Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do zgeszczania ziarnistych materialów formierskich, zwlaszcza odlewniczych materialów formierskich w systemie zamknietym przez dzialanie udaru cisnieniowego ze strony czynnika gazowego na po- 5 wierzchnie masy materialu formierskiego, nasypa¬ nego luzno w ramke formy nad plyta modelowa, przy czym zamkniety system utworzony jest przez komore cisnieniowa i zespól modelowy, polaczone sa soba poprzez przejscie, otwierane lub zamyka- io ne przez czlon odcinajacy.Znane sa urzadzenia do zgeszczania ziarnistych materialów formierskich, przy których przez za¬ stosowanie udaru sprezonego gazu uzyskuje sie zgeszczenie luzno nasypanego materialu formier- 15 skiego.Na przyklad z opisu patentowego RFN nr 1961 234 znane jest urzadzenie, w którym ze zbiornika cisnieniowego poprzez sterowana zaworem komo¬ re powodowane jest narastanie cisnienia gazu, 20 które po tym przez wyzwolenie zaworu dziala udarowo na mase formierska. W rozwiazaniu tym powietrze ze zbiornika, bedacym pod cisnieniem co najmniej 20 kg/cm2 i o wielokrotnie wiekszej ilosci w stosunku do zageszczanej masy formier- 25 skiej, wywiera dzialanie co najwyzej przez 0,15 sek. na te mase formierska, po czym wyplywa przez otwory w plycie modelowej.Takze z opisu patentowego RFN nr 1102 973 znana jest formierka cisnieniowa, której rozwia- 30 zanie konstrukcyjne polega na tym, ze w celu odciazenia cisnienia uszczelniajacego posiada ona dodatkowa posrednia przestrzen cisnieniowa, znajdujaca sie wokól skrzynki formierskiej i jej ramy wypelniajacej oraz uszczelniona od zew¬ natrz odejmowalna rame. Okreslone cisnienie w tej przestrzeni posredniej zapewnia bardziej równomierne zageszczenie piasku formierskiego.Przy rozwiazaniach wedlug podanych wyzej publi¬ kacji, moga byc brane pod uwage tylko zdolne do ply¬ niecia, niezbyt geste masy formierskie, które nie zawieszaja sie w naczyniu. Tak wiec nie moze byc zapewniona wymagana gestosc formy odlew¬ niczej, w wyniku czego, wypelniajaca skrzynke formierska masa musi byc dodatkowo zageszczona.Poza tym, na trudnosci napotyka zageszczanie mas formierskich w duzych skrzynkach formier¬ skich. Do tego jeszcze potrzebne jest naczynie o duzych wymiarach, w wyniku czego powstaje urzadzenie takze o bardzo duzych wymiarach.Urzadzenia do zageszczania mas formierskich znane sa takze z opisów patentowych ZSRR. I tak w opisie patentowym ZSRR nr 3150 571 przedsta¬ wione jest rozwiazanie, w którym rozdzielacz fali uderzeniowej jest osadzony ruchomo wzgledem ramki nastawnej i zamocowanej do prowadnic pionowych, przemieszczajacych sie swobodnie wewnatrz komory. Z kolei opis patentowy ZSRR nr 425 719 przedstawia glowice impulsowa do wy¬ twarzania form, która zawiera dodatkowa plyte 140 3033 perforowana, sprezynujaca wzgledem obudowy i umieszczona pod inna plyta perforowana, przy czym otwory obu plyt sa wzgledem siebie prze¬ mieszczone. Kolejne rozwiazanie konstrukcyjne zawarte w opisie patentowym ZiSRR nr 521 973 5 pokazuje glowice impulsowa zaopatrzona w umie¬ szczone w plaszczyznie pionowej na obudowie napedy tlokowe z