PL67104Y1 - Płyta chłodząca - Google Patents

Description

2 PL 67 104 Υ1

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest płyta chłodząca przyspieszająca proces krzepnięcia oraz chłodzenia odlewów.

Wykonywanie odlewów w formach odlewniczych polega na wprowadzeniu do formy odlewniczej płynnego metalu, gdzie metal ten krzepnie oddając ciepło do formy. Podczas tego krzepnięcia przebiegają w formie złożone procesy chemiczne i fizyczne. Rozłożony przestrzennie i czasowo proces krzepnięcia materiału odlewanego wpływa decydująco na tworzącą się strukturę otrzymanego odlewu i jego właściwości mechaniczne. W znanym stanie techniki do materiałów przyspieszających odprowadzanie ciepła z odlewu należą ochładzalniki rozmieszczone w formie piaskowej. Stosowane ochładzalniki są wykonane zazwyczaj z materiałów o znacznej akumulacji ciepła, najczęściej z żeliwa lub z tego samego materiału co odlew. Ochładzalniki są rozmieszczane w formie na zewnątrz odlewu i w jego wnętrzu. Ochładzalniki zewnętrzne umieszczane są w formach tak, aby przylegając do powierzchni odlewu nie stapiały się z odlewem. Ochładzalniki wewnętrzne umieszcza się bezpośrednio we wnęce formy. Stanowią one po zalaniu formy ciekłym metalem wewnętrzną część odlewu. Wielkość każdego ochładzalnika dobierana jest z uwzględnieniem grubości odlewu i wielkości węzłów cieplnych. Jednakże zakres stosowania ochładzalników sprowadza się do ograniczenia węzłów cieplnych i dość często do rozdzielenia stref zasilania odlewu. Z polskiego opisu patentowego nr 186378 o tytule „Sposób odlewania odlewów metalowych" do odprowadzenia ciepła z odlewu znana jest chłodnica denna stanowiąca niezależny układ rurowy do lokalnego lub dennego odprowadzania ciepła z odlewu. Odbieranie ciepła lokalnego lub dennego z odlewu następuje w wyniku przepływu przez układ rurowy sprężonego powietrza. Niezależne lokalne układy rurowe oraz denny układ rurowy stanowią układ chłodzenia odlewu realizowany w kilku wyznaczonych strefach przestrzennych formy i jest regulowany w każdej strefie niezależnie od siebie.

Wadą znanych ze stanu techniki urządzeń i materiałów przyspieszających odprowadzanie ciepła z odlewu jest zbyt wolny przebieg procesu chłodzenia materiału odlewanego. Przy stosowaniu znanego ze stanu techniki układu chłodzenia poprzez niezależne lokalne układy rurowe jest niezadowalająca prędkość procesu chłodzenia oraz skomplikowana konstrukcja montażu lokalnych układów rurowych. Te znane ze stanu techniki urządzenia i materiały nie niwelują występujących w trakcie krzepnięcia i następnie w trakcie chłodzenia naprężenia własnego wewnątrz odlewu. Płyta chłodząca materiał odlewany w formach odlewniczych według wzoru użytkowego posiada odpowiednio dobraną konstrukcję oraz prostokątny kształt podstawy. Płyta chłodząca wykonana jest z materiału łatwo pochłaniającego energię cieplną, takiego jak między innymi stal lub inny stop. Korzystnie płyta chłodząca stanowi dolną część formy lub stanowi podstawę pod formy przed ich zalaniem płynnym metalem. Na zamontowaną płytę chłodzącą, w zależności od wielkości jej powierzchni umieszcza się formę lub formy odlewnicze. Odpowiednia konstrukcja płyty chłodzącej jest dobierana do kształtu odlewu, dla którego jest przeznaczona forma piaskowa odlewnicza. Wnętrze metalowego korpusu płyty chłodzącej posiada wydrążone kanały, których kształt jest uzależniony od rodzaju chłodzonego odlewu, od założonej prędkości chłodzenia odlewu i od usytuowania w odlewie węzłów cieplnych. Kanały te stanowią spiralę i/lub wężownicę. Korzystnie płyta chłodząca posiada dwa rodzaje niezależnych od siebie kanałów o odpowiednio dobranym kształcie przebiegu wewnątrz korpusu. Przez jeden z tych kanałów przepływa medium chłodzące zarówno korpus płyty jak i zewnętrzne ściany odlewu, natomiast przez kanał drugi przepływa medium chłodzące o niższej temperaturze dla chłodzenia metalowego korpusu płyty chłodzącej. Celem przyspieszenia chłodzenia odlewu wewnętrzne kanały posiadają odpowiednio dobrane otwory przelotowe dla medium chłodzącego, do których są montowane dysze o różnej konstrukcji. Otwory te są umiejscowione od strony styku płyty chłodzącej z warstwą masy formierskiej oddzielającej płytę chłodzącą od zewnętrznych ścian odlewu. Otwory przelotowe dla montażu dysz w zależności od potrzeb są zaślepiane lub otwierane zwłaszcza w miejscach występowania węzłów cieplnych odlewu. Otwarcie otworu powoduje wydmuch chłodnego sprężonego powietrza lub innego medium gazowego w kierunku warstwy oddzielającej powodując jej dodatkowe schłodzenie. Instalowane w otworach dysze posiadają końcówki umożliwiające skierowanie wydmuchiwanego medium pionowo w górę i/lub w kierunku prostopadłym do dyszy i/lub są ustawiane pod żądanym kątem w stosunku do ścian odlewu. Zabudowane w otworach płyty chłodzącej dysze posiadają różną wysokość uzależnioną od wysokości samego odlewu jak i od posadowienia formy odlewniczej na płycie chłodzącej. Korzystnie w warstwie masy formierskiej oddzielającej płytę

Claims (1)

1. 3 PL 67 104 Υ1 chłodzącą od ścian odlewu są zabudowane kanały dla umieszczenia w nich dysz wydmuchujących, zainstalowanych w otworach przelotowych płyty chłodzącej. Aby zapewnić odpowiednią wielkość pochłaniania energii cieplnej przez płytę chłodzącą i przyspieszyć przebieg procesu chłodzenia, jako medium przepływające wewnątrz kanałów elementu chłodzącego jest stosowany przepływ gazu korzystnie powietrza o dobranym do danego odlewu ciśnieniu i temperaturze w stosunku do wielkości odlewu i/lub w stosunku do ilości węzłów cieplnych w odlewie. Korzystnie dla potrzeb niniejszego wynalazku jako medium przepływające przez kanały płyty chłodzącej stosuje się skroplone gazy, korzystnie skroplony azot lub inne płyny mające wysoką zdolność akumulacji ciepła. Dla każdego kształtu odlewu jest zakładana prędkość, ciśnienie i temperatura przