PL191671B1 - Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych oraz urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych - Google Patents

Abstract

1. Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych polegający na tym, że do rdzennicy lub formy wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, a rdzennicę przemieszcza się na transporterze, po czym ogrzewa się ją mikrofalami, następnie otwiera i wyjmuje się rdzeń lub formę, znamienny tym, że do co najmniej dwóch zimnych dielektrycznych rdzennic lub form (2) wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, następnie napełnione zimne dielektryczne rdzennice lub formy (2) przemieszcza się na transporterze (6) i umieszcza się w polu oddziaływania mikrofal, którymi to mikrofalami rdzenie lub formy (3) ogrzewa się objętościowo w czasie od 30 s do 900 s w temperaturze od 343 K do 433 K i jednocześnie tymi mikrofalami inicjuje się i przyspiesza polimeryzację żywicy, po czym wyłącza się mikrofale, przemieszcza się na transporterze (6) dielektryczne rdzennice lub formy (2) i wyjmuje się rdzenie lub formy (3), przy czym dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości od 600 MHz do 4000 MHz wynosi od 0,2 W do 10 W na 1 cm3 objętości utwardzanego rdzenia lub formy (3). 2. Urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych wyposażone w rdzennicę lub formę odlewniczą umieszczoną na transporterze obudowanym komorą metalową połączoną z generatorem mikrofalowym, znamienne tym, że ma komorę metalową (1), którą stanowi mikrofalowy rezonator wielomodowy wyposażony w dławik mikrofalowy umieszczoną nad transporterem z napędem cyklicznym (6), na którym są umieszczone co najmniej dwie dielektryczne rdzennice lub formy odlewnicze (2), przy czym komora metalowa (1) jest połączona poprzez co najmniej jeden odcinek falowodu z co najmniej jednym generatorem mikrofalowym (4) i jest zamknięta na wejściu i wyjściu ruchomym tłumiącym ekranem mikrofalowym (5), przy czym co najmniej jeden generator mikrofalowy (4) jest sterowany czujnikiem temperatury (7) umieszczonym w komorze metalowej (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych oraz urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych, przy czym na rdzenie lub formy stosuje się piasek kwarcowy a jako spoiwa w technologii, tak zwanej, gorącej rdzennicy stosuje się żywice termoutwardzalne, a w szczególności żywice mocznikowo-formaldehydowe, formaldehydowe oraz żywice chemoutwardzalne.

Znany ze stosowania sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych polega na tym, że do nagrzanej do temperatury 453-553 K metalowej rdzennicy lub formy odlewniczej wprowadza się przez nadmuchiwanie, wstrzeliwanie lub ręcznie mieszaniny piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza. Następnie utwardzany rdzeń lub formę wraz z metalową rdzennicą lub formą przetrzymuje się w temperaturze 453-553 K w czasie 15 s do 300 s. Ciepło dostarczone do metalowej rdzennicy lub formy utwardza znajdującą się w nich masę termoutwardzalną. Czas nagrzewania zależy od kształtu, wielkości rdzenia lub formy, jak również rodzaju żywicy. Po czym otwiera się rdzennicę lub formę odlewniczą i wyjmuje się gorący rdzeń lub formę. Rdzennice lub formy nagrzewa się elektrycznie lub za pomocą palników gazowych, co wymaga ciągłego dostarczania ciepła podczas pracy urządzeń, tak aby podtrzymać stałą temperaturę rdzennicy lub formy, wymaganą dla szybkiego utwardzenia rdzeni lub form. Proces utwardzania rdzenia lub formy, szczególnie jego wewnętrznych części, trwa także po wyjęciu go z rdzennicy lub formy na skutek egzotermicznej reakcji chemicznej utwardzacza i żywicy.

