PL178221B1

PL178221B1 - Urządzenie zaworowe do odpowietrzania odlewniczych form ciśnieniowych

Info

Publication number: PL178221B1
Application number: PL94302100A
Authority: PL
Inventors: Johann Wyser
Original assignee: Hodler F & Cie Fondarex Sa
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 2000-03-31
Also published as: EP0612573A2; FI100951B; RU2082546C1; FI940460A; EP0612573A3; AU674903B2; HU216702B; PL302100A1; KR950024712A; HUT66978A; CA2114581A1; JP3284727B2; FI940460A0; DE4302798C1; KR100306452B1; US5488985A; CN1095000A; TW235256B; DE59405330D1; AU5484294A

Abstract

1. Urzadzenie zaworowe do odpowietrza- nia odlewniczych form cisnieniowych, zawie- rajace kanal odpowietrzajacy, w którym jest umieszczony zawór odpowietrzajacy, wyposazo- ny w urzadzenie uruchamiajace do zamykania za- woru odpowietrzajacego, przy czym urzadzenie uruchamiajace posiada odbiornik sily, który jest zasilany przez material lejny, wnikajacy z prze- strzeni wewnetrznej formy do kanalu odpowie- trzajacego i pozostajacy w mechanicznym wspóldzialaniu z ruchoma czescia zamykajaca zaworu odpowietrzajacego, znamienne tym, ze odbiornik sily (20, 82, 100) jest uksztaltowany jako organ popychakowy, majacy skok roboczy wynoszacy ulamek drogi zamykania ruchomej czesci zamykajacej (14, 80) zaworu odpowie- trzajacego (12, 76), którego urzadzenie urucha- miajace posiada organ przenoszacy sile (24, 95) do przejmowania od odbiornika sily (20, 82, 100) impulsu uderzeniowego na ruchoma czesc zamy- kajaca (14, 80) zaworu odpowietrzajacego (12, 76). FIG. 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zaworowe do odpowietrzania odlewniczych form ciśnieniowych.

Znane jest urządzenie zaworowe do odpowietrzania odlewniczych form ciśnieniowych, które zawiera kanał odpowietrzający, w którym jest umieszczony zawór odpowietrzający i urządzenie uruchamiające do zamykania zaworu odpowietrzającego, przy czym urządzenie uruchamiające posiada odbiornik siły, któryjest zasilany przez materiał lejny, wnikający z przestrzeni wewnętrznej formy do kanału odpowietrzającego i pozostaje w mechanicznym współdziałaniu z ruchomą częścią zamykającą zaworu odpowietrzającego.

Urządzenia zaworowe tego rodzaju sąmontowane na jednej ze stykających się ze sobą części formy ciśnieniowej, mianowicie na zewnętrznej krawędzi odnośnej powierzchni stykowej i swoją powierzchnią czołową, są umieszczone na powierzchni stykowej, która przy zamkniętej formie szczelnie przylega do powierzchni stykowej drugiej części formy. Kanał odpowietrzający urządzenia zaworowego jest otwarty w kierunku do powierzchni czołowej i tworzy przedłużenie kanału odpowietrzającego formy, prowadzącego do przestrzeni wewnętrznej formy i również otwartego w kierunku do powierzchni stykowej. Wychodzący na zewnątrz koniec kanału odpowietrzającego urządzenia zaworowego pozostaje otwarty albo jest połączony z pompą próżniową, która odsysa powietrze znajdujące się we wnętrzu formy i powietrze wnikające wraz z materiałem lejnym, wpływającym do formy.

Zawór odpowietrzający, który jest zamykany po procesie odpowietrzania, powinien uniemożliwić, żeby ciekły materiał lejny docierał na zewnątrz lub do pompy próżniowej. Ponieważ proces zamykania zaworu odpowietrzającego jest wywoływany przez materiał lejny, wnikający do kanału odpowietrzającego urządzenia zaworowego, to ciśnienie wypełniania wnikającego materiału lejnego, rozbudowujące się w urządzeniu zaworowym jest przemieniane na siłę oddziaływującą na zamykanie zaworu odpowietrzającego. W związku z tym, że materiał lejny wprowadzany jest do formy pod wysokim ciśnieniem i po wypełnieniu wnętrza formy z odpowiednio wysoką szybkością dopływa do kanału odpowietrzającego i do zaworu odpowietrzającego, to ta przemiana siły powinna odbywa się z minimalnym opóźnieniem czasowym, aby osiągnąć zakończenie procesu zamykania, zanim materiał lejny dotrze do zaworu odpowietrzającego. Przede wszystkim należy uniemożliwić wnikanie materiału lejnego w obszar wlotowy zaworu odpowietrzającego, ponieważ on w przeciwnym razie utraciłby swoją zdolność do działania.

Dotychczasowa praktyka z tego rodzaju urządzeniami zaworowymi wykazała, że przez odpowiednie ukształtowanie środka do przemiany siły można osiągnąć nadzwyczaj krótkie czasy opóźnienia, mniejsze od 1 ms tak, że jest zapewniona wymagana szybkość zamykania zaworu i bezzakłóceniowe działanie zaworu odpowietrzającego.

