УСТРОЙСТВО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ УСТАНОВОК ПО ПРОИЗВОДСТВУ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к устройствам кондиционирования для установок по производству форм или стержней из смеси песка или формовочного материала с неорганическим вяжущим веществом.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В установках по производству форм или стержней из смеси песка или формовочного материала с неорганическим вяжущим веществом, в особенности с тем, которое является водорастворимым и/или гигроскопичным, смесь производится в производящем узле (или смесителе), затем она забирается в машину, где из этой смеси производятся формы или стержни. Подвижная тележка, забирающая смесь по меньшей мере в одну воронку машины, и трубопроводный транспорт (обычно, в форме трубки), проводящий смесь из подвижной тележки в воронку, как правило, используются для транспортировки смеси из смесителя в машину.
В машине смесь впрыскивают в процесс впрыска в опоку с помощью впрыскивающего блока по меньшей мере через одно впрыскивающее сопло, расположенное во впрыскивающем блоке, когда впрыскивающий блок находится в положении разгрузки. Впрыскивающий блок (и, следовательно, впрыскивающее сопло) затем отделяют от формы, и смесь, имеющаяся в опоке, затвердевает с впрыскивающим блоком в таком состоянии. Процесс затвердевания длится в течение определенного периода времени, после чего впрыскивающий блок снова перемещается ближе к опоке, чтобы выполнить еще один процесс впрыска. Эти этапы повторяются циклически.
Машина этого типа обычно содержит множество рабочих узлов или элементов, которые в какой-то точке вступают в контакт со смесью песка или формовочного материала с вяжущим веществом. Как правило, смесь сначала попадает в машину путем введения ее в воронку (например, с помощью трубопроводного транспорта). Из воронки смесь попадает во впрыскивающий блок, в котором она накапливается в картридже (инжекционная насадка расположена под картриджем). Кроме того, машина обычно имеет продувочный блок, который располагается над впрыскивающим блоком, когда впрыскивающий блок находится в положении разгрузки, таким образом, указанный впрыскивающий блок размещается между продувочным блоком и опокой. Чтобы выгрузить смесь из впрыскивающего блока в опоку, воздух или другой газ нагнетается из продувочного блока через фильтровальную сетку, расположенную под продувочным блоком, в направлении впрыскивающего блока, при этом воздух или газ толкает песок по направлению к опоке.
Если смесь вступает в контакт с воздухом, существует риск, что из-за свойств самой смеси и окружающей среды (в частности, температуры), указанная смесь (или ее часть) затвердеет или спрессуется, что может быть недостатком при изготовлении формы или стержня. Например, если затвердевание произошло в инжекционной насадке, эта насадка может засориться и не выполнять свою функцию, это обуславливает необходимость в дополнительных действиях (выполняемых автоматически или вручную) по удалению затвердевших остатков, что замедляет производство форм или стержней. Если бы это произошло где-нибудь в другом месте в машине (воронке, фильтровальной сетке и т.д.) или в установке (смесителе, подвижной тележке, трубопроводном транспорте и т.д.), эта же проблема возникла бы, когда затвердевшая или спрессованная часть смеси попала бы в инжекционную насадку. Часть затвердевшей или спрессованной смеси может попасть в форму, даже если инжекционная насадка не засорилась, и это может влиять на качество производимой формы или стержня.
Известны решения, при которых инжекционная насадка (или ее прилегающие зоны) машины активируется по меньшей мере в ходе процесса затвердевания для затвердевания смеси, присутствующей в форме. Инжекционная насадка погружается в жидкость, либо во влагосодержащую среду (например, влажную губку), тем самым предотвращая затвердевание остатков смеси, находящихся в указанной инжекционной насадке. В других решениях инжекционная насадка (или ее прилегающие зоны) пропитывается влажным газом посредством впрыска жидкости, подверженной ультразвуковому распылению, в направлении инжекционной насадки или посредством распыления капель воды за счет эффекта Вентури, например, на указанную инжекционную насадку.
