ITPD980011A1 - EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF SHELLS IN CASTING PLANTS - Google Patents
EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF SHELLS IN CASTING PLANTSInfo
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Description
"APPARECCHIATURA PER LA PREPARAZIONE DELLE CONCHIGLIE NEGLI IMPIANTI DI COLATA" "EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF SHELLS IN CASTING PLANTS"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Forma oggetto del presente trovato una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie negli impianti di colata a bassa pressione e per gravità. The present invention relates to an apparatus for preparing molds in low pressure and gravity casting plants.
Dopo ogni colata di metallo fuso in una conchiglia è necessario ripristinare le condizioni iniziali della stessa procedendo ad un raffreddamento, ad una pulizia e ad una spruzzatura sulla superficie della stessa di prodotti distaccanti. After each casting of molten metal in a shell it is necessary to restore its initial conditions by cooling, cleaning and spraying the surface of the shell with release products.
Il raffreddamento è indispensabile perchè la conchiglia, che di solito è in una lega di rame, ricevendo al su interno il metallo fuso, si è riscaldata. Cooling is essential because the shell, which is usually made of a copper alloy, has heated up as it receives the molten metal inside.
Tale raffreddamento deve essere il più omogeneo possibile perchè se nella conchiglia ci sono dei punti più freddi, nel momento in cui il metallo fuso viene colato all'interno della stessa, in quei punti si rallenta il suo ingresso e si produce un raffreddamento anticipato rispetto ai rimanenti, ottenendo come risultato un prodotto finito con finiture superficiali non accettabili. This cooling must be as homogeneous as possible because if there are colder points in the shell, when the molten metal is poured into it, in those points its entry is slowed down and an anticipated cooling is produced with respect to the remaining, resulting in a finished product with unacceptable surface finishes.
La grafitatura della conchiglia, invece, consiste nel depositare sulla stessa un velo di grafite che serve da distaccante, cioè fa in modo che il prodotto ottenuto per colatura di metallo fuso non si attacchi ad essa. The graphitizing of the shell, on the other hand, consists in depositing on it a layer of graphite which serves as a release agent, that is, it ensures that the product obtained by pouring molten metal does not stick to it.
A tutt'oggi le operazioni di raffreddamento e di grafitatura sono effettuate mediante immersione. To date, the cooling and graphitizing operations are carried out by immersion.
Difatti le conchiglie vengono immerse all'interno di una vasca che contiene una miscela d'acqua e di grafite per un certo intervallo di tempo che deve essere sufficiente a garantirne il raffreddamento e l'adesione di uno strato di grafite sulla superficie della conchiglia. In fact, the shells are immersed in a tank that contains a mixture of water and graphite for a certain period of time which must be sufficient to ensure cooling and the adhesion of a layer of graphite on the surface of the shell.
In tal modo il raffreddamento e la grafitatura vengono effettuate, di fatto , contemporaneamente ed il tempo di raffreddamento coincide con il tempo di grafitatura. In this way the cooling and the graphitizing are carried out, in fact, simultaneously and the cooling time coincides with the graphitizing time.
Per alcune applicazioni è preferibile che il raffreddamento e la grafitatura siano compiute in modo del tutto indipendente. For some applications it is preferable that cooling and graphitizing are done completely independently.
In questi casi allora la grafitatura è effettuata manualmente ad ogni ciclo da un operatore che, utilizzando delle pistole a spruzzo, distribuisce la grafite in modo il più possibile omogeneo su tutta la superficie delle conchiglie. In these cases, the graphitizing is carried out manually at each cycle by an operator who, using spray guns, distributes the graphite as homogeneously as possible over the entire surface of the shells.
Questa operazione manuale non garantisce una deposizione omogenea e provoca per l'operatore numerosi disagi. This manual operation does not guarantee homogeneous deposition and causes numerous inconveniences for the operator.
In ogni caso la grafitatura è necessaria ad ogni ciclo ed è con la semplice immissione del metallo fuso all'interno delle conchiglie stesse che è assicurata la distruzione della grafite. In any case, the graphitizing is necessary at each cycle and it is with the simple introduction of the molten metal inside the shells that the destruction of the graphite is ensured.
Dopo ogni ciclo di fusione a seguito della distruzione dello strato di grafite, sulle conchiglie si depositano ossidi, impurità e scorie che producono un deterioramento della qualità superficiale dei prodotti ottenuti con il metallo fuso, nonché sono causa di raffreddamenti disomogenei e quindi dell'aumento della possibilità di cricche. After each casting cycle following the destruction of the graphite layer, oxides, impurities and slags are deposited on the shells which produce a deterioration in the surface quality of the products obtained with the molten metal, as well as cause uneven cooling and therefore an increase in possibility of cracks.