Znane ze stosowania urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych ma rdzennicę lub formę wykonaną z żeliwa lub staliwa, rzadziej ze stopów metali nieżelaznych. Na zewnątrz rdzennicy lub formy są osadzone grzejniki do jej nagrzewania, przy czym stosuje się zarówno grzejniki elektryczne jak i palniki gazowe. Od góry rdzennica lub forma jest połączona z układem wprowadzania mieszaniny piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza.

Z opisu patentowego USA nr 3429359 znany jest sposób i urządzenie do utwardzania rdzeni, w którym rdzennica wykonana z materiału transparentnego dla mikrofal szczelnie wypełnia metalową obudowę. Do rdzennicy i utwardzanego wewnątrz niej rdzenia, doprowadzana jest jednym kanałem energia mikrofalowa. Natomiast sposób polega na tym, że do rdzennicy pod ciśnieniem wprowadza się mieszaninę piasku i żywic termoutwardzalnych, po czym mieszaninę podgrzewa się mikrofalami. Sposób charakteryzuje się niejednorodnością grzania utwardzanego materiału w wyniku czego powstają w materiale obszary przegrzane i niedogrzane.

Z opisu patentu europejskiego nr EP0028267 znane jest urządzenie do suszenia form i rdzeni z wykorzystaniem mikrofal, w którym suszony umieszczony jest w komorze połączonej z układem pomp próżniowych.

Z opisu patentowego USA nr 3692085 znany jest sposób wytwarzania rdzeni z wykorzystaniem grzania mikrofalowego, w którym rdzennicę wykonaną z materiału transparentnego dla mikrofal, przemieszcza się na transporterze o ruchu ciągłym, przez obszar oddziaływania mikrofal.

Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych polegający na tym, że do rdzennicy lub formy wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, a rdzennicę przemieszcza się na transporterze, po czym ogrzewa się ją mikrofalami, a następnie otwiera i wyjmuje się rdzeń lub formę.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych wyposażone w rdzennicę lub formę odlewniczą umieszczoną na transporterze obudowanym komorą metalową połączoną z generatorem mikrofalowym.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że do co najmniej dwóch zimnych dielektrycznych rdzennic lub form odlewniczych wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza. Następnie napełnione zimne dielektryczne rdzennice lub formy odlewnicze przemieszcza się na transporterze i umieszcza się w polu oddziaływania mikrofal, którymi to mikrofalami rdzeń lub formę ogrzewa się objętościowo w czasie od 30 s do 900 s w temperaturze od 343 K do 433 K. Jednocześnie mikrofalami inicjuje się i przyspiesza polimeryzację żywicy. Po czym wyłącza się mikrofale, przemieszcza się na transporterze dielektryczne rdzennice lub formy odlewnicze i wyjmuje się rdzenie lub formy. Dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości od 600 MHz do 4000 MHz wynosi od 0,2 W do10 W na 1 cm³ objętości utwardzanego rdzenia lub formy.

Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że komora metalowa, którą stanowi mikrofalowy rezonator wielomodowy wyposażony w dławik mikrofalowy jest umieszczona nad transporterem z napędem cyklicznym, na którym są umieszczone co najmniej dwie dielektryczne rdzennice lub formy odlewnicze. Komora metalowa jest połączona poprzez co najmniej jeden odcinek falowodu z co

PL 191 671 B1 najmniej jednym generatorem mikrofalowym i jest zamknięta na wejściu i wyjściu ruchomym tłumiącym ekranem mikrofalowym. Co najmniej jeden generator mikrofalowy jest sterowany czujnikiem temperatury umieszczonym w komorze metalowej.

Korzystnie, komora metalowa, którą stanowi mikrofalowa linia transmisyjna, jest połączona poprzez co najmniej jeden odcinek linii współosiowej z co najmniej jednym generatorem mikrofalowym.

Korzystnym jest również to, że komora metalowa jest połączona bezpośrednio z co najmniej jednym generatorem mikrofalowym, przy czym antena promieniująca mikrofale jest usytuowana wewnątrz komory metalowej.

