WO2010136628A1 - Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras - Google Patents

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Ion Gurutz Coretti Garijo
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/10—Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
    • B22D13/107—Means for feeding molten metal

Definitions

  • the present invention relates, as its statement indicates, to a molten metal feeder for centrifuge machines.
  • FIELD OF THE INVENTION This feeder device has been designed for application in semi-automatic single plate centrifuge machines and, also, in automatic machines with three or more plates to collect molten metal from the oven, transfer it to the centrifuge machine and pour it into this, having been designed to occupy the minimum possible space and admit configuration for both side and rear oven.
  • the present device is constituted by an automated and programmable assembly comprising an arm that, on one end, is radially fixed on the rotating axis of a motor reducer mounted on the corresponding centrifuge machine and, on the other, is articulated to another arm that hangs vertically from it and that carries a lower saucepan.
  • the movement of the arms is carried out by means of the motor-reducer, and the movements, speeds and working sequences of the set are controlled by an electrical panel with PLC and frequency inverter, selecting the functions and variations of working parameters through a panel of controls with touch screen, and identifying the positions of the arms by means of a system of cams and micros or by means of encoder.
  • said motor-reducer acts on the articulated arms, they immerse the saucepan in the molten metal of the furnace to collect a certain amount of it and transfer it to the centrifuge machine to pour it into it, the amount of metal to be poured being adjustable and the pouring speed.
  • the bucket is attached to the arm that carries it through a U-holder inverted fixed by its intermediate part to said arm and its ends in opposite parts of the mouth of said saucepan, which always descends vertically either to the oven or to the centrifuge machine.
  • this saucepan is adapted to the level of metal in the oven by means of a level probe, which can be advantageously constituted by the saucepan itself, being this one made of stainless steel and thus avoiding an element that would be mounted on said saucepan.
  • said saucepan has at its bottom a small opening with a shut-off valve actuated by a pneumatic cylinder so that with the programmed operation of said cylinder the valve is opened and closed by letting in or out molten metal
  • the automated assembly has, around at least a part of it, a protective screen of a suitable material, which must be transparent or have openings so that the operator can observe the indicated automated assembly and control its operation.
  • Figure 1 is a schematic front elevation view of an installation comprising an oven, a centrifuge machine and the feeding device in question.
  • Figure 2 partially illustrates, and in perspective, the two arms of the device immersing the saucepan in the oven.
  • Figure 3 also shows, in perspective, a part of the carrier arm of the bucket and said bucket with it pouring the molten metal into the centrifuge machine.
  • the molten metal feeder device for centrifugal machines illustrated consists of an automated and programmable assembly (1) formed by a motor reducer (2) to whose rotating shaft (3) is fixed radially by one end one arm (4) at whose other end articulates a second arm (5), which is tubular and hangs from the previous one.
  • This second arm (5) supports a bucket (6) inferiorly through an inverted U-bracket (7) fixed by its intermediate part to said arm and by its ends in opposite lateral parts of the bucket's mouth (6), the which has at its bottom a small opening (6 ') that is closed with a valve (8) operable by a pneumatic cylinder (9) mounted on the arm (5).
  • the assembly (1) is mounted (as illustrated in Figure 1) on the centrifuge machine (MC) so that when said assembly acts by moving the arms (4, 5) towards the oven (H) and towards said machine centrifuge (as indicated by arrow (F) of the indicated figure 1), the bucket (6) can penetrate both the container (C) of said oven and the molding receptacle (R) of the said centrifuge machine, which It includes an electrical control panel (CE) with a frequency inverter to regulate the different speeds of the motor-reducer (2).
  • CE electrical control panel
  • the centrifuge machine (MC) also includes a programmable automaton (not shown) for the different functions of the feeder, and a control panel (PM) with adjustable support (S) and equipped with a touch screen (PT) for entering the parameters of work and control of the different functions and cycles.
  • a programmable automaton for the different functions of the feeder
  • a control panel with adjustable support (S) and equipped with a touch screen (PT) for entering the parameters of work and control of the different functions and cycles.