podwójnymi trzonami, z któ¬ rych dolne trzony sa polaczone z ruchoma plyta perforowana, a górne sa regulowane przy pomocy io nakretek. Równiez glowica impulsowa, przedsta¬ wiona w opisif patentowym ZSRR nr 550.221, ma w komorze roboczej osadzony dystrybutor powie¬ trza i posiadajaca .plyte perforowana glowice do¬ datkowa, przy czym dwie plyty perforowane ma- 15 ja otwory przesuniete wzgledem siebie. Dodatkowa plyta perforowana, tworzy z plyta podstawowa zamknieta przestrzen, a symetrycznie wzgledem dystrybutora powietrza sa rozmieszczone zawory dodatkowe. Takze rozwiazanie konstrukcyjne, za- 23 warte w opisie patentowym ZSRR nr 6061877 do¬ tyczy glowicy impulsowej, która w celu zmniej¬ szenia zuzycia powietrza sprezonego jest zaopa¬ trzona w elastyczne uszczelki, a jej ruchoma plyta jest umieszczona wewnatrz obudowy i posia- 25 da gniazda, wspólosiowe wzgledem otworów nie¬ ruchomej plyty.W biuletynie 14 z roku 1984 Urzedu Patento¬ wego PRL na str. 16 zostalo pod n-em P 243 973 ogloszone zgloszenie, zawierajace oprócz sposobu 30 takze urzadzenie do zageszczania ziarnistych ma¬ terialów formierskich. Urzadzenie to posiada pier¬ scieniowe lub plaskie powierzchnie przyspieszenia oraz pojedyncze lub dwie albo trzy komory przejsciowe. ^ Rozwiazania te posiadaja jednak niedogodnosci polegajace przede wszystkim na tym, ze rozdzie¬ lacze fali uderzeniowej powoduja oslabienie jej udaru cisnieniowego i zwiekszaja energochlonnosc procesu zageszczania. Same procesy przebiegaja nieraz w zbyt szybkim tempie, co wplywa nieko¬ rzystnie ha stabilnosc zmiany parametrów spre¬ zonego powietrza, a takze na równomierny roz¬ dzial powietrza na cala powierzchnie skrzynki formierskiej. Niedostateczna jest mozliwosc regu¬ lacji zageszczania masy formierskiej w kierunku pionowym a sprezone powietrze w momencie ot¬ warcia zaworu rozprzestrzenia sie nierównomier¬ nie, przy czym jego cisnienie zmniejsza sie od osi centralnej formy w kierunku jej obrzezy.Wystepuje takze odksztalcenie sie plyt perforo¬ wanych w wyniku oddzialywania na nie znacz¬ nych sil dynamicznych, spowodowanych impulsem udaru cisnieniowego.Przy wszystkich takich urzadzeniach przekrój przeplywu, przy wykorzystaniu pelnego przejscia, okresla skok czlonu uszczelniajacego, membrany, talerzyka zaworu itp. Im wiekszy jest przy tym przekrój przeplywu, tym wiekszy jest skok. ftuzy skok trudno jest jednak osiagnac w prze¬ padku szybko otwieranych urzadzen, w szczegól¬ nosci jesli chodzi o szybkosc tego skoku.Zadaniem wynalazku jest opracowanie urzadze¬ nia, w którym skok bedzie minimalny równiez przy duzych przekrojach przejscia, a osiagana pel- 3* 303 4 na przepustowosc bedzie uzyskiwana w najkrót- szm czasie.Zadanie to zostalo wedlug wynalazku rozwia¬ zane przez to. ze przejscie utworzone jest z kilku usytuowanych w odstepie od siebie w komorze cisnieniowej, oddzielnych, przebiegajacych w kie¬ runku przejscia, otwartych korpusów wydrazo¬ nych, które jednym koncem na czesci dlugosci wystaja w komore cisnieniowa, a drugim koncem sa skierowane ku zespolowi modelowemu, przy czym otwory konców wystajacych w komore cis¬ nieniowa sa zakrywane przez wspólny czlon usz¬ czelniajacy.Przez umieszczanie wydrazonych korpusów wy¬ stajacych w komore cisnieniowa i uzyskanie na skutek tego podzielenia powierzchni przekroju przejscia na oddzielne przekroje, utworzono za pomoca wydrazonych korpusów samodzielne przej¬ scia, na które w stanie roboczym dziala dookola czynnik cisnieniowy. Dla okreslania skoku czlonu uszczelniajacego miarodajny jest tylko przekrój przejscia poszczególnych korpusów wydrazonych, dzieki czemu skok moze byc stosunkowo niewiel¬ ki, a w wyniku tego czas otwierania przejscia jest minimalny.Wynalazek jest dokladniej opisany na podsta¬ wie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urza¬ dzenie wedlug wynalazku z czlonem uszczelnia¬ jacym w postaci plytkowego tloka, fig. — 2 roz¬ mieszczenie wydrazonych korpusów w przekroju wzdluz linii A-A z fig. 1, fig. 3 — odmiane urza¬ dzenia wedlug wynalazku z zamknietym czlonem uszczelniajacym, a fig. 4 — dalsza odmiane urza¬ dzenia wedlug wynalazku z membranowym czlo¬ nem uszczelniajacym i z zastosowaniem zespolu zgeszczania formy.Na fig. 1 — 4 przedstawiono rozwiazanie wy¬ nalazku, gdzie plaszczyzna uszczelniania 1 utwo¬ rzona jest przez konce wielu wydrazonych kor¬ pusów 2. Wydrazone korpusy 2 sa przy tym za¬ montowane w obudowie 3 oddzielnie od siebie i tworza z odstepami wydrazone przestrzenie 4, które tworza nierozdzielna przestrzen z wnetrzem obudowy 15. Otwory 6 oddzielone od plaszczyzny uszczelnienia 1 wchodza na zewnatrz obudowy 3 do komory formy, nad masa materialu formier¬ skiego. Rozmieszczenie wydrazonych korpusów 2 jest przy tym tak dobrane, ze ich osie wzdluzne przebiegaja wzajemnie równolegle. Mozliwe jest jednak równiez, by osie te przebiegaly wachlarzo- wo. Konce 6 wydrazonych korpusów 2, oddalone od plaszczyzny uszczelnienia 1* sa polaczone szcze¬ lnie z czescia obudowy 3 i tworza przez to czesc scianki obudowy. Dlugosc i odstep wydrazonych korpusów 2 wystajacych w komore cisnieniowa, a wiec równiez dlugosc komory pomiedzy wydra¬ zonymi korpusami 2, zalezne sa od sumaryczne¬ go przekroju wielu wydrazonych korpusów. Orien¬ tacyjnie powinien byc spelniony Warunek prze¬ plywu czynnika cisnieniowego z niewielkimi stra¬ tami.Na figurze 1 jako czlon uszczelniajacy 7 zasto¬ sowano plytkowy tlok, który w celu zmniejszenia ciezaru ma jedna lub kilka kieszeniowych wnek k140 303 6 i od strony uszzczelnienia jest korzystnie pokryty elastomerem.Tlok ten zamontowany jest w szczelnej obudo¬ wie 9 tak, ze jest on prowadzony z niewielkim luzem w stosunku do obwodowej powierzchni wewnetrznej 10 obudowy. Jako korzystny luz okazal sie odstep 0,1—0,3 mm.W celu wplywania na wlasciwosci prowadzenia, obszerna powierzchnia plaszczowa takiego tloka moze byc równiez powyginana.Szczelna obudowa 9 jest poprzez mostki 11 po¬ laczona z obudowa 3 urzadzenia. W celu dopro¬ wadzenia sprezonego gazu, na przyklad sprezo¬ nego powietrza do tloka 7, przewód sterujacy 12 prowadzi poprzez pokrywe 14 obudowy do szczel¬ nej obudowy 9, przy czym przewód ten jest po¬ przez zawór 13 dolaczony do nie pokazanego urza¬ dzenia