Устройство для регулирования температуры литейной формы — SU 1030094 (original) (raw)
(19) 01) 201 2 ОПИСАН БРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВ(71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (53) 621746 .043(088. 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Мф 691240, кл, В 22 О 15/00 1979,2. А вторское свидетельство СССР по заявке М 3329241, кл. В 22 0 15/00, 27.01.82.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, оборудованное двумя теплообменник ами, соединенными между собой черезполость теплообмена литейной Формы,каждый из которых содержит разделенные перегородкой полость охладителяи полость теплоносителя, включающуюзоны нагрева и теплообмена, а такжесистемой управления нагревом и охлаждением с блоком реверсивной подачи теплоносителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияэффективности нагрева и охлаждениятеплоносителя, оно дополнительно содержит два нагнетателя, причем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блока реверсивнойподачи теплоносителя, а его выход "с одним из теплообменников,3. Устройство по и. 1, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что в каждом теплообменнике зоны нагрева и теп 10300942. Устройство по и. 1,. о т л и - лообмена совмещены, а полость охлач а .ю щ е е с я тем, что, каждый дителя разделена перегородкой на понагнетатель выполнен в виде цилинд- лости подвода и отвода охладителя, ра с поршнем, а его управляющий вход сообщенные между собой посредством и выход - в разных полостях цилинд- каналов охлаждающих элементов, кажра, наружная поверхность которого дый из которых образован двумя труб- снабжена теплоизоляционным покрыти- ками, вставленными с зазорами одна ем, в другую и укрепленными в перегородках между полостями, кроме"того, в зонах подвода и отвода теплоносителя установлены рассекатели его потока.Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к устройствам для термостатирования металлических литейных форм, и может найтиприменение при литье под давлением,в кокиль, под низким давлением,Известно устройство для регулирования температуры металлических литейных форм, содержащее бак,соединенный через сливной бачок сзамкнутым контуром теплоносителя,который, кроме сливного бачка, включает механический насос, нагреватель,охладитель и полость теплообмена ли 15тейной Формы. Подвод воды в охладитель выполнен через клапан. В литейной форме и в контуре теплоносителясмонтированы датчики температурылитейной формы и теплоносителя. Уст 20ройство оборудовано приборами управления работой нагревателя и клапана 1,Недостаток изв естного устройствасостоит в низкой надежности меха 25ницеского насоса, у которого заклинивают подвижные трущиеся деталипри высокой температуре теплоносителя, достигающей 200-250 фС.".Кроме того, известное устройство 30 имеет громоздкий бак, что не позволя. ет устанавливать его на подвижные узлы .литейных машин и, как следствие, соединять трубами с полостью теплообмена подвижной части литейной формы. Применяемые для этихцелей рукава имеют низкий ресурс при передаче нагретого до высокой температуры теплоносителя. Наиболее близки% к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для регулирования температуры литейных форм, Оно содержитдва теплообменника, соединенные между собой церез полость теплообменалитейной формы, образующие разомкнутый контур, по которому теплоноситель перегоняется сжатым воздухомиз одного теплообменника в другойи обратно.Устройство содержит также обьединенные в систему управления нагревом и охлаждением датчики температуры и блоки: режима, реверсивнойподаци теплоносителя, продувки, управления нагревом и охлаждением, Причем выходы блока реверсивной подачитеплоносителя подключены к теплообменникам, каждый из которых разделенперегородкой на полость охладителяи.полость теплоносителя с зонаминагрева и теплообмена. Зона теплообмена соединена с зоной нагреваи полостью охладителя тепловыми трубами. Зона нагрева оборудована нагревателями, которые расположеныниже соединения теплообменника с полостью теплообмена литейной формы.Тепловые трубы, соединяющие зонутеплообмена с полостью охладителя,расположены выше указанного соединения 2,Недостаток известного устройства,состоит в том, что в его теплообмен.никах охладители и нагреватели рассредоточены по высоте, находятсясоответственно в зонах теплообмена и нагрева, Это затрудняет пере094 3 1030дачу теплоты по всему объему теплоносителя, Совмещение зон теплообмена и нагрева в известном устройстве недопустимо, так как при перекачке уровень теплоносителя в зонетеплообмена периодически понижается, тогда как для нагревателейнеобходимо, чтобы они были постоянно погруженыв теплоноситель.