RU2402403C2 - Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis - Google Patents
Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402403C2 RU2402403C2 RU2008150936/02A RU2008150936A RU2402403C2 RU 2402403 C2 RU2402403 C2 RU 2402403C2 RU 2008150936/02 A RU2008150936/02 A RU 2008150936/02A RU 2008150936 A RU2008150936 A RU 2008150936A RU 2402403 C2 RU2402403 C2 RU 2402403C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- nozzle
- radius
- diameter
- flow
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для литья с применением внешних воздействий на жидкий и кристаллизующийся металл, и может быть использовано при проектировании оборудования и изготовлении отливок способом литья с центрифугированием расплава.The present invention relates to foundry, and in particular to devices for casting using external influences on liquid and crystallizing metal, and can be used in the design of equipment and the manufacture of castings by casting with centrifugation of the melt.
Известны литниковые системы, имеющие центральный стояк (круглый, овальный, четырех-, шестигранный и др.) с установленным в центре конусным рассекателем (и без него) и литниковые ходы, радиальные или в виде отрезка кольца, с присоединенными к ним с помощью питателей формами отливок [см. Чистяков В.В. Методы подобия и размерностей в литейной гидравлике. - М.: Машиностроение, 1990, с.55; Серебряков С.П., Колобков Ю.А., Зарайская И.С. Патент РФ №2043826: 20.09.1995; Серебряков С.П., Чистяков В.В. Авторское свидетельство СССР №1003996, БИ №10, 15.03.83; Голованов И.Д. Авторское свидетельство СССР №1323217, БИ №26, 15.07.1987; Мирзоян Г.С., Куршев Н.Н., Бадалян М.У. Авторское свидетельство СССР №1675038, БИ №33, 07.09.91; Шишкин Г.В., Шомовский С.С., Лабутина Н.И., Морозова Т.Б. Авторское свидетельство СССР №1650338, БИ №19, 23.05.1991].Gating systems with a central riser (round, oval, four-, six-sided, and others) with a conical divider installed in the center (and without it) and gating gates, radial or in the form of a segment of a ring, with forms connected to them using feeders are known castings [see Chistyakov V.V. Methods of similarity and dimensions in foundry hydraulics. - M .: Engineering, 1990, p. 55; Serebryakov S.P., Kolobkov Yu.A., Zarayskaya I.S. RF patent No. 2043826: 09/20/1995; Serebryakov S.P., Chistyakov V.V. USSR copyright certificate No. 1003996, BI No. 10, 03/15/83; Golovanov I.D. USSR copyright certificate No. 1323217, BI No. 26, 07/15/1987; Mirzoyan G.S., Kurshev N.N., Badalyan M.U. USSR copyright certificate No. 1675038, BI No. 33, 09/07/91; Shishkin G.V., Shomovsky S.S., Labutina N.I., Morozova TB USSR author's certificate No. 1650338, BI No. 19, 05.23.1991].
Такие литниковые системы не обеспечивают необходимой заполняемости рабочих полостей формы при производстве отливок. Причиной является проскальзывание расплава в металлоприемнике мимо входного отверстия радиального коллектора, которое дополнительно усиливается в результате практически полной потери начального динамического напора при резком повороте потока на 90°. Указанное снижение пропускающей способности литниковой системы, особенно на начальной стадии заполнения формы, способствует значительному снижению качества отливок.Such gating systems do not provide the necessary fillability of the working cavities of the mold in the manufacture of castings. The reason is the slipping of the melt in the metal receiver past the inlet of the radial collector, which is further enhanced as a result of the almost complete loss of the initial dynamic pressure during a sharp turn of the flow by 90 °. The indicated decrease in the transmission capacity of the gating system, especially at the initial stage of filling the mold, contributes to a significant decrease in the quality of castings.
Известна литниковая система, содержащая центральный стояк с расширяющейся нижней частью, рассекатель с лопатками, выполненными с переменной кривизной, и литниковые ходы, соединенные с формами питателями [см. Моисеев B.C., Неуструев А.А., Серебряков С.П., Колобков Ю.А., Церковский Б.Г., Фадеев А.В., Скорняков Ю.Л., Губанцев Н.В. Патент РФ №2058849, 27.04.1996], а также известен металлоприемник, содержащий центральный стояк, конусный рассекатель с ребрами, имеющими профиль лопатки центробежного насоса [см. Голованов И.Д. Авторское свидетельство СССР №203842, БИ №21, 09.10.1967].A sprue system is known, containing a central riser with an expanding lower part, a divider with blades made with variable curvature, and sprue passages connected to forms by feeders [see Moiseev B.C., Neustruev A.A., Serebryakov S.P., Kolobkov Yu.A., Tserkovsky B.G., Fadeev A.V., Skornyakov Yu.L., Gubantsev N.V. RF patent №2058849, 04/27/1996], and also a metal detector containing a central riser, a cone divider with ribs having the profile of a centrifugal pump blade [see Golovanov I.D. USSR author's certificate No. 203842, BI No. 21, 10/09/1967].
