RU2127649C1 - Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment - Google Patents
Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127649C1 RU2127649C1 RU97116133A RU97116133A RU2127649C1 RU 2127649 C1 RU2127649 C1 RU 2127649C1 RU 97116133 A RU97116133 A RU 97116133A RU 97116133 A RU97116133 A RU 97116133A RU 2127649 C1 RU2127649 C1 RU 2127649C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- microwave
- drying
- shells
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству и применяется для изготовления отливок сложной конфигурации методом литья по выплавляемым моделям (ЛВМ), а именно на технологических операциях: сушки оболочек, образованных поочередным нанесением на блоки воскообразных моделей, собранных на стояках-каркасах, суспензий, приготовленных преимущественно совмещенным способом на основе этилсиликатных связующих растворов типа ОРГ-3 или водно-спиртовых растворов и мелкодисперсных огнеупорных наполнителей, с последующей обсыпкой незатвердевшего слоя зернистым огнеупором при формировании многослойных оболочек, выплавления (удаления) воскообразных моделей из полостей отвержденных многослойных оболочек с целью образования неразъемных литейных форм. The invention relates to foundry and is used for the manufacture of castings of complex configuration by the method of investment casting (LWM), namely in technological operations: drying the shells formed by alternately applying to the blocks waxy models assembled on riser frames, suspensions prepared mainly in a combined way based on ethyl silicate binder solutions of the type ORG-3 or water-alcohol solutions and finely divided refractory fillers, followed by sprinkling of non-solidified layer with granular refractory during the formation of multilayer shells, the smelting (removal) of waxy models from the cavities of cured multilayer shells with the aim of forming one-piece casting molds.
Известен способ изготовления керамических форм по удаляемым моделям, в котором сушку нанесенной обмазки на блоки парафино-стеариновых моделей производят в электрическом поле сверхвысокой частоты (СВЧ) [1]. Недостатком способа является продолжительный цикл сушки нанесенной обмазки, связанный с низкой интенсивностью испарения влаги с ее поверхности и внутреннего влагопереноса, а также неэффективное использование СВЧ-энергии на заключительной стадии сушки, характеризуемой снижением содержания влаги до 1% и низкими диэлектрическими потерями в обмазке. A known method of manufacturing ceramic molds for removable models, in which the drying of the coating on the blocks of paraffin-stearin models is carried out in an electric field of ultra-high frequency (microwave) [1]. The disadvantage of this method is the long drying cycle of the applied coating, associated with a low rate of evaporation of moisture from its surface and internal moisture transfer, as well as the inefficient use of microwave energy in the final stage of drying, characterized by a decrease in moisture content to 1% and low dielectric losses in the coating.
Кроме того, работа СВЧ-генератора в условиях малых нагрузок сокращает срок службы магнетрона по известным причинам и требует установки балластных оконечных нагрузок. In addition, the operation of the microwave generator under low loads reduces the life of the magnetron for well-known reasons and requires the installation of ballast end loads.
Наиболее близким к изобретению в части сушки слоев по технической сущности и достигаемому результату является способ сушки оболочек, изготовленных на основе водного шликера с чередованием этапов интенсивного нагрева СВЧ-энергией с этапами, в которых испарение влаги с поверхности осуществляется за счет обдува формы потоком воздуха [2]. Недостатком способа является неравномерное протекание процессов испарения влаги с поверхности и внутреннего ее массопереноса к поверхности, в большей степени проявляющееся с увеличением числа наносимых слоев оболочки. Closest to the invention in terms of drying the layers in technical essence and the achieved result is a method of drying shells made on the basis of a water slurry with alternating stages of intensive heating with microwave energy with stages in which moisture is evaporated from the surface by blowing the form with air flow [2 ]. The disadvantage of this method is the uneven occurrence of moisture evaporation from the surface and its internal mass transfer to the surface, which is manifested to a greater extent with an increase in the number of applied layers of the shell.
Известен способ выплавления моделей из полости отвержденных многослойных оболочек диэлектрическим нагревом последних СВЧ-энергией [3]. Способ заключается в предварительном пропитывании нанесенных на модельные блоки и отвержденных многослойных оболочек водой с последующим размещением их в нагревательной камере, где создают СВЧ-поле. Недостатком способа является частичное разупрочнение оболочки водой, что вызывает повышенный риск возникновения скрытых дефектов в будущих формах. Кроме того, во влажную оболочку невозможно подвести в начальный момент значительную СВЧ-мощность, необходимую для быстрого оплавления поверхности модели. По мере ухода влаги из оболочек интенсивность процесса будет снижаться. A known method of smelting models from the cavity of the cured multilayer shells by dielectric heating of the latter with microwave energy [3]. The method consists in preliminary impregnation of water applied to model blocks and cured multilayer shells with subsequent placement in a heating chamber, where a microwave field is created. The disadvantage of this method is the partial softening of the shell with water, which causes an increased risk of latent defects in future forms. In addition, it is impossible to bring into the wet shell at the initial moment the significant microwave power needed to quickly melt the surface of the model. As moisture leaves the shells, the intensity of the process will decrease.
Из всего многообразия устройств, применяемых для нагрева и сушки различных материалов в СВЧ-поле, наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является установка СВЧ-сушки многослойных форм [4] роторного типа, выполненная в виде восьмигранника, на боковых стенках которого расположены вводы СВЧ-энергии с образованием горизонтальных и вертикальных рядов, при этом соседние вводы энергии имеют взаимно перпендикулярную поляризацию. На роторе размещены четыре равные по объему камеры нагрева, имеющие в сечении форму неравностороннего шестигранника и образованные продольными и поперечными перегородками, закрепленными на роторе. Модельные блоки в процессе обработки СВЧ-энергией имеют возможность вращения, вертикального перемещения и крепятся на подвесках, связанных со сканерами. Камеры нагрева оснащены системой пароудаления и охлаждения модельных блоков потоком воздуха, направленного снизу-вверх. Установка предназначена для сушки керамических форм и, учитывая специфику ее конструкции, будем считать применяемой и для сушки слоев при формировании многослойных оболочек на блоках воскообразных моделей, что в данном источнике не отражено. Использование установки для осуществления предлагаемого изобретения в части сушки слоев оболочек ограничивается ввиду наличия следующих недостатков: конструкция установки не позволяет обеспечить необходимый технологический режим сушки и высокую интенсивность процесса без потерь качества многослойных оболочек, высокие капитальные и эксплуатационные затраты, низкую производительность установки. Of the variety of devices used for heating and drying various materials in a microwave field, the closest technical solution adopted for the prototype is the installation of microwave drying multilayer forms [4] of the rotor type, made in the form of an octahedron, on the side walls of which there are inputs Microwave energy with the formation of horizontal and vertical rows, while adjacent energy inputs have mutually perpendicular polarization. On the rotor there are four heating chambers of equal volume, having a cross-sectional shape of a non-equilateral hexagon and formed by longitudinal and transverse partitions mounted on the rotor. Model blocks in the process of processing microwave energy have the possibility of rotation, vertical movement and are mounted on suspensions associated with scanners. The heating chambers are equipped with a steam removal and cooling system for model blocks with an air flow directed from the bottom up. The installation is intended for drying ceramic forms and, taking into account the specifics of its design, we will consider it to be used for drying layers during the formation of multilayer shells on blocks of waxy models, which is not reflected in this source. The use of the installation for the implementation of the present invention in terms of drying the layers of shells is limited due to the following disadvantages: the design of the installation does not allow to provide the necessary technological regime of drying and high intensity of the process without loss of quality of multilayer shells, high capital and operating costs, low productivity of the installation.
