ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА
GATING SYSTEM

Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, а именно к литниковым системам, и может быть использовано при литье стали и других сплавов в формы с уплотнением формовочной смеси, например, для изготовления деталей железнодорожных вагонов, таких как рама и балка тележки.
Известна литниковая система содержащая стояк, шлакосборник в виде усеченного конуса, где ось шлакосборника смещена вверх в сторону стояка и расположена под углом к оси завихрителя, при этом основание шлакосборника меньше основания завихрителя (А.С. №1785774, 1993 г., опуб. БИ №1).
Недостатком такой литниковой системы является то, что торец стояка ровный и при ударе о него скорость течения металла снижается, происходит завихрение металла и газа, что препятствует развитию центробежных сил и способствует насыщению металла газами, снижая при этом качество литья.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков и принятому за прототип, является литниковая система включающая стояк, кольцевой шлакосборник, питатели, систему радиально расположенных каналов и зумпфов, где зумпф своей вогнутой сферой направлен в сторону торца стояка (А.С. №618177, 1978 г., опуб. БИ №33). В этом устройстве жидкий металл через стояк подается в зумпф, откуда поступает в систему радиальных каналов, где происходит его торможение, скорость металла снижается, а также происходит завихрение металла и газа, что снижает качество литья.
В настоящее время, когда особенно повышены требования к ответственным литым деталям железнодорожного подвижного состава, большое внимание уделяется их качеству. Поэтому задачей предлагаемого изобретения является повышение качества литья путем качественного отделения неметаллических включений.
При этом достигается следующий технический результат: без снижения скорости струи металла обеспечивается более качественное отделение неметаллических включений, за счет чего повышается качество литья.
Для достижения этого технического результата в литниковой системе, включающей стояк, шлакосборник, завихритель и металлопровод, завихритель снабжен рассекателем, вершина которого направлена в сторону торца тела стояка.
Признаки, отличающие предлагаемую литниковую систему от прототипа: наличие рассекателя, вершина которого направлена в сторону торца тела стояка.
Отличительные признаки являются новыми и соответствуют критерию «новизна». Эти признаки обуславливают плавное разделение струи металла на потоки, ликвидируя завихрение струи металла с газовым потоком, тем самым увеличивая путь его прохождения через завихритель, сокращая время заливки, увеличивает скорость потока металла, что ведет к улучшению качества литья, а также увеличивает центробежные силы в результате поворота потока, что обеспечивает более качественное отделение неметаллических включений, повышая качество литья.
При изучении других известных решений в этой области признаки, отличающие заявляемое решение, не были выявлены, что обеспечивает изобретению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемая литниковая система представлена на чертеже, где показан вертикальный разрез по центру стояка, завихрителя и металлопровода.
Литниковая система содержит стояк 1 с торцом 2, расположенный в верхней полуформе 3, завихритель 4, расположенный в нижней полуформе 5, шлакосборник 6 и металлопровод 7. Завихритель 4 снабжен рассекателем 8, вершина 9 которого выполнена по радиусу и направлена в сторону торца 2 тела стояка 1 на высоту Н. Высота Н выполняется в зависимости от диаметра стояка, а сам диаметр зависит от изготавливаемой детали. Стояк 1 соединяется с завихрителем 4 щелевым проходом 10.
Предлагаемое изобретение работает следующим образом. Жидкий металл через стояк 1 попадает на острие 9 рассекателя 8, где поток металла плавно обтекает поверхность рассекателя 8. Таким образом, местное сопротивление струи металла сведено до минимума и струя через щелевой проход 10 поступает в завихритель 4. Под действием уже повышенных центробежных сил, образуемых в результате наименьшего сопротивления, металл уже с большей центробежной силой прижимается к нижней стенке полукольца завихрителя 4, а более легкие включения выталкиваются к центру радиуса полукольца завихрителя и попадают в шлакосборник 6 уже в большем объеме, так как путь прохождения металла в завихрителе больше на величину Н рассекателя 8. Очищенный металл поступает в металлопровод 7 для заполнения формы.
В настоящее время на предлагаемое изобретение разработана конструкторская документация и изготовлены опытные образцы, которые прошли всесторонние испытания. Результаты испытаний показали, что наличие рассекателя в литниковой системе позволяет плавно разделить струю металла на потоки, ликвидируя завихрения струи металла с газовым потоком, тем самым увеличивая путь прохождения металла через завихритель, сокращая время заливки, что обеспечивает более качественное отделение неметаллических включений, повышая качество литья.
Устройство просто по конструкции, надежно в работе и не требует больших капитальных затрат.