Rdzennica wykonana z materiału dielektrycznego, nagrzewana jest do niższych temperatur od mieszaniny piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza w wyniku zjawiska przewodnictwa cieplnego. Ponadto w trakcie procesu nagrzewania mikrofale, przenikają całą objętość mieszaniny piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, dzięki czemu proces utwardzania rdzenia lub formy przebiega w całej objętości z dużą jednorodnością grzania utwardzanego materiału. Ponadto komora metalowa zamknięta na wejściu i wyjściu, ruchomym tłumiącym ekranem mikrofalowym, pozwala na odseparowanie od otoczenia, wnętrza komory metalowej o szkodliwym oddziaływaniu energii mikrofalowej.

Przedmiot wynalazku objaśniono w przykładzie wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych wyposażone w pięć generatorów mikrofalowych połączonych z komorą metalową poprzez odcinki falowodów, fig. 2 - urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych wyposażone w pięć generatorów mikrofalowych połączonych z komorą metalową poprzez odcinki linii współosiowych, a fig. 3 - urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych wyposażone w pięć generatorów mikrofalowych połączonych bezpośrednio z komorą metalową.

Przykład 1. Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych polegający na tym, że do dziesięciu zimnych dielektrycznych rdzennic 2 wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, następnie napełnione zimne dielektryczne rdzennice 2 przemieszcza się na transporterze 6 i sześć z nich umieszcza się w polu oddziaływania mikrofal, którymi to mikrofalami rdzeń 3 ogrzewa się objętościowo w czasie 15 s w temperaturze 433 K i jednocześnie tymi mikrofalami inicjuje się i przyspiesza polimeryzację żywicy, po czym wyłącza się mikrofale, przemieszcza się na transporterze 6 dielektryczne rdzennice 2 i wyjmuje się rdzeń 3, przy czym dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości 4000 MHz wynosi 10 W na 1cm³ objętości utwardzanego rdzenia 3.

Przykład 2. Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych przebiega jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że formy odlewnicze 2 ogrzewa się objętościowo w czasie 180 s w temperaturze 393 K, przy czym dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości 600 MHz wynosi 1W na 1cm³ objętości utwardzanej formy 3.

Przykład 3. Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych przebiega jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że formy odlewnicze 2 napełnia się masą chemoutwardzalną, po czym ogrzewa się je objętościowo w czasie 300 s w temperaturze 343 K, przy czym dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości 2450 MHz wynosi 0,5 W na 1 cm³ objętości utwardzanej formy 3.

Przykład 4. Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych przebiega jak w przykładzie trzecim z tą różnicą, że formy odlewnicze 2 napełnione masą chemoutwardzalną, ogrzewa się objętościowo w czasie 900 s w temperaturze 343 K, przy czym dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości 2450 MHz wynosi 0,2 W na 1cm³ objętości utwardzanej formy 3.

Przykład 5. Urządzenie do utwardzania rdzeni ma wewnątrz komory metalowej 1 stanowiącej wielomodowy rezonator mikrofalowy umieszczonych sześć dielektrycznych rdzennic 2 wykonanych z ceramiki alundowej. Na ściankach komory metalowej 1 umieszczono pięć generatorów mikrofalowych 3, których wyjścia połączone są z obszarem wewnątrz komory metalowej 1za pośrednictwem odcinków falowodów. W dielektrycznej rdzennicy 2 znajduje się wnęka o kształcie i wymiarach odpowiadających utwardzanemu rdzeniowi, w której umieszczony jest piasek kwarcowy z żywicą i utwardzaczem. Komora metalowa 1 zamknięta jest na wejściu i wyjściu, ruchomym tłumiącym ekranem mikrofalowym 5. Jeden generator mikrofalowy 3 jest sterowany czujnikiem temperatury 7 umieszczonym w komorze metalowej 1. Energia mikrofalowa z generatorów mikrofalowych 3 wprowadzana za pośrednictwem odcinków falowodowych do komory metalowej 1 pochłaniana jest przez żywicę i utwardzacz znajdujące się wraz z piaskiem kwarcowym wewnątrz dielektrycznej rdzennicy 2. Na skutek nagrzewania mikrofalami następuje wiązanie ziaren piasku przez utwardzaną żywicę.

