SU996087A1 - Устройство дл регулировани температуры литейной формы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к устройствам дл  термостатировани  металлических . литейных форм и может найти применение при литье под давлением в кокиль под низким давлением.

Известно устройство дл  регулировани  температуры металлических литейных форм, включающее бак с теплоносителем и размещенные в баке нагреватель , насос, охладитель и датчики температуры. Подвод теплоносител , от насоса к полости теплообмена литейной формы и слив теплоносител  из этой полости в бак выполнены рукавами. Бак и размещенные в нем нагреватель-и охладитель представл ют собой теплообменник с зонами нагрева и охлаждени  Cl I

Однако известное устройство ненадежно из-за наличи  в контуре теплоносител  насоса, у которого при высокой температуре теплоносител  заклинивают подвижные трущиес  детали и

низка  долговечность уплотнений. Услови  эксплуатации насоса ужесточаютс  тем, что он погружен в бак с теплоносителем . Кроме того, недостатком известного устройства  вл етс  и то, что оно имеет большой объем теплононосител  в баке, нагрев и охлаждение которого приводит к дополнительной затрате энергии и увеличению инерции устройства.

10

Известно также устройство дл  подогрева металлических литейных форм, содержащее плиту подогрева с каналами , з меевик, емкость и электромагнит- , ный насос, образующие замкнутый кон15 тур, заполненный жидкометаллическим теплоносителем. Дл  нагрева теплоносител  применен тигель, в который по гружен змеевик и емкость С21.

Однако известное устройство опре20 дел етс  недостатком жидкометаллическйх теплоносителей. Последние оказывают агрессивное воздействие на материалы контура теплоносител , токсичны

3996087

и окисл ютс  на воздухе с выпадением продуктов окислени  в осадок, которые уменьшают проходные сечени  каналов контура теплоносител .

Некоторые жидкометаллимеские тепло-S дополнительным теплообменником, блоносители взрывоопасны при контакте с воздухом. Поэтому контур такого теплоносител  необходимо выполн ть герметичным из специальных материалов и заполн ть инертным газом. Кроме того существует опасность отверждени  теп лоносител  в контуре устройства, экс плуатирующегос  в режиме нагрев-охлаждение . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  .уст ройство дл  регулировани  температуры металлических литейных форм, содержащее бак, соединенный через слив ной бачок с замкнутым контуром тепло носител , который, кроме сливного бачка, включает насос, нагреватель, полость теплообмена литейной, формы и Охладитель. Нагреватель и охладитель подключены соответственно к входу и выходу полости теплообмена литейной формы. Подвод воды в охладитель выполнен через клапан. В литейной форме и в контуре теплоносител  перед нагрева.телем смонтированы датчики температуры литейной формы и теплоно сител . Устройство оборудовано прибо рами управлени  работой нагревател  и клапана охладител  СЗ . Однако известное устройство ненадежно , так как контур теплоносител  содержит механический насос, у которого при высокой температуре теплоно сител , достигающей 200-250С, закли нивают подвижные трущиес  детали и низка  долговечность уплотнений. I Кроме того, известное устройство |Имеет громоздкие бак и контур теплоносител  , что не позвол ет устанавли вать их на подвижные узлы литейных машин, и, как следствие, соедин ть с полостью теплообмена подвижной части литейной формы трубами. Примен емые дл  этих целей рукава имеют низкий ресурс при передаче теплоносителей. нагретых до высокой температуры, достигающей 200-250°С. Цель изобретени  - повышение надежности Устройства дл  регулировани  температуры металлических литейных форм. Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство, содержащее теплообменник с полостью теплообмена и объединенные в систему управлени  нагрером и охлаждением датчики температуры , блоки режима, управлени  нагревом и управлени  охлаждением, оборудовано

камй реверсивной подачи теплоносител  и продувки, причем теплообменники соединены между собой через полость теплообмена литейной формы, выходы блока режима подключены к входам управлени  блока реверсивной подачи теплоносител , выходы последнего теплообменникам , а блок продувки соединен параллельно с блоком управлени  охлаждением. Поставленна  цель достигаетс  также и тем, что каждый из двух Теплообменников предлагаемого устройства герметично разделен на полость охладител  и полость теплоносител , содержащую зоны нагрева и теплообмена, причем зона Теплообмена соединена с зоной нагрева и полостью охлаждени  теплопровод щими элементами с высокой теплопроводностыб, например тепловыми трубами, при этом соединение теплообменника с полостью теплообмена литейной формы выполнено в нижней части зоны теплообмена, а теплопровод щие элементы, соедин ющие зону теплообмена с полостью охлаждени , расположены в зоне теплообмена таким образом , что их торцы наход тс  на уров не соединени  теплообменника с литейной формой. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство дл  регулировани  температуры металлических литейных форм. Устройство содержит литейную форму 1с полостью 2 теплообмена, два одинаковых теплообменника 3 и , систему управлени  нагревом и охлаждением . Теплообменники 3 и i установлены на одном уровне и соединены между собой через полость 2 теплообмена литейной формы 1, образу  с ней с трубопроводами 5 и 6 разомкнутый контур, по которому теплоноситель 7 перегон етс  сжатым воздухом в двух направлени х , из одного теплообменника в и обратно. Каждый теплообменник 3 и 4 герметично разделен на полос,.ти охлаждени  8 и теплоносител  9 которые служат емкост ми соответственно дл  охлаждающей жидкости и теплоносител . Полости 8 охладител  соединены трубопроводами 10 и 1Гс выходами блока 12 управлени  охлаждением и блока 13 продувки , а также со сливом 14. Полость 9 теплоносител  имеет зону 15 нагрева и зону 16 теплообмена. Полости 9 теплоносител  соединены в верхней части трубопроводами 17 и 18 с блоком 19реверсивной подачи теплоносител . Зона 15 нагрева оборудована Harpei aтелем 20, подключенным к блоку 21 управлени  нагревом. Соединение каждого теплообменника 3 и с полостью 2 теплообмена литейной формы выполнено в нижней части зоны 16 теплообмена. Зона 16 теплообмена Соединена с полостью 8 охладител  набором теплопровод щих элементов 22 с высокой теп лопроводностью, например, тепловыми трубами, дл  передачи тепла от нагретого теплоносител  к охлаждающей жидкости при работе предлагаемого устройства в режиме охлаждени . Теплопровод щие элементы 22 расположены в зоне 16 теплообмена таким образом, что их нижние торцы 23 наход тс  на уровне соединени  2k теплообменника 3 VI 4 с полостью 2 теплообмена литейной формы 1. Этим достигаетс  охват теплопровод щими элементами 22 всей зоны 16 теплообмена по высоте и образованию зазора между торцами теплопровод щих элементов 22 и теплоносителем 7 при переключении предлагаемо .го устройства в режим охлаждени . Набор теплопровод щих элементов 25 соедин ет зону 15 нагрева с зоной 16 теплообмена дл  передачи тепла из пе вой зоны во вторую. Система управлени  нагревом и охлаждением объедин ет датчик 2б температуры , блоки режима 27, управлени  нагревом 21 и управлени  охлаждением 12, а также блоки реверсивной подачи теплоносител  19 и продувки 13Блок 27 режима выбирает по температуре литейной формы режим работы предлагаемого устройства: нагрев, вы ключено или охлаждение. Вход блока 27 режима соединен с датчиком 26 тем пературы литейной формы 1, выходы с блоками управлени  нагревом 21, ре версивной подачи теплоносител  19, управлени  охлаждением 12 и продувки 1 3Блок 21 управлени  нагревом служи дл  включени  или отключени  нагрева телей 20 по команде блока 27 режима, а также дл  отключени  нагревателей 20при аварийном перегреве теплоноси тел . Блок 19 реверсивной подачи теплоносител  имеет два выхода, каждый из которых подключен трубопроводами 17 и 18 к полости теплоносител  одного теплообменника. Указанный блок 19 обеспечивает в режимах нагрева или охлаждени  поочередную подачу сжатого воздуха в полости 9 теплоносител  теплообменников 3 и i и таким образом перегон ет теплоноситель из одного теплообменника в другой. Блок 12 управлени  охлаждением и блок 13 продувки соединены параллельно , работают поочередно, обеспечива  подачу соответственно охлаждающей жидкости или сжатого воздуха в полости 8 охладител  теплообменников 3 и Д. В исходном положении в обоих теплообменниках 3 и 4 теплоносител  находитс  на одном уровне (сообщающиес  сосуды), нагрев и охлаждение отключены . По сигналу датчика 26 температуры, установленного в литейной форме 1, предлагаемое устройство обеспечивает один из трех режимов: нагрев, выключена или .охлаждение. При температуре литейной формы 1 ниже установленного интервала температур блок 27 режима дает команду по линии 28 на нагрев и блок 21 управлени  нагревом включает нагреватели 20 теплообменников 3 и t. Нагреватель 20 повышает температуру теплоносител  в зоне 15 нагоева, откуда тепло передаетс  с помощью теплопровод щих элементов 25 и за счет конвекции в Выше- . лежащие слои теплоносител  7. наход - щиес  в зоне 16 теплообмена. Команда блока 27 режима одновременно поступает по линии 28 в блок 19 реверсивной подачи теплоносител , который направл ет сжатый воздух по трубопроводу 17 или 18 в один из теплообменников 3 или 4. Сжатый воздух,. поданный, например, по трубопроводу 17 в теплообменник 3. выте сн ет теп-. лоноситель из зоны 16 теплообмена. Теплоноситель проходит через трубопровод 5, теплообменную полость 2 литейной формы, трубопровод 6 в зону 16 теплообмена теплообменника k, полость 9 теплоносител  которого через трубопровод 18 посредством блока 19 реверсивной подачи теплоносител  сообщена с атмосферой. При этом уровень теплоносител  в . теплообменнике 3 понижаетс  до установленного (показан пунктирной линией ), огол ютс  теплопровод щие элементы 22. Затем блок 19 реверсивной подачи теплоносител  подает сжатый воздух по трубопроводу 18 в теплообК енник 4 и сбрасывает из теплообменника 3 в атмосферу.

