SU1507528A1

SU1507528A1 - Centrifugal casting machine

Info

Publication number: SU1507528A1
Application number: SU874330428A
Authority: SU
Inventors: Юрий Константинович Гонтарев; Юрий Петрович Михайлов; Владимир Иванович Елисеев; Борис Александрович Искра; Юрий Григорьевич Соловьев
Original assignee: Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения Украины с Россией; Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-09-15

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к центробежным машинам с металлической изложницей, предназначенным дл отливки труб. Цель изобретени - повышение качества отливок за счет улучшени условий теплоотвода. Центробежна машина снабжена импеллерами 9 и струйными аппаратами 6 с заборниками 8 охлаждающего агента, размещенными в полости между изложницей 1 и цилиндрической рубашкой 4. Сопла 7 струйных аппаратов выполнены плоскими, а их продольна ось направлена против направлени вращени изложницы 1. Установка импеллеров 9 позвол ет повысить давление в охлаждающей полости, исключить установку каких-либо уплотнений по охлаждающему тракту. За счет создани импеллерами раст гивающих усилий по вл етс реальна возможность изготовлени труб повышенной длины при минимальной толщине стенки изложницы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to a foundry, in particular to a metal mold centrifugal machine, for casting pipes. The purpose of the invention is to improve the quality of castings by improving the conditions of heat removal. The centrifugal machine is equipped with impellers 9 and jet devices 6 with cooling agent intakes 8 placed in the cavity between the mold 1 and the cylindrical jacket 4. The jet nozzles 7 are flat, and their longitudinal axis is directed against the direction of rotation of the mold 1. The installation of the impellers 9 allows to increase pressure in the cooling cavity, exclude installation of any seals along the cooling path. The creation of tensile forces by impellers makes it possible to manufacture pipes of increased length with a minimum wall thickness of the mold. 2 hp f-ly, 3 ill.

Description

1one

(21)4330428/23-02(21) 4330428 / 23-02

(22)08.10.87(22) 10/08/87

(А6) 15.09.89.БЮЛ. № 34(A6) 09/15/89/89. Number 34

(71)Днепропетровский государственный университет им. 300-лети Воссоединени Украины с Россией и Всесоюзный научно-исследовательский и кон- структорско-технологический институт(71) Dnipropetrovsk State University. 300th Anniversary of the Reunion of Ukraine with Russia and the All-Union Scientific Research and Design and Technological Institute

.трубной промьшшенности. tube industry

(72)Ю.К.Гонтарев, Ю.П.Михайлов, В.И.Елисеев, Б.А.Искра и Ю.Г.Соловьев(72) Yu.K.Gontarev, Yu.P.Mikhailov, V.I. Eliseev, B.A. Iskra and Yu.G.Soloviev

(53)621.74.042(088.8)(53) 621.74.042 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 997966, кл. В 22 D 13/02, 1981.(56) USSR Copyright Certificate No. 997966, cl. B 22 D 13/02, 1981.

(54)ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА(54) CENTRIFUGAL MACHINE

.(57) Изобретение относитс к литейному производству, в частности к центробежным машинам с металлической изложницей , предназначенным дл отливки труб. Цель изобретени - повышение качества отливок за счет улучшени условий теплоотвода. Центробежна машина снабжена импеллерами 9 и струйными аппаратами 6 с заборникаки 8 охлаждающего агента, размещенными в полости между изложницей 1 и цилиндрической рубашкой 4. Сопла 7 струйных аппаратов выполнены плоскими, а их продольна ось направлена против направлени вращени изложницы 1. Установка импеллеров 9 позвол ет повысить давление в охлаждшоЩей полости , исключить установку каких-либо уплотнений по охлаждающему тракту. За счет создани импеллерами раст гивающих усилий по вл етс реальна возможность изготовлени труб повышенной д;лины при минимальной толщине стенки изложницы. 2 з.п,ф-лы, 3 ил.(57) The invention relates to foundry, in particular to centrifugal machines with a metal mold intended for the casting of pipes. The purpose of the invention is to improve the quality of castings by improving the conditions of heat removal. The centrifugal machine is equipped with impellers 9 and jet devices 6 from the intake 8 of cooling agent placed in the cavity between the mold 1 and the cylindrical jacket 4. The nozzles 7 of the jet devices are flat and their longitudinal axis is directed against the direction of rotation of the mold 1. The installation of the impellers 9 improves pressure in the cooling cavity, exclude installation of any seals along the cooling path. By creating tensile forces by the impellers, there is a real possibility of producing pipes of increased diameter with the minimum wall thickness of the mold. 2 з.п, ф-л, 3 Il.

WW

СПSP

о -чoh

ел tsdate tsd

асace

315315

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к центробежным машинам с металлической изложницей , предназначенным дл отлив- ки труб, и может найти применение при других осесимметричных издели х.The invention relates to foundry, in particular, to metal centrifugal machines with a casting mold, intended for the casting of pipes, and can be used for other axisymmetric products.

