ES2216847T3 - Valvula de succion para descargar aire y gas de moldes en moldeo por presion. - Google Patents
Valvula de succion para descargar aire y gas de moldes en moldeo por presion.Info
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Abstract
Válvula de succión para descargar gas y aire de moldes para el moldeo por presión de aleaciones de cobre, de aluminio y de aleaciones de aluminio, que consiste en un cuerpo (11) de válvula y una correspondiente tapa (12), donde el cuerpo de válvula tiene un paso (21) de entrada para el flujo de metal fundido, aire y gas proveniente del molde, y un agujero (22) de salida para el aire y gas que está conectado a una válvula de succión a través de un filtro, y donde el agujero (22) de salida está coordinado con un obturador (13), normalmente abierto, controlado para su cierre por un pistón o actuador (15) cuando es alcanzado por el flujo de metal proveniente del molde, estando conectado dicho pistón (14) de control a dicho obturador por medio de una palanca (15) de vacío, caracterizada por el hecho de que en el plano entre el cuerpo (11) de válvula y la tapa (12) existen dos canales internos (25) que se dividen desde el paso (21) de entrada y rodean el área del pistón o actuador (14), sin unirse por sus extremidades más alejadas, dos canales externos (26) que se ramifican en direcciones opuestas desde dicho paso (21) de entrada o desde dichos canales internos (25) y que alcanzan el área del obturador (13) desde lados opuestos, al menos un primer canal laminar (28) flexionado hacia atrás y opcionalmente al menos un segundo canal laminar (29) flexionado hacia atrás desde un canal interno (25) hacia un canal colateral externo (26) y que fluye hacia este canal externo en un ángulo contrario al flujo de fluido en el mismo canal externo, y una rama interna (27) desde cada canal interno (25) hacia el área del pistón o actuador (14), estando dicha rama interna aguas arriba del primer canal laminar (27) flexionado hacia atrás, considerando la dirección de flujo en este canal.
Description
Válvula de succión para descargar aire y gas de
moldes en moldeo por presión.
Esta invención se refiere a una válvula de
succión para descargar aire y gas de los moldes en el moldeo por
presión de piezas de aleaciones de cobre, tal como latón, así como
aluminio y sus aleaciones.
Actualmente, los moldes empleados en moldeo por
presión utilizan generalmente una válvula de succión para permitir
la descarga de aire y gas del molde y para evitar su inclusión en la
pieza que se está moldeando. La válvula está conectada a una bomba
de succión tanto a la entrada como a la salida del molde.
El aire y gas, eliminados por la bomba, entran a
la válvula junto con un flujo de metal. Entonces, mientras el metal
se enfría en el cuerpo de válvula, el aire y el gas se descargan al
exterior, hasta que un actuador en la propia válvula cierra un
obturador, accionado por el propio fluido.
Las válvulas que se han utilizado hasta ahora han
mostrado, no obstante, problemas de fiabilidad, particularmente con
respecto al moldeo por presión de metales con alta conductividad
térmica, porque los pasos hechos en la válvula no son siempre
adecuados para una reducción del tránsito y enfriamiento adecuados
del metal fundido, o para evitar que este metal invada el
alojamiento del obturador, y con ello, reduzca rápidamente la
eficacia de la válvula.
Esto representa un serio inconveniente que es
bien conocido para los operarios del sector, donde la válvula debe
de ser sustituida frecuentemente para su reparación, y el cual la
presente invención pretende hacer innecesario.
De hecho, el propósito de la invención es
producir una válvula de succión para moldes, que es perfectamente
eficaz para el moldeo por presión de aleaciones de cobre así como de
aluminio, gracias al hecho de que los pasos para el flujo del metal
están estructurados de una forma tal que reducen la velocidad del
metal, incrementan la superficie de intercambio de calor con el
cuerpo de la válvula y reducen la temperatura del metal, obteniendo
de este modo, una descarga efectiva de aire y gas y asegurando que
el obturador no llega a verse restringido u obstaculizado en su
funcionamiento por el metal fundido.
En la válvula de acuerdo con la invención puede
ser, por ello, utilizada continua y efectivamente, sin necesidad de
mantenimiento, durante un número de ciclos significativamente mayor
que las válvulas existentes, en beneficio de la productividad y
economía de una máquina de moldeo-molde de
presión.