Целью изобретения является интенсификация процессов сушки слоев и выплавления моделей, повышение эффективности использования СВЧ-энергии, качества оболочек и снижение брака литейных форм и отливок, а также создание устройства для его осуществления, обеспечивающего расширение технологических возможностей, повышение производительности, снижения капитальных и эксплуатационных расходов. The aim of the invention is to intensify the drying processes of the layers and smelting models, increasing the efficiency of microwave energy, the quality of the shells and reducing the rejection of casting molds and castings, as well as creating a device for its implementation, which will expand technological capabilities, increase productivity, reduce capital and operating costs.
Это достигается тем, что согласно способу изготовления многослойных неразъемных литейных форм с использованием СВЧ-энергии, сушку слоев, поочередно наносимых на блоки воскообразных моделей, осуществляют дополнительным воздействием разреженного воздушного потока в два этапа, на первом этапе нагревают слои до достижения температуры отходящего от модельных блоков разреженного паровоздушного потока ниже на 1 - 4oC температуры теплоустойчивости применяемого модельного состава, на втором этапе поддерживают этот интервал температур за счет изменения уровня подводимой СВЧ-мощности с непрерывным удалением выделяющихся паров растворителя и воды с поверхности наружных слоев оболочек и одновременным ее охлаждением, поступающим к модельным блокам разреженным воздушным потоком с температурой 20 - 25oC на обоих этапах сушки. Выплавление воскообразных моделей из отвержденных многослойных оболочек осуществляют двухсторонним тепловым потоком, создаваемым, снаружи - нагреваемой сухой оболочкой, изнутри - нагреваемым стояком-каркасом, выполненным из термостойкого диэлектрического материала с СВЧ-поглощающим наполнителем. При этом в состав суспензии при ее приготовлении в обоих случаях дополнительно вводят активную мелкодисперсную добавку с повышенными диэлектрическими потерями, являющуюся и частью огнеупорного наполнителя. Устройство для осуществления способа, содержащее корпус, жесткость которого обеспечивается сварным каркасом с окном загрузки и дверью, внутри которого расположен ротор, связанный с приводом, СВЧ-модуль с волноводами и вводы СВЧ-энергии с взаимно ортогональными плоскостями поляризации волны, систему охлаждения модельных блоков и удаления продуктов сушки через вентиляционные СВЧ-фильтры, при этом рабочая камера, являющаяся поочередно камерой сушки и камерой для выплавления моделей, образована стенками корпуса, выполненного в виде девятигранника с дверью, стенки которой образуют две грани корпуса камеры, на роторе с закрепленными на нем опорными дисками, установленном в обойме и опирающимся на шары, расположенные в фиксаторах, закрепленных на основании, размещены столики, выполненные в виде зубчатых колес и посаженные на валы, установленные в центре опорных дисков и имеющие в верхней части посадочные штыри, при этом столики, расположенные по окружности ближе к центру ротора, входят в зацепление с соответствующими наружными, а последние, размещенные у края плоскости ротора, имеют возможность входить в зацепление с зубчатыми секторами при вращении ротора, СВЧ-модуль создан на основе одного магнетрона с двумя вводами энергии, размещенными на задней стенке корпуса, в объем рабочего пространства камеры сверху введен согласующий экран, имеющий возможность вращаться и одновременно перемещаться по вертикали, на боковых стенках корпуса с одной стороны через СВЧ-фильтры установлены отсасывающий и приточный воздуховоды с введенными внутрь датчиками контроля параметров воздушного потока, рабочая камера имеет систему удаления расплавленного модельного состава. При этом дверь связана с корпусом камеры уплотнением, обеспечивающим надежный электрический контакт по всему периметру и необходимую герметизацию при закрытом положении двери, а контакт ротора с обоймой осуществляется через ролики, разделенные сепараторами, с основанием через шары, равномерно размещенные по двум окружностям плоскости ротора. Вдоль боковых стенок корпуса камеры на обойме неподвижно установлены зубчатые сектора. Модельные блоки, установленные на штыри, имеют возможность перемещаться в пространстве рабочей камеры по круговым орбитам с одновременным поворотом на 540o при каждом полном обороте ротора. Вводы СВЧ-энергии размещены в местах, обеспечивающих необходимую развязку между ними, а волноводный тракт защищен от продуктов сушки диэлектрическими радиопрозрачными вставками. Отсасывающий воздуховод связан с вентилятором, создающим разрежение в рабочей камере при сушке слоев. Система удаления расплавленного модельного состава включает в себя конические отверстия в столиках, кольцевые конические канавки с отверстием в опорных дисках, воронки в роторе и кольцевой конический канал с отверстием, выполненный в основании, при этом перечисленные элементы последовательно сверху вниз сообщаются между собой, имеют наружный слой СВЧ-поглощающего покрытия и связаны с водонагревамым от системы охлаждения СВЧ-модуля запредельным волноводом, отверстием в днище корпуса камеры, емкость, установленную на транспортную тележку.This is achieved by the fact that according to the method of manufacturing multilayer permanent molds using microwave energy, the drying of layers alternately applied to the blocks of waxy models is carried out by the additional action of a rarefied air stream in two stages, at the first stage, the layers are heated until the temperature departing from the model blocks rarefied vapor-air flow is 1 - 4 o C lower than the heat resistance temperature of the applied model composition; at the second stage, this temperature range is maintained after t changes in the level of supplied microwave power with the continuous removal of the released solvent vapor and water from the surface of the outer layers of the shells and its simultaneous cooling, supplied to the model blocks by a dilute air stream with a temperature of 20 - 25 o C at both stages of drying. Melting of waxy models from cured multilayer shells is carried out by a double-sided heat flow created from the outside by a heated dry shell, and from the inside by a heated riser frame made of a heat-resistant dielectric material with a microwave absorbing filler. Moreover, in both cases, in the preparation of the suspension, an active finely dispersed additive with increased dielectric losses is additionally introduced, which is also part of the refractory filler. A device for implementing the method, comprising a housing, the rigidity of which is provided by a welded frame with a loading window and a door, inside of which there is a rotor connected to the drive, a microwave module with waveguides and microwave energy inputs with mutually orthogonal planes of polarization of the wave, a cooling system for model blocks and removal of drying products through ventilation microwave filters, while the working chamber, which is, in turn, a drying chamber and a chamber for melting models, is formed by the walls of the body, made in the form of nine a gamer with a door, the walls of which form two faces of the camera body, on the rotor with supporting disks fixed on it, mounted in a cage and resting on balls located in latches fixed on the base, tables are made in the form of gears and mounted on shafts, mounted in the center of the support discs and having landing pins in the upper part, while the tables located around the circumference closer to the center of the rotor mesh with the corresponding external ones, and the latter, located at the edge of the roto plane a, they have the ability to engage with the gear sectors when the rotor rotates, the microwave module is based on one magnetron with two energy inputs located on the rear wall of the housing, a matching screen is introduced into the chamber’s working space from above, which can rotate and simultaneously move along vertically, on the side walls of the housing, on one side, through the microwave filters, there are suction and supply ducts with sensors for monitoring the air flow parameters inserted inside, the working chamber has Stem removal of molten modeling composition. At the same time, the door is connected to the camera body by a seal, which ensures reliable electrical contact around the entire perimeter and the necessary sealing when the door is closed, and the rotor is in contact with the cage through rollers separated by separators, with the base through balls uniformly placed along two circles of the rotor plane. Toothed sectors are fixedly mounted along the side walls of the camera housing on the clip. The model blocks mounted on the pins have the ability to move in the space of the working chamber in circular orbits with a simultaneous rotation of 540 o with each full revolution of the rotor. Inputs of microwave energy are located in places that provide the necessary isolation between them, and the waveguide path is protected from drying products by dielectric radio-transparent inserts. The suction duct is connected to a fan, which creates a vacuum in the working chamber when drying the layers. The system for removing the molten model composition includes conical openings in the tables, annular conical grooves with an opening in the support discs, funnels in the rotor and an annular conical channel with an opening made in the base, while the listed elements are connected successively from top to bottom with an outer layer Microwave absorbing coating and connected with water from the cooling system of the microwave module of the transcendental waveguide, a hole in the bottom of the camera body, a tank mounted on a transport body Zhku.