Указанные конфигурации литниковых систем за счет применения глухих несообщающихся объемов, образуемых лопатками, существенно снижают проскальзывание расплава в металлоприемнике, повышают пропускающую способность литниковой системы. Однако использование лопаток или рассекателей с ребрами способствует вспениванию расплава - захвату потоком газов, образованию металловоздушной смеси и соответствующему браку отливок.The indicated configurations of the gate systems due to the use of deaf non-communicating volumes formed by the blades significantly reduce the slipping of the melt in the metal receiver and increase the transmission capacity of the gate system. However, the use of blades or dividers with ribs contributes to the foaming of the melt - capture by a stream of gases, the formation of metal-air mixture and the corresponding marriage of castings.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является металлоприемник, включающий приемную полость, конусный рассекатель, индивидуальные вертикальные каналы, переходящие в горизонтальные с радиусом перехода R и соединяющие приемную полость с выходными отверстиями [см. Шомовский С.С., Тонценко В.И. Авторское свидетельство СССР №969445, БИ №40, 30.10.1982].Closest to the proposed invention is a metal receiver, including a receiving cavity, a cone divider, individual vertical channels that go into horizontal channels with a transition radius R and connect the receiving cavity with the outlet openings [see Shomovsky S.S., Tonzenko V.I. USSR author's certificate No. 969445, BI No. 40, 10/30/1982].
Данный металлоприемник способствует увеличению пропускающей способности, однако существенно не снижает эффект проскальзывания расплава мимо вертикальных каналов, удар потока о рассекатель во время заливки приводит к значительной потере начального динамического напора, что способствует снижению пропускающей способности металлоприемника несмотря на уменьшение дальнейших гидравлических потерь за счет плавного поворота потока на 90°, а при недостаточном расходе может привести к безнапорному течению расплава в вертикальном канале металлоприемника и на выходе из него, снижению качества и браку отливок по недоливу.This metal detector increases the transmittance, however, it does not significantly reduce the effect of the melt slipping past the vertical channels, the impact of the flow on the divider during pouring leads to a significant loss of the initial dynamic head, which helps to reduce the metal detector transmittance despite a decrease in further hydraulic losses due to smooth flow rotation by 90 °, and with insufficient flow rate it can lead to a pressureless melt flow in the vertical metal channel all receiver and at the exit from it, reducing the quality and marriage of castings for underfilling.
Техническим эффектом, достигаемым от изобретения, является повышение качества отливок за счет повышения пропускающей способности металлоприемника и устранения проскальзывания, обеспечения напорного заполнения формы и более высокой скорости течения расплава (расхода) по каналам литниковой системы за счет снижения потерь динамического напора в металлоприемнике, устранения вихреобразования и снижения турбулизации потока.The technical effect achieved by the invention is to improve the quality of castings by increasing the transmission capacity of the metal receiver and eliminating slippage, ensuring pressure filling of the mold and a higher melt flow rate (flow rate) through the gating system channels by reducing the dynamic pressure loss in the metal receiver, eliminating vortex formation and reduce flow turbulization.
Данный технический эффект достигается за счет того, что в металлоприемнике, включающем приемную полость и вертикальный канал, переходящий в горизонтальный с радиусом перехода R, вертикальный канал выполнен в виде насадка конфузорного или коноидального типа, присоединенного к основанию металлоприемника в его осевой части, причем угол конусности конфузора α не более 30°, отношение радиуса поворота канала к его диаметру R/d не менее 2,0, степень сужения насадка 1,5-3,0.This technical effect is achieved due to the fact that in the metal receiver, including the receiving cavity and the vertical channel, turning into a horizontal one with a transition radius R, the vertical channel is made in the form of a nozzle of confuser or conoidal type, attached to the base of the metal receiver in its axial part, and the taper angle confuser α not more than 30 °, the ratio of the radius of rotation of the channel to its diameter R / d not less than 2.0, the degree of narrowing of the nozzle 1.5-3.0.
На фиг.1 представлен металлоприемник для центробежного литья с вертикальной осью вращения, где: 1 - приемная полость, 2 - вертикальный канал с насадком конфузорного типа (а) или коноидального типа (б).Figure 1 shows the metal detector for centrifugal casting with a vertical axis of rotation, where: 1 is the receiving cavity, 2 is a vertical channel with a nozzle of confuser type (a) or conoidal type (b).