В документе ЕР 1957218 А1 раскрыт способ производства форм или стержней из смеси песка или формовочного материала с вяжущим веществом, который, в частности, является неорганическим, водорастворимым и/или гигроскопичным. Смесь нагнетается в приспособление для форм или стержней посредством по меньшей мере одного нагнетательного блока, и из указанного блока, в процессе нагнетания, она распределяется на нагнетательной пластине через по меньшей мере одно нагнетательное отверстие. Затем смесь затвердевает, тогда как по меньшей мере между двумя процессами нагнетания область нагнетательного отверстия увлажняется и/или поддерживается влажной с помощью жидкости или воды. Жидкость, используемая для увлажнения, или вода, используемая для увлажнения, распыляется с применением ультразвука в форме взвешенного аэрозоля и подается в область нагнетательного отверстия и/или нагнетательного блока или нагнетательной головки.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Цель полезной модели - создать устройство кондиционирования для установок по производству форм и стержней из смеси песка или формовочного материала с неорганическим связующим, как описано ниже.
Устройство кондиционирования содержит камеру со входным отверстием, стенкой с ударным участком, обращенным ко входному отверстию, и главным выходным отверстием, и впрыскивающее сопло, которое расположено на входном отверстии в камеру и содержит выпускное отверстие, обращенное к ударному участку стенки камеры.
Когда впрыскивающее сопло впрыскивает текучую среду под давлением в камеру через выпускное отверстие, эта текучая среда сталкивается с ударным участком стенки, обращенным к указанному выпускному отверстию, и в результате столкновения, по меньшей мере некоторые частицы в жидком состоянии, которые присутствуют во вводимой текучей среде под давлением, отделяются от частиц в газообразном состоянии, присутствующих в текучей среде под давлением. В результате этого отделения, частицы в газообразном состоянии проталкиваются при фактическом давлении текучей среды в направлении главного выходного отверстия из камеры, поскольку, главным образом, из-за их веса, отделенные частицы в жидком состоянии не проталкиваются в направлении указанного главного выходного отверстия, и, следовательно, не выталкиваются через главное выходное отверстие камеры.
В установке по производству форм и стержней из смеси песка или формовочного материала с неорганическим связующим существуют места, в которых смесь может вступать в контакт с воздухом, что может негативно повлиять на затвердевание смеси (или по меньшей мере части смеси), а текучая среда, впрыскиваемая через главное выходное отверстие из камеры устройства кондиционирования, может использоваться для поддержания или создания подходящих атмосферных условий в указанных местах (на смеси или вокруг смеси, например). К этим местам можно отнести узлы или элементы установки, воздействующие на смесь до того, как она попадет в машину (смеситель, подвижную тележку и трубопроводный транспорт, например), и узлы или элементы самой машины (воронку, фильтровальную сетку, впрыскивающий блок и инжекционную насадку, например).
Таким образом, устройство кондиционирования обеспечивает текучую среду, не содержащую частицы в жидком состоянии (через главное выходное отверстие камеры), которая в установке такого типа может использоваться для поддержания или создания соответствующих атмосферных условий в зоне вокруг смеси, особенно там, где эта смесь может вступать в контакт с воздухом, чтобы предотвратить затвердевание или спрессование смеси (или ее части), что может являться недостатком в процессе изготовления форм или стержней. Конструкция устройства кондиционирования допускает его использование в тех местах установки, где это необходимо, без ограничения по месту (таком как инжекционная насадка машины, например).
Предлагаемое устройство кондиционирования, кроме того, позволяет создавать соответствующие атмосферные условия, которые предотвращают затвердевание или спрессование смеси простым образом и с обычными элементами, получая экономически выгодное решение. Кроме того, несложная конструкция устройства кондиционирования легко устанавливается, является простой в эксплуатации и экономически эффективной.
Эти и другие преимущества и признаки настоящей полезной модели очевидны при рассмотрении чертежей и подробного описания полезной модели.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 частично показан предпочтительный вариант осуществления предлагаемой полезной модели устройства кондиционирования.
На фиг. 2 показана схема рециркуляции в предпочтительном варианте осуществления предлагаемой полезной модели устройства кондиционирования, с впрыскивающим блоком машины в положении разгрузки.
На фиг. 3 показана схема рециркуляции, отображенная на фиг. 2, с впрыскивающим блоком машины в положении загрузки.
На фиг. 4 детально показано защитное устройство в предпочтительном варианте осуществления предлагаемой полезной модели устройства кондиционирования.