В результате, теплоноситель 7 перекачиваетс  в обратном направлении, в теплообменник 3.Перемещение теплоносител  в теплообменной полости 2 литейнойформы 1 в двух направлени х путем поочередной подачи сжатого воздуха в теплообменники 3 и А продолжаетс  до тех пор, пока температура литейной формы не достигает нижнего уровн  установленного интервала.

При этом блок 27 режима снимает команду на нагрев. В результате, блок 21 управлени  нагревом отключает нагреватели 20, а блок 19 реверсивной подачи теплоносител  сбрасывает сжатый воздух из теплообменников 3 и i, прекращаетс  принудительное перемещение теплоносител  через теплообменную полость 2 литейной формы 1. Происхо- 25 дит выравнивание уровней теплоносите л  в обоих теплообменниках 3 и k. Ес ли в процессе получени  отливок темп ратура литейной формы 1 достигает верхнего предела установленного интервала температур, то блок 27 режима по сигналу датчика 2б температуры включает по линии 29 блоки реверсивной подачи теплоносител  19 и управлени  охлаждением 12. Во избежание теплового удара, при вод щего к образованию пара в полости охладител  7, подача охлаждающей жидкости в последнюю производитс  пр нижнем уровне теплоносител  в теплообменнике , поскольку в этом случае теплопроводйщие элементы 22 не погру жены в теплоноситель и нагреты меньше , чем в погруженном состо нии. Блок реверсивной подачи теплоноси тел  в режиме обслуживани  осуществл ет поочередную подачу сжатого воздуха по лини м 17 и 18 в теплообменнике и теплоноситель проходит через теплообменную полость 2 литейной фор мы 1 из одного теплообменника в другой и обратно, подобно тому, как это происходит при работе предлагаемого устройства в режиме нагрева. При этом блок 12 управлени  охлаждением осуществл ет подачу охлаждаемой жидкости по трубопроводам 10 и 11 в полости охладител  теплообменников 3 и k, откуда она поступает в слив I.

Охлаждающа  жидкость через теплопровод щие элементы 22 отбирает тепло у теплоносител , который проход  через теплообменную полость 2 литейной формы 1 понижает температуру последней . При понижении температуры литейной формы до нижнего уровн  установленного интервала блок 27 режима снимает команду на охлаждение блока 12 управлени  охлаждением, отключает подачу охлаждающей жидкости в теплообменники 3 и k, а блок 13 продувки подает по трубопроводам 10 и 11 сжатый воздух на врем , достаточное дл  удалени  остатков охлаждающей жидкости ,из полостей 8 охладител  теплообменНиков 3 и .

Преимущество предлагаемого устройства дл  регулировани  температуры металлических литейных форм в сравнении с известными заключаетс  в том, что оно более надежно, так как перекачка теплоносител  осуществл етс  сжатым воздухом, а не механическим насосом, у которого при высокой температуре теплоносител  происходит заклинивание трущихс  деталей и резко снижаетс  ресурс уплотнений. Контур теплоносител  предлагаемого устройства более компактен, не требует применени  дополнительных баков дл  теплоносител  и поэтому может быть.установлен на подвижных узлах литейных машин и соединен с подвижной частью литейных форм, трупами, а не рукавами, которые уступают первым в долговечности. Преимуществом  вл етс  и то, что в предлагаемом устройстве теплоноситель прокачиваетс  через теплообменную полость литейной формы в противоположных нaгfpaвлeни x. В результате, на оба входа в теплообменную полость подаетс  одинаково подготовленный теплоноситель , благодар  чему создаютс  симметричные услови  дл  теплообмена литейной формыФормула изобретени  1. Устройство дл  регулировани  температуры литейной формы, содержащее теплообменник с полостью теплообмена и объединенные в систему управлени  нагревом и охлаждением датчики температуры, блоки режима, управлени  нагревом и управлени  охлаждением , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно до

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для регулирования температуры литейной формы, содержащее теплообменник с полостью теплообмена и объединенные в систему управления нагревом и охлаждением датчики ⁵⁵ температуры, блоки режима, управления нагревом и управления охлаждением, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно до99608.7 10 полнительно содержит второй теплообменник, блоки реверсивной подами теплоносителя и продувки, причем тепло- обменники соединены между собой через ' полость теплообмена литейной формы, S выходы блока режима подсоединены к входам управления блока реверсивной подачи теплоносителя, выходы последнего - к теплообменникам, а блок продувки соединен параллельное блоком управления охлаждением.
2. 2. Устройство по п. 1, о тлима ю щ е е с я тем, что каждый теплообменник имеет герметично разделен •ные полость охлаждения и полость теп-15 'поносителя, содержащую зоны нагрева ,и теплообмена, причем зона теплообмена соединена с зоной нагрева и полостью охлаждения теплопроводящими эле ментами, например тепловыми трубами, при этом соединение теплообменника с полостью теплообмена литейной формы выполнено в нижней части эоны теплообмена, а Теплопроводящие элементы, соединяющие зону теплообмена с полостью охлаждения, расположены в зоне теплообмена таким образом^ что их торцы находятся на уровне соединения теплообменника с литейной формой.