2 PL 67 104 Υ12 PL 67 104 Υ1
Opis wzoruPattern description
Przedmiotem wzoru użytkowego jest płyta chłodząca przyspieszająca proces krzepnięcia oraz chłodzenia odlewów.The subject of the utility model is a cooling plate which accelerates the solidification and cooling of castings.
Wykonywanie odlewów w formach odlewniczych polega na wprowadzeniu do formy odlewniczej płynnego metalu, gdzie metal ten krzepnie oddając ciepło do formy. Podczas tego krzepnięcia przebiegają w formie złożone procesy chemiczne i fizyczne. Rozłożony przestrzennie i czasowo proces krzepnięcia materiału odlewanego wpływa decydująco na tworzącą się strukturę otrzymanego odlewu i jego właściwości mechaniczne. W znanym stanie techniki do materiałów przyspieszających odprowadzanie ciepła z odlewu należą ochładzalniki rozmieszczone w formie piaskowej. Stosowane ochładzalniki są wykonane zazwyczaj z materiałów o znacznej akumulacji ciepła, najczęściej z żeliwa lub z tego samego materiału co odlew. Ochładzalniki są rozmieszczane w formie na zewnątrz odlewu i w jego wnętrzu. Ochładzalniki zewnętrzne umieszczane są w formach tak, aby przylegając do powierzchni odlewu nie stapiały się z odlewem. Ochładzalniki wewnętrzne umieszcza się bezpośrednio we wnęce formy. Stanowią one po zalaniu formy ciekłym metalem wewnętrzną część odlewu. Wielkość każdego ochładzalnika dobierana jest z uwzględnieniem grubości odlewu i wielkości węzłów cieplnych. Jednakże zakres stosowania ochładzalników sprowadza się do ograniczenia węzłów cieplnych i dość często do rozdzielenia stref zasilania odlewu. Z polskiego opisu patentowego nr 186378 o tytule „Sposób odlewania odlewów metalowych" do odprowadzenia ciepła z odlewu znana jest chłodnica denna stanowiąca niezależny układ rurowy do lokalnego lub dennego odprowadzania ciepła z odlewu. Odbieranie ciepła lokalnego lub dennego z odlewu następuje w wyniku przepływu przez układ rurowy sprężonego powietrza. Niezależne lokalne układy rurowe oraz denny układ rurowy stanowią układ chłodzenia odlewu realizowany w kilku wyznaczonych strefach przestrzennych formy i jest regulowany w każdej strefie niezależnie od siebie.Making castings in casting molds consists in introducing liquid metal into the casting mold, where this metal solidifies and gives off heat to the mold. During this solidification, complex chemical and physical processes take place. The spatially and temporally distributed solidification process of the cast material has a decisive influence on the structure of the resulting cast and its mechanical properties. In the known art, materials that accelerate heat removal from a casting include coolers arranged in a sand form. The coolers used are usually made of materials with significant heat storage, most often cast iron or of the same material as cast. The coolers are placed in the mold outside and inside the casting. External coolers are placed in molds so that they adhere to the surface of the casting and do not fuse with the casting. The internal coolers are placed directly in the mold cavity. After pouring liquid metal into the mold, they constitute the internal part of the casting. The size of each cooler is selected taking into account the thickness of the casting and the size of the heat nodes. However, the scope of application of coolers comes down to limiting heat nodes and quite often to separating the casting feed zones. From the Polish patent description No. 186378 entitled "Method of casting metal castings" a bottom cooler is known to remove heat from the casting, which is an independent pipe system for local or bottom heat removal from the casting. The local or bottom heat is collected from the casting as a result of compressed air flowing through the pipe system. Independent local piping systems and the bottom piping system constitute the casting cooling system implemented in several designated spatial zones of the mold and is regulated independently of each other in each zone.