Los objetos y ventajas mencionadas anteriormente
se obtienen mediante una válvula de succión para moldes en moldeo
por presión de acuerdo con la reivindicación 1.
Por esta razón, el metal fundido que entra en la
válvula no va directamente al pistón o actuador que controla el
obturador, de tal manera que el fluido puede enfriarse, reducir la
velocidad e incrementar la presión en dicho pistón en el momento de
cierre del obturador. Antes de alcanzar el obturador, el fluido
sigue unos canales especiales, que reducen el flujo y contribuyen a
reducir adicionalmente la temperatura. Así, cuando el metal alcanza
el obturador, éste tiene una menor temperatura y velocidad, al menos
suficiente para minimizar la pérdida térmica, arrastre, etc. a nivel
del obturador.
Detalles adicionales de la invención quedarán
claros a partir de la siguiente descripción, dada con referencia a
los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 muestra una vista de la válvula
cuando está abierta para mostrar los canales internos;
La figura 2 muestra un corte en sección de la
válvula, para exponer el actuador y el obturador, de acuerdo con una
posible versión.
La figura 3 muestra un dibujo de la válvula
aplicada a un molde; y
Las figuras 4, 5 y 6 muestran variaciones en la
forma y disposición de los canales.
La válvula de succión que aquí se propone,
consiste en un cuerpo 11 de válvula, con su tapa relativa 12 y la
cual puede estar equipada con un sistema de refrigeración por
líquido circulante. Entre el cuerpo y la tapa, en uno o en otro,
existen canales para el metal fundido y, perpendicular al plano de
dichos canales, existe un obturador 13, normalmente abierto, y un
pistón o actuador 14 de control para el obturador, para obturar este
último por medio de una palanca 15 de vacío. Sin embargo, este
sistema de obturador
- actuador - palanca de vacío es ya bien conocido y está en uso en válvulas ya existentes.
- actuador - palanca de vacío es ya bien conocido y está en uso en válvulas ya existentes.
La válvula de succión se aplica a un molde para
moldeo por presión - figura 3 - que tiene al menos una impresión 18
de la pieza que se va a moldear. El cuerpo 11 de válvula está fijo a
la parte móvil 19 del molde, mientras que la tapa está sujeta a la
parte estacionaria 20 del molde, o viceversa, de manera que cuando
se obtura el molde 19, 20, existe un correspondiente cierre de la
válvula provocado porque se juntan el cuerpo y la válvula.
El cuerpo 11 de válvula tiene, en lados opuestos,
un paso 21 de entrada - figura 1 - que conecta la impresión 18 en el
molde 19, 20 a través de un conducto 20', y un agujero de salida que
se conecta a una bomba 23 de succión, a través de un filtro 24. El
obturador 13 se coloca próximo al agujero 22 de salida - figura 2 -
en un alojamiento adecuado 13'; el pistón o actuador 14 está situado
a una distancia del obturador 13 en su propio alojamiento 14'; que
está asentado en la parte a mitad de camino entre la entrada 21 y la
salida 22.
El paso 21 de entrada se divide en dos canales
internos 25 que rodean al alojamiento 14' del pistón o actuador 14
sin unirse con sus otras extremidades 25'. Desde el mismo paso 21 de
entrada o, alternativamente, desde los canales internos 25, se
ramifican, en direcciones opuestas, dos canales externos 26 que
alcanzan el alojamiento 13' del obturador 13 desde lados opuestos.
Cada canal externo 26 tiene estrechada la parte más próxima al
cuerpo 26', esto es, aplanada o de menor espesor, con una sección
trasversal igual a alrededor de 1/3 del canal externo desde el cual
éste se ramifica. Para la parte restante, los canales externos 26
tienen una sección trasversal que es aproximadamente la misma que la
de los canales internos 25. Asimismo, cada canal externo 26 puede
tener al menos una desviación intermedia 26'', designada para
aumentar la longitud total y que puede ser en forma de V o de otra
forma. En el área del obturador, los canales externos llegan a ser
al menos un 30% menores en espesor.