Целью изобретения является повышение эффективности нагрева и охлаждения теплоносителя,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для регулирования температуры литейной формы, обо. 15рудованное двумя теплообменниками,соединенными между собой через полость теплообмена литейной формы,каждый из которых содержит разделенные перегородкой полость охладителя и полость теплоносителя, включающую зоны нагрева и теплообмена,а также системой управления нагревом и охлаждением с блоком реверсивной подачи теплоносителя, оно 25оборудовано двумя нагнетателями, причем управляющий вход каждого нагнетателя соединен с выходом блокареверсивной подачи теплоносителя,а выход нагнетателя - с одним изтеплообменников.Кроме того, каждый нагнетательвыполнен в виде цилиндра с поршнем, а его управляющий вход и выходв разных полостях цилиндра, наружная поверхность которого снабжена теплоизоляционным покрытием.При этом в каждом теплообменникезоны нагрева и теплообмена совмещены, а полость охладителя разде 40лена перегородкой на полости подвода и отвода охладителя, сообщенныемежду собой посредством каналов охлвждающих элементов, каждый из которых образован вставленными с зазо.рами одна в другую трубками, укре 45пленными в перегородках между полостями, При этом в зонах подводаи отвода теплоносителя установленырассекатели его потока.На фиг. 1 изображено устройстводля регулирования температуры литей-ных фОрм; на фиг, 2 - теплообменник.Устройство содержит литейную форму 1 с полостью 2 теплообмена, дваодинаковых теплообменника 3 и 4, дваодинаковых нагнетателя 5 и 6, систему.,управления нагревом и охлажде.нием, Теплообменники 3 и 4 соединены 1 между собой через полость 2 теплообмена литейной формы 1. К теплообменникам 3 и 4 подключены посредством трубопроводов 7 и 8 нагнетатели 5 и 6, Нагнетатели 5 и 6, теплообменники 3 и 4, полость 2 теплообмена, литейной формы 1 и трубопроводы 7-10 образуют разомкнутыйконтур теплоносителя по которомунагнетатели 5 и 6 поочередно прокачивают теплоноситель в двух направлениях.Каждый теплообменник 3 или 4 содержит разделенные перегородкой 11 полости 12 и 13 охладителя и тепло" носителя соответственно, Полость 12 охладителя в свою очередь разделена перегородкой 14 на полость 15 подво-. да охладителя и полость 16 отвода охладителя, сообщенные между собой посредством каналов 17 охлаждающих элементов 18, каждый из которых образован двумя трубками 19 и 20, вставленными с зазорами одна в другую. При этом внутренние трубки 19 имеют открытые торцы и укреплены в перегородке 14.Наружные трубки 20 имеют закрытые верхние торцы 21, нижними торцами они укреплены в перегородке 11, Трубки 19 и 20 соединены перегородками 11 и 14 герметично.Охлаждающие элементы 18 размещены в полости 13 теплоносителя вперемежку с нагревателями 22, закрепленными в крышке 23 теплообменника. При этом зона теплообмена, в которой расположены охлаждающие элементы 18,и зона нагрева, в которой расположенынагреватели 22, оказываются совмещенными, В зоне 24 подвода теплоносителя и в зоне 25 отвода теплоносителя установлены рассекатели потока26 и 27, Корпус 28 теплообменникаснабжен теплоизоляционным покрытием29, имеет отводы 30 и 31 для подключения соответственно к нагнетателям5 или 6 и к полости 2 теплообмена литейной формы 1, Полость 16 отвода охладителя соединена со сливом 32. Каждый нагнетатель, например нагнетатель 5, выполнен в виде ци линдра 33 с поршнем 34,Управляющий вход 35 и выход 36 нагнетателя выполнены в разных полостях цилиндра 33, соответственно, в полостях 37 и 38. Причем наружная поверхность цилиндра 33 снабжена теплоиэоляционным покрытием 39. Выходы 36 нагнетателей 5 и 6 соединены с полостями 13 теплоносителя теплообменников 3 иСистема управления нагревом и охлаждением объединяет. датчик 40 температуры, блок 41 режима, блок 42 управления нагревом, блок 43 управления охлаждением, блок 44 продувки и блок 45 реверсивной подачи теплоносителя.Блок 41 режима выбирает по температуре литейной Формы 1 режим работы предлагаемого устройства: нагрев, выключено или охлаждение, Вход блока 41 режима соединен с датчиком 40 температуры литейной Формы выходы - с блоком 42 управления нагревом, блоком 45 реверсивной подачи теплоносителя, блоками 43 и 44 управления охлаждением и продувки соответственно,Блок 42 управления нагревом служит дпя включения или отключения на гревателей 22 теплообменников 3 и 4 по команде блока 41 режима, атакже для отключения нагревателей 22 при аварийном перегреве теплоносителя,Блок 45 реверсивной подачи теплоносителя имеет два выхода, подключенных трубопроводами 46 и 47 к управляющим входам 35 нагнетателей 5 и б. Указанный блок обеспечивает в режимах на грева или .