178 221

Z opisu patentowego CH nr 633 208 jest znane urządzenie zaworowe powyżej opisanego rodzaju, które posiada zawór tłokowy, którego oś wzdłużna przebiega prostopadle do strony czołowej urządzenia zaworowego, który ma przyłączony do kanału odpowietrzającego cylinder. Tłok zaworowy jest zaopatrzony w głowicę, która przy otwartym zaworze odpowietrzającym wystaje na stronie czołowej urządzenia odpowietrzającego i w celu zamknięcia zaworu odpowietrzającego jest wsuwana do cylindra. Urządzenie uruchamiające posiada jako odbiornik siły zespół zaworowy z cylindrem roboczym, który jest przyłączony do odcinka kanału odpowietrzającego, leżącego w kierunku przepływu przed zaworem tłokowym i z tłokiem roboczym zasilanym napływającym materiałem lejnym. Cylindrem roboczy urządzenia uruchamiającego i cylinder zaworu tłokowego sąumieszczone równolegle do siebie, a tłok roboczy jest w ten sposób połączony z tłokiem zaworowym, że zasilanie materiałem lejnym tłoka roboczego powoduje ruch tłoka zaworowego w kierunku zamykania.

W urządzeniu zaworowym według opisu nr 633 208 tłok roboczy urządzenia zaworowego jest połączony z tłokiem zaworowym zaworu odpowietrzającego bezpośrednio lub za pomocą zabieraka, przy czym ten zabierak porusza się z tym tłokiem po torze równoległym osiowo. W innym wykonaniu tłok roboczy oddziaływuje na zabierak jedynie połączeniem siłowym. W każdym przypadku istnieje droga, dla uruchamianego tłoka roboczego, tak samo duża jak droga zamykania tłoka zaworowego, która może wynosić od 5 do 10 mm. Z różnych względów jest to niekorzystne. Pod naporem wnikającego materiału lejnego masa znajdująca się w ruchu (tłok roboczy, zabierak, tłok zaworowy) na końcu drogi roboczej osiąga stosunkowo wysoką energię kinetyczną, która musi być ponownie rozproszona przez hamowanie ruchomej masy. Twardy zderzak końcowy dla ruchomej masy może prowadzić do zakłóceń w urządzeniu zaworowym. Dlatego potrzebne są odpowiednie środki do tłumienia uderzeń, które jednakże są stosunkowo drogie, szczególnie wtedy, gdy występuje krótka droga hamowania, względnie krótki czas hamowania. W związku z tym zwraca się uwagę, że tłok zaworu odpowietrzającego posiada określoną głębokość wsuwania. Jeżeli ta głębokość wsuwania przez proces hamowania jest tylko chwilowo przedłużona, to wnikający do przestrzeni cylindra materiał lejny jest niebezpieczny dla funkcjonowania zaworu odpowietrzającego.

Z drugiej strony przy uruchamianiu tłoka roboczego część powierzchni cylindra roboczego jest uwalniana i dostępna dla materiału lejnego. Ta część powierzchni cylindra może osiągnąć osiową długość, która również jest tak dużąjak droga robocza tłoka roboczego. Z tego powodu wnikający do cylindra materiał lejny po stwardnieniu tworzy czop, który może czopować powierzchnię cylindra i z powodu swojej długości może być tylko z dużym nakładem czasowym usunięty z cylindra. Przez to powstają trudności przy otwieraniu formy ciśnieniowej, a przy uderzeniu w ten czop może być uszkadzana powierzchnia cylindra, co najmniej można liczyć się z przedwczesnym jej zużyciem, które jest jeszcze wspomagane przez agresywność materiału lejnego.

Z opisu patentowego AT 325 226 jest znane urządzenie odlewnicze dla metali albo tworzyw sztucznych, które jest zaopatrzone w zawór odpowietrzający, sterowany uruchamianym środkiem ciśnieniowym włącznikiem membranowym. Na tylnej stronie membrany włącznika membranowego jest umieszczony wsuwany kołek, który służy do otwierania hydraulicznego albo pneumatycznego zaworu do zamykania styku elektrycznego albo do uruchamiania układu dźwigni, przez co wyzwalany jest ruch zamykania właściwego zaworu odpowietrzającego. Do przenoszenia ruchu zamykania z wyłącznika membranowego na zawór odpowietrzający jest wykorzystany układ przenoszenia siły, który przykładowo składa się z zasilanego sprężonym powietrzem kanału, dzięki czemu włącznik membranowy jest połączony pneumatycznie z zaworem odpowietrzającym, przy czym skok roboczy membrany odpowiada drodze roboczej organu, na który oddziałuje membrana.

Zadaniem wynalazku jest takie ulepszenie urządzenia zaworowego, aby przy uniknięciu wspomnianych niedogodności można zmniejszyć kinetyczną energię, przyjmowaną od odbiornika siły, do wartości, która wystarcza do zamknięcia zaworu odpowietrzającego, a dzięki temu umożliwia korzystny sposób pracy urządzenia uruchamiającego.

178 221

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że odbiornik siły jest ukształtowany jako organ popychakowy, mający skok roboczy wynoszący ułamek drogi zamykania ruchomej części zamykającej zaworu odpowietrzającego, którego urządzenie uruchamiające posiada organ przenoszący siłę do przejmowania od odbiornika siły impulsu uderzeniowego na ruchomą część zamykającą zaworu odpowietrzającego.

Zgodnie z wynalazkiem urządzenie uruchamiające posiada organ zamykający, który jest sprzężony z ruchomą częścią zamykającą zaworu odpowietrzającego, podtrzymywaną w położeniu zamknięcia przez odbiornik siły.

W korzystny wykonaniu odbiornik siły jest ukształtowany jako tłok, umieszczony swobodnie w cylindrze roboczym, połączonym z kanałem odpowietrzającym.

W innym wykonaniu odbiornik siły jest ukształtowany jako membrana, do zamykania wylotu kanału odpowietrzającego.