На фиг. 5 частично показан предпочтительный вариант осуществления предлагаемой полезной модели устройства кондиционирования, сопряженного со множеством рабочих узлов машины, для изготовления форм или стержней из смеси песка или формовочного материала с неорганическим связующим.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
На фиг. 1 частично показан предпочтительный вариант осуществления предлагаемой полезной модели устройства кондиционирования, которое подходит для размещения в установке по производству форм или стержней из смеси 200 песка или формовочного материала с водорастворимым неорганическим связующим. Установка такого типа обычно содержит смеситель (на чертежах не отображен), в котором производится смесь 200, подвижную тележку (на чертежах не отображена) или равноценный заменитель для транспортировки смеси 200 в машину 100, где производятся формы или стержни из указанной смеси 200, трубопроводный транспорт (на чертежах не отображен), направляющий смесь 200 из подвижной тележки в ту часть машины 100, в которую должна быть введена смесь, и непосредственно саму машину 100.
Устройство кондиционирования содержит камеру 81 с входным отверстием, главное выходное отверстие 83 и стенкой с ударным участком 82, расположенным напротив входного отверстия, а впрыскивающее сопло 80, которое расположено на входном отверстии в камеру 81, содержит выпускное отверстие 80b, обращенное к ударному участку 82, и впрыскивает текучую среду под давлением в камеру 81 через выпускное отверстие 80b. Впрыскивающее сопло 80 получает жидкость (предпочтительно воду под давлением приблизительно от 2 бар до 4 бар) с одной стороны и газ (предпочтительно воздух под давлением приблизительно от 3 бар до 6 бар) с другой стороны, что приводит к тому, что жидкость смешивается с газом (внутреннее перемешивание или внешнее перемешивание), и впрыскивает указанную смесь в камеру 81 при определенном давлении в качестве текучей среды под давлением, с определенной концентрацией жидкости/газа.
Поскольку ударный участок 82 находится напротив выпускного отверстия 80b впрыскивающего сопла 80, текучая среда под давлением, которую это впрыскивающее сопло 80 впрыскивает в камеру 81, сталкивается с ударным участком 82, и в результате этого столкновения происходит конденсация (по меньшей мере частичная конденсация) впрыснутой текучей среды под давлением (по меньшей мере некоторые частицы 101 в жидком состоянии, которые присутствуют в текучей среде под давлением, отделяются от частиц в газообразном состоянии, присутствующих в указанной текучей среде под давлением), что удерживает частицы 101 в жидком состоянии от попадания к главному выходному отверстию 83 камеры 81 (или по меньшей мере может быть уменьшено количество частиц 101 в жидком состоянии, попадающих к главному выходному отверстию 83). Кроме того, благодаря ударному участку 82 необходимость использовать впрыскивающее сопло 80 с характеристиками, которые обеспечивают надлежащее смешивание жидкости/газа (с нулевым или минимальным содержанием частиц 101 в жидком состоянии в смеси), или дополнительные устройства, которые обеспечивают надлежащее смешивание жидкости/газа (устройства для генерирования ультразвука, который можно использовать при воздействии на смесь, например), но которые могут повысить стоимость устройства кондиционирования, исключена, например, как впрыскивающее сопло 80 можно использовать обычное сопло для подачи воздуха.
