ITMI990376U1 - Apparecchiatura per fusioni a cera persa con sistema di riscaldamentoa induzione - Google Patents

Description

La presente innovazione propone una apparecchiatura per fusioni a cera persa del tipo comprendente mezzi atti ad alloggiare un calco in gesso per la fusione, un crogiolo, mezzi di riscaldamento, mezzi atti a creare un certo grado di vuoto attorno al crogiolo e al calco, nonché mezzi atti a colare il metallo fuso dal crogiolo nel calco, in cui sono previsti sistemi di riscaldamento ad induzione.

Ulteriore caratteristica dell’innovazione è costituita dal fatto che la temperatura del metallo fuso viene determinata per mezzo di un sensore, in particolare di una termocoppia, che misura la temperatura del fondo del crogiolo.

Si ottiene in questo modo un’apparecchiatura particolarmente efficace, che compendia i vantaggi di rapidità di riscaldamento propri dei sistemi a induzione, con una buona precisione nel controllo della temperatura.

Si ottiene così un apparecchio che si caratterizza per una maggiore praticità di impiego rispetto ad altri apparecchi noti.

la tecnica della fusione a cera persa è largamente utilizzata in diversi settori, ad esempio in quella dell’industria orafa, per realizzare pezzi unici in piccole serie.

Questa tecnica nota prevede di realizzare una matrice in cera, colare attorno a quest’ultima del gesso, riscaldare il calco dopo che il gesso ha fatto presa per eliminare la cera ed ottenere così lo stampo entro il quale viene versato il metallo fuso.

Per migliorare la fusione ed evitare l’inclusione di eventuali bolle d’aria, sono state anche sviluppate macchine provviste di dispositivi in grado di creare e mantenere un certo grado di vuoto nella zona in cui avviene la fusione e la colata, per favorire appunto l’eliminazione delle bolle d'aria.

In particolare è nota, dal modello di utilità italiano N. 209622 della stessa richiedente, un'apparecchiatura per fusioni a cera persa nella quale il crogiolo è inserito all’interno di una camera collegata ad una pompa in grado di mantenere all’interno un certo grado di vuoto e il calco è alloggiato in una seconda camera, collegata ad una seconda pompa in grado di mantenere attorno al crogiolo un grado di vuoto più elevato del precedente.

Questa apparecchiatura prevede dispositivi di riscaldamento a resistenza i quali, a fronte di una possibilità di regolazione precisa della temperatura di fusione, sono piuttosto lenti e richiedono un lasso di tempo piuttosto lungo per raggiungere la temperatura richiesta.

D’altra parte, il ricorso ad altri metodi di riscaldamento ha sempre presentato notevoli problemi di controllo della temperatura.

A questo scopo, in alcune apparecchiature note si usano termocoppie, il cui uso però è limitato ai casi in cui occorre riscaldare un bagno. In altri casi si ricorre a pirometri ottici, che però sono costosi, delicati, e devono essere tarati di volta in volta in funzione delle caratteristiche di emissività del metallo della lega da fondere.

Queste limitazioni vengono ora superate dalla presente innovazione, la quale propone un apparecchio per fusioni a cera persa nel quale il riscaldamento del crogiolo avviene tramite dispositivi ad induzione e in cui si fa uso, per determinare la temperatura del metallo, di una termocoppia a contatto con i fondo del crogiolo stesso.

La presente innovazione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure allegate in cui:

• la figura 1 illustra schematicamente, in sezione un'apparecchiatura secondo l’innovazione,

• la figura 2 è una sezione del forno con il relativo crogiolo.

Con riferimento alla figura 1, con 1 si indica il corpo della macchina, sul quale è montato un contenitore 2, preferibilmente un contenitore forato, atto ad accogliere lo stampo per la fusione e, sul piano superiore 3 della stessa, un complesso di fusioni indicato nel suo insieme con 4.

Una campana 5 ricopre il dispositivo di fusione e il contenitore per il calco. Mezzi di tipo noto non illustrati in figura sono in grado di mantenere un certo grado di vuoto all’interno della campana 5 ed un certo grado di vuoto, più spinto, attorno alla parete del contenitore del calco 2.

In alternativa, oltre ai dispositivi per fare il vuoto potranno essere previsti mezzi in grado di immettere nella campana, dopo aver evacuato l'aria, un gas inerte a pressione maggiore o minore di quella atmosferica, per offrire la possibilità di operazioni di fusione in atmosfera controllata.

Sono inoltre previsti mezzi in grado di ribaltare il dispositivo di fusione con il crogiolo, cosi come illustrato schematicamente in figura 1, per versare il metallo fuso all'interno del calco.

Il ribaltamento del forno può avvenire automaticamente, in modalità controllata dai dispositivi elettronici che presiedono alla gestione delle diverse funzioni della macchina, quando tutto il metallo contenuto nel crogiolo va a dimora in un solo cilindro o calco in gesso.

In alternativa, è prevista la possibilità di un comando manuale, azionabile dall'esterno e non illustrato in figura, che permette il ribaltamento del forno con una operazione manuale da parte dell’operatore, per consentire il riempimento a vista quando il metallo è destinato ad essere versato in più cilindri o calchi, frazionando il tal modo il contenuto del crogiolo.