E'necessario perciò, dopo un certo prestabilito numero di cicli di colate, effettuare una operazione di pulizia meccanica mediante pallinatura per scrostare le conchiglie dalle scorie superficiali. It is therefore necessary, after a certain predetermined number of casting cycles, to carry out a mechanical cleaning operation by shot-peening to remove the shells from surface slag.
Ciascuna conchiglia, perciò, deve essere prelevata per essere messa all'interno di una macchina pallinatrice nella quale le vengono sparate contro sferette metalliche distaccano le scorie che vi sono attaccate . Each shell, therefore, must be removed to be placed inside a shot-peening machine in which metal spheres are shot at it to detach the slag attached to it.
Oltre a questo molte volte la pallinatura deve essere combinata con una operazione di pulizia mediante spazzolini, a seconda del tipo e della forma dell'oggetto che si deve ottenere. In addition to this, shot peening must often be combined with a cleaning operation using brushes, depending on the type and shape of the object to be obtained.
Infatti più si riscontrano punti spigolosi nelle conchiglie e più c'è la possibilità che proprio su quelli si formino le scorie e che perciò l'oggetto da produrre risulti, in quei punti, arrotondato e perda così le sue caratteristiche . In fact, the more angular points are found in the shells, the more there is the possibility that the slag will form on them and therefore the object to be produced is rounded in those points and thus loses its characteristics.
Nel caso in cui le conchiglie siano realizzate in una lega di alluminio, non si ricorre alla grafitatura ma si impiegano altri tipi di materiali distaccanti. If the shells are made of an aluminum alloy, graphitizing is not used but other types of release materials are used.
Compito principale del presente trovato è quello di mettere a punto una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie negli impianti di colata che risolva gli inconvenienti sopra lamentati nei tipi noti. The aim of the present invention is to provide an apparatus for preparing molds in casting plants which overcomes the drawbacks mentioned above in known types.
In relazione al compito principale, un importante scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura che sia in grado di effettuare la pulizia delle conchiglie e la loro ricopertura di uno strato di materiale distaccante in modo completamente automatico ad ogni ciclo di colata. In relation to the main aim, an important object of the present invention is to provide an apparatus which is capable of cleaning the shells and covering them with a layer of release material in a completely automatic manner at each casting cycle.
Un altro scopo ancora è quello di mettere a punto una apparecchiatura che possa comprendere mezzi per effettuare, prima della pulizia delle conchiglie, il Yet another object is to provide an apparatus which can comprise means for carrying out, before cleaning the shells, the
delle stesse in modo completamente automatico. of the same in a completely automatic way.
Un ulteriore scopo del presente trovato quello mettere a punto una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie per la colata che effettui il raffreddamento e la ricopertura delle stesse con uno strato di materiale distaccante con due operazioni completamente indipendenti l'una dall'altra. A further object of the present invention is to provide an apparatus for preparing shells for casting which performs cooling and covering them with a layer of release material with two operations completely independent of each other.
Ancora un importante scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie per gli impianti di colata che venga ripetuta ad ogni ciclo al fine di ottenere la massima pulizia delle conchiglie ed evitare la pallinatura delle stesse. Another important object of the present invention is to provide an apparatus for preparing the molds for casting plants which is repeated at each cycle in order to obtain maximum cleaning of the shells and avoid shot peening.
Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie che possa essere utilizzata per tutti i tipi di impianti di colata, a bassa pressione e a gravità, oggigiorno esistenti. Another object of the present invention is to provide an apparatus for preparing molds which can be used for all types of low pressure and gravity casting plants currently existing.
Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora che più chiaramente appariranno in seguito vengono raggiunti da una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie negli impianti di colata che si caratterizza per il fatto di comprendere: The main aim, the intended aims and other aims which will appear more clearly in the following are achieved by an apparatus for the preparation of molds in casting plants which is characterized in that it comprises:
mezzi di lavaggio delle conchiglie mediante distribuzione di acqua in getti ad alta pressione; shell washing means by distributing water in high pressure jets;
mezzi per ricoprire le conchiglie di uno strato di materiale distaccante mediante distribuzione in pressione di una miscela nebulizzata di detto materiale distaccante e di liquido. means for covering the shells with a layer of release material by means of pressure distribution of a nebulized mixture of said release material and liquid.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno maggiormente dalla descrizione di una preferita forma realizzativa, illustrata a titolo indicativo, ma non per questo limitativo della sua portata, nelle allegate tavole di disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the description of a preferred embodiment, illustrated by way of example, but not limiting its scope, in the attached drawings in which:
- la fig. 1 rappresenta una vista secondo una sezione longitudinale di una parte di una apparecchiatura secondo il trovato ; - fig. 1 represents a view according to a longitudinal section of a part of an apparatus according to the invention;
- la fig. 2 rappresenta una vista prospettica di un particolare dell'apparecchiatura di figura 1; - fig. 2 represents a perspective view of a detail of the apparatus of Figure 1;
- la fig. 3 rappresenta una vista prospettica di un particolare dell'apparecchiatura di figura 1; - fig. 3 represents a perspective view of a detail of the apparatus of figure 1;
- la fig. 4 rappresenta una vista prospettica di un particolare dell'apparecchiatura di figura 1; - fig. 4 represents a perspective view of a detail of the apparatus of Figure 1;
- la fig. 5 rappresenta una vista schematica dall'alto di un particolare dell'apparecchiatura secondo il trovato. - fig. 5 represents a schematic top view of a detail of the apparatus according to the invention.
Con riferimento alle figure precedentemente citate, una apparecchiatura secondo il trovato comprende, in questa soluzione realizzativa, mezzi 10 di raffreddamento delle conchiglie 11 mediante distribuzione di acqua nebulizzata a bassa pressione, mezzi 12 di lavaggio delle conchiglie 11 mediante distribuzione di acqua in getti ad alta pressione, e, in questo caso, mezzi 13 di grafitatura delle conchiglie 11 mediante distribuzione in pressione di una miscela nebulizzata di grafite e di liquido. With reference to the aforementioned figures, an apparatus according to the invention comprises, in this embodiment, means 10 for cooling the shells 11 by distributing atomized water at low pressure, means 12 for washing the shells 11 by distributing water in high-pressure jets. pressure, and, in this case, means 13 for graphitizing the shells 11 by distributing a nebulized mixture of graphite and liquid under pressure.
In questa soluzione le conchiglie 11 sono realizzate in una lega di rame. In this solution the shells 11 are made of a copper alloy.
Nel caso in esame i mezzi 10 di raffreddamento comprendono una pompa 14 a bassa pressione (convenientemente dell'ordine di qualche bar) collegata ad ugelli docciatori 15. In the case in question, the cooling means 10 comprise a low pressure pump 14 (conveniently of the order of a few bars) connected to shower nozzles 15.
I mezzi 12 di lavaggio sono in questo caso costituiti, per ogni porzione di conchiglia 11, da una pompa 16 ad alta pressione collegata ad un collettore mobile 17 dotato di ugelli spruzzatori 18. In this case, the washing means 12 consist, for each portion of the shell 11, by a high pressure pump 16 connected to a mobile manifold 17 equipped with spray nozzles 18.
II collettore 17 è traslabile ortogonalmente al suo sviluppo ad interessare l'intera superficie di ciascuna porzione di conchiglia 11 disposta di fronte ad esso da un rispettivo manipolatore 19 mediante rotazione da una posizione operativa in cui la conchiglia 11 è in assetto verticale ad una posizione di lavaggio in cui la stessa è in assetto orizzontale con la superficie da lavare in basso. The manifold 17 can be translated orthogonally to its development to affect the entire surface of each portion of shell 11 arranged in front of it by a respective manipulator 19 by rotation from an operating position in which the shell 11 is in vertical position to a position of washing in which the same is in horizontal position with the surface to be washed at the bottom.
Detta pompa 16 ad alta pressione vantaggiosamente è costituita da una pompa a pistone a doppio effetto con pressione convenientemente fra 80 e 120 bar e mandate convergenti in un unico condotto, in particolare collettore 17. Said high-pressure pump 16 advantageously consists of a double-acting piston pump with a pressure conveniently between 80 and 120 bar and deliveries converging in a single duct, in particular manifold 17.
I mezzi 13 grafitatori comprendono invece un The graphitator means 13, on the other hand, comprise a
ad aria compressa, non illustrato per semplicità nelle figure, combinato con un alimentatore 20 di una miscela liquido-grafite dal quale pesca il tratto verticale di un tubo flessibile 21, il cui tratto orizzontale, dopo un rinvio 22, termina con un ugello 23 installato su un giunto cardanico 23a montato, a sua volta, su un disco 24 motorizzato mediante motoriduttore 25. compressed air, not shown for simplicity in the figures, combined with a feeder 20 of a liquid-graphite mixture from which it draws the vertical section of a flexible pipe 21, the horizontal section of which, after a transmission 22, ends with a nozzle 23 installed on a cardan joint 23a mounted, in turn, on a disk 24 powered by a gear motor 25.