При разработке предлагаемого способа и устройства для его осуществления учитывались особенности технологии послойного формирования оболочек на блоках воскообразных моделей и выплавления модельной массы для образования многослойной формы ЛВМ, физические свойства применяемых материалов, в т.ч. и в СВЧ-диапазоне. When developing the proposed method and device for its implementation, the features of the technology of layer-by-layer formation of shells on blocks of waxy models and smelting of the model mass for the formation of a multi-layer form of a LAN, physical properties of the materials used, including and in the microwave range.
Слой оболочки, нанесенный на модельный блок, представляет из себя композицию диэлектриков с различными электрофизическими свойствами и способностью поглощать СВЧ-энергию. Основу слоя составляют огнеупорные мелкодисперсный наполнитель и зернистая обсыпка из окислов и их соединений, преимущественно кварца (SiO2) или электрокорунда (альфа Al2O3), обладающих низкими значениями диэлектрических потерь, связующим является гидролизованный раствор этилсиликата, в состав которого обычно входит 10 - 20% условного SiO2, растворенного в жидкой фазе, которую при сушке необходимо удалить, обеспечивая тем самым условия для образования геля и "сшивки" зерен основы. Жидкая фаза включает в себя водно-спиртовую смесь в различных соотношениях в зависимости от типа связующего раствора с добавками и имеет наибольшие диэлектрические потери. При этом относительное содержание жидкой фазы по толщине образующейся оболочки после каждого нанесенного слоя в начальный момент сушки неравномерно и с увеличением числа слоев максимальное ее значение смещается от поверхности модели к центральной части оболочки. Поэтому при воздействии СВЧ-энергии в первую очередь интенсивно будут прогреваться области с повышенным содержанием жидкой фазы, т.е. внутренняя часть слоя, отдавая тепловую энергию огнеупорной основе и поверхности модели за счет теплопроводности. Одновременно будет осуществляться миграция жидкой фазы к поверхности оболочки.The shell layer deposited on the model block is a composition of dielectrics with various electrophysical properties and the ability to absorb microwave energy. The basis of the layer is refractory finely divided filler and granular dusting from oxides and their compounds, mainly quartz (SiO 2 ) or electrocorundum (alpha Al 2 O 3 ), which have low dielectric losses, the binder is a hydrolyzed solution of ethyl silicate, which usually contains 10 - 20% of conventional SiO 2 dissolved in the liquid phase, which must be removed during drying, thereby providing conditions for gel formation and “crosslinking” of the base grains. The liquid phase includes a water-alcohol mixture in various proportions depending on the type of binder solution with additives and has the highest dielectric loss. Moreover, the relative content of the liquid phase over the thickness of the formed shell after each deposited layer at the initial moment of drying is uneven and with an increase in the number of layers, its maximum value shifts from the surface of the model to the central part of the shell. Therefore, under the influence of microwave energy, first of all, areas with a high content of the liquid phase will be intensely heated, i.e. the inner part of the layer, giving off thermal energy to the refractory base and the model surface due to thermal conductivity. At the same time, the liquid phase will migrate to the surface of the shell.
Закон внутреннего массопереноса жидкой фазы при высокочастотной сушке для материалов, имеющих капиллярно-пористую систему, характеризуется общим уравнением:
qm= -amρo▽U-amρo▽t-kp▽P, (1)
где ▽U,▽t,▽P - градиенты влагосодержания, температуры и давления соответственно;
Am - коэффициент диффузии влаги;
ρo - плотность сухого скелета;
kp - коэффициент молярного переноса влаги под влиянием градиента давления.The law of internal mass transfer of the liquid phase during high-frequency drying for materials having a capillary-porous system is characterized by the general equation:
q m = -a m ρ o ▽ Ua m ρ o ▽ tk p ▽ P, (1)
where ▽ U, ▽ t, ▽ P are the gradients of moisture content, temperature, and pressure, respectively;
A m is the moisture diffusion coefficient;
ρ o is the density of the dry skeleton;
k p is the molar moisture transfer coefficient under the influence of a pressure gradient.
Как следует из уравнения (1), при наличии внутреннего источника тепла градиенты ▽U,▽t,▽P направлены в одну сторону к наружной поверхности оболочки и способствуют повышению интенсивности процесса сушки в начальной стадии, а при температурах сушки менее 100oC последним членам уравнения (1) kp▽P можно пренебречь.As follows from equation (1), in the presence of an internal heat source, the gradients ▽ U, ▽ t, ▽ P are directed to one side to the outer surface of the shell and contribute to an increase in the intensity of the drying process in the initial stage, and at the drying temperatures less than 100 o C equations (1) k p k P can be neglected.
