УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к оборудованию для производства кварцевых изделий методом электродугового наплава.
Известно устройство для получения кварцевых изделий, которое включает в себя корпус, внутри которого размещены нагреватель и плавильная емкость, а также систему подачи кварцевой крупки в плавильную емкость. Загрузочная область плавильной емкости расположена вне зоны нагрева (RU №15573). Недостатком устройства является невозможность быстрого изменения формы и размера изготавливаемого изделия.
Наиболее близким аналогом является устройство в котором высокочистая крупка природного кварца помещается во вращающуюся плавильную емкость (Паспорт установки С 3635, разработки Государственного научно-исследовательского и проектного института редкометаллической промышленности, 1988 г.). В нее помещается заранее взвешенная порция крупки. Используя эффект центрифуги, кварцевую крупку распределяют по формообразователю и подводят под электроды. Электрическую дугу помещают в плавильную емкость и оплавляют формованную крупку. После охлаждения первичное (необработанное) изделие удаляют из установки.
Основным недостатком известного устройства является низкое качество изделий из-за неравномерности толщины стенки, а также высокий расход крупки в процессе производства и низкая производительность установки.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение производительности путем использования непрерывного либо полунепрерывного действия установки, а также улучшение эксплуатационных характеристик изделия и уменьшение потерь крупки путем создания слоя крупки управляемой толщины перед проведением процесса плавления.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для получения кварцевых изделий методом электродугового наплава содержащей поворотное устройство с двумя или более плавильными емкостями, оснащенными механизмами вращения и наклона, защитную перегородку, узел загрузки и формования крупки, включающий взвешивающее устройство и блок управления толщиной формируемого слоя крупки, устройство наплавления заготовки изделия в виде электродов и механизма горизонтального и вертикального их перемещения, механизм выгрузки заготовки изделия, защитная перегородка установлена между плавильными емкостями зоны наплавления и зоны загрузки и выгрузки, а блок управления толщиной слоя крупки выполнен в виде датчика, связанного с механизмом распределения крупки внутри формы, взаимодействующего с компьютером или механизмом ручного управления.
В устройстве наплавления может быть установлен защитно-регулировочный экран для выравнивания концов электродов перед процессом наплавки и защиты плавильной емкости от попадания частиц электродов в момент поджига дуги.
На поворотном устройстве могут быть установлены плавильные емкости различных типоразмеров.
Установка может быть снабжена профилирующим ножом, который выполнен с возможностью введения его внутрь плавильной емкости для корректировки формирования крупки.
Блок управления процессом формования может быть связан с механизмом ручного управления.
Защитная перегородка предназначена для защиты рабочего персонала от шума и продуктов горения электрической дуги.
Устройство поворота плавильных емкостей, предназначено для поочередного перемещения и фиксации двух либо нескольких плавильных емкостей в рабочих позициях «загрузка и формование» - «выгрузка» и «плавление» - «охлаждение». Наличие такого устройства
в совокупности с перегородкой позволяет при согласованном времени операций сделать работу установки непрерывной и, таким образом, повысить ее производительность.
Устройство загрузки кварцевой крупки предназначено для перемещения дозированной порции кварцевой крупки из транспортной тары в форму плавильной емкости через промежуточный бункер, нанесения крупки на поверхность формы плавильной емкости слоем с заданной толщиной, с возможностью корректировки толщины нанесенного слоя крупки по заданной образующей, либо за счет управляемого распределения по внутренней поверхности вращающейся плавильной емкости, либо профилирующим ножом с отсосом срезаемой крупки. Наличие данного устройства позволяет избежать потерь крупки при формовании изделия, а также улучшить эксплутационные характеристики изделия за счет создания равномерного слоя крупки определенной толщины.
Устройства вращения и наклона плавильных емкостей предназначены для обеспечения процесса формования и плавления. Они выполнены с возможностью установки и снятия плавильных емкостей различных типоразмеров. Это позволяет быстро переходить от производства кварцевых изделий одного типоразмера к другому, что также повышает производительность установки.
Устройство для наплавления предназначено для получения заготовки кварцевых изделий из кварцевой крупки во вращающихся графитовых формах, за счет теплопередачи перемещающейся горящей дуги.
Система управления предназначена для управления работой исполнительными устройствами установки. Возможны как ручное, так и автоматическое управление процессом изготовления кварцевых изделий.
На фиг.1 изображена схема установки в момент, когда одна плавильная емкость находится в стадии охлаждения, другая в стадии загрузки и формования; на фиг.2 та же установка с плавильньми емкостями в стадиях плавления и разгрузки.