Per ciascuna porzione di conchiglia 11 è previsto un ugello 23 installato su un giunto cardanico 23a e connesso ad un disco 24, motoriduttore 25 e collegato mediante il tubo flessibile 21 all'alimentatore 20. For each portion of shell 11 there is a nozzle 23 installed on a cardan joint 23a and connected to a disk 24, gear motor 25 and connected by means of the flexible tube 21 to the power supply 20.
Vantaggiosamente gli ugelli docciatori 15, i collettori 17, gli ugelli 23 sono contenuti in un'unica vasca 26 carterizzata e sul fondo dotata di un condotto di scarico 27 con un filtro 28 e vasca di decantazione 29. Advantageously, the shower nozzles 15, the manifolds 17, the nozzles 23 are contained in a single cased tank 26 and on the bottom equipped with a discharge duct 27 with a filter 28 and settling tank 29.
Dalla vasca di decantazione 29 un tubo 30 reimmette l'acqua ivi raccolta nella pompa 16 ad alta pressione e nella pompa 14 a bassa pressione. From the settling tank 29 a pipe 30 re-introduces the water collected therein into the high-pressure pump 16 and into the low-pressure pump 14.
Protezioni mobili 31 interessano la zona delle traiettorie di movimento delle porzioni di conchiglia 11 dalla posizione operativa alla posizione di lavaggio. Movable protections 31 affect the area of the trajectories of movement of the shell portions 11 from the operative position to the washing position.
Dette protezioni mobili 31 sono girevoli rispetto ad un asse orizzontale e azionate da un cilindro fluidodinamico 32 fra una posizione non interferente con detta traiettoria ed una posizione atta a completare la carterizzazione della vasca 26. Said movable protections 31 are rotatable with respect to a horizontal axis and operated by a fluid-dynamic cylinder 32 between a position not interfering with said trajectory and a position suitable for completing the casing of the tank 26.
Tutte le variabili di processo quali portate, tempi, pressioni, velocità dei getti, ripetibilità sono controllate e comandate mediante una apparecchiatura elettronica schematizzata nelle figure con il numero di riferimento 33 collegata a mezzi di controllo ad esempio costituiti da telecamere 34. All the process variables such as flow rates, times, pressures, speed of the jets, repeatability are controlled and commanded by means of an electronic equipment schematized in the figures with the reference number 33 connected to control means, for example constituted by cameras 34.
In pratica si è verificato come il presente trovato soddisfi ampiamente al compito principale e a tutti gli scopi ad esso preposti. In practice it has been found that the present invention amply satisfies the main aim and all the purposes set for it.
In particolare l'apparecchiatura descritta con il presente trovato è utilizzabile in tutti gli impianti di colata oggi esistenti, sia per colate a bassa pressione che per gravità. In particular, the apparatus described with the present invention can be used in all casting plants existing today, both for low pressure and gravity casting.
In particolare nel caso in cui le conchiglie siano realizzate in una lega di alluminio o in altri materiali, si ricorrerà all 'utilizzo di diversi tipi di materiali distaccanti. In particular, if the shells are made of an aluminum alloy or other materials, different types of release materials will be used.
Un importante vantaggio è raggiunto con il presente trovato per il fatto di avere messo a punto una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie negli impianti di colata che è in grado di effettuare il raffreddamento e la pulizia delle conchiglie nonché di ricoprirle con uno strato di materiale distaccante in modo completamente automatico ad ogni ciclo di colata. An important advantage is achieved with the present invention due to the fact that an apparatus for preparing the molds in casting plants has been developed which is capable of cooling and cleaning the molds as well as covering them with a layer of release material. fully automatically at each casting cycle.
Un ulteriore importante vantaggio ottenuto con il presente trovato è quello di avere messo a punto una apparecchiatura per la preparazione delle conchiglie che viene impiegata ad ogni ciclo di colata per ottenere la massima pulizia delle conchiglie ed evitare così la pallinatura. A further important advantage obtained with the present invention is that of having perfected an apparatus for preparing the shells which is used at each casting cycle to obtain maximum cleaning of the shells and thus avoid shot peening.
Il presente trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del medesimo concetto inventivo. The present invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the same inventive concept.
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced with other technically equivalent elements.
I materiali utilizzati, purché compatibili con l'uso contingente, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze. The materials used, so long as they are compatible with the contingent use, as well as the dimensions, may be any according to requirements.
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