По мере выравнивания содержания жидкой фазы по толщине оболочки и усреднения температурного поля на последующих стадиях сушки способность диффузии жидкой фазы к поверхности за счет влагопроводности и термовлагопроводности будет снижаться и эффективность сушки только воздействием СВЧ-энергией падает, а при достижении содержания жидкой фазы в оболочке менее 5% становится неэффективной. Поэтому обеспечить высокую интенсивность процесса можно при условии сохранения однонаправленности градиентов ▽U и ▽t на всем протяжении процесса сушки при воздействии СВЧ-энергии. Наиболее простым и эффективным способом сохранения на всех стадиях сушки градиента ▽U является использование совместно с СВЧ-энергией более дешевого вида энергоподвода - обдува наружного слоя оболочки потоком подогретого воздуха. При этом выделяющаяся на поверхность оболочки жидкая фаза будет уноситься потоком воздуха, создавая постоянный градиент влагосодержания из-за дефицита его на поверхности и избытка внутри слоя (слоев) оболочки. Что касается термовлагопроводности, то создать постоянный градиент ▽t в оболочке на всех стадиях сушки указанным способом не удастся, т.к. после выравнивания температуры внутри оболочки и ее наружной поверхности интенсивность массопереноса жидкой фазы будет определяться в основном градиентом ▽U. По мере ухода жидкой фазы из оболочки энергия внутреннего источника тепла будет убывать, а вместе с ней и температура внутри слоя (слоев) оболочки и, когда последняя окажется ниже, чем на поверхности оболочки, градиент ▽t будет препятствовать градиенту ▽U, увеличивая продолжительность сушки, что имеет место при конвективном процессе - сушке оболочек только подогретым потоком воздуха. Поэтому, в данном случае необходимо увеличивать подводимую СВЧ-мощность и время ее воздействия на объект, что повышает энергоемкость процесса и создает небезопасные условия для эксплуатации магнетрона. Для поддержания градиента температуры ▽t в оболочке на всех стадиях сушки предлагается, с одной стороны, создание внутри слоя (слоев) оболочки постоянно действующего под воздействием СВЧ-поля источника тепла, в меньшей мере зависящего от содержания жидкой фазы в них путем введения в суспензию при ее приготовлении активной мелкодисперсной добавки, являющейся частью огнеупорного наполнителя и обладающей более высокими диэлектрическими потерями и способностью поглощать СВЧ-энергию, например пылевидный диоксид титана (TiO2), имеющий диэлектрическую проницаемость = 90, тангенс угла потерь 5,0 • 10-v при температуре 20oC и огнеупорность свыше 1800oC, в количестве 5,0 - 15,0% от массы основного наполнителя, с другой стороны, дополнительного воздействия на поверхность наружного слоя оболочки воздушного потока с температурой ниже, чем температура, достигаемая внутри слоя (слоев) воздействием СВЧ-энергии. Поэтому, чем выше внутренний нагрев слоев оболочки и ниже температура воздушного потока, охлаждающая поверхность модельного блока, тем интенсивнее внутренний массоперенос жидкой фазы к поверхности.As the content of the liquid phase is equalized over the thickness of the shell and the temperature field is averaged at subsequent stages of drying, the ability of the diffusion of the liquid phase to the surface due to moisture conduction and thermal moisture conduction will decrease and the drying efficiency only decreases by microwave energy, and when the content of the liquid phase in the shell reaches less than 5 % becomes ineffective. Therefore, it is possible to ensure a high intensity of the process provided that the gradients ▽ U and ▽ t are unidirectional throughout the entire drying process under the influence of microwave energy. The simplest and most effective way to preserve the ▽ U gradient at all stages of drying is to use a cheaper type of energy supply together with microwave energy - blowing the outer layer of the shell with a stream of heated air. In this case, the liquid phase released onto the surface of the shell will be carried away by the air stream, creating a constant gradient of moisture content due to its deficiency on the surface and excess inside the layer (s) of the shell. As for thermal moisture conductivity, it will not be possible to create a constant gradient ▽ t in the shell at all stages of drying in this way, because after equalization of the temperature inside the shell and its outer surface, the mass transfer intensity of the liquid phase will be determined mainly by the gradient ▽ U. As the liquid phase leaves the shell, the energy of the internal heat source will decrease, and with it the temperature inside the shell layer (s) and, when the latter is lower than on the shell surface, the gradient ▽ t will interfere with the gradient ▽ U, increasing the drying time , which takes place during the convective process - drying the shells only with a heated air stream. Therefore, in this case, it is necessary to increase the supplied microwave power and the time of its impact on the object, which increases the energy intensity of the process and creates unsafe conditions for the operation of the magnetron. To maintain the temperature gradient ▽ t in the shell at all stages of drying, it is proposed, on the one hand, to create a heat source inside the layer (s) of the shell that is constantly acting under the influence of the microwave field, which at least depends on the content of the liquid phase in them by introducing into the suspension at its preparation fine active additive, which is part of the refractory filler and having a high dielectric loss and ability to absorb microwave energy, such as pulverized titanium dioxide (TiO 2) having Dalziel an insulating permeability = 90, loss tangent 5,0 • 10 -v at 20 o C and refractoriness than 1800 o C, in an amount of 5.0 - 15.0% by weight of the core filler, on the other hand, the additional impact on the surface the outer layer of the shell of the air stream with a temperature lower than the temperature reached inside the layer (s) by microwave energy. Therefore, the higher the internal heating of the shell layers and the lower the temperature of the air flow, the cooling surface of the model block, the more intense the internal mass transfer of the liquid phase to the surface.
Но здесь есть ограничения: во первых, теплоустойчивость широко применяемых на практике воскообразных модельных составов находится в интервале температур 30 - 43oC и превышение ее на поверхности моделей при сушке слоев оболочки для конкретного случая приводит к недопустимым отклонениям по размерной точности будущей формы, а впоследствие и отливок, во вторых, скорость потока воздуха не должна превышать 5 м/с, т.к. при больших скоростях наблюдается сдувание зерен обсыпки с незатвердевших слоев в начале сушки, а чрезмерное снижение температуры воздушного потока ниже, чем температура на производственных участках в цехах точного литья, которая составляет 20 - 25oC, приводит к неоправданным затратам энергоносителей и увеличению времени сушки. С учетом указанных ограничений выявляются допустимые режимы сушки слоев оболочки, которые предусматривают внутренний нагрев их СВЧ-энергией до температуры теплоустойчивости применяемого модельного состава, поддержания этой температуры с одновременным обдувом поверхности оболочек воздушным потоком со скоростью 3 - 5 м/с и температурой 20 - 25oC. Но использование воздушного потока с такими параметрами согласно расчетам увеличивает его расход и общее время сушки из-за низкой интенсивности испарения жидкой фазы с поверхности оболочек, которая определяется формулой Дальтона-Рихмана.But there are limitations: firstly, the heat resistance of widely used in practice waxy model compositions is in the temperature range 30 - 43 o C and exceeding it on the surface of the models when drying the shell layers for a particular case leads to unacceptable deviations in the dimensional accuracy of the future shape, and as a result and castings, secondly, the air velocity should not exceed 5 m / s, because at high speeds, the grains of dusting from unhardened layers are blown off at the beginning of drying, and an excessive decrease in the air flow temperature is lower than the temperature at production sites in precision casting shops, which is 20 - 25 o C, leads to unjustified energy costs and an increase in drying time. Taking into account these limitations, permissible drying regimes of the shell layers are revealed, which provide for internal heating with their microwave energy to the heat resistance temperature of the applied model composition, maintaining this temperature with simultaneous airflow of the shell surface with a speed of 3 - 5 m / s and a temperature of 20 - 25 o C. But the use of an air stream with such parameters according to calculations increases its flow rate and the total drying time due to the low rate of evaporation of the liquid phase from the surface of the shells, which Single-defined formula Dalton Richman.
где B - давление окружающей среды;
Pпов - парциальное давление паров жидкой фазы на поверхности оболочки;
Pв - парциальное давление водяных паров в окружающем воздухе;
β - коэффициент испарения, учитывающий влияние скорости и относительной влажности воздушного потока.
where B is the environmental pressure;
P pov - partial vapor pressure of the liquid phase on the surface of the shell;
P in - partial pressure of water vapor in ambient air;
β is the evaporation coefficient, taking into account the influence of speed and relative humidity of the air flow.
