body (11) and the cover (12) there are two internal channels (25) which are divided from the inlet passage (21) and surround the piston area or actuator (14), without being joined by its farthest extremities, two external channels (26) that branch in opposite directions from said input passage (21) or from said internal channels (25) and that reach the shutter area (13 ) from opposite sides, at least a first laminar channel (28) bent backwards and optionally at least a second laminar channel (29) bent backwards from an internal channel (25) to an external collateral channel (26) and flowing towards this external channel at an angle opposite to the flow of fluid in the same external channel, and an internal branch (27) from each internal channel (25) towards the area of the piston or actuator (14), said internal branch being upstream of the first laminar channel (27) bent backwards, considering the flow direction in this channel.

2. Valve according to claim 1, in which said internal channels (25) and said external channels (26) they have a cross section that is roughly equal and every first laminar channel (28) bent backwards has a section transverse less than each of the internal and external channels (25, 26), said first channel (28) being flexed backwards of much smaller thickness than width.

3. Valve according to claims 1 and 2, in which each first laminar channel (28) flexed towards behind it has a cross section that is not greater than 30% than the cross section of the entrance step (21).

4. Valve according to the claims 1-3, in which each first laminar channel (28) backward bending flows in the respective external channel (26) to an angle not greater than 60º, in the opposite direction to the flow of fluid in said external channel.

5. Valve according to claims 1 to 4, in which each first laminar channel (28) bent backwards It has a double cone shaped course, with a narrowed area in its middle part.

6. Valve according to any of the previous claims 1-5, wherein the part closest (26 ') of each external channel is narrowed or made of smaller thickness than the rest.

7. Valve according to any of the previous claims, in which each external channel has the minus a deviation (26``) to increase its length.

8. Valve according to any of the preceding claims, in which each internal branch (27) It has a depth and / or width that decreases as it passes from the internal channel (25) to the area of the piston or actuator (14).

9. Valve according to the claims precedents, which also consists of a second laminar channel bent backward between an internal channel (25) and a channel collateral external, said second channel having flexed towards behind a cross section smaller than the first channel (28) bent back.

10. Valve according to claim 9, wherein said first laminar channel bent backwards has a cross section that is at least equal to the sum of the cross sections of the second laminar channel flexed towards back and the nearest part (26 ') of the external channel.

11. Valve according to any of the previous claims, in which each side channel of the area Shutter has a depth that is at least 30% less than The rest of the same channel.