Предлагаемая установка состоит из нескольких взаимосвязанных устройств и систем.
Устройство загрузки кварцевой крупки объединяет систему забора крупки из транспортной тары 1 с промежуточным бункером 2 для весоизмерительного устройства, устройство взвешивания 3, механизм подачи кварцевой крупки 4 в плавильную емкость 5 с датчиком толщины насыпаемого слоя 6 и систему очистки плавильной емкости после выемки наплавленной заготовки изделия. Возможна установка механического устройства профилирования крупки внутри плавильной емкости. На устройстве поворота 7 расположены водоохлаждаемые емкости 8, механизмы вращения 9 и наклона 10 плавильных емкостей 5. Плавильные емкости 5 могут иметь различные типоразмеры.
Устройство наплавления выполнено в виде стойки с блоком 11 ручной регулировки горизонтального положения электродов, устройства 12 вертикального перемещения электродов внутри плавильной емкости 5, блока электродов 13 и содержит теплоизоляционный водоохлаждаемый экран 14 с устройством перемещения, экран поджига дуги 15 с устройством перемещения, датчиком положения концов электродов с устройством перемещения, видеокамеру, устройство подвода электроэнергии к электродам и пульт управления устройством для наплавления.
Между водоохлаждаемыми емкостями 8 установлена защитная перегородка 16 с приводом открывания - закрывания отделяющая зону наплавления от зоны загрузки-выгрузки.
Для выгрузки наплавленной заготовки изделия и переустановки плавильных емкостей 5 имеется тельфер 17 с подвесками-захватами 18 расположенный на поворотной консоли 19.
Управление установкой осуществляется с помощью пульта управления, шкафа управления и компьютера.
Последовательность стадий работы установки: «загрузка и формование» → «плавление» → «охлаждение» → «разгрузка».
На стадии «загрузка и формование» кварцевая крупка в открытой транспортной таре 1 помещается в приемную платформу, закрепленную в подъемной тележке устройства загрузки, и фиксируется там. На транспортную тару герметично устанавливается крышка с электропневмоклапаном. Подъемная тележка электромеханическим устройством перемещается в верхнее положение. Приемная платформа переворачивается при помощи ручного устройства крышкой вниз.
Под крышку вручную подводится бункер 2 весоизмерительного устройства 3. Открывается электропневматический клапан и в бункер 2 весоизмерительного устройства 3 из транспортной тары 1 пересыпается заданная масса крупки, после чего электропневматический клапан закрывается.
Бункер 2 весоизмерительного устройства вручную переводится в положение перегрузки крупки в бункер привода рассыпки 4, находящегося в исходном положении. Открывается электропневмоклапан бункера 2 весоизмерительного устройства и крупка пересыпается в бункер 4 привода рассыпки.
Плавильная емкость 5, находящаяся в положении загрузки крупки, приводится во вращение с заданной скоростью и наклоняется при помощи механизма наклона 10 на угол до 30°. Одновременно создается вакуум на дне графитовой формы плавильной емкости. По сигналу и под управлением компьютерного устройства привод засыпки 4 начинает перемещаться по заданной траектории. В определенный момент открывается заслонка бункера привода засыпки 4 и крупка слоем заданной толщины начинает наноситься на внутреннюю поверхность графитовой формы плавильной емкости 5.
По окончании нанесения заданного слоя крупки на поверхность графитовой формы привод рассыпки возвращается в исходное положение. Плавильная форма 5 устанавливается в вертикальное положение.
Плавильная емкость 5 с нанесенным слоем крупки при помощи устройства поворота 7 устанавливается в положение «наплавления».
На стадии «плавление» в систему охлаждения установки подается вода. Закрываются створки защитно-разделительной перегородки 16. Под управлением компьютера происходит процесс плавления. Блок электродов 13 устанавливается сначала в положение выравнивания, а затем в положение поджига дуги. Система управления автоматически устанавливает и поддерживает необходимый ток дуги. Экран поджига 15 отводится в положение наплавления. Блок электродов 13 с горящей дугой устанавливается и выдерживается заданное время в положении наплавления изделия. После окончания процесса плавления блок электродов 13 устанавливается в положение гашения дуги, с электродов снимается напряжение и дуга гаснет. Процесс «плавления» завершен и начинается стадия «охлаждения».
По окончанию заданного времени охлаждения плавильная емкость 5 переводится в положение «разгрузки».
Наплавленное изделие извлекается из графитовой формы при помощи тельфера 17 с подвесками-захватами 18. Крупка, оставшаяся в графитовой форме, отсасывается вакуумной системой. Плавильная емкость 5 готова к новому циклу загрузки кварцевой крупки.