Как следует из формулы (2), при фиксированных и указанных режимах СВЧ-конвективной сушки слоев оболочек повысить интенсивность испарения жидкой фазы с поверхности оболочек и привести ее в соответствие с интенсивностью внутреннего массопереноса возможно за счет снижения величины параметра B, т. е. созданием в сушильной камере разрежения и, чем выше, тем эффективнее процесс испарения жидкой фазы. Поэтому воздействие разреженного воздушного потока с заданной температурой на поверхность оболочек в сочетании с их внутренним подогревом СВЧ-энергией, эффективность использования которой повысится с введением в состав оболочки активной огнеупорной добавки с повышенными диэлектрическими потерями, создает новую совокупность существенных признаков, обеспечивающих получение требуемого технического результата. As follows from formula (2), for fixed and indicated microwave convective drying of the layers of the shells, it is possible to increase the rate of evaporation of the liquid phase from the surface of the shells and bring it into line with the intensity of internal mass transfer by reducing the value of parameter B, i.e., by drying vacuum chamber and, the higher, the more efficient the process of evaporation of the liquid phase. Therefore, the effect of a rarefied air stream with a given temperature on the surface of the shells in combination with their internal heating by microwave energy, the efficiency of which will increase with the introduction of an active refractory additive with increased dielectric losses into the shell, creates a new set of essential features that provide the required technical result.
Внесение в состав суспензии, а затем и присутствие в оболочке огнеупорного мелкодисперсного материала повышенными диэлектрическими потерями позволит интенсифицировать и процесс выплавления воскообразных моделей за счет возможности подвода к многослойной сухой оболочке, что отличает предлагаемый способ от прототипа, практически любой СВЧ-мощности, не опасаясь при этом за разрушение оболочки из-за резкого подъема температуры и давления паров воды, что имеет место в известном способе. Использование СВЧ-энергии целесообразно еще и объемным нагревом оболочки, способствующим более быстрому оплавлению контактного слоя модели с образованием зазора между оболочкой и моделью, который будет компенсировать последующее тепловое расширение модели, не создавая напряженного состояния, тем более разрушающих напряжений в самой многослойной оболочке и чем быстрее оплавится контактный слой, т.е. чем большую СВЧ-мощность можно подвести к оболочке, тем выше вероятность получения бездефектной оболочковой многослойной формы. Модельные составы, обладая очень малыми диэлектрическими потерями, практически не генерируют СВЧ-энергию. The introduction into the composition of the suspension, and then the presence in the shell of refractory finely dispersed material with increased dielectric losses, will intensify the process of melting waxy models due to the possibility of applying to the multilayer dry shell, which distinguishes the proposed method from the prototype, almost any microwave power, without fear for the destruction of the shell due to a sharp rise in temperature and vapor pressure of water, which takes place in the known method. The use of microwave energy is also advisable by volumetric heating of the shell, contributing to a more rapid melting of the contact layer of the model with the formation of a gap between the shell and the model, which will compensate for the subsequent thermal expansion of the model without creating a stress state, the more destructive stresses in the multilayer shell itself and the faster the contact layer will melt, i.e. the greater the microwave power can be brought to the shell, the higher the probability of obtaining a defect-free shell multilayer. Model compositions, having very low dielectric losses, practically do not generate microwave energy.
Кроме того, использование СВЧ-энергии для выплавления воскообразных моделей позволит создать в обрабатываемых модельных блоках двухсторонний тепловой поток, что является еще одним отличием от прототипа, с одной стороны, наружным нагревом самой многослойной оболочки, с другой стороны, внутренним нагревом стояка-каркаса, который при известных традиционных технологиях изготавливают из легких металлов и сплавов, а затем наносят на него равномерной слой модельной массы до 5 - 10 мм. Применять металлические стояки-каркасы в случае использования СВЧ-энергии недопустимо по известным причинам, поэтому для обеспечения вышеуказанных условий и получения требуемого технического результата предполагается изготовление стояков-каркасов из диэлектрического материала, хорошо поглощающего СВЧ-энергию и обладающего достаточной механической прочностью и термостойкостью, например графитонаполненная композиция полиамида 6 блочного, выпускаемого АО "Метафракс" г. Губаха Пермской области. При нагревании стояков-каркасов совместно с оболочками интенсивность выплавления модельного состава из стояка будущей формы значительно повысится, что позволит создать более благоприятные температурные условия для нагрева и истечения модельной композиции из полостей, оформляющих сами отливки. In addition, the use of microwave energy for melting waxy models will allow the creation of double-sided heat flow in the model blocks being processed, which is another difference from the prototype, on the one hand, by external heating of the multilayer shell itself, and, on the other hand, by internal heating of the riser frame, which using well-known traditional technologies, they are made of light metals and alloys, and then a uniform layer of model mass up to 5-10 mm is applied to it. It is unacceptable to use metal riser frames in the case of using microwave energy for well-known reasons, therefore, to ensure the above conditions and obtain the required technical result, it is proposed to fabricate riser frames from a dielectric material that absorbs microwave energy well and has sufficient mechanical strength and heat resistance, for example, graphite-filled composition of
При разработке устройства для осуществления способа изготовления многослойных форм ЛВМ учитывалось одно обстоятельство, объединяющее процесс сушки слоев и выплавления моделей, это тепловой эффект, создаваемый в оболочке при воздействии СВЧ-энергией, при этом конструкция устройства должна обеспечивать:
равномерность нагрева многослойных оболочек, что особенно важно при сушке наносимых слоев;
удаление продуктов сушки из камеры и охлаждение поверхности оболочек разреженным воздушным потоком;
удаление расплавленного модельного состава из объема рабочей камеры;
защиту обслуживающего персонала от неиспользуемого (паразитного) СВЧ-излучения.When developing a device for implementing a method of manufacturing multilayer forms of LANs, one circumstance was taken into account, combining the process of drying layers and melting models, this is the thermal effect created in the shell when exposed to microwave energy, while the design of the device should provide:
uniformity of heating of multilayer shells, which is especially important when drying the applied layers;
removing drying products from the chamber and cooling the surface of the shells with a dilute air stream;
removal of molten model composition from the volume of the working chamber;
protection of service personnel from unused (spurious) microwave radiation.
Анализ устройств для нагрева СВЧ-энергией сложных по конфигурации изделий показывает, что их термообработку целесообразно проводит в объемных резонаторах. При выборе типа резонатора необходимо учитывать, что напряженность электрического поля по объему резонатора различна, а значит и нагрев изделий будет различным, что в данном случае снизит качество оболочек и литейных форм. Analysis of devices for heating microwave energy of complex configuration products shows that it is advisable to heat them in volume resonators. When choosing the type of resonator, it is necessary to take into account that the electric field strength over the volume of the resonator is different, and therefore the heating of the products will be different, which in this case will reduce the quality of the shells and casting molds.
Для повышения равномерности нагрева изделий в прототипе использован эффект "дробления" вводимой в камеру СВЧ-мощности с независимым вводом энергии по 12 волноводам, которые образуют горизонтальные и вертикальные ряды с взаимно перпендикулярной поляризацией соседних вводов энергии. Сравнение предложенного технического решения с прототипом показывает, что использование СВЧ-модуля, построенного на основе одного магнетрона с большей единичной мощностью и двумя вводами энергии в камеру с взаимно перпендикулярной поляризацией, позволит существенно улучшить такие эксплуатационные и конструктивные характеристики СВЧ-генератора и устройства в целом, как КПД, потребляемая мощность, интегральный рабочий ресурс и масса источника питания. Не менее важно и то обстоятельство, что с увеличением материалоемкости резко возрастает стоимость оборудования. To increase the uniformity of heating products in the prototype, the effect of "crushing" of microwave power introduced into the chamber with independent energy input along 12 waveguides, which form horizontal and vertical rows with mutually perpendicular polarization of neighboring energy inputs, was used. A comparison of the proposed technical solution with the prototype shows that the use of a microwave module based on one magnetron with a larger unit power and two energy inputs into a chamber with mutually perpendicular polarization will significantly improve such operational and structural characteristics of the microwave generator and the device as a whole, like efficiency, power consumption, integral working resource and mass of the power source. Equally important is the fact that with an increase in material consumption, the cost of equipment increases sharply.