Продольная ось 80а впрыскивающего сопла 80 предпочтительно должна лежать в горизонтальной плоскости, таким образом, текучая среда под давлением впрыскивается в горизонтальном направлении, а ударный участок 82 стенки камеры 81 перпендикулярен указанной продольной оси 80а. Главное выходное отверстие 83 расположено в горизонтальной плоскости 83а, отличающейся от горизонтальной плоскости 82а ударного участка 82, причем горизонтальная плоскость 83а главного выходного отверстия 83 находится над горизонтальной плоскостью 82а ударного участка 82. За счет своего веса и силы тяжести, отделенные частицы в жидком состоянии стекают вниз из ударного участка 82, при этом частицы в газообразном состоянии (в форме водяной пыли 102) выходят из камеры 81 через главное выходное отверстие 83, они выталкиваются при фактическом давлении, образованным жидкостью, которая впрыскивается через впрыскивающее сопло 80, поскольку главное выходное отверстие 83 является проходом с наименьшим сопротивлением для частиц в газообразном состоянии. Поэтому указанные частицы 101 в жидком состоянии удерживаются от попадания к главному выходному отверстию 83, и обеспечивается проход газообразной текучей среды через главное выходное отверстие 83 устройства кондиционирования.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, устройство кондиционирования также содержит резервуар 85, трубу 86, обеспечивающую сообщение резервуара 85 с камерой 81 по текучей среде, дополнительную трубу 87, обеспечивающую сообщение резервуара 85 с впрыскивающим соплом 80 по текучей среде, и насос 88 для перекачивания жидкости, имеющейся в резервуаре 85, в направлении к впрыскивающему соплу 80, как показано на примере на фигурах 2 и 3, для создания схемы рециркуляции жидкой среды. Камера 81 содержит дополнительное выходное отверстие, через которое камера 81 сообщается с резервуаром 85 с помощью трубы 86. Частицы 101 в жидком состоянии, отделенные от жидкости под давлением, сталкиваясь с ударным участком 82, стекают под действием силы тяжести в направлении к дополнительному выходному отверстию из камеры 81, а оттуда через трубу 86 они попадают в резервуар 85, где и хранятся. Частицы 101 в жидком состоянии сами по себе затрудняют движение частиц в газообразном состоянии в направлении дополнительного выходного отверстия, поскольку они выталкиваются за счет фактического давления жидкости, впрыскиваемой в камеру 81, эти частицы в газообразном состоянии устремляются к главному выходному отверстию 83. С помощью насоса 88 и дополнительной трубы 87, частицы 101 в жидком состоянии (теперь жидкая среда) могут снова попасть во впрыскивающее сопло 80 для повторного использования для производства жидкости под давлением, смешанной с газом. Впрыскивающее сопло 80 может также сообщаться с другим источником жидкости и источником 104 газа для получения газа, смешиваемого с жидкостью.
На фиг. 2 показано устройство кондиционирования, сопряженное с впрыскивающим блоком 2 машины 100. Устройство кондиционирования сообщается с камерой 4 кондиционирования, в которой впрыскивающий блок 2 переключается между каждым процессом впрыска, а текучая среда, производимая устройством кондиционирования, используется для поддержания или создания надлежащих атмосферных условий в указанной камере 4 кондиционирования. Впрыскивающий блок 2 содержит по меньшей мере одну инжекционную насадку 22, которая вводится в указанную камеру 4 кондиционирования, чтобы в результате текучая среда, производимая устройством кондиционирования, предотвращала затвердевание или спрессование возможных остатков смеси 200, присутствующих в инжекционной насадке 22. В машинах 100 с другой конфигурацией устройство кондиционирования может быть сопряжено с инжекционной насадкой 22, при этом камера 4 кондиционирования не требуется (выход текучей среды через главное выходное отверстие 83 проводится непосредственно к инжекционной насадке 22, когда эта инжекционная насадка 22 находится в указанном положении), или даже в машинах 100 с камерой кондиционирования, эта камера может быть элементом, который движется в направлении инжекционной насадки 22 (устройство кондиционирования предпочтительно должно быть зафиксировано в указанном положении, хотя оно может двигаться с камерой).
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, устройство кондиционирования также содержит защитное устройство 9, детально показанное в качестве примера на фигуре 4, которое получает текучую среду, выталкиваемую из камеры 81 через главное выходное отверстие 83, и которое содержит нижний ковшеобразный элемент 90, образующий вогнутую полость, и верхний элемент 91, расположенный над нижним элементом 90 и отделенный от нижнего элемента 90, при этом текучая среда под давлением выходит из камеры 81 и проходит между обоими элементами 90 и 91. По меньшей мере часть текучей среды, выходящая из камеры 81 через главное выходное отверстие 83, может конденсироваться, образуя капли жидкости, которые могут негативно влиять на процесс производства форм или стержней (они могут попадать в смесь 200). Вогнутая полость нижнего элемента 90 позволяет контролировать конечный пункт капель жидкости, которые находятся в вогнутой полости, что ограничивает возможность их влияния на процесс. Указанная вогнутая полость выполнена таким образом, что, когда жидкость, находящаяся в ней, стремится к вытеканию, эта жидкость возвращается к главному выходному отверстию 83. Для этого предназначена наиболее высокая часть нижнего элемента 90 - конец 90а, точка, наиболее удаленная от главного выходного отверстия 83. В свою очередь, верхний элемент 91 расположен над нижним элементом 90, закрывая его, таким образом, что вогнутая полость нижнего элемента 90 защищена от возможного попадания в нее остатков смеси 200. Если такое расположение остатков в указанном нижнем элементе 90 не предотвращено, жидкость, возвращающаяся к главному выходному отверстию 83, будет смешиваться с остатками, что может негативно повлиять на впрыск жидкости под давлением и/или функциональность вследствие этого. Верхний элемент 91 предпочтительно имеет наклон, который не позволит скапливаться возможным остаткам смеси 200.