Il dispositivo di fusione, meglio visìbile in figura 2, comprende un contenitore 6, con un opportuno strato isolante preferibilmente in fibra ceramica, indicato con 7, al cui interno è collocato un dispositivo di riscaldamento ad induzione costituito da una bobina 8 ad esempio in rame, preferibilmente cava e percorsa da un fluido di raffreddamento proveniente da raccordi 9.

All’interno della bobina 8 si trova una camicia in materiale ceramico 10 di protezione e che costituisce, contemporaneamente, elemento di supporto per una piastra 11 sulla quale è montato un crogiolo 12.

Un coperchio 13 del tipo a baionetta chiude superiormente il crogiolo.

Nella parte inferiore del contenitore è collocato un dispositivo di misurazione a termocoppia 14 il cui sensore, indicato con 15, è a contatto con il fondo del crogiolo.

La termocoppia è prevista con la punta di misura alloggiata in una nicchia ricavata nel fondo del crogiolo.

Questo sensore è di tipo corazzato, con un rivestimento in materiale ceramico.

Conformemente con l’innovazione, sono inoltre previsti mezzi, non illustrati in quanto di tipo noto, che limitano il grado di vuoto creato dalle pompe all'interno della campana 5 a valori non eccessivamente elevati, dell'ordine de! 70-75 % de! grado di vuoto che viene normalmente raggiunto attorno al contenitore del calco, e questo per contrastare i fenomeni di sublimazione della lega durante la fusione.

Il funzionamento avviene come segue.

Il metallo da fondere viene introdotto nel crogiolo 12, si chiude il coperchio 13, si chiude la campana e si attivano sia la pompa che crea il vuoto all'Interno della campana che quella destinata a creare il vuoto in un serbatoio collegato, tramite un condotto apribile e chiudibile dall'esterno, con la camera del calco. Si alimenta inoltre la bobina 12 creando in questo modo un campo di correnti indotte, che scaldano il metallo contenuto nel crogiolo, fondendolo.

La temperatura del metallo viene rilevata dal sensore 15 della termocoppia 14, il quale misura la temperatura del fondo del crogiolo, con il vantaggio di una lettura maggiormente affidabile e ripetitiva rispetto ai sistemi noti.

Una volta che il metallo è fuso si può aprire il coperchio e si ribalta il forno con il crogiolo, come illustrato in figura 1 , versando il metallo fuso nel calco che in precedenza è stato posizionato nel rispettivo contenitore 2.

Mentre viene versato il metallo si apre la comunicazione fra il serbatoio nel quale la pompa ha nel frattempo creato un vuoto spinto, in modo da risucchiare, attraverso le pareti del calco, eventuali bolle d’aria che possono essere restate intrappolate fra il calco e il metallo fuso.

L’apparecchiatura descritta, grazie all’uso del riscaldamento ad induzione permette di raggiungere molto rapidamente la temperatura richiesta, risultando così particolarmente adatta per produzioni elevate come ad esempio nel settore degli occhiali o degli oggetti in argento.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese neH’ambito del presente trovato.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio perfusioni a cera persa del tipo comprendente • mezzi atti ad accogliere un calco; • mezzi atti a fondere una certa quantità di metallo; • mezzi atti a versare metallo fuso in detto calco e • mezzi atti a mantenere un grado di vuoto differenziato attorno a detti mezzi di fusione e attorno alle pareti di detto calco, caratterizzato dai fatto di prevedere, per la fusione del metallo, dispositivi di riscaldamento a induzione.
2. 2. Apparecchiatura per fusioni a cera persa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di prevedere, per rilevare la temperatura del metallo, mezzi sensori in grado di misurare la temperatura del fondo del crogiolo.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi sensori sono costituiti da una termocoppia.
4. 4. Apparecchiatura secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di prevedere, attorno a detto crogiolo, una camicia di protezione atta a costituire contemporaneamente mezzo di supporto per detto crogiolo.
5. 5. Apparecchiatura per fusioni a cera persa caratterizzata dal fatto di comprendere: • un contenitore per un calco, provvisto di pareti forate e collegato a mezzi atti a creare attorno a dette pareti un certo grado di vuoto; • un dispositivo di fusione comprendente un crogiolo e mezzi ad induzione atti a riscaldare il metallo contenuto in detto crogiolo; • una termocoppia atta a rilevare la temperatura del fondo di detto crogiolo; • mezzi atti a ribaltare detto crogiolo per versare il metallo fuso entro detto calco; • mezzi atti a creare attorno a detto crogiolo un grado di vuoto inferiore a quello creato attorno a detto calco.
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto di prevedere mezzi atti a limitare il grado di vuoto attorno a detto crogiolo a valori inferiori al grado di vuoto creato attorno al contenitore del calco.
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto di prevedere mezzi atti ad immettere, nella campana, un gas inerte a pressione controllata.
8. 8. Apparecchiatura secondo ciascuna delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzata dal fatto che l’estremità della termocoppia è inserita in una sede ricavata nel fondo del crogiolo.
9. 9. Apparecchiatura per fusioni a cera persa con riscaldamento a induzione, come descritta e illustrata.