Повышение равномерности нагрева оболочек в конструкции предлагаемого устройства дополняется следующими техническими решениями, отличающимися от прототипа:
рабочая камера образована металлическими стенками корпуса, выполненного в виде девятигранника с дверью, внутренние стенки которой образуют две грани корпуса и связаны с ним надежным электрическим контактом по всему периметру за счет уплотнения, что позволит создать в камере более чем 5-кратное отражение волн, в связи с большим количеством поверхностей отражения;
перемещение по двум окружностям в пространстве рабочей камеры модельных блоков с одновременным поворотом их на 540o при одном полном обороте ротора, дает возможность каждому единичному объему нагреваемой оболочки кратковременно пересечь намного больше точек с различными значениями напряженности электрического поля и в большей мере усреднить суммарный нагрев оболочки и, кроме того, каждый новый оборот ротора изделия начинают противоположной стороной к поступающему в рабочую камеру воздушному потоку;
ввод сверху в камеру согласующего экрана в виде сетки с наружным квадратным каркасом, имеющего возможность вращения в направлении, противоположном вращению ротора и перемещения по вертикали, осуществляет аналогичные функции, связанные с вращением и перемещением по вертикали подвешенных модельных блоков в прототипе и, кроме того, обеспечивает рассеивание электромагнитных волн с одновременным изменением граничных условий, что способствует лучшему выравниванию плотности энергии электромагнитного поля по объему камеры.Improving the uniformity of heating the shells in the design of the proposed device is complemented by the following technical solutions that differ from the prototype:
the working chamber is formed by the metal walls of the casing, made in the form of a hexagon with a door, the inner walls of which form two faces of the casing and are connected with it by reliable electrical contact around the entire perimeter due to compaction, which will create more than 5-fold reflection of waves in the chamber, due to with a large number of reflection surfaces;
moving around two circles in the space of the working chamber of the model blocks with their simultaneous rotation of 540 o for one full revolution of the rotor, makes it possible for each unit volume of the heated shell to briefly cross many more points with different values of the electric field strength and to a greater extent average the total heating of the shell and In addition, each new revolution of the rotor of the product begins with the opposite side to the air flow entering the working chamber;
the input from above into the chamber of the matching screen in the form of a grid with an external square frame having the ability to rotate in the direction opposite to the rotor rotation and vertical movement, performs similar functions associated with the rotation and vertical movement of the suspended model blocks in the prototype and, in addition, provides scattering of electromagnetic waves with a simultaneous change in boundary conditions, which contributes to better alignment of the energy density of the electromagnetic field in the chamber volume.
Отличительной особенностью устройства является удаление продуктов сушки (паров спирта, воды) и охлаждение поверхности оболочек разреженным воздушным потоком, создаваемым отсасывающим вентилятором, связанным с рабочей камерой через воздуховод и СВЧ-фильтр, при этом приточный и отсасывающий воздуховоды оснащены датчиками контроля параметров поступающего в камеру и выходящего из нее разреженного воздушного потока. A distinctive feature of the device is the removal of drying products (alcohol vapor, water) and cooling the surface of the shells with a rarefied air stream created by a suction fan connected to the working chamber through an air duct and a microwave filter, while the supply and exhaust ducts are equipped with sensors for monitoring parameters entering the chamber and the rarefied air stream coming out of it.
Устройство предназначено также и для выплавления моделей из отвержденных оболочек, что является еще одним отличием от прототипа и обладает новизной, т. к. устройств, осуществляющих поочередно эти два приведенных процесса с совокупностью существенных признаков из источников информации, не известно. Для реализации этого технического решения нагрев отвержденной сухой оболочки производят при значительно высоких уровнях СВЧ-мощности с удалением расплавленной модельной композиции из объема рабочей камеры через предлагаемую разработанную систему последовательно сообщающихся от верха к низу конструктивных элементов, связанных с запредельным волноводом отверстием в днище корпуса камеры. При этом, во избежание потери текучести модельным составом и возникновения непроходимых участков в системе удаления поверхность элементов покрыта СВЧ-поглощающим слоем, например СВЧ-поглощающей керамики толщиной 3 - 5 мм, а запредельный волновод с двойными стенками нагревается за счет утилизации тепла от системы охлаждения СВЧ-модуля. The device is also intended for smelting models from cured shells, which is another difference from the prototype and has novelty, because devices that carry out these two processes in turn with a combination of essential features from information sources are not known. To implement this technical solution, the cured dry shell is heated at significantly high levels of microwave power with the removal of the molten model composition from the volume of the working chamber through the proposed developed system of structural elements connected sequentially from top to bottom with an opening in the bottom of the chamber body from the transverse waveguide. In this case, in order to avoid loss of fluidity by the model composition and the occurrence of impassable sections in the removal system, the surface of the elements is covered with a microwave absorbing layer, for example, microwave absorbing ceramics with a thickness of 3-5 mm, and the transverse waveguide with double walls is heated by heat recovery from the microwave cooling system -module.
Защита обслуживающего персонала от неиспользуемого (паразитного) СВЧ-излучения обеспечивается следующими конструктивными решениями: применением шовной сварки при монтаже корпуса рабочей камеры, установкой воздушных СВЧ-фильтров и электрических заградительных фильтров для ввода высокого напряжения в СВЧ-модуль, а также силовых и сигнальных вводов в рабочую камеру, уплотнениями при фланцевом соединении элементов волноводного тракта и уплотнением по периметру двери рабочей камеры, выполненного из оплетки коаксиального кабеля, надетой на шланг из вакуумной резины, что является также отличительным признаком от прототипа, сетчатым ограждением вокруг рабочей зоны устройства с дверью, снабженной блокировкой по включению высокого напряжения. The protection of service personnel from unused (spurious) microwave radiation is ensured by the following design solutions: the use of seam welding during installation of the working chamber body, the installation of air microwave filters and electric obstruction filters to enter high voltage into the microwave module, as well as power and signal inputs the working chamber, seals with a flange connection of the elements of the waveguide path and the seal around the perimeter of the door of the working chamber, made of braid coaxial cable, in vacuum rubber hose, which is also the feature of the prototype, the mesh enclosure around the working area to the door device equipped with a lock to incorporate a high voltage.
Отличительным признаком является и то, что ротор, во избежание горизонтального смещения, контактирует с обоймой через ролики, разделенные сепараторами, а шары, на которые он опирается, равномерно размещен по двум окружностям плоскости ротора. A distinctive feature is that the rotor, in order to avoid horizontal displacement, is in contact with the cage through rollers separated by separators, and the balls on which it is supported are evenly placed on two circles of the rotor plane.