Работает предлагаемый металлоприемник следующим образом. Расплав из заливочного устройства поступает в приемную полость 1 и далее в вертикальный канал 2, заполняя его по всему сечению. Расположение устья вертикального канала на оси вращения формы позволяет устранить эффект проскальзывания и обеспечить стабильное истечение расплава из приемной полости в канал. Конфигурация вертикального канала, включающая насадок коноидального или конфузорного типа, присоединенного к основанию приемной полости в его осевой части, и поворот потока на 90° относительно оси вращения формы, обеспечивает максимальное сохранение начального динамического напора при входе в приемную полость и снижает потери на гидравлические сопротивления в вертикальном канале. Согласно данным [см. Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1987, с.207-210, 313-316] коэффициент скорости потока для насадка конфузорного типа составляет 0,96, коноидального типа 0,97-0,995, коэффициент сопротивления насадка 0,01-0,1 в зависимости от степени сужения, его плавности, числа рейнольдса; коэффициент гидравлических потерь канала с углом поворота потока 90° зависит от отношениея R/d радиуса поворота к диаметру канала, коэффициента гидравлического трения.The proposed metal detector works as follows. The melt from the casting device enters the receiving cavity 1 and then into the vertical channel 2, filling it throughout the section. The location of the mouth of the vertical channel on the axis of rotation of the mold allows you to eliminate the slippage effect and ensure stable flow of the melt from the receiving cavity into the channel. The configuration of the vertical channel, including the nozzles of the conoidal or confuser type, attached to the base of the receiving cavity in its axial part, and the rotation of the flow by 90 ° relative to the axis of rotation of the mold, ensures maximum preservation of the initial dynamic pressure at the entrance to the receiving cavity and reduces losses on hydraulic resistance in vertical channel. According to the data [see Altshul A.D., Zhivotovsky L.S., Ivanov L.P. Hydraulics and aerodynamics. M .: Stroyizdat, 1987, p.207-210, 313-316] the flow rate coefficient for the nozzle of the confuser type is 0.96, the conoidal type is 0.97-0.995, the coefficient of resistance of the nozzle is 0.01-0.1 depending on degree of narrowing, its smoothness, Reynolds number; the hydraulic loss coefficient of the channel with a flow angle of 90 ° depends on the ratio R / d of the radius of rotation to the diameter of the channel, the coefficient of hydraulic friction.
Данный металлоприемник обеспечивает течение потока расплава по каналам литниковой системы в напорном режиме, без завихрений и заворотов и имеет высокую пропускающую способность (коэффициент расхода 0,7-0,8).This metal receiver ensures the flow of the melt flow through the channels of the gating system in the pressure mode, without turbulence and inversion and has a high transmittance (flow coefficient 0.7-0.8).
С целью проведения сравнительных испытаний предлагаемого металлоприемника и прототипа были проведены модельные исследования, в которых определены основные гидродинамические параметры процесса: расход, коэффициент расхода. Оптимальные значения основных конструктивных параметров металлоприемника (угол конусности α не более 30°; отношение радиуса поворота канала к его диаметру р=R/d не менее 2,0; степень сужения насадка 1,5-3,0) получены моделированием на прозрачных моделях и подтверждены экспериментально при получении реальных отливок. Результаты испытаний приведены в таблицах 1-3.In order to conduct comparative tests of the proposed metal detector and prototype, model studies were carried out in which the main hydrodynamic parameters of the process were determined: flow rate, flow rate. The optimal values of the main structural parameters of the metal detector (the taper angle α is not more than 30 °; the ratio of the radius of rotation of the channel to its diameter p = R / d is not less than 2.0; the degree of narrowing of the nozzle 1.5-3.0) was obtained by modeling on transparent models and confirmed experimentally upon receipt of real castings. The test results are shown in tables 1-3.
Как следует из данных табл.1, оптимальные значения коэффициента расхода (µ=0,7-0,8 были получены при использовании насадка конфузорного типа с углом конусности α не более 30°. Увеличение угла конусности более 30° приводит к существенному снижению коэффициента расхода, что значительно сказывается на пропускающей способности металлоприемника.As follows from the data in Table 1, the optimal values of the flow coefficient (μ = 0.7-0.8 were obtained using a nozzle of confuser type with a taper angle α of not more than 30 °. An increase in the taper angle of more than 30 ° leads to a significant decrease in the flow coefficient , which significantly affects the transmittance of the metal detector.