PL 191 671 B1

P r z yk ł a d 6. Urządzenie do utwardzania form odlewniczych wykonane jak w przykładzie piątym z tą różnicą, że wyjścia generatorów mikrofalowych 3 połączone są za pośrednictwem linii współosiowych, z obszarem wewnątrz komory metalowej 1, którą stanowi mikrofalowa linia transmisyjna 1.

Przykład 7. Urządzenie do utwardzania rdzeni odlewniczych wykonane jak w przykładzie piątym z tą różnicą, że wyjścia generatorów mikrofalowych 3 połączone są bezpośrednio z komorą metalową 1, przy czym anteny promieniujące mikrofale są usytuowane wewnątrz tej komory 1.

Wykaz oznaczeń:

1. rdzeń lub forma

2. dielektryczna rdzennica lub forma odlewnicza

3. generator mikrofalowy

4. komora metalowa

5. ruchomy tłumiący ekran mikrofalowy

6. transporter z napędem cyklicznym

7. czujnik temperatury

8. antena promieniująca mikrofale

Claims (4)

1. Sposób utwardzania rdzeni lub form odlewniczych polegający na tym, że do rdzennicy lub formy wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, a rdzennicę przemieszcza się na transporterze, po czym ogrzewa się ją mikrofalami, następnie otwiera i wyjmuje się rdzeń lub formę, znamienny tym, że do co najmniej dwóch zimnych dielektrycznych rdzennic lub form (2) wprowadza się mieszaninę piasku kwarcowego, żywicy i utwardzacza, następnie napełnione zimne dielektryczne rdzennice lub formy (2) przemieszcza się na transporterze (6) i umieszcza się w polu oddziaływania mikrofal, którymi to mikrofalami rdzenie lub formy (3) ogrzewa się objętościowo w czasieod 30 s do 900 s w temperaturze od 343 K do 433 Ki jednocześnie tymi mikrofalami inicjuje się i przyspiesza polimeryzację żywicy, po czym wyłącza się mikrofale, przemieszcza się na transporterze (6) dielektryczne rdzennice lub formy (2) i wyjmuje się rdzenie lub formy (3), przy czym dostarczona moc mikrofalowa o częstotliwości od 600 MHz do 4000 MHz wynosi od 0,2 Wdo 10 Wna 1cm³ objętości utwardzanego rdzenia lub formy (3).

2. Urządzenie do utwardzania rdzeni lub form odlewniczych wyposażone w rdzennicę lub formę odlewniczą umieszczoną na transporterze obudowanym komorą metalową połączoną z generatorem mikrofalowym, znamienne tym, że ma komorę metalową (1), którą stanowi mikrofalowy rezonator wielomodowy wyposażony w dławik mikrofalowy umieszczoną nad transporterem z napędem cyklicznym (6), na którym są umieszczone co najmniej dwie dielektryczne rdzennice lub formy odlewnicze (2), przy czym komora metalowa (1) jest połączona poprzez co najmniej jeden odcinek falowodu z co najmniej jednym generatorem mikrofalowym (4) i jest zamknięta na wejściu i wyjściu ruchomym tłumiącym ekranem mikrofalowym (5), przy czym co najmniej jeden generator mikrofalowy (4) jest sterowany czujnikiem temperatury (7) umieszczonym w komorze metalowej (1).

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że komora metalowa (1), którą stanowi mikrofalowa linia transmisyjna (1) jest połączona poprzez co najmniej jeden odcinek linii współosiowej z co najmniej jednym generatorem mikrofalowym (4).

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że komora metalowa (1) jest połączona bezpośrednio z co najmniej jednym generatorem mikrofalowym (4), przy czym antena promieniująca mikrofale (6) jest usytuowana wewnątrz komory metalowej (1).