Следующее отличие состоит в том, что зубчатые сектора установлены неподвижно на обойме вдоль боковых стенок корпуса и предназначены для обеспечения поворота столиков с блоками при вращении ротора. The next difference is that the gear sectors are fixedly mounted on a cage along the side walls of the housing and are designed to provide rotation of the tables with blocks during rotation of the rotor.
Еще одно отличие заключается в том, что вводы СВЧ-энергии размещены в местах, обеспечивающих необходимую развязку между ними, что намного сложнее осуществить в прототипе даже с использованием дополнительных аппаратурных затрат, а волноводный тракт защищен от продуктов сушки радиопрозрачными диэлектрическими вставками. Another difference is that the microwave energy inputs are located in places that provide the necessary isolation between them, which is much more difficult to accomplish in the prototype even with the use of additional hardware costs, and the waveguide path is protected from drying products by radio-transparent dielectric inserts.
На фиг. 1 изображено в плане, с условно удаленной верхней стенкой, устройство для осуществления способа изготовления многослойных неразъемных литейных форм, на фиг. 2 - разрез по АБ. In FIG. 1 shows in plan, with a conditionally removed upper wall, a device for implementing a method for manufacturing multilayer permanent molds, in FIG. 2 - section on AB.
Устройство состоит из привода 1, корпуса рабочей камеры 2, являющейся поочередно как сушильной камерой, так и камерой для выплавления модельного состава. Корпус рабочей камеры выполнен в виде девятигранника из листового металла с окном загрузки и дверью 3, внутренние стенки которой образуют две грани корпуса, жесткость которого обеспечивается сварным металлическим каркасом 4. Дверь снабжена блокировочным контактом (не показан), исключающим включение высокого напряжения магнетрона при неплотном ее закрытии стопорным механизмом (не показан) и позволяющим фиксировать ротор в 4-х положениях при его повороте на 90o при загрузке модельных блоков. Между корпусом камеры и дверью установлено уплотнение 5, выполненное из оплетки коаксиального кабеля, надетой на шланг из вакуумной резины, что обеспечивает как необходимую герметизацию рабочей камеры, так и надежный электрический контакт по всему периметру двери рамы 6, на которую установлена рабочая камера с приводом. Внутри рабочей камеры расположен ротор 7 с закрепленными на нем двенадцатью опорными дисками 8. Ротор установлен в обойме 9, контакт с которой осуществляется через ролики 10, разделенные сепараторами 11, и опирается на двадцать четыре металлических шара 12, расположенных равномерно по двум окружностям по плоскости ротора в фиксаторах 13, закрепленных на основании 14, имеющего форму днища корпуса камеры и установленного на нем. Зубчатые сектора 15 размещены неподвижно на обойме вдоль боковых стенок корпуса камеры. Столики 16 выполнены в виде зубчатых колес и посажены при помощи шлицевых соединений на валы 17, которые установлены по центру в опорных дисках и имеют в верхней части посадочные штыри 18, закрепленные резьбовыми соединениями, для установки модельных блоков 19 при помощи стояков каркасов 20, при этом столики, расположенные ближе к центру ротора, входят в зацепление с соответствующими наружными, а наружные столики, размещенные у края плоскости ротора, имеют возможность входить в зацепление с зубчатыми секторами (показано условно) при вращении ротора, что обеспечивает также возможность поворота каждого столика и модельного блока на 540o при каждом полном обороте ротора. Вал 21 связывает привод с ротором. СВЧ-модуль с волноводным трактом 22 установлен на консоли 23, приваренной к раме. Окна-вводы СВЧ-энергии 24, плотно закрытые радиопрозрачными диэлектрическими вставками 25, имеют взаимно ортогональную плоскость поляризации электромагнитной волны и размещены на задней стенке корпуса рабочей камеры в местах, обеспечивающих необходимую развязку между ними. Согласующий экран 26 выполнен в виде металлической сетки с наружным квадратным каркасом, входящий сверху в объем рабочей камеры, и закреплен на валу 27, связанного с приводом 28, обеспечивающего вращение экрана в направлении, противоположном вращению ротора и перемещение его по вертикали. Система охлаждения модельных блоков и удаления продуктов сушки из объема рабочей камеры включает воздуховоды, закрепленные с одной стороны на боковых стенках камеры через вентиляционные СВЧ-фильтры 29, выполненные в виде сотовых решеток, приточный 30 и отсасывающий 31, связанный с вентилятором (не показан), создающим разрежение в рабочей камере при сушке, датчики контроля температуры 32 и влажности 33 воздушного потока. Система удаления расплавленного модельного состава из рабочей камеры включает конические отверстия 34 в столиках, кольцевые конические канавки 35 с отверстиями 36 в опорных дисках, воронки 37 в роторе, кольцевой конический канал 38 с отверстием 39, выполненными в основании, при этом перечисленные элементы сообщаются между собой, имеют наружный слой СВЧ-поглощающего покрытия и связаны с запредельным волноводом 40, состоящим из двух металлических труб, вставленных одна в другую и образующих пространство для циркуляции подогретой и поступающей от систем охлаждения СВЧ-модуля воды через подводящий 41 и отводящий 42 шланги, отверстием 43 в днище корпуса камеры, к которому он наглухо приварен, емкость 44, установленную на транспортную тележку 45, при этом все перечисленные элементы, размещенные внутри объема рабочей камеры, кроме шаров 12 и согласующего экрана 26, выполнены из радиопрозрачного диэлектрического материала, например полиамида 6 блочного, обладающего и достаточной термостойкостью.The device consists of a
Способ осуществляется с помощью предлагаемого устройства следующим образом. The method is carried out using the proposed device as follows.