Cada canal interno 25, en una parte intermedia,
se comunica con el alojamiento 14' del pistón o actuador 14, a
través de una rama interna 27. Idealmente, cada rama interna 27
disminuye en profundidad y/o anchura a medida que transcurre desde
su respectivo canal hacia el alojamiento 14'.
La extremidad más alejada 25', o, al menos una
parte de cada canal interno 25 aguas arriba de la rama interna 27,
comunica con una parte intermedia del canal externo colateral 26,
por medio de un primer canal laminar 28 que se dobla hacia atrás y
fluye hasta dicho canal externo en un ángulo de menos de 60º, en la
dirección opuesta al flujo de fluido en el mismo canal externo. El
término "laminar" se utiliza en la presente para significar un
canal con una profundidad que es considerablemente inferior a su
anchura, incrementando por ello las superficies para intercambio de
calor con el cuerpo de la válvula, enfriando el fluido que pasa a
través del canal más que en aquellos canales en los que la
profundidad y la altura pueden no ser iguales, pero son
similares.
La sección trasversal del primer canal flexionado
hacia atrás 28 es inferior a la de tanto el canal interno 25 como el
canal externo 26 al que se conecta y, en cualquier caso, no es más
que un 20-30% mayor que la sección trasversal del
paso 21 de entrada. Asimismo, cada primer canal 28 flexionado hacia
atrás puede también beneficiarse de una forma de doble cono, con un
estrechamiento en su parte media. Esto ayudará a aumentar la
velocidad del fluido a través del canal lateral y proporcionará
resistencia al metal que está avanzando a lo largo de este canal
hacia el obturador 13.
Según se muestra en la figura 1, una parte
intermedia de cada canal interno 25 puede estar también conectada al
canal externo colateral 26, a través de un segundo canal laminar 29
flexionado hacia atrás, prácticamente paralelo al primero 28. Esto
aumenta adicionalmente el intercambio de calor entre el metal fluido
y el cuerpo de válvula, reduce la temperatura de dicho metal y
proporciona resistencia adicional al flujo de metal en el canal
lateral. Este segundo canal 29 flexionado hacia atrás tendrá una
sección trasversal menor que la de el primer canal 28 flexionado
hacia atrás, cuando se utiliza un segundo canal 29 flexionado hacia
atrás entre los canales colateral interno y colateral externo, el
primer canal 28 flexionado hacia atrás tendrá una sección trasversal
al menos igual a la suma de las secciones trasversales del segundo
canal flexionado hacia atrás y la parte 26' más próxima del canal
externo.
Las flechas en la figura 1 indican el flujo de
metal fundido y gas que pasa por la válvula conectada a la bomba de
succión y proviene del molde durante el moldeo por presión. Este
flujo entra en la válvula a través de la entrada 21 y se fuerza a
que transcurra principalmente a lo largo de los canales internos 25
y entonces finalmente hacia los canales externos 26, enfriándose de
manera uniforme a medida que pasa. Desde los canales internos, el
flujo de metal se fuerza a transcurrir a lo largo de las ramas
internas 27 hacia el actuador 13 y uno o dos de los canales
laminares 28, 29 flexionados hacia atrás, hacia los canales externos
26 y, a través de estos, hacia el obturador para la descarga de gas
y aire.
El enfriamiento del cuerpo de válvula y la
división del flujo de metal en los canales internos 25 y los
externos 26 por medio de canales laminares 28, 29 flexionados hacia
atrás, ayuda completamente a reducir la temperatura y velocidad del
fluido. Esto da como resultado, por un lado, un aumento en la
presión aplicada al pistón o actuador 14 designado para cerrar el
obturador y, por otro lado, un límite en el flujo y arrastre del
metal al nivel del obturador cuando este último esta cerrado,
proporcionando por ello, las ventajas anteriormente mencionadas e
incrementando la eficiencia y vida útil de la válvula.
Finalmente, debe hacerse notar que, siempre que
se contemple el principio y propósito general de la distribución de
flujo de fluido alrededor de la válvula, los canales internos,
externos y flexionados hacia atrás pueden tener recorridos y formas
que difieran de los mostrados en la figura 1, sin alejarse del
alcance de la invención según se define en las reivindicaciones
adjuntas. Alguna de estas configuraciones alternativas se muestran
en las figuras 4, 5 y 6.