В других вариантах осуществления полезной модели устройство кондиционирования может быть аналогично устройству кондиционирования в предпочтительном варианте осуществления полезной модели, но без элементов для повторного использования жидкости (резервуара 85, насоса 88 и труб 86 и 87), впрыскивающее сопло 80 получает жидкость только из специализированного источника (водопроводный кран, например), и/или без защитного устройства 9.
Машина 100 для изготовления форм или стержней из смеси 200, как правило, содержит множество рабочих узлов или элементов, которые в какой-то точке процесса изготовления форм или стержней могут вступать в контакт со смесью 200 до попадания в опоку 1, содержащую полость 10, определяющую форму изготавливаемой формы или стержня. Смесь 200 сначала вводят в машину 100 путем введения ее в воронку 30 (с помощью подвижной тележки и трубопроводного транспорта, например). Впрыскивающий блок 2 содержит картридж 20 и инжекционную пластину 21, при этом инжекционная пластина 21 содержит по меньшей мере одну инжекционную насадку 22, которая может перемещаться между положением загрузки Р1 (под воронкой 30), где она принимает смесь 200, поступающую из воронки 30 (см. фиг. 3), и между положением разгрузки Р2 (над опокой 1), где по меньшей мере часть указанной смеси 200 разгружается в опоку 1 (см. фиг. 2). Машина 100 содержит продувочный блок 31, который расположен над впрыскивающим блоком 2, когда упомянутый впрыскивающий блок 2 находится в положении разгрузки Р2, впрыскивающий блок 2, таким образом, располагается между продувочным блоком 31 и опокой 1. Когда впрыскивающий блок 2 находится в положении разгрузки Р2 песок сбрасывается в опоку 1, и с этой целью, воздух или другой газ выдувается из продувочного блока 31 через фильтровальную сетку 32, расположенную под продувочным блоком 31, в направлении впрыскивающего блока 2, этот воздух или газ толкает смесь 200 к опоке 1. Смесь 200, присутствующая в опоке 1, затем затвердевает.
Поэтому рабочими узлами или элементами, вступающими в контакт со смесью 200 в машине 100, по меньшей мере, являются воронка 30, продувочный блок 31, фильтровальная сетка 32 и впрыскивающий блок 2, а каждый из указанных узлов и элементов может включать в себя сопряженное устройство кондиционирования, как показано в качестве примера на фиг. 5. На фиг. 5 показан источник 104 газа, сопряженный с каждым устройством кондиционирования, хотя все устройства кондиционирования могут иметь один и тот же общий источник 104 газа. То же самое происходит с источником жидкости (не показан на чертежах), и с резервуаром 85. В этом последнем случае, одного резервуара 85 для всех впрыскивающих сопел 80 может быть достаточно, при этом каждое впрыскивающее сопло 80 содержит соответствующие ему трубы 86 и 87 и насос 88. Фигура 5 показывает только одну полную схему рециркуляции.
Как уже было описано выше, перед тем как смесь 200 попадет в машину 100, она проходит через другие узлы или элементы установки, такие как смеситель, подвижная тележка и трубопроводный транспорт, например. Каждый из этих узлов или элементов может также иметь сопряженное устройство кондиционирования для предотвращения затвердевания или спрессования смеси 200 (или ее части), таким образом, гарантируя, что смесь 200 попадет в машину 100 в идеальном состоянии (без каких-либо комков, вследствие того, что некоторые части смеси затвердели или спрессовались).