После нанесения на блоки воскообразных моделей огнеупорной суспензии, в состав которой при ее приготовлении обычным способом совместно с огнеупорным наполнителем, например молотым пылевидным кварцем, вводят активную мелкодисперсную добавку, пылевидный молотый диоксид титана в количестве 5,0 - 15,0% от массы основного наполнителя и последующей обсыпки их зернистым огнеупором, производят сушку слоев. Для этого модельные блоки 19 размещают в рабочей камере 2 при открытой двери 3 путем их установки на посадочные штыри 18 за счет поворота ротора 7, который имеет возможность фиксации в 4-х положениях при повороте на 90o. Двери камеры закрывают и стопорят. При этом снимается блокировка, препятствующая подаче силовой электроэнергии в СВЧ-модуль, и одновременно блокируется механизм фиксации ротора в 4-х положениях (не показан) при установке модельных блоков. Затем включают привод ротора 1, привод согласующего экрана 28 и отсасывающий вентилятор. С помощью датчиков контроля 32, 33 и регистрирующих приборов, установленных на пульте управления устройством (не показан), отслеживают параметры температуры и влажности поступающего в камеру и выходящего из нее разреженного воздушного потока, создаваемого отсасывающим вентилятором.After applying wax-like models of refractory slurry to the blocks, the composition of which, when prepared in the usual way, together with a refractory filler, for example, powdered silica, introduces an active finely dispersed additive, pulverized powdered titanium dioxide in an amount of 5.0-15.0% by weight of the main filler and subsequent sprinkling them with granular refractory, the layers are dried. For this, the model blocks 19 are placed in the working
Включают магнетрон и СВЧ-излучение, поступающее в рабочую камеру, начнет нагревать слои, нанесенные на модельные блоки и имеющие жидкую фазу. При этом разреженный воздушный поток, омывающий перемещающиеся в пространстве рабочей камеры по круговым орбитам и одновременно поворачивающиеся изделия, также начнет получать некоторые приращения температуры и влажности. По достижению верхней границы заданной температуры воздушным потоком на выходе из рабочей камеры магнетрон отключают, а при снижении ее до нижней заданной границы - включают, обеспечивая тем самым поддержание температурного режима в заданных условиях. Сушку слоев в указанном температурном режиме продолжают до выравнивая влагосодержания разреженного воздушного потока на входе в рабочую камеру и на выходе из нее. После окончания сушки последнего нанесенного слоя отсасывающий вентилятор выключают и повышают уровень СВЧ-мощности. При этом нагреваются отвержденные сухие многослойные оболочки, стояки-каркасы 20 и поверхности элементов системы удаления модельного состава. Модели нагреваются за счет теплопроводности, расплавляются и модельный состав, перетекая по элементам системы удаления сверху вниз через отверстие 43 в днище корпуса и подогреваемый водой запредельный волновод 40, поступает в емкость 44, которая после окончания процесса посредством транспортной тележки 45 выкатывается из-под корпуса рабочей камеры в зону действия грузоподъемных транспортных средств и направляется по назначению. The magnetron is turned on and the microwave radiation entering the working chamber begins to heat the layers deposited on the model blocks and having a liquid phase. At the same time, the rarefied air stream washing the products moving in the space of the working chamber in circular orbits and simultaneously rotating, will also begin to receive some increments in temperature and humidity. Upon reaching the upper limit of the set temperature, the magnetron is switched off by the air flow at the outlet of the working chamber, and when it is reduced to the lower set limit, it is turned on, thereby maintaining the temperature regime under specified conditions. Drying of the layers in the indicated temperature regime continues until the moisture content of the rarefied air stream is equalized at the inlet to and from the working chamber. After drying of the last applied layer, the suction fan is turned off and the microwave power level is increased. In this case, the cured dry multilayer shells, risers-frames 20 and the surfaces of the elements of the model composition removal system are heated. The models are heated due to thermal conductivity, the model composition is also melted, flowing through the elements of the removal system from top to bottom through the
Библиографические данные
1. Авторское свидетельство СССР N 1692720 A1, кл. B 22 C 9/04, 1989.Bibliographic data
1. USSR author's certificate N 1692720 A1, cl. B 22
2. Ю. А. Селиванов "СВЧ-энергия в процессах формирования ЛВМ" в книге: Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям, М., МДНТП, 1989, с. 81 - 97. 2. Yu. A. Selivanov "Microwave energy in the processes of forming a LAN" in the book: Improving the quality and efficiency of investment casting, M., MDNTP, 1989, p. 81 - 97.
3. Литье по выплавляемым моделям. Под редакцией Я.И. Шкленника и В.Л. Озерова, М., Машиностроение, 1984, с. 229 - 230. 3. Lost wax casting. Edited by Ya.I. Shklennik and V.L. Ozerova, M., Mechanical Engineering, 1984, p. 229 - 230.
4. Патент РФ N 2019066 C1, кл. H 05 B 6/64, 1991, 4. RF patent N 2019066 C1, cl. H 05
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116133A RU2127649C1 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116133A RU2127649C1 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2127649C1 true RU2127649C1 (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=20197549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97116133A RU2127649C1 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2127649C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1645348A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-12 | MK Technology GmbH | Process and apparatus for manufacturing of a shell mould for investment casting |
| WO2015099648A1 (en) * | 2013-12-23 | 2015-07-02 | Whirlpool Corporation | Multiple cavity microwave oven door |
| RU2647074C1 (en) * | 2017-04-07 | 2018-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Method of manufacturing shell molds for consumable patterns |
| WO2019122797A1 (en) * | 2017-12-23 | 2019-06-27 | Castings Technology International Limited | Method of creating a mould from refractory material |
| US11071176B2 (en) | 2016-08-11 | 2021-07-20 | Whirlpool Corporation | Divider assembly for a microwave oven |
-
1997
- 1997-09-24 RU RU97116133A patent/RU2127649C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Литье по выплавляемым моделям /Под ред. Я.И.Шкленника и В.Л.Озерова - М.: Машиностроение, 1984, с.229-230. * |
| Селеванов Ю.А. СВЧ-энергия в процессах формирования ЛВМ. В: Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям. - М.: МДНТП, 1989, с.81-97. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1645348A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-12 | MK Technology GmbH | Process and apparatus for manufacturing of a shell mould for investment casting |
| WO2015099648A1 (en) * | 2013-12-23 | 2015-07-02 | Whirlpool Corporation | Multiple cavity microwave oven door |
| US10477630B2 (en) | 2013-12-23 | 2019-11-12 | Whirlpool Corporation | Multiple cavity microwave oven door |
| US11252793B2 (en) | 2013-12-23 | 2022-02-15 | Whirlpool Corporation | Multiple cavity microwave oven door |
| US11071176B2 (en) | 2016-08-11 | 2021-07-20 | Whirlpool Corporation | Divider assembly for a microwave oven |
| RU2647074C1 (en) * | 2017-04-07 | 2018-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Method of manufacturing shell molds for consumable patterns |
| WO2019122797A1 (en) * | 2017-12-23 | 2019-06-27 | Castings Technology International Limited | Method of creating a mould from refractory material |
| GB2569814A (en) * | 2017-12-23 | 2019-07-03 | Castings Tech International Limited | Method of creating a mould from refractory material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7320183B2 (en) | Method for drying honeycomb formed structure | |
| US6512216B2 (en) | Microwave processing using highly microwave absorbing powdered material layers | |
| JP5237946B2 (en) | Improved microwave drying of ceramic structures. | |
| US3871438A (en) | Process for regenerating resin-bonded foundry sand | |
| US4927577A (en) | Process for firing ceramic honeycomb structural bodies | |
| US4180918A (en) | Microwave drying of ceramic shell molds | |
| RU2127649C1 (en) | Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment | |
| US3845270A (en) | Microwave heating and vapor condensing apparatus | |
| JP2000510434A (en) | Method and apparatus for producing thick wall ceramic products | |
| CA1300340C (en) | Drying refractory coated foam patterns | |
| JP2000272973A (en) | Microwave heating furnace and baking of refractory containing organic binder | |
| JP2001130970A (en) | Method for drying ceramic compact | |
| US4888213A (en) | Method and apparatus for drying coatings on articles | |
| Sizova et al. | Influence of drying process on the aluminosilicate fiber hot gases filter element properties | |
| US3847202A (en) | Microwave dewaxing | |
| JPS62289344A (en) | Dewaxing method in production of precision casting mold | |
| JP2002130955A (en) | Continuous baking furance, burned product and method for manufacturing the same | |
| SU981785A1 (en) | Method of drying loose food products and plant for performing same | |
| JP2005265389A (en) | Continuous drying method and device for honeycomb compact | |
| JP2001172086A (en) | Drier for ceramic formed body | |
| JPS62286644A (en) | Dewaxing method for precision casting mold | |
| JPS62286643A (en) | Lost wax method | |
| CN114570878B (en) | Shell preparation process based on microwave dewaxing technology | |
| ES2519990B2 (en) | Microwave oven and microwave-assisted lost wax molding process | |
| CN217058187U (en) | Far infrared glaze-throwing ceramic floor tile glaze drying equipment |