SU670380A1 - Система регулировани температуры металлических литейных форм - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к литейному производству и может примен тьс  при литье под давлением и под низким давлением в кокиль, при центробежном литье, а также в других процессах с применением преимущественно металлических формообразующих элементов (кристаллизаторы, штампы, пресс-формы дл  пластмасс, дл  резины, стержневые  щики дл  изготовлени  стержней из смесей гор чего твердени  и др.).

Известна система регулировани  температуры металических литейных форм, в которой выполнен общий дл  всех контуров циркул ции жидкого теплоносител  бак. В каждом контуре нагреватель и охладитель смонтирован на трубопроводах, насос выполнен реверсивным, на возвратном трубопроводе выполнен сливной бачок. Верхнее сливное-отверстие бачка соединено с теплообменной полостью литейной формы, нижнее - выходиое - с всасываюп1ей полостью насоса, а промежуточное соединено с баком. Управление работой нагревател  и охладител  в каждом контуре осуществл етс  датчиками температуры теплоносител  и литейной форме 1.

Такое конструктивное выполнение приводит к необходимости нагрева веей массы охладител  прп разогреве литейной формы, а следовательно, к необходимости тепло2

изол ции не только нагревател , но и охладител . И наоборот, ири охлаждении литейной формы требуетс  охлаждать и всю массу нагревател . Все это вызывает дополнительные затраты энергии на периодические подогревы и охлаждени  значительной массы теплообменников.

Кроме того, как в нагревателе, так и в охладителе необходимо обеспечить требуемую поверхность теплопередачи между теплоносителем и источником тенловой энергии в нагревателе, и источником отбора тепла в охладителе. Все это приводит к увеличению габаритов установки, к усложнению конструкции.

Целью насто пкго изобретени   вл етс  повыщение надежности и экономичности системы регулировани  температуры литейных форм.

Указанна  цель достигаетс  тем. что в каждом контуре циркул ции жидкого теилоносител  нагреватель и охладитель объединены в единый теплообменник. Нагревательные элементы, например, смонтированы в контуре циркул ции теплоносител , а последний в свою очередь смонтирован в контуре циркул ции охладител . Нагревательные элементы, контур циркул ции теплоносител  и контур циркул ции охлаждающей жидкоети смонтированы между собой с возможностью компенсации теплового расширени  элементов конструкции. На чертеже схематически изображен один из контуров циркул ции жидкого теплоносител  в системе регулировани  температуры литейцых форм., В общем дл  всех контуров циркул ции баке с залитым в него теплоносителем 2 смонтирован отдельный в каждом контуре насос 3, соединенный нагнетаюпщм трубопроводом 4 с тецлообмеппой полостью 5 литейной формы 6. На нагнетающем трубопроводе 4 смонтирован теплообменник 7. Нагревательные элементы 8 теплообменника 7 смонтированы в контуре 9 циркул ции теплоносител  теплообменника 7. Контур 9 циркул ции теплоносител  в свою очередь смонтирован в контуре 10 циркул ции охлаждающей жидкости теплообменника 7. На входе контура циркул ции охлал дающей жидкости смонтирован электромагнитный клапан 11. Контуры 9 и 10, циркул ции теплоносител  и охлаждающей жидкости снабжены узлами уплотнени  12 и 13. Возвратным трубопроводом 14 теплообменна  нолость 5 литейной формы 6 соединена с верхним отверстием сливного бачка 15, нижнее отверстие которого соединено трубопроводом 16 с всасывающей полостью насоса 3, а сливное отверстие 17 в боковой стенке сливного бачка 15 посредством трубопровода 18 соединено с баком 1. Всасывающа  нолость насоса 3 сообщена с теплоносителем 2 в баке 1 патрубком 19, гидравлическое сопротивление которого заведомо больще гидравлического сопротивлени  трубопровода 16. В литейной форме 6 и нагнетающем трубопроводе 4 смонтированы датчики температуры литейной формы и теплоносител , на чертеже не показанные. Приборы управлени  работой нагревател  и охладител  на чертеже не показаны. Работает система регулировани  температуры металлических литейных форм еледующим образом. Включение системы в работу осуществл етс  запуском насоса 3 и одновременным с ним включением приборов, которые по сигналам датчиков температуры литейной формы и теплоносител  управл ют работой нагревательных элементов 8 и электромагнитного клапана 11. Насосом 3 теплоноситель 2 из бака 1 всасываетс  через патрубок 19 и нагнетаетс  по трубопроводу 4 в теплообменную полость 5 литейной формы 6, откуда но трубопроводу 14 поступает в сливной бачок 15. По мере заполнени  сливного бачка уровень теплоносител  в нем становитс  выще, чем в баке 1. В результате этого дальнейшее поступление теплоносител  во всасывающую полость насоса из бака через патрубок 19 прекращаетс , а происходит по трубопроводу 16 из сливного бачка 15. Таким образом, носле заполпени  всего контура теплоносителем цачинаетс  его циркул ци  по замкнутому конjypy , причем теплоноситель, наход щийс  в баке 1, в циркул ции не участвует. В начале работы теплоноситель и литейна  форма холодные, поэтому от датчиков температуры поступает команда на включение нагревательных элементов 8, которые нагревают циркулирующий по контуру теплоноситель . Теплоноситель, проход  через теплообменную полость 5 литейной формы 6, отдает ей тепло и тем самым нагревает литейную форму 6. Если теплоноситель, циркулирующий в контуре, достиг максимально допустимой температуры, то команде датчика температуры теплоносител  нагревательные элемеьпы 8 отключаютс  на период, пока температура теплоносител  не опуститс  ниже установленного предела. Нагрев литейной формы 6 при этом продолжаетс , так как ее температура ниже, чем температура теплоносител . Когда температура литейной формы 6 достигнет нижнего предела интервала рабочих температур, происходит выключение нагревательных элементов 8. В дальнейщем,если в литейную форму 6 не производитс  заливка сплава, ее температура поддерживаетс  на нижнем пределе интервала рабочих температур за счет периодических включений нагревательных элементов 8. При заливке сплава в литейную форму 6 происходит ее нагрев за счет тепла, отдаваемого охлаждающимс  сплавом. Когда температура литейной формы 6 достигнет верхнего предела интервала рабочих температур , по команде датчика температуры .питейной формы включаетс  электромагнитный клапан 11. При этом в контур 10 циркул ции охлаждающей жидкости происходит подача о.хлаждающей жидкости. Охлажденный теплоноситель, циркулиру  по контуру, охлаждает литейную форму 6. Когда температура литейной формы 6 понизитс  и окажетс  в установленном рабочем интервале, электромагнитный клапан 11 отключитс , а охлаждающа  жидкость, оказавша с  в этот момент в контуре 10 циркул ции охлаждаюшей жидкости, сливаетс  из него самотеком. Изменение объема теплоносител , циркулирующего в контуре вследствие его теплового расщирени  или потерь за счет утечек , компенсируетс  теплоносителем 2 в баке 1 за счет перетекани  теплоносител  в бак или из бака в контур но патрубку 19. Перед отсоединением литейной формы теплоноситель из контура циркул ции перекачивают в бак 1. Дл  этого насос 3 включают на реверс. Теплоноситель, наход щийс  в трубопроводе 4, теплообменнике 7, тепообменной полости 5 литейной формы 6 и в трубопроводе 14, частично перекачиваетс  по трубопроводу 16 в сливной бачок 15, откуда по трубопроводу 18 он переливаетс