Według wynalazku organ przenoszący siłę jest połączony kształtowo z częściązamykającą zaworu odpowietrzającego, który jest ukształtowanyjako zawór tłokowy z tłokiem nurnikowym, a równolegle do zaworu odpowietrzającego jest umieszczony odbiornik siły.

W jednym wykonaniu organ przenoszący siłę stanowi tarcza zabierakowa, umieszczona osiowo suwliwie i współosiowo do odbiornika siły, która na swoim obwodzie jest połączona złączem kształtowym z tłokiem nurkowym zaworu odpowietrzającego, a w położeniu spoczynkowym urządzenia uruchamiającego jest obciążona sprężyną i przylega do odbiornika siły.

W drugim wykonaniu organ przenoszący siłę stanowi dźwignia wychylna, która jest połączona złączem kształtowym z tłokiem nurnikowym zaworu odpowietrzającego, a w położeniu spoczynkowym urządzenia uruchamiającego jest obciążona sprężyną i przylega do odbiornika siły.

Według wynalazku organ zamykający jest uruchamianym pneumatycznie lub hydraulicznie cylindrem roboczym, którego tłok roboczy jest połączony przez mocny człon łączący z ruchomą częścią zamykającą zaworu odpowietrzającego.

Zgodnie z wynalazkiem cylinder roboczy organu zamykającego jest umieszczony równolegle osiowo do odbiornika siły a organ przenoszący siłę jest połączony złączem kształtowym z ruchomą częścią zamykającą zaworu odpowietrzającego, a także z tłokiem roboczym organu zamykającego.

Korzystnie ruchoma część zamykająca zaworu odpowietrzającego i tłok roboczy organu zamykającego są połączone z tarczą zabierakową w przeciwległych miejscach.

Według wynalazku cylinder roboczy organu zamykającego jest wyposażony w zawór sterujący, który jest zaworem talerzowym, przy czym tłok roboczy organu zamykającego tworzy grzybek zaworowy.

Korzystnie cylinder roboczy organu zamykającego posiada dyszę wlotowa, której wylot jest zamknięty przez tłok roboczy obciążony sprężyną.

Zgodnie z wynalazkiem skok roboczy odbiornika siły wynosi około jedną dziesiątą drogi zamykania ruchomej części zamykającej, korzystnie najwyżej 1 mm, a najkorzystniej wynosi 0,1 mm.

W rozwiązaniu według wynalazku kinetyczna energia odbiornika siły, dzięki skróconemu skokowi roboczemujest utrzymana w znośnych granicach i bez specjalnych środków tłumiących uderzenia bezproblemowo przechwytywana na organie popychakowym. Natomiast część zamykająca zaworu odpowietrzającego poruszająca się przez impuls siły, porusza się dalej swobodnie w kierunku zamykania. Przez ten bieg jałowy, to znaczy przez zniesienie połączenia siłowego, następującego po impulsie siły, pomiędzy krótkoskokowym organem popychakowym a masą będącąw tym ruchu, osiąga się to, że największa część drogi roboczej tej masy resztkowej pozostaje do dyspozycji jako droga hamowania dla przemiany kinetycznej energii. Potrzebny do tego środek hamujący jest prosty i mniej nakładczy od tłumika uderzeń dla całej masy hamowanej na końcu drogi roboczej, określonej prze drogę zamykania zaworu odpowietrzającego. Czas zamykania zaworu odpowietrzającego nie jest przedłużony przez bieg jałowy części zamykającej i mieści się w zakresie 1 msec.

178 221

Gdy organ popychakowy, zasilany przez materiał lejny jest ukształtowany jako tłok, który jest umieszczony w cylindrze roboczym dochodzącym do kanału odpowietrzającego, to z powodu krótkiego skoku roboczego tłoka swobodnego część powierzchni cylindra, dostępna dla wnikania materiału lejnego, jest tak mała, że w dużym stopniu unika się tworzenia czopa ze stwardniałego materiału lejnego, a dzięki temu wspomnianych niedogodności.

Na podstawie ograniczonego skoku roboczego istnieje także możliwość ukształtowania odbiornika siły jako membrany, która zamyka wlot do kanału odpowietrzającego. Dzięki temu całkowicie usuwa się niedogodności związane z tłokiem zasilanym materiałem lejnym. Ze względów roboczych jest wymagane, aby odbiornik siły urządzenia uruchamiającego i zawór odpowietrzający był przyporządkowany do oddzielnych miejsc kanału odpowietrzającego urządzenia zaworowego. Z tego powodu bezpośrednie mechaniczne oddziaływanie odbiornika siły na ruchomą część zaworu odpowietrzającego z reguły nie jest możliwe. Raczej w- ogólności jest celowe wyposażenie urządzenia uruchamiającego w organ przenoszący siłę dla przenoszenia impulsu uderzeniowego od odbiornika siły na ruchomą część zamykającą zaworu odpowietrzającego, który ze względów konstrukcyjnych przykrywa odstęp pomiędzy tymi częściami.

Aby przy zamkniętym zaworze odpowietrzającym można było utrzymać jego część zamykającą w położeniu zamknięcia, wystarcza skierowanie na nią ciśnienia powietrza, wypływającego z formy odlewniczej, względnie dopływającego materiału lejnego. W pewnych warunkach bierze się pod uwagę, że część zamykającą, przy osiągnięciu położenia końcowego odbija się tak, że zawór odpowietrzający na krótko przed wprowadzeniem materiału lejnego jest ponownie otwarty. Aby tę możliwość wykluczyć, urządzenie uruchamiające posiada organ zamykający, który współpracuje z ruchomą częścią zamykającą zaworu odpowietrzającego i utrzymuje ją w położeniu zamknięcia, osiągniętym przez impuls siły organu uderzeniowego.