Цель изобретени - повышение качества отливок за счет улучшени условий теплоотврда;The purpose of the invention is to improve the quality of castings by improving the conditions of heat dissipation;

Па фиг.1 показана машина, продольное сечение; на фиг.2 - сечение А-Л на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.2Pa figure 1 shows the machine, a longitudinal section; figure 2 - section A-L in figure 1; on fig.Z - node I in figure 2

Центробежна машина состоит из изложницы 1, приводимой во вращение приводом 2. Изложница 1 с помощью РОЛИКОВ 3 центрируетс относительно цилиндрической рубашки 4, на которой смонтирован коллектор 5 подачи охлаждающего агента, объедин ющий струйные аппараты 6 с плоскими соплами 7, против которых на цилиндрической рубашке 4 смонтированы заборни- ки 8 охлаждающего агента. На концах изложницы 1 размещены импеллеры 9.The centrifugal machine consists of a mold 1, driven by the drive 2. The mold 1 with ROLLERS 3 is centered relative to the cylindrical jacket 4, on which the cooling agent supply manifold 5 is mounted, combining the jet nozzles 6 with flat nozzles 7 against which the cylindrical jacket 4 mounted intakes 8 of the cooling agent. At the ends of the mold 1 placed impellers 9.

Центробежна машина работает следующим образом.Centrifugal machine works as follows.

Перед заливкой в изложницу 1 жидкого металла она приводитс во вращение с помощью привода 2 вращени .Вра щение изложницы происходит в роликах 3, установленных в цилиндрической рубашке 4. В процессе раскрутки изложницы 1 включают охлаждение, в резул ьтате чего поступающий в коллек тор хладагент через струйные аппараты 6 и плоские сопла 7 направл етс на поверхность изложницы 1. Пространство между цилиндрической рубашкой 4 и изложницей 1 заполн етс хладаген- том (водой), который отводитс из полости через заборник В. При поступлении в изложницу расплавленного металла жидкость на поверхности теплооBefore pouring the molten metal into the mold 1, it is rotated by the rotation drive 2. The mold is rotated in the rollers 3 installed in the cylindrical jacket 4. During the unwinding process, the mold 1 includes cooling, resulting in a coolant entering the collection the apparatus 6 and the flat nozzles 7 are directed onto the surface of the mold 1. The space between the cylindrical jacket 4 and the mold 1 is filled with coolant (water), which is discharged from the cavity through the inlet B. When entering Itza molten liquid surface on the specific heat

мена вскипает. При этом возможно ; образование пленки пара, ухудшающей отвод тепла от поверхности изложницы 1. Под действием плоских струй хладагента, вытекающего из сопл 7 и направленного против вращени ИЗЛО , парова пленка на поверхности изложницы разрушаетс и сдуваетс , а затопленна стру непосредственно смывает охлаждаемую поверхность. Вследствие того, что смывание проис- ходит турбулентным потоком, эффективность теплообмена увеличиваетс .exchange boils. It is possible; formation of vapor film impairing heat removal from the surface of the mold 1. Under the action of flat coolant jets flowing out of the nozzles 7 and directed against the rotation of the ROD, the vapor film on the surface of the mold is destroyed and blown away, and the submerged jet directly washes away the cooled surface. Due to the fact that flushing occurs by turbulent flow, the efficiency of heat exchange increases.

Дл смещени начала кипени на стенке изложницы в сторону более выTo displace the beginning of boiling on the wall of the mold towards more

00

5 0 50

0 5 0 50 5 0 5

З Q W Q

соких температур на концах изложницы 1 установлены импеллеры 9, которые обеспечива динамическое уплотнение изложницы 1 с цилиндрической рубашкой 4, позвол ют увеличить давление в охлаждающей полости до 80 атм (при вращении изложницы с 3500 об . /мин, максимальном диаметре импеллеров 600 мм, а минимальном - 100 мм), что приводит к повышению температуры кипени на стенке до 170 с, а следовательно, способствует интенсивности теплообмена.At the ends of the mold 1, impellers 9 are installed, which ensure the dynamic sealing of the mold 1 with the cylindrical jacket 4 and increase the pressure in the cooling cavity to 80 atm (when the mold rotates from 3500 rpm, the maximum impeller diameter is 600 mm and the minimum - 100 mm), which leads to an increase in the boiling point on the wall to 170 s, and, consequently, contributes to the intensity of heat transfer.

Угол раствора каждого сопла 7 струйных аппаратов 6 подобран таким образом, чтобы зона воздействи струй на поверхность изложницы перекрывалась двум соседними стру ми сопл.The angle of the solution of each nozzle 7 jet apparatus 6 is selected so that the zone of action of the jets on the surface of the mold is overlapped by two adjacent nozzle streams.

Количество раздаточных коллекторов по окружности изложницы выбираетс из услови обеспечени наиболее интенсивного тепломассообмена на поверхности изложницы, которое достигаетс в случае непревышени роста толщины паровой пленки между коллекторами 1-2 мм.The number of distributing collectors around the circumference of the mold is selected from the condition of providing the most intense heat and mass transfer on the surface of the mold, which is achieved if the thickness of the vapor film between collectors does not exceed 1-2 mm.