Как следует из данных табл.2, увеличение радиуса поворота канала пропорционально повышению коэффициента расхода металлоприемника, наиболее оптимальные значения коэффициента расхода µ=0,65-0,8 получаются при отношении радиуса поворота канала к его диаметру р=R/d не менее 2,0, однако чрезмерное увеличение радиуса поворота приводит к необоснованному увеличению габаритов металлоприемника.As follows from the data in Table 2, an increase in the radius of rotation of the channel is proportional to an increase in the flow rate of the metal receiver, the most optimal values of the coefficient of flow µ = 0.65-0.8 are obtained with a ratio of the radius of rotation of the channel to its diameter p = R / d of at least 2, 0, however, an excessive increase in the radius of rotation leads to an unreasonable increase in the dimensions of the metal detector.
Как следует из данных табл.3, оптимальные значения коэффициента расхода µ=0,7-0,8 были получены при степени сужения h=1,5-3,0. Снижение степени сужения менее 1,5 приводит к некоторому увеличению коэффициента расхода, однако способствует необоснованному увеличению габаритов металлоприемника. Увеличение степени сужения более 3,0 приводит к существенному снижению коэффициента расхода (при одинаковом объеме заливаемой жидкости) и повышению металлоемкости металлоприемника (при сохранении одинакового напора над устьем вертикального канала).As follows from the data in Table 3, the optimal values of the flow coefficient μ = 0.7-0.8 were obtained with a degree of narrowing h = 1.5-3.0. Reducing the degree of narrowing of less than 1.5 leads to a slight increase in the flow coefficient, but contributes to an unreasonable increase in the dimensions of the metal detector. An increase in the degree of narrowing of more than 3.0 leads to a significant decrease in the flow rate (with the same volume of liquid being poured) and an increase in the metal consumption of the metal receiver (while maintaining the same pressure above the mouth of the vertical channel).
Как показали сравнительные испытания предлагаемого изобретения с прототипом, при одинаковых конструктивных параметрах среднее значение коэффициента расхода у прототипа в 1,4-1,5 раза ниже.As shown by comparative tests of the present invention with the prototype, with the same structural parameters, the average value of the flow coefficient of the prototype is 1.4-1.5 times lower.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150936/02A RU2402403C2 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150936/02A RU2402403C2 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008150936A RU2008150936A (en) | 2010-06-27 |
RU2402403C2 true RU2402403C2 (en) | 2010-10-27 |
Family
ID=42683220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008150936/02A RU2402403C2 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2402403C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008556A (en) * | 2013-01-23 | 2013-04-03 | 河南机电高等专科学校 | Multifunctional pouring cup for casting |
RU2762692C1 (en) * | 2021-03-24 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for casting ring blanks from aluminum or magnesium alloys |
RU2765561C1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-02-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys |
-
2008
- 2008-12-22 RU RU2008150936/02A patent/RU2402403C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008556A (en) * | 2013-01-23 | 2013-04-03 | 河南机电高等专科学校 | Multifunctional pouring cup for casting |
RU2762692C1 (en) * | 2021-03-24 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for casting ring blanks from aluminum or magnesium alloys |
RU2765561C1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-02-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008150936A (en) | 2010-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2402403C2 (en) | Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis | |
CN105756991B (en) | A kind of double suction multiple flow passages impeller and its design method | |
JP6354341B2 (en) | Method for imparting swirl flow to molten metal | |
TWI691371B (en) | Thin slab nozzle for distributing high mass flow rates | |
CN107715720B (en) | Venturi mixer | |
WO1999015291A1 (en) | Immersion nozzle | |
JPH0211651B2 (en) | ||
CN104373387B (en) | A kind of bell-shaped suction box of hydraulic performance excellence and application process thereof | |
CN111482588B (en) | Submersed nozzle vortex generator, tundish and application | |
CN102908919A (en) | Fluid mixer | |
CN110529426B (en) | Open impeller structure for high-speed pump | |
CN106438483A (en) | Double-volute centrifugal pump | |
WO2020234447A1 (en) | Casting nozzle | |
CN110367090A (en) | Streamlined plug-in type pressure compensation douche | |
JP4644168B2 (en) | Pouring type pouring pipe and pouring method | |
CN203030884U (en) | Multihole type immersive type water port for continuous casting | |
JP7196746B2 (en) | Pouring equipment for continuous casting | |
CN205824368U (en) | Valve seat and relief valve | |
CN100346909C (en) | Submerged entry nozzle with dynamic stabilization | |
CN207694619U (en) | A kind of venturi mixer | |
RU177992U1 (en) | GAS CENTRIFUGAL CASTING SYSTEM WITH VERTICAL ROTATION AXIS | |
UA86601C2 (en) | submerged entry nozzle with plurality of discharge outlets (embodiments) | |
Kumar | Augmentation of airlift pump performance with tapered upriser pipe- an experimental study. | |
JP7115230B2 (en) | Pouring equipment for continuous casting | |
RU2058849C1 (en) | Taphole system for centrifugal shaped casting with vertical axis of rotation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101223 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130620 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131107 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141223 |