Dzięki symetrycznemu układowi mas połączonych z tarczą zabierakową i ruchomych osiąga się pewne wyrównanie masy, przez co w dużym stopniu unika się sił poprzecznych w prowadnicach wzdłużnych ruchomych części. Na organ popychakowy nie oddziały wjązatem żadne siły poprzeczne, ponieważ jest on połączony z organem przenoszącym siłę jedynie przez połączenie siłowe, a nie złącze kształtowe.

Ponieważ tłok roboczy organu zamykającego już podczas ruchu zamykania części zamykającej zaworu odpowietrzającego wytwarza siłę, która podtrzymuje siłę zamykania i jest niezależna od siły uderzenia organu popychakowego, to pod działaniem tej siły dodatkowej, poruszająca się swobodnie część zamykająca dociera także wtedy do swojego położenia zamykającego, gdy impuls siły, wywołany na części zamykającej przez organ popychakowy w pewnych okolicznościach nie jest wystarczający. Dzięki temu urządzenie zaworowe jest tylko nieznacznie zależne od stosunków ciśnienia w formie ciśnieniowej.

Skok roboczy odbiornika siły wynosi poniżej 1 mm. W pewnych warunkach skok roboczy może być dobrany o wartości 0,1 mm, o ile kinetyczna energia materiału lejnego, wnikającego do urządzenia zaworowego, jest jeszcze wystarczająco duża. Przykładowo występuje to przy dużych formach ciśnieniowych i wysokich ciśnieniach odlewania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny przez urządzenie zaworowe według pierwszej postaci wykonania, umieszczone w jednej połowie otwartej, dwuczęściowej formy ciśnieniowej, fig. 2 - widok z przodu pierwszej części obudowy urządzenia zaworowego według fig. 1, fig. 3 - zarys części obudowy według fig. 2, fig. 4 - widok z przodu drugiej części obudowy, tworzącej czoło urządzenia zaworowego, fig. 5 - przekrój wzdłużny urządzenia zaworowego według fig. 1, z formą zamkniętą i otwartym zaworem odpowietrzającym, fig. 6 - przekrój wzdłużny urządzenia zaworowego według fig. 5 z zamkniętym zaworem odpowietrzającym, fig. 7 - przekrój wzdłużny przez urządzenie zaworowe według drugiej postaci wykonania, fig. 8 - szczegół postaci wykonania z fig. 7, a fig. 9 - szczegół postaci wykonania odpowiadający fig. 7, w zmienionej trzeciej postaci wykonania urządzenia zaworowego.

Urządzenie zaworowe 1 według fig. 1 do 6 jest umieszczone w kwadratowym, dwuczęściowym bloku zaworowym 2, 3, który jest podzielony wzdłuż płaszczyzny podziałowej 4 na

178 221 część tylną2 i na część przednią3, tworzącąpłaskąpowierzchnię czołową 5. Blok zaworowy 2,3 jest w znany sposób zmontowany na jednej połówce 6 formy ciśnieniowej, zestawionej z dwóch połówek 6,7, na rysunku przedstawionych tylko częściowo, a mianowicie na zewnętrznej krawędzi odnośnej powierzchni stykowej 8. Powierzchnia czołowa 5 leży w jednej linii z płaszczyzną stykową 8 jednej połówki 6 formy tak, że przy zamkniętej formie płaska powierzchnia czołowa 5, takjak powierzchnia stykowa 8, szczelnie przylega do powierzchni stykowej 9 drugiej połówki 7 formy.

Zamocowanie bloku zaworowego 2, 3 do połówki 6 formy i wzajemne ich zamocowanie następuje za pomocą śrub, które na rysunku nie zostaną przedstawione.

W części przedniej jest wykonany kanał odpowietrzający 10, który jest otwarty w kierunku do powierzchni czołowej 5. Kanał odpowietrzający 10, który będzie bliżej opisany w związku z fig. 4, tworzy przedłużenie kanału odpowietrzającego 11, usytuowanego w części 6 formy, wyprowadzonego z wnętrza formy i otwartego w kierunku powierzchni stykowej 8.

Zawór odpowietrzający 12 urządzenia zaworowego 1 jest zaworem nurnikowym, znanym z opisu patentowego CH nr 633 208 i ma oś wzdłużnąprzebiegającąprostopadle do powierzchni czołowej 5 zaworowego 2, 3. Cylinder 13 zaworu odpowietrzającego 12 jest przyłączony do kanału odpowietrzającego 10. Tłok zaworowy 14jestzaopatrzony w głowicę 1, która przy otwartym zaworze odpowietrzającym 12 (fig, 1, 5) wystaje od strony czołowej urządzenia zaworowego 1 do kanału odpowietrzającego 10 i w stanie zamknięcia zaworu odpowietrzającego 12 jest zagłębiona w cylindrze 13 (fig. 6). Na stronie górnej części przedniej 3 znajduje się kanał wylotowy 16 zaworu odpowietrzającego 12, do którego jest przyłączony przewód ssący pompy próżniowej (nie przedstawiony).

Przestrzeń 18, znajdująca się z tylu tylnego cylindrycznego przedłużenia 12 tłoka zaworowego 14 jest wewnątrz części tylnej 2 połączona z kanałem 19, prowadzącym na zewnątrz, do którego jest przyłączony, np. czujnik do nadzoru działania zaworu.