Claims (11)
1. Válvula de succión para descargar gas y aire
de moldes para el moldeo por presión de aleaciones de cobre, de
aluminio y de aleaciones de aluminio, que consiste en un cuerpo (11)
de válvula y una correspondiente tapa (12), donde el cuerpo de
válvula tiene un paso (21) de entrada para el flujo de metal
fundido, aire y gas proveniente del molde, y un agujero (22) de
salida para el aire y gas que está conectado a una válvula de
succión a través de un filtro, y donde el agujero (22) de salida
está coordinado con un obturador (13), normalmente abierto,
controlado para su cierre por un pistón o actuador (15) cuando es
alcanzado por el flujo de metal proveniente del molde, estando
conectado dicho pistón (14) de control a dicho obturador por medio
de una palanca (15) de vacío, caracterizada por el hecho de
que en el plano entre el cuerpo (11) de válvula y la tapa (12)
existen dos canales internos (25) que se dividen desde el paso (21)
de entrada y rodean el área del pistón o actuador (14), sin unirse
por sus extremidades más alejadas, dos canales externos (26) que se
ramifican en direcciones opuestas desde dicho paso (21) de entrada o
desde dichos canales internos (25) y que alcanzan el área del
obturador (13) desde lados opuestos, al menos un primer canal
laminar (28) flexionado hacia atrás y opcionalmente al menos un
segundo canal laminar (29) flexionado hacia atrás desde un canal
interno (25) hacia un canal colateral externo (26) y que fluye hacia
este canal externo en un ángulo contrario al flujo de fluido en el
mismo canal externo, y una rama interna (27) desde cada canal
interno (25) hacia el área del pistón o actuador (14), estando dicha
rama interna aguas arriba del primer canal laminar (27) flexionado
hacia atrás, considerando la dirección de flujo en este canal.
2. Válvula de acuerdo con la reivindicación 1, en
la que dichos canales internos (25) y dichos canales externos (26)
tienen una sección trasversal que es más o menos igual y cada primer
canal laminar (28) flexionado hacia atrás tiene una sección
trasversal menor que cada uno de los canales internos y externos
(25, 26), siendo dicho primer canal (28) flexionado hacia atrás de
mucho menor espesor que anchura.
3. Válvula de acuerdo con las reivindicaciones 1
y 2, en la cual cada primer canal laminar (28) flexionado hacia
atrás tiene una sección trasversal que no es mayor en un 30% que la
sección trasversal del paso (21) de entrada.
4. Válvula de acuerdo con las reivindicaciones
1-3, en la que cada primer canal laminar (28)
flexionado hacia atrás fluye en el respectivo canal externo (26) a
un ángulo no mayor de 60º, en la dirección opuesta al flujo de
fluido en dicho canal externo.
5. Válvula de acuerdo con las reivindicaciones 1
a 4, en la que cada primer canal laminar (28) flexionado hacia atrás
tiene un curso en forma de doble cono, con una zona estrechada en su
parte media.
6. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1-5, en la cual la parte
más próxima (26') de cada canal externo está estrechada o hecha de
menor espesor que el resto.
7. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual cada canal externo tiene al
menos una desviación (26'') para aumentar su longitud.
8. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la cual cada rama interna (27)
tiene una profundidad y/o anchura que disminuye según transcurre
desde el canal interno (25) hacia el área del pistón o actuador
(14).
9. Válvula de acuerdo con las reivindicaciones
precedentes, que también consiste en un segundo canal laminar
flexionado hacia atrás entre un canal interno (25) y un canal
externo colateral, teniendo dicho segundo canal flexionado hacia
atrás una sección trasversal menor que el primer canal (28)
flexionado hacia atrás.
10. Válvula de acuerdo con la reivindicación 9,
en la que dicho primer canal laminar flexionado hacia atrás tiene
una sección trasversal que es al menos igual a la suma de las
secciones trasversales del segundo canal laminar flexionado hacia
atrás y la parte más próxima (26') del canal externo.
11. Válvula de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual cada canal lateral del área
de obturador tiene una profundidad que es al menos un 30% menos que
el resto del mismo canal.
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| EP1430974A1 (en) | 2004-06-23 |
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