sterujacego. Zawór 13 moze byc porusza¬ ny pneumatycznie, hydraulicznie lub elektrycznie.Konce rur 5 wydrazonych korpusów 2 usytuowa¬ ne w plaszczyznie uszczelnienia 1 obrobione sa jako powierzchnie uszczelniajace.Oddalone od plaszczyzny uszczelnienia 1 otwo¬ ry 6 wydrazonych korpusów 2 uchodza w czesc wylotowa 16 obudowy 3 i sa przy jej obwodzie polaczone szczelnie z czescia denna 17 obudowy 3.Ta czesc wylotowa 15 ma w przedstawionym roz¬ wiazaniu przylacze kolnierzowe 18, które przezna¬ czone jest do polaczenia z przykladowym zespo¬ lem modelowym. Mozna zastosowac równiez inne mozliwosci dolaczania. Zastosowano wchodzacy z boku do wnetrza obudowy 15 przewód 19 dopro¬ wadzajacy czynnik nosny, który to przewód mo¬ ze byc wedlug wyboru wyposazony w zawór 20.Na figurze 2 pokazano przekrój poprzez wydra¬ zone korpusy 2 z fig. 1 wzdluz linii A-A. Wydra¬ zone korpusy 2 umieszczone sa jako rury z cze¬ sciowo jednakowym, a czesciowo niejednakowym przekrojem okraglym. Mozliwe jest jednak rów¬ niez wykonanie wydrazonych korpusów o prze¬ kroju wielokatnym i/lub rozszerzajacych sie stoz- kowo w kierunku osi wzdluznej. Osie wydrazo¬ nych korpusów 2 przebiegaja przy tym równole¬ gle wzgledem siebie. Przekroje poziome wydrazo¬ nych korpusów 2, a wiec równiez przekroje prze¬ strzeni posrednich 4 pomiedzy wydrazonymi kor¬ pusami 2 zalezne sa od przebiegu przeplywu czyn¬ nika nosnego. Pod wzgledem techniki przeplywu moze byc korzystnym zmienianie przekrojów wy¬ drazonych korpusów od zewnatrz do wewnatrz, w odniesieniu do wiazki wydrazonych korpusów.Wieksze przekroje wydrazonych korpusów 21 sa przy tym korzystnie podzielone przez poprzecznie przebiegajace mostki 22, przez co osiaga sie po¬ dzial cisnienia przylegania czlonu uszczelniajace¬ go 7.Na figurze 3 przedstawiono konstrukcje podob¬ na jak na fig. 1. Wydrazone korpusy 2a sa przy tym umieszczone wachlarzowo, przy czym moga byc one wykonane jako cylindryczne lub jako rozsze¬ rzajace sie stozkowe Czlon uszczelniajacy 7a przylegajacy w plaszczyznie uszczelnienia 1 do konców 5a wydrazonych korpusów wykonany jest jako zamkniety element uszczelniajacy. W tym czlonie uszczelniajacym 7a strona wewnetrzna zwrócona do plaszczyzny uszczelnienia 1 wyposa¬ zona jest w plyte wzmacniajaca 27 przeznaczona do przyjmowania cisnienia uszczelniania. W celu unikniecia zbyt duzych sil masowych zastosowano 5 plyte wzmacniajaca 23 z lekkiego stopu lub z tworzywa sztucznego o odpowiednim ksztalcie.Aby zapewnic stabilnosc ksztaltu w stanie bez¬ cisnieniowym na stronie wewnetrznej czlonu usz¬ czelniajacego 7a wybrano material, który ma wy- io starczajaca sztywnosc wlasna, a minio to jest ela¬ styczny. Korzystnie stosuje sie tu zbrojone ela¬ stomery.Istnieje równiez mozliwosc wypelnienia wne¬ trza 24 tego czlonu uszczelniajacego 7a pastowata 15 masa lub odpowiednia ciecza, aby polepszyc sztywnosc w stanie bezcisnieniowym i utrzymac mozliwie niewielkie wymiary wnetrza 24.Stosowana przy tym obudowa 3a ma, na stro¬ nie górnej 25 szczelna obudowe 9a dla czlonu ao uszczelniajacego 7a. Ta szczelna obudowa 9a jest polaczona z obudowa 3a