Do zamykania zaworu odpowietrzającego 12 służy wieloczęściowe urządzenie uruchamiające. Częścią główną tego urządzenia jest odbiornik siły, zasilany przez materiał lejny, wnikający z przestrzeni wewnętrznej formy do kanału odpowietrzającego 10, który współpracuje mechanicznie z tłokiem zaworowym 14 zaworu odpowietrzającego 12. Odbiornik siły stanowi krótkoskokowy organ popychakowy, który w niniejszym przykładzie jest ukształtowany jako tłok 20, który jest przesuwany w cylindrze roboczym 21, dochodzącym do kanału odpowietrzającego 10. Oś wzdłużna cylindra roboczego 21 przebiega równolegle do osi wzdłużnej zaworu odpowietrzającego 12. Tylne cylindryczne przedłużenie 22 tłoka 20 sięga aż w pobliże ściany tylnej 23 części tylnej 2. Ta ściana tylna 23 służy jako zderzak dla przedłużenia 23 tłoka 20, przesuwającego się pod wpływem wnikającego materiału lejnego, który ogranicza skok roboczy tłoka 20 do rozmiaru, który wynosi tylko część, np. jedną dziesiątą drogi zamykania, przebywanej przez tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12.

Do przeniesienia impulsu uderzeniowego od tłoka 20 na tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12 jest zastosowany organ przenoszący siłę, utworzony w postaci tarczy zabierakowej 24, która jest umieszczona współśrodkowo wobec tłoka 20 i swoją piastą 25 jest ułożyskowana osiowo przesuwnie na jego przedłużeniu 22. Ruch osiowy tarczy zabierakowej 24 jest ograniczony z jednej strony przez część przednią3, a z drugiej strony przez odsadzenie 26 cylindrycznego wybrania 22 (fig. 2) w części tylnej 2. Tłok 20 jest zaopatrzony w kołnierz 28, który podczas skoku roboczego tłoka 20 zaczepia tarczę zabierakową 24. Tarcza zabierakowa 24 w miejscu 29 wchodzi z pasowaniem w rowek na przedłużeniu 17 tłoka zaworowego 14 i w ten sposób złączem kształtowym jest połączona z tłokiem zaworowym 14.

Do wycofania urządzenia zaworowego 1 do stanu wyjściowego, przedstawionego na fig. 1, po zakończeniu procesu odlewania, służy zespół sprężyn 30 w postaci pakietu 31 sprężyn talerzowych, który jest umieszczony pomiędzy nieruchomą płytą dociskową 32 a osiowo ruchomą płytądociskową.33, wewnątrz otworu 34 części tylnej 2. Na ruchomej płycie dociskowej 33 znajduje się tulejowe przedłużenie 35, które z luzem otacza piastę 25 tarczy zabierakowej 24 i przyjmuje pakiet 31 zespołu sprężyn 30. Do naprężania pakietu 31 są przewidziane dwa popychacze

178 221

36,37, które osiowo przechodzą przez część przednią 3, tarczę zabierakową24 i stykają się z ruchomąpłytą dociskową 33. Popychacze 36, 37 wystająz części przedniej 3 ponad powierzchnię czołową 5 i przy zetknięciu obu części 6 i 7 formy ciśnieniowej, poprzez powierzchnię dociskową 9 części 7 formy są cofane z powrotem, co prowadzi do naprężenia zespołu sprężyn 30 (fig. 5).

Na fig. 1 oraz na fig. 5 i 6 wspomniane popychacze 36,37 w celu lepszego zrozumienia sposobu działania urządzenia zaworowego 1, sąprzedstawione, jako leżące wjednej wspólnej płaszczyźnie pionowej. W rzeczywistości z uwagi na ukształtowanie kanału odpowietrzającego 10 są umieszczone wjednej wspólnej płaszczyźnie poziomej (fig. 4).

Urządzenie uruchamiające posiada organ zamykający 38, który współpracuje z tłokiem zaworowym 14 i utrzymuje go w położeniu zamknięcia, osiąganym przez impuls siły tłoka 20. Jak już wspomniano, organ zamykający 38 nie jest konieczny w każdym przypadku zastosowania.

W omawianym przykładzie wykonania organ zamykający 38 jest umieszczonym równolegle do zaworu odpowietrzającego 12 cylindrem 39 z pneumatycznie lub hydraulicznie uruchamianym tłokiem roboczym 40. Tłok roboczy 40 jest połączony z tarczą zabierakową 24 w taki sam sposób jak z tłokiem zaworowym 14, a mianowicie w miejscu 41, przeciwległym do miejsca 29 obwodu tarczy zabierakowej 24. W ten sposób tłok roboczy 40 organu zamykającego 38 i tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12 są między sobą połączone poprzez tarczę zabierakową 24, tworzącą mocny człon łączący. Tłok roboczy 40 organu zamykającego 38 pozostaje pod działaniem sprężyny powrotnej 42, która przy naprężonym zespole sprężyn 30 dociska tarczę zabierakową 24 do kołnierza 28 tłoka 20, ajednocześnie utrzymuje tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12 w położeniu otwartym. Pneumatyczne lub hydrauliczne zasilanie tłoka roboczego 40 następuje przez zawór sterujący, uruchamiany przez tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12. Ze względu na mocne połączenie pomiędzy tłokiem zaworowym 14 zaworu odpowietrzającego 12 z tłokiem roboczym 40 organu zamykającego 38 okazało się celowe zastosowanie jako zaworu sterującego grzybka zaworowego. W tym sensie cylinder roboczy 39 organu zamykającego 3 posiada od strony czołowej dyszę wlotową 43, wystającą do przestrzeni cylindra roboczego 39, przy czym tłok roboczy 40 pod działaniem sprężyny powrotnej 42 zamyka otwór dyszowy 44. Doprowadzenie pneumatycznego lub hydraulicznego medium ciśnieniowego odbywa się według fig. 1 - 3 przez otwór wlotowy 45 i kanały 46, 47 i 48, przebiegające wewnątrz części tylnej 2 oraz kanały 49, 50 i 51, przebiegające wewnątrz części przedniej 3 do dyszy wlotowej 43.

Ciśnienie medium ciśnieniowego, wymagane do pracy organu zamykającego 38, stosunek przekroju poprzecznego przepływu dyszy wlotowej 43 do przekroju poprzecznego tłoka roboczego 40 i własności oddziaływującej na tłok roboczy 40 sprężyny powrotnej 42 są tak dobrane, że przy zamkniętym zaworze sterującym, utworzonym z części 40,43, ciśnienie medium ciśnieniowego w dyszy wlotowej 43, oddziaływujące na część przekroju poprzecznego tłoka roboczego 40, nie wystarcza do otwarcia zaworu sterującego 40,43 a po mechanicznym otwarciu zaworu sterującego, tłok roboczy 40 przez ciśnienie działające na jego całą powierzchnię czołową, zamyka zawór odpowietrzający 12 i utrzymuje go w położeniu zamknięcia.

Kanał odpowietrzający 10 urządzenia zaworowego 1 składa się z licznych kanałów odgałęzionych 52 do 59 i komór 60 do 62, wtryskiwacza, który przyspiesza zwarty strumień materiału lejnego, przechwytuje, podwyższa ciśnienie spiętrzania na tłoku 20 i opóźnia strumień ciekłego materiału lejnego, oddziaływującego na zawór odpowietrzający 12. Od komory przechwytującej 60, umieszczonej na wejściu do kanału odpowietrzającego 10, prowadzą do rozszerzenia 63, znajdującego się pod cylindrem roboczym 21 oba kanały odgałęzione 52 i 53. Od rozszerzenia 63 prowadzą kolejne kanały odgałęzione 54 i 55 do komór opóźniających 61,62, z których inne kanały odgałęzione 56, 58, względnie 57, 59 prowadzą do rozszerzenia 64, znajdującego się przed cylindrem 13 zaworu odpowietrzającego 12.

Figura 5 pokazuje urządzenie zaworowe 1 w stanie gotowości do pracy. Forma ciśnieniowa jest zamknięta, to znaczy część 7 formy przylega szczelnie swoją powierzchnią stykową 9 do powierzchni stykowej 8 części 6 formy. Przy zamknięciu formy zespół sprężyn 30 jest naprężany za

178 221 pomocąpopychaczy 36,37. Zawór odpowietrzający 12 znajduje się pod działaniem sprężyny powrotnej 42 organu zamykającego 38 w położeniu otwarcia tak, że powietrze wypierane z przestrzeni wewnętrznej formy przepływa w kierunku przepływu, zaznaczonego przez strzałki 65, 66, poprzez kanał odpowietrzający 11 formy, kanał odpowietrzający 10 urządzenia zaworowego 1, otwarty zawór odpowietrzający 12 i kanał wylotowy 16 na zewnątrz. Zawór sterujący 43 organu zamykającego 38 jestjeszcze zamknięty. Na końcu procesu odlewania ciekły materiał lejny, wypływający z przestrzeni wewnętrznej formy przepływa przez jej kanał odpowietrzający 11 do kanału odpowietrzającego 10 urządzenia zaworowego 1 i dociera przez kanały odgałęzione 52, 53 (fig. 4) do tłoka 20 urządzenia uruchamiającego 1. Pod wpływem naporu napływającego materiału lejnego krótkoskokowy tłok 20 porusza · się ruchem uderzeniowym do zderzaka końcowego na ścianie tylnej 23 części tylnej 2 bloku zaworowego. Przedłużenie 22 tłoka 20 dochodzi do ściany tylnej 23, a jego kołnierz 28 przenosi ten impuls siły na tarczę zabierakową24, która pod działaniem kinetycznej energii odsuwa się od kołnierza 28 tłoka 20 w jego położenie końcowe i razem z tłokiem zaworowym 14 zaworu odpowietrzającego 12 i tłokiem roboczym 40 organu zamykającego 38 jest odsuwana wbrew sile sprężyny powrotnej 42 organu zamykającego 38. Przy tym zawór odpowietrzający 12 jest zamknięty, a tłok zaworowy 14 jest zagłębiony w cylindrze 13. Ruch zamykający zaworu odpowietrzającego 12 jest podtrzymywany przez tłok roboczy 40 organu zamykającego 3 8, który po otwarciu zaworu sterującego 40,43 przez uderzenie tłoka 20 znajduje się pod pełnym oddziaływaniem medium ciśnieniowego, a jego siła działająca na tarczę zabierakową24 jest przenoszona na tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12.

Figura 6 pokazuje stan urządzenia zaworowego 1 osiągnięty w wyniku wpłynięcia materiału lejnego, wypływającego z przestrzeni wewnętrznej formy ciśnieniowej do kanału odpowietrzającego 10, do rozszerzenia 63 przed tłokiem 20 i na chwilę, np. mniej od 1 msek. do rozszerzenia 64 przed tłokiem zaworowym 14 zaworu odpowietrzającego 12. W międzyczasie zawór odpowietrzający 12 jest już zamknięty, przy czym tłok zaworowy 14 osiągnął swoje położenie końcowe. Dzięki temu jest zapewnione, że materiał lejny przepływający dalej przez kanały odgałęzione 56 do 59 do rozszerzenia 64 nie może dotrzeć do zaworu odpowietrzającego 12 i kanału wylotowego 16.