охлаждения по- очередную подачу сжатого воздуха в полости 37 нагнетателей 5 и 6, вытес няющих теплоноситель в теплообменники 3 илиБлок 43 управления охлаждением и блок 44 продувки соединены параллель но и подключены к полостям 15 подвода охладителя теплообменников 3 и 4.Эти блоки работают поочередно, обеспечивая подачу соответственно охлаждающей жидкости или сжатого воздуха в полости 15 подвода охладителя теплообменников 3 и 4.В исходном положении поршень 34 нагнетателя 5 находится в нижнем положении, поршень 34 нагнетателя 6- в верхнем, а нагрев и охлаждение отключены.По сигналу датчика 40 температуры, установленного в литейной форме 1, предлагаемое устройство обеспечивает один из трех режимов: нагрев, выключено или охлаждено При температуре литейной формы 1 ниже установленного интервала температур блок 41 режима дает команду по линии 48 на нагрев, и блок 42 управления нагревом включает нагреватели 22 теплообменников 3 и 4, повышающих температуру теплоносителя.Команда блока 41 режима одновре О менно поступает по линии 49 в блок45 реверсивной подачи теплоносителя,который направляет сжатый воздух полинии 46 в нагнетатель 5 и сообщаетполость 37 нагнетателя 5 по линии. 47 5 с атмосферой, Под действием сжатоговоздуха поршень 34 вытесняет тепло",носитель из нагнетателя 5 в теплообменник 3 и далее по трубопроводу9 в полость 2 теплообменника литей- О ной Формы 1. При этом теплоносительперетекает из полости 2 теплообменника литейной Формы 1 в теплообменник4 и из. последнего в нагнетатель 6,перемещая его поршень 34 в нижнее положение. Затем блок 45 реверсивнойподачи теплоносителя подает сжатыйвоздух в нагнетатель,б, сбрасываявоздух из нагнетателя 5 в атмосферу, /В результате теплоноситель пере- ЭО качивается нагнетателем б из теплообменника 4 в теплообменник 3.Перемещение теплоносителя в теплообменной полости 2 литейной Формы1 в двух направлениях путем пооче редной подачи сжатого воздуха в нагнетатели 5 и б продолжается до техпор, йока температура литейной формы 1 не достигнет нижнего уровня установленного интервала температур, 40 После этого блок 41 режима снимает окоманду на нагрев.и блок 42 управления нагревом отключает нагреватели 22 теплообменников 3 и 4. Блок45 реверсивной подачи теплоносителя 45 отключает подачу сжатого воздухав нагнетатели 5 и 6, прекращаетсяпринудительное перемещение теплоно.сителя через теплообменную полость2 литейной Формы 1.50 Если в процессе получения отливок температура литейной формы 1достигает верхнего предела, установленного интервала температур, тоблок 41 режима по сигналу датчика55 40 температуры включает по линии 50блоки 45 и 43 реверсивной подачи теплоносителя и управления охлаждениемсоответственно. Блок 45 реверсивной103009 подачи теплоносителя осуществляет поочередную подачу сжатого воздуха по линиям 46 и 47 в нагнетатели 5 и 6, которые прокачивают теплоноситель через теплообменную полость 2 литейной Формы 1 из одного теплообменника в другой и обратно, подобно тому, как Это происходит при работе предлагаемого устройства в режиме нагрева. 10При этом блок 43 управления охлаждением осуществляет подачу охлаждающей жидкости по трубопроводам 51 и 52 в полости 15 подвода охладителя и далее через каналы 17 охлаждающих элементов 18 в полость 16 отвода охладителя, откуда охлаждающая жидкость попадает в слив 32. Охлаждающая жидкость отбирает теплоту у теплоносителя в теплообменниках 3 и 4, Проходя лри перекачке через теплообменную полость 2 литейной Формы 1, теплоноситель охлаждает литейную форму 1. При понижении температуры литейной Формы 1 до нижнего уровня уста новленного интервала температур блок 41 режима снимает команду на охлаждение, блок 43 управления охлажде 4, 8нием отключает подачу охлаждающей жидкости в теплообменники 3 и 4, а блок 44 продувки подает по трубопроводам 51 и 52 сжатый воздух в те" чение времени, достаточном для удаления остатков охлаждающей жидкости из полостей 12 охладителя теплообменников 3 и 4.Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в том, что оно более эффективно осуществляет на-. грев и охлаждение теплоносителя, так как нагреватели и охлаждаю" щие элементы теплообменников рас" средоточены по всему объему теплообменников как в поперечном, так и в продольном направлениях, а также и то, что благодаря примене" нию нагнетателя с поршнем, сжатый воздух, перекачивающий теплоноситель, не контактирует с теплоносителем и не растворяется в нем. Кроме того, отпадает необходимость обеспечивать минимально-допустимый уровень теплоносителя в теплообменниках во избежание оголения нагревателей;и выхода их из строя.ВНИИПИ Заказ 5061/1Тираж 813 Подписное илиал ППП "Патент",