Затопленна плоска стру одновременно вызывает интенсивную циркул цию в объеме между двум соседними раздаточными коллекторами 1-2 мм.A flooded flat jet simultaneously causes an intense circulation in the volume between two adjacent dispensing headers of 1-2 mm.

Затопленна плоска стру одновременно вызывает интенсивную циркул цию в объеме между двум соседними раздаточными коллекторами (фиг.З),дополнительно интенсифициру теплоот- . вод от стенки изложницы.A submerged flat jet simultaneously causes an intense circulation in the volume between two adjacent dispensing headers (FIG. 3), additionally to heat intensification. water from the wall of the mold.

Образовавшиес вихри усредн ют температуру хладагента как по периметру изложницы,- так и по ее длине. Следовательно , изложница вл етс равнона- груженной в тепловом отношении по ее наружной поверхности.The vortices formed average the temperature of the refrigerant both around the perimeter of the mold, and over its length. Consequently, the mold is thermally uniformly loaded on its outer surface.

По результатам ош тной проверки наиболее интенсивнь1й теплообмен за счет разрушени паровой пленки достигаетс при угле наклона сопл к касательной к поверхности изложницы 55-65°.According to the results of a fault check, the most intensive heat exchange due to the destruction of the vapor film is achieved at a nozzle inclination angle to the tangent to the surface of the mold 55-65 °.

Количество сопл на струйных аппаратах 6 также зависит от длины изложницы , однако во всех случа х они должны располагатьс вдоль продольной оси машины.The number of nozzles on the jet devices 6 also depends on the length of the mold, but in all cases they must be located along the longitudinal axis of the machine.

Дл интенсификации процесса теплообмена на наружной поверхности изложницы и смещени критических тепловых потоков в сторону больших значений поверхность изложницы выполн етс In order to intensify the heat exchange process on the outer surface of the mold and displace critical heat fluxes towards higher values, the surface of the mold is performed

шероховатой с высотой гребней в предлах 0,А-1 мм или укладкой на поверхности изложницы металлической сетки с чейкой 0,3-1 мм и той же толщиноrough with the height of the ridges in the predlah 0, A-1 mm or laying on the surface of the mold metal mesh with a cell of 0.3-1 mm and the same thickness

Импеллеры, обеспечива раст жку изложницы в осевом направлении,уменьшают ее прогиб в процессе работы,что позвол ет уменьшить толщину ее стено и более точно поддерживать угол наклона сопл к охлаждаемой поверхности что в свою очередь вли ет на теплообмен через стенку изложницы и процесс сдувани с поверхности паровой пленки.The impellers, while stretching the mold in the axial direction, reduce its deflection during operation, which reduces its wall thickness and more accurately maintain the angle of inclination of the nozzles to the cooled surface, which in turn affects heat transfer through the wall of the mold and the deflation process from the surface. steam film.

Такое конструктивное выполнение центробежной машины обеспечивает:Such constructive implementation of the centrifugal machine provides:

увеличение интенсивности тепломассообмена за счет создани турбулентного пристеночного сло на наружной поверхности изложницы, сдув паровой пленки и повьппение давлени охлаждающей жидкости в охлаждающем тракте;an increase in the intensity of heat and mass transfer due to the creation of a turbulent wall layer on the outer surface of the mold, blowing off the vapor film and the cooling fluid pressure in the cooling tract;

равномерность температуры по всей наружной поверхности изложницы за счет подачи охлажда(ощей жидкости по всей изложницы в направлении, перпендикул рном продольной оси, и равномерного ее отбора в том же направлении;temperature uniformity over the entire outer surface of the mold due to the supply of cooling (fluid along the entire mold in the direction perpendicular to the longitudinal axis, and its uniform selection in the same direction;

за счет раст жки изложницы, обеспечиваемой импеллерами, можноby stretching the mold provided by the impellers, you can

/об/about

изготовл ть изложницы с более тонкими стенками;making molds with thinner walls;

повьш1ение надежности конструкции за счет использовани импеллеров как динамических бесконтактных уплотнений.Improving design reliability by using impellers as dynamic non-contact seals.

Claims

1. A centrifugal machine containing 0 a mold placed in a cylindrical jacket with the formation of a cavity between them, the drive of the rotation of the mold, characterized in that, in order to improve the quality of the castings

5 by improving the conditions of heat dissipation, it is equipped with impellers mounted on the ends of the mold, and jet devices with intakes of the cooling medium installed on the inner surface of the cylindrical jacket, while the nozzles of the jet devices are angled to the surface of the mold and directed against the direction of rotation of the mold.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the output rejection of the nozzle of the jet apparatus is also outlined in the form of a slit parallel to the axis of the holders.

3. The machine according to claim 1, characterized in that the outer surface of the mold is roughened.

WHO

FIG. 2

(ffUS.