Koniec ruchu uruchamiającego 1 jest osiągnięty, gdy tarcza zabierakowa 24 dojdzie do styku z ruchomą płytką dociskową 33 naprężonego zespołu sprężyn 30. Tłok roboczy 40 organu zamykającego 38, pozostający nadal pod naciskiem, utrzymuje za pomocą tarczy zabierakowej 24 tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12 w jego położeniu zamknięcia. Jak widać z fig. 6 ciekły materiał lejny 67 tylko w nieznacznej masie dociera do przestrzeni cylindra 21 tłoka 20 i dopiero później dociera do przestrzeni cylindra 13 zaworu odpowietrzającego 12tak, że późniejsze usunięcie skrzepniętego materiału lejnego z kanału odpowietrzającego 10 nie przedstawia już żadnych trudności. Przy otwarciu formy ciśnieniowej to znaczy odsunięciu od siebie obu połówek 6 i 7 formy, zespół sprężyn 30 rozpręża się, ponieważ popychacze 36, 37 zostały uwolnione z docisku przez drugą połówkę 7 formy. Zespół sprężyn 30 pod działaniem naprężonego pakietu sprężyn 31 oddziaływuje na tarczę zabierakową 24, przez co tłok zaworowy 14 zaworu odpowietrzającego 12 i tłok roboczy 40 organu zamykającego 38 oraz tłok 20 sącofane w położenie wyjściowe według fig. 1. Przy tym głowica 15 tłoka zaworowego 14 i powierzchnia czołowa tłoka 20 wyrzucają czopy stwardniałego materiału, utworzone w rozszerzeniach 63, 64 tak, że cały nadlew jest usuwany z kanału odpowietrzającego 10. Poza tym także zawór sterujący 40,43 organu zamykającego 38 jest ponownie zamknięty.

Figury 7 i 8 pokazują w mniejszej podziałce zasadę budowy innej postaci wykonania urządzenia zaworowego 71. Także to urządzenie zaworowe 71 jest umieszczone w kwadratowym bloku zaworowym 72, 73, który jest podzielony wzdłuż płaszczyzny podziału 74 na część tylną72 i część przednią73, tworzącąpłaskąpowierzchnię czołową 75. W jednakowy sposób jak urządzenie zaworowe 1 według fig. 1 do 6, urządzenie zaworowe 72 jest zamontowane w nie przedstawionej części wieloczęściowej formy ciśnieniowej.

Jako zawór odpowietrzający 76 jest również zastosowany zawór tłokowy, który zawiera przyłączony do kanału odpowietrzającego 77 cylinder 78 z kanałem wylotowym 79 i osiowo ru10

178 221 chomy tłok nurnikowy 80 z głowicą 81. Jako organ oporowy służy tłok 82, zasilany materiałem lejnym, któryjest osiowo ruchomy w cylindrze roboczym 83, ajego skok roboczyjest ograniczony przez obsadzenie 84 w cylindrze roboczym 83. Tłok 82 na tylnym końcu posiada zderzak z głowicą86, która wystaje do wybrania 87 części tylnej 72 i w stanie spoczynku przylega do płaszczyzny podziałowej 74 części przedniej 73. Organ zamykający 88 jest zbudowany w podobny sposób jak organ zamykający 38 według fig. 1 i posiada cylinder roboczy 89 z tłokiem roboczym 91 pozostającym pod działaniem sprężyny powrotnej 90. Tłok roboczy 91 jest pneumatycznie lub hydraulicznie zasilany przez medium ciśnieniowe, które jest doprowadzane przez przewód 92 dyszy 93, wychodzącej do cylindra roboczego 89. Czołowe przedłużenie 94 tłoka roboczego 91 zamyka w stanie spoczynku otwór dyszowy 93 i tworzy razem z nim zawór sterujący do pneumatycznego lub hydraulicznego uruchamiania tłoka roboczego 91.

W odróżnieniu od przykładu wykonania według fig. 1 do 6, w przykładzie według fig. 7 przenoszenie impulsu siły od tłoka 82 na tłok zaworowy 80 zaworu odpowietrzającego 76 i tłok roboczy 82 organu zamykającego 88 nie odbywa się przez prostoliniowo poruszający się organ przenoszący siłę, w postaci tarczy zabierakowej 24, lecz przez dźwignię wychylną 95, która jest umieszczona w wybraniu 87 części tylnej 72 i swoją głowicą 96 jest ułożyskowane w osi 97. Dźwignia wychylna 95 jest połączona złączem kształtowym z tylnym przedłużeniem 98 tłoka zaworowego 80 zaworu odpowietrzającego 76 i z tłokiem roboczym 91 organu zamykającego 88. Dwa ramiona 99 dźwigni wychylnej 95, ukształtowanej według fig. 8 na wolnym końcu w postaci widełek, wchodzą bocznie w rowki obwodowe 100, 101 na przedłużeniu 98 i tłoku roboczym 91, co ze względu na ruch wychylny dźwigni wychylnej 95 jest dokonane z niezbędnym luzem.

Działanie urządzenia zaworowego według fig. 7 i 8 jest takie samo jak urządzenia zaworowego 1 według fig. 1 do 6. Przy zasilaniu tłoka materiałem lejnym, wnikającym do kanału odpowietrzającego 77 tłok 82 uderza o dźwignię wychylną 95 tak, że zawór odpowietrzający 76 zostaje zamknięty i utrzymywany w położeniu zamknięcia przez organ zamykający 88.