korzystnie rozlacznie.Z boku na obudowie 3a zastosowano przewód 26 do doprowadzenia czynnika nosnego, na przyklad sprezonego powietrza. Ten przewód doprowadza- M jacy 26 wyposazony jest w zawór 27, za pomoca którego przewód doprowadzajacy 26 mozna za¬ mykac lub otwierac, albo dlawic. Wyjsciowe kon¬ ce 28 wydrazonych korpusów 2a wchodza przy tym w cylindryczna czesc wylotowa 29, która dla 30 polaczenia z czescia przylaczona 30 wyposazona jest w kolnierz. Konce 28 sa przy tym z czescia denna 31 polaczone szczelnie z czescia wyloto¬ wa 29. Mozliwe jest jednak równiez polaczenie konców 28 wydrazonych korpusów 2a bezposre- » dnio z dnem obudowy 32 bez wlaczania czesci wylotowej 29. Równiez tu musi byc spelniony warunek, by suma przestrzeni posrednich pomie¬ dzy wydrazonymi korpusami 2a byla przynajmniej tak duza jak cala powierzchnia sumaryczna 40 przekrojów wielu wydrazonych korpusów. Zapew¬ nia to niezaklócony przeplyw czynnika.Na figurze 4 przedstawiono rozwiazanie wypo¬ sazone w zespól modelowy do wytwarzania form ^ odlewniczych. 41 Górna czesc obudowy 3b pzykryta jest pokry¬ wa 37, w której znajduje sie plaszczyzna uszczel¬ nienia 1. Plaszczyzna uszczelnienia i jest przy tym, podobnie jak na fig 1, utworzona przez kon¬ ce 5b wielu oddzielonych od siebie wydrazonych 50 korpusów 2b przebiegajacych w kierunku dziala¬ nia przeplywu czynnika. Konce 5b wydrazonych korpusów 2b sa równiez wykonane jako powierz¬ chnie uszczelnienia.Konce wylotowe 33 wydrazonych korpusów 2b sa przy ich obwodzie zewnetrznym polaczone szczelnie z czescia denna 34 czesci wylotowej 35.Czesc wylotowa 35 jest z kolei zmontowana z cze¬ scia denna 36 obudowy 3b i ogranicza wraz z po¬ krywa 37 i czlonem uszczelniajacym 7b wne- M trze 41 obudowy.Jako czlon uszczelniajacy 7b zastosowano plytke membranowa, która z jednej strony umieszczona jest na pokrywie 37, a z drugiej strony na po¬ krywie uszczelniajacej 38 W celu doprowadza- * nia powietrza sterujacego do membrany 7b, po-140 303 8 15 przez pokrywe 38 przechodzi przewód sterowni¬ czy 39, uruchamiany za pomoca zaworu 40. Za¬ wór 40 moze byc poruszany pneumatycznie, hy¬ draulicznie lub elektrycznie. Z boku, w sciance obudowy, umieszczony jest przewód 42 dla do- 5 prowadzania czynnika nosnego, na przyklad spre¬ zonego powietrza. Zawór 43 zastosowany w prze¬ wodzie doprowadzajacym 42 umozliwia zaleznie od zastosowania stale lub przerywane doprowa¬ dzanie sprezonego gazu do wnetrza 41 obudowy. 10 Urzadzenie przedstawione w polaczeniu z zes¬ polem modelowym ma obudowe 3b, której dolny koniec jest przystosowany do polaczenia z zespo¬ lem modelowym.Zespól modelowy zlozony jest z ramki nasta¬ wianej 44 i ramki formy 45 oraz z modelu 46 i silownika 47 do podnoszenia i opuszczania ca¬ lego zespolu modelowego.W obudowie 3b, powyzej poziomu napelnienia 20 materialu formierskiego 48, usytuowany, jest prze¬ wód odpowietrzajacy 49 z zaworem 50. Dzieki temu, sprezony gaz pozostajacy po doprowadzeniu nad material formierski, moze zostac rozprezony przed opuszczeniem zespolu modelowego. Naste- 25 pnie zespól modelowy zostaje rozlaczony.Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku jest nastepujace. Przyjmujac, ze trzeba doprowadzic czynnik gazowy, poprzez przewód sterujacy, czyn¬ nik pod okreslonym cisnieniem dziala na czlon 30 uszczelniajacy i doprowadza go do szczelnego przylegania do powierzchni uszczelniajacej. Naste¬ pnie poprze-z przewód doprowadzajacy, czynnik nos¬ ny zostaje wprowadzony w obudowe, to znaczy w komore cisnieniowa i przygotowuje przez to 35 urzadzenie do przepuszczania czynnika nosnego lub do uzyskania udaru cisnieniowego.Mozliwe jest zastosowanie cisnienia czynnika sterujacego równego cisnieniu czynnika nosnego, przy czym czynniki te moga byc tego samego ro- 40 dzaju.Jezeli teraz, na skutek uruchomienia zaworu sterujacego, nastapi spadek cisnienia w przewodzie sterujacym, to nastepuje zmniejszenie cisnienia dzialajacego dotychczas jako wieksza sila na stro- tt ne sterowania czlonu uszczelniajacego, na skutek czego wzrasta sila dzialajaca na czlon uszczelnia¬ jacy po stronie komory cisnieniowej i po prze¬ kroczeniu stanu równowagi, czlon uszczelniajacy podnosi sie udarowo, na skutek czego czynnik nosny wyplywa w postaci udaru cisnieniowego.Przez zmienne sterowanie czlonu uszczelniaja¬ cego mozna zmieniac efekty udaru cisnieniowego, przy czym mozna zmieniac zarówno wydatek cis¬ nienia jak i wydatek ilosciowy.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do zgeszczania ziarnistych ma¬ terialów formierskich, zwlaszcza odlewniczych materialów formierskich, w systemie zamknie¬ tym przez dzialanie udaru cisnieniowego ze stro¬ ny czynnika gazowego na powierzchnie masy ma¬ terialu formierskiego nasypanego luzno w ramke formy nad plyta modelowa, przy czym zamkniety system utworzony jest przez komore cisnieniowa i zespól modelowy, polaczone ze soba poprzez przejscie otwierane lub zamykane przez czlon od¬ cinajacy, znamienne tym, ze przejscie to utwo¬ rzone jest przez oddzielne przebiegajace w kie¬ runku przejscia, zdystansowane nawzajem oa siebie w komorze cisnieniowej, otwarte korpusy wydrazone (2, 2a, 2b), przy czym wydrazone kor¬ pusy (2, 2a, 2b) jednym swym koncem wystaja czescia swej dlugosci w komore cisnieniowa, a drugim koncem sa zwrócone do zespolu mode¬ lowego, a ponadto otwory konców wystajacych w komore cisnieniowa zakrywane sa wspólnym czlonem uszczelniajacym. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wydrazone korpusy (2, 2a, 2b) sa rurowe o przekroju okraglym lub wielokatnym. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze wydrazone korpusy (2, 2a, 2b) sa stoz- kowo rozszerzone ku koncom, od strony formy. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze osie wydrazonych korpusów (2, 2b) sa usytuo¬ wane zasadniczo równolegle. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wydrazone korpusy (2a) sa usytuowane wach- larzowo. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wydrazone korpusy (2, 2a, 2b) maja jednako¬ we i/lub rózniace sie przekroje. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wydrazone korpusy (2, 2a, 2b) sa umieszczone koncentrycznie.146 303 Hig.1 Fig. 2 Fig. 3 Fig- 4 \5b A6 A7 PL