Wadą znanych ze stanu techniki urządzeń i materiałów przyspieszających odprowadzanie ciepła z odlewu jest zbyt wolny przebieg procesu chłodzenia materiału odlewanego. Przy stosowaniu znanego ze stanu techniki układu chłodzenia poprzez niezależne lokalne układy rurowe jest niezadowalająca prędkość procesu chłodzenia oraz skomplikowana konstrukcja montażu lokalnych układów rurowych. Te znane ze stanu techniki urządzenia i materiały nie niwelują występujących w trakcie krzepnięcia i następnie w trakcie chłodzenia naprężenia własnego wewnątrz odlewu. Płyta chłodząca materiał odlewany w formach odlewniczych według wzoru użytkowego posiada odpowiednio dobraną konstrukcję oraz prostokątny kształt podstawy. Płyta chłodząca wykonana jest z materiału łatwo pochłaniającego energię cieplną, takiego jak między innymi stal lub inny stop. Korzystnie płyta chłodząca stanowi dolną część formy lub stanowi podstawę pod formy przed ich zalaniem płynnym metalem. Na zamontowaną płytę chłodzącą, w zależności od wielkości jej powierzchni umieszcza się formę lub formy odlewnicze. Odpowiednia konstrukcja płyty chłodzącej jest dobierana do kształtu odlewu, dla którego jest przeznaczona forma piaskowa odlewnicza. Wnętrze metalowego korpusu płyty chłodzącej posiada wydrążone kanały, których kształt jest uzależniony od rodzaju chłodzonego odlewu, od założonej prędkości chłodzenia odlewu i od usytuowania w odlewie węzłów cieplnych. Kanały te stanowią spiralę i/lub wężownicę. Korzystnie płyta chłodząca posiada dwa rodzaje niezależnych od siebie kanałów o odpowiednio dobranym kształcie przebiegu wewnątrz korpusu. Przez jeden z tych kanałów przepływa medium chłodzące zarówno korpus płyty jak i zewnętrzne ściany odlewu, natomiast przez kanał drugi przepływa medium chłodzące o niższej temperaturze dla chłodzenia metalowego korpusu płyty chłodzącej. Celem przyspieszenia chłodzenia odlewu wewnętrzne kanały posiadają odpowiednio dobrane otwory przelotowe dla medium chłodzącego, do których są montowane dysze o różnej konstrukcji. Otwory te są umiejscowione od strony styku płyty chłodzącej z warstwą masy formierskiej oddzielającej płytę chłodzącą od zewnętrznych ścian odlewu. Otwory przelotowe dla montażu dysz w zależności od potrzeb są zaślepiane lub otwierane zwłaszcza w miejscach występowania węzłów cieplnych odlewu. Otwarcie otworu powoduje wydmuch chłodnego sprężonego powietrza lub innego medium gazowego w kierunku warstwy oddzielającej powodując jej dodatkowe schłodzenie. Instalowane w otworach dysze posiadają końcówki umożliwiające skierowanie wydmuchiwanego medium pionowo w górę i/lub w kierunku prostopadłym do dyszy i/lub są ustawiane pod żądanym kątem w stosunku do ścian odlewu. Zabudowane w otworach płyty chłodzącej dysze posiadają różną wysokość uzależnioną od wysokości samego odlewu jak i od posadowienia formy odlewniczej na płycie chłodzącej. Korzystnie w warstwie masy formierskiej oddzielającej płytęA disadvantage of the prior art devices and materials accelerating heat removal from the casting is that the cooling process of the cast material is too slow. When using the prior art cooling system via independent local piping systems, the speed of the cooling process and the complex assembly structure of the local piping systems are unsatisfactory. These prior art devices and materials do not eliminate the residual stress inside the casting that occurs during solidification and then during cooling. The cooling plate for the material cast in the casting molds according to the utility model has a properly selected structure and a rectangular base shape. The cooling plate is made of a material that absorbs heat easily, such as steel or other alloy, among others. Preferably, the chill plate forms the bottom of the mold or forms the base for the molds before they are poured over with liquid metal. A mold or molds are placed on the mounted cooling plate, depending on the size of its surface. The appropriate design of the cooling plate is matched to the shape of the casting for which the sand casting mold is intended. The inside of the metal body of the cooling plate has hollow channels, the shape of which depends on the type of the casting being cooled, on the assumed cooling speed of the casting and on the location of heat nodes in the casting. These channels are helix and / or coil. Preferably, the cooling plate has two kinds of channels that are independent of each other with a suitably selected shape of the course inside the body. Through one of these channels, a cooling medium flows, both the body of the plate and the outer walls of the casting, while through the other channel flows a cooling medium with a lower temperature to cool the metal body of the cooling plate. In order to accelerate the cooling of the casting, the internal channels have appropriately selected through holes for the cooling medium, to which nozzles of different designs are mounted. These openings are located on the side where the cooling plate contacts the sand layer separating the cooling plate from the outer walls of the casting. The through-holes for the assembly of nozzles, depending on the needs, are closed or opened, especially in the places of the casting heat nodes. The opening of the opening causes the discharge of cool compressed air or other gaseous medium towards the separating layer, causing it to cool down additionally. Nozzles installed in the holes have tips that enable directing the blown medium vertically upwards and / or perpendicular to the nozzle and / or are set at the desired angle in relation to the casting walls. The nozzles installed in the cooling plate holes have different heights depending on the height of the casting itself and the foundation of the casting mold on the cooling plate. Preferably in the sand layer separating the plate