Na figurze 9 jest przedstawiony inny wariant przykładu wykonania z fig. 7 i 8. Zamiast tłoka 82 według fig. 8 jako organ oporowy jest zastosowana membrana 102, która zamyka wlot 103 kanału odpowietrzającego na stronie czołowej 75 urządzenia zaworowego 71 i jest zamocowana na części przedniej 73 bloku zaworowego za pomocą nakrętki 104. Popychacz 85, który również posiada głowicę 86, współpracującą z dźwignią wychylną 95, jest przedłużony aż do membrany 102. Na części przedniej 73 z tyłu membrany 102 jest ukształtowana lekko stożkowa powierzchnia zderzakowa 105, która ogranicza skok membrany 102 do wymiaru, który wynosi tylko ułamek drogi zamykania tłoka zaworowego 80 (fig. 7).

Układ membrany 102 może być również zastosowany zamiast tłoka 20 w postaci wykonania według fig. 1 do 6.

178 221

FIG.3

178 221

FIG.4

178 221

FIG.5

178 221

FIG.6

178 221

FIG.7 FIG.8

FIG.9

178 221

24 49

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie zaworowe do odpowietrzania odlewniczych form ciśnieniowych, zawierające kanał odpowietrzający, w którym jest umieszczony zawór odpowietrzający, wyposażony w urządzenie uruchamiające do zamykania zaworu odpowietrzającego, przy czym urządzenie uruchamiające posiada odbiornik siły, który jest zasilany przez materiał lejny, wnikający z przestrzeni wewnętrznej formy do kanału odpowietrzającego i pozostający w mechanicznym współdziałaniu z ruchomą częścią zamykającą zaworu odpowietrzającego, znamienne tym, że odbiornik siły (20, 82,100) jest ukształtowany jako organ popychakowy, mający skok roboczy wynoszący ułamek drogi zamykania ruchomej części zamykającej (14, 80) zaworu odpowietrzającego (12, 76), którego urządzenie uruchamiające posiada organ przenoszący siłę (24, 95) do przejmowania od odbiornika siły (20,82,100) impulsu uderzeniowego na ruchomą część zamykającą (14, 80) zaworu odpowietrzającego (12, 76).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie uruchamiające posiada organ zamykający (38, 88) sprzężony z ruchomą częścią zamykającą (14, 80) zaworu odpowietrzającego (12,76), podtrzymywanąw położeniu zamknięcia przez odbiornik siły (20,82,102).
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że odbiornik siły (20,82) jest ukształtowany jako tłok, umieszczony swobodnie w cylindrze roboczym (21,78), połączonym z kanałem odpowietrzającym (10, 77).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że odbiornik siły (102) jest ukształtowany jako membrana do zamykania wylotu (103) kanału odpowietrzającego (77).
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że organ przenoszący siłę (24, 95) jest połączony kształtowo z częścią zamykającą (14, 80) zaworu odpowietrzającego (12, 76).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zawór odpowietrzający (12,76) jest ukształtowany jako zawór tłokowy z tłokiem nurnikowym (14, 80), a równolegle do zaworu odpowietrzającego (12, 76) jest umieszczony odbiornik siły (20, 82,102).
7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że organ przenoszący siłę (24) stanowi tarcza zabierakowa (24), umieszczona osiowo suwliwie i współosiowo do odbiornika siły (20), która na swoim obwodzie jest połączona złączem kształtowym z tłokiem nurkowym (14) zaworu odpowietrzającego (12), a w położeniu spoczynkowym urządzenia uruchamiającego jest obciążona sprężyną (31) i przylega do odbiornika siły (20).
8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że organ przenoszący siłę (95) stanowi dźwignia wychylna, która jest połączona złączem kształtowym z tłokiem nurnikowym (80) zaworu odpowietrzającego (76), a w położeniu spoczynkowym urządzenia uruchamiającego jest obciążona sprężyną (90) i przylega do odbiornika siły (82).
9. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że organ zamykający (38, 88) jest uruchamianym pneumatycznie lub hydraulicznie cylindrem roboczym (39, 89), którego tłok roboczy (40, 91) jest połączony przez mocny człon łączący (24, 95) z ruchomą częścią zamykającą (14, 80) zaworu odpowietrzającego (12, 76).
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że cylinder roboczy (39, 89) organu zamykającego (38,88) jest umieszczony równolegle osiowo do odbiornika siły (20,82,102) i organ przenoszący siłę (24, 95) jest połączony złączem kształtowym z ruchomą częścią zamykającą (14, 80) zaworu odpowietrzającego (12, 76), a także z tłokiem roboczym (40, 91) organu zamykającego (38, 88).
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że ruchoma część zamykająca (14) zaworu odpowietrzającego (12) i tłok roboczy (40) organu zamykającego (38) sąpołączone z tarczą zabierakową (24) w przeciwległych miejscach.

178 221
12. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że cylinder roboczy (39, 89) organu zamykającego (38, 88) jest wyposażony w zawór sterujący (40, 43; 91, 93).
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zawór sterujący (40,43; 91,93) jest zaworem talerzowym, przy czym tłok roboczy (49, 91) organu zamykającego (38, 88) tworzy grzybek zaworowy.
14. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że cylinder roboczy (39,89) organu zamykającego (38,88) posiada dyszę wlotową(43,93), której wylotjest zamknięty przez tłok roboczy (49, 91) obciążony sprężyną (42, 90).
15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że skok roboczy odbiornika siły (20,82, 102) wynosi około jedną dziesiątą drogi zamykania ruchomej części zamykającej (14, 80).
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że skok roboczy odbiornika siły (20, 82, 102) wynosi najwyżej 1 mm.
17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że skok roboczy odbiornika siły (20, 82, 102) wynosi 0,1 mm.