  • PT touch screen
  • the cycle begins with the positioning of the bucket (6) on the molten metal container (C) of the corresponding furnace (H) and its immersion in said metal (figure 2) to a depth programmed to load the convenient amount thereof through the opening (6 ') of said bucket and after the subsequent opening of the valve (8), clean metal entering when the slags are present only on the surface of the molten metal. Then the valve (8) closes the opening
  • the saucepan (6) returns to the furnace (H) and recharges metal, waiting for the relevant signal to start a new cycle. If the set (1) does not receive that signal in the programmed time, and to avoid the cooling of the metal, an alarm signal is triggered and the dipper (6) returns to the oven (H), empties its contents and retracts to a passive position
  • a screen (10) in strokes and dots in figure 1 which, removably mounted between the centrifuge machine (MC) and the oven (H), must be transparent or have multiple openings so that the set (1) can be observed by the operator and he can control it properly.
  • the screen (10) comprises a door (10 ') for access to the automated assembly (1) for when it is necessary to inspect it or for any other incident, as well as a safety device which prevents or stops the operation of said assembly when the door (10 ') opens.
  • This cast metal feeder device can be manufactured for centrifugal machines in any shape and size, with the most appropriate means and materials and with the most convenient accessories, the component elements being able to be replaced by other technically equivalent ones, as all of this is understood within the claims.

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Abstract

Se refiere a un dispositivo alimentador de metal fundido para su aplicación en máquinas centrifugadoras semi-automáticas de un plato o máquinas automáticas de tres o más platos, para recoger el metal fundido del horno, trasladarlo hasta la máquina centrifugadora y verterlo en ésta, habiendo sido diseñado para que ocupe el minimo espacio y admita configuración para horno lateral y posterior. Está constituido por un conjunto automatizado y programable que comprende un brazo que, por un extremo, está fijado radialmente en el eje giratorio de un moto-reductor montado sobre la máquina centrifugadora y, por el otro, está articulado a otro brazo vertical y que es portador de un cazo inferior. El funcionamiento del dispositivo se sincroniza con el de la máquina centrifugadora, aumenta la producción, reduce los riesgos de los operarios, reduce el consumo de energia, y mejora el acabado del producto final.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo aliinentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere, como su enunciado indica, a un dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras. CAMPO DE LA INVENCIÓN Este dispositivo alimentador se ha ideado para su aplicación en máquinas centrifugadoras semi- automáticas de un plato y, también, en máquinas automáticas de tres o más platos para recoger el metal fundido del horno, trasladarlo hasta la máquina centrifugadora y verterlo en ésta, habiendo sido diseñado para que ocupe el minimo espacio posible y admita configuración tanto para horno lateral como posterior. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Hasta ahora, la operación de recogida, traslado y vertido del metal fundido desde el horno hasta la máquina centrifugadora se realiza manualmente con una especie de cucharón con todos los inconvenientes y/o problemas que conlleva como pueden ser, entre otros, la lentitud en su realización, el traslado de distintas cantidades de metal en cada operación, el posible derrame del mismo por el camino o los consiguientes riegos que supone para la integridad fisica del operario. SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Estos inconvenientes y/o problemas, y otros que pueden derivarse de ellos, quedan solventados con el dispositivo objeto de la presente invención, cuyo funcionamiento se sincroniza con el de la máquina centrifugadora, hace aumentar la producción de forma considerable, hace reducir los riesgos y la fatiga de los operarios asi como el consumo de energía, y hace mejorar el acabado del producto final.
Para ello, el presente dispositivo está constituido por un conjunto automatizado y programable que comprende un brazo que, por un extremo, está fijado radialmente en el eje giratorio de un moto- reductor montado sobre la correspondiente máquina centrifugadora y, por el otro, está articulado a otro brazo que cuelga verticalmente del mismo y que es portador de un cazo inferior. El movimiento de los brazos se realiza mediante el moto-reductor, y los movimientos, velocidades y secuencias de trabajo del conjunto son controlados por un cuadro eléctrico con PLC y variador de frecuencia, seleccionándose las funciones y variaciones de parámetros de trabajo mediante un panel de mandos con pantalla táctil, e identificándose las posiciones de los brazos mediante un sistema de levas y micros o mediante encoder.
Asi, al actuar dicho moto-reductor sobre los brazos articulados, éstos sumergen el cazo en el metal fundido del horno para recoger una determinada cantidad del mismo y trasladarlo hasta la máquina centrifugadora para verterlo en ella, siendo regulable la cantidad de metal a verter y la velocidad de vertido.
Para poder realizar todo ello, el cazo está unido al brazo que lo porta a través de un soporte en U invertido fijado por su parte intermedia a dicho brazo y por sus extremos en partes opuestas de la boca de dicho cazo, el cual siempre desciende verticalmente ya sea al horno o a la máquina centrifugadora. Asimismo, este cazo se adapta al nivel de metal existente en el horno mediante una sonda de nivel, la cual puede estar ventajosamente constituida por el propio cazo, siendo éste de acero inoxidable y obviándose de esta manera un elemento que habría de estar montado en dicho cazo.
Para llenar el cazo de metal fundido y después verterlo, dicho cazo presenta en su fondo una pequeña abertura con una válvula de cierre accionada por un cilindro neumático de manera que con la actuación programada de dicho cilindro se abre y cierra la válvula dejando entrar o salir el metal fundido.
Para evitar accidentes, el conjunto automatizado presenta, alrededor de al menos una parte del mismo, una mampara protectora de un conveniente material, la cual ha de ser transparente o presentar aberturas para que el operario pueda observar el indicado conjunto automatizado y controlar su funcionamiento.
Estas y otras características se desprenderán mejor de la descripción detallada que sigue, la cual, para facilitar su comprensión, se acompaña de una lámina de dibujos en la que se ha representado un caso práctico de realización que se cita solamente a titulo de ejemplo no limitativo del alcance de la presente invención. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos: La figura 1 es una vista esquemática en alzado frontal de una instalación que comprende un horno, una máquina centrifugadora y el dispositivo alimentador en cuestión. La figura 2 ilustra parcialmente, y en perspectiva, los dos brazos del dispositivo sumergiendo el cazo en el horno.
La figura 3 muestra, también en perspectiva, una parte del brazo portador del cazo y dicho cazo con éste vertiendo el metal fundido en la máquina centrifugadora . DESCRIPCIÓN DETALLADA
De acuerdo con los dibujos, el dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras ilustrado consta de un conjunto automatizado y programable (1) formado por un moto- reductor (2) a cuyo eje giratorio (3) está fijado radialmente por un extremo un brazo (4) a cuyo otro extremo articula un segundo brazo (5), el cual es tubular y cuelga del anterior.
Este segundo brazo (5) sostiene inferiormente un cazo (6) a través de un soporte en U invertida (7) fijado por su parte intermedia a dicho brazo y por sus extremos en partes laterales opuestas de la boca del cazo (6), el cual presenta en su fondo una pequeña abertura (6') que está cerrada con una válvula (8) accionable mediante un cilindro neumático (9) montado en el brazo (5) .
El conjunto (1) está montado (tal como se ilustra en la figura 1) sobre la máquina centrifugadora (MC) de manera que cuando dicho conjunto actúe moviendo los brazos (4, 5) hacia el horno (H) y hacia dicha máquina centrifugadora (según indica la flecha (F) de la indicada figura 1), el cazo (6) pueda penetrar tanto en el contenedor (C) de dicho horno como en el receptáculo (R) de moldeo de la indicada máquina centrifugadora, la cual comprende un cuadro eléctrico de control (CE) con variador de frecuencia para regular las distintas velocidades del moto-reductor (2) .
La máquina centrifugadora (MC) también comprende un autómata programable (no ilustrado) para las distintas funciones del alimentador, y un panel de mandos (PM) con soporte orientable (S) y dotado de pantalla táctil (PT) para la introducción de los parámetros de trabajo y el control de las diferentes funciones y ciclos.
Asi, el ciclo se inicia con el posicionamiento del cazo (6) sobre el contenedor (C) de metal fundido del correspondiente horno (H) y su inmersión en dicho metal (figura 2) hasta una profundidad programada para cargar la conveniente cantidad del mismo a través de la abertura (6') de dicho cazo y tras la consiguiente apertura de la válvula (8), entrando metal limpio al estar presentes las escorias únicamente en la superficie del metal fundido. Seguidamente la válvula (8) cierra la abertura
(6') del cazo (6), y tras la conveniente señal, dicho cazo es trasladado hasta el embudo (E) de colada en la máquina centrifugadora (MC) , posicionándose exactamente sobre el centro de dicho embudo para verter el metal del que es portador en el mismo (figura 3) mediante la actuación, tras recibir la correspondiente señal, del cilindro (9) sobre la vávula (6') para abrirla.
En este parte del ciclo sólo se vierte la cantidad de metal programada, realizándose el vertido de forma exacta y centrada en el embudo (E) como ya se ha indicado, lo cual permite un mejor llenado de los moldes que si se realiza la colada de forma manual, asi como una mejor utilización de metal fundido por colada. Asimismo, al no vaciarse completamente el cazo (6), se vierte sólo metal limpio aunque pudiese haber presencia de escorias en la superficie del metal fundido.
Una vez realizado el vertido de dicho metal fundido, el cazo (6) regresa al horno (H) y se recarga de metal, quedando a la espera de la señal pertinente para iniciar un nuevo ciclo. De no recibir el conjunto (1) esa señal en el tiempo programado, y para evitar el enfriamiento del metal, se dispara una señal de alarma y el cazo (6) regresa al horno (H), vacia su contenido y se repliega a una posición pasiva.
Para evitar accidentes, el conjunto automatizado
(1) esta protegido con una mampara (10) (a trazos y puntos en la figura 1) que, montada amoviblemente entre la máquina centrifugadora (MC) y el horno (H) , ha de ser transparente o presentar múltiples aberturas para que el conjunto (1) pueda ser observado por el operario y éste pueda controlarlo adecuadamente.
Asimismo, la mampara (10) comprende una puerta (10') de acceso al conjunto automatizado (1) para cuando sea necesario inspeccionarlo o para cualquier otra incidencia, asi como un dispositivo de seguridad que impide o detiene el funcionamiento de dicho conjunto cuando la puerta (10') se abre.
La invención, dentro de su esencialidad, puede ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran solo en detalle de la indicada únicamente a titulo de ejemplo y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba. Podrá, pues, fabricarse este dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras en cualquier forma y tamaño, con los medios y materiales más adecuados y con los accesorios más convenientes, pudiendo los elementos componentes ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, por quedar todo ello comprendido dentro de las reivindicaciones.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1.- Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, caracterizado porque está constituido por un conjunto automatizado y programable
(1) que comprende un brazo (4) que, por un extremo, está fijado radialmente en el eje giratorio (3) de un moto-reductor (2) montado sobre la correspondiente máquina centrifugadora (MC) y, por el extremo opuesto, está articulado a otro brazo (5) que cuelga verticalmente del mismo y que es portador de un cazo inferior ( 6) .
2.- Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, según la reivindicación 1, caracterizado porque el brazo (5) portador del cazo (6) está unido a éste a través de un soporte en U invertida (7) fijado por su parte intermedia a dicho brazo y por sus extremos en la boca del cazo (6) .
3.- Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cazo (6) presenta en su fondo una pequeña abertura (6') en la que está montada una válvula de cierre (8) accionable mediante un cilindro neumático ( 9) .
4.- Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto automatizado (1) presenta, alrededor de al menos una parte del mismo, una mampara (10).
5.- Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, según la reivindicación 4, caracterizado porque la mampara (10) comprende una puerta (10') de acceso al conjunto automatizado (1).
6.- Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cazo (1) comprende una sonda de nivel.
7. - Dispositivo alimentador de metal fundido para máquinas centrifugadoras, según la reivindicación 6, caracterizado porque la sonda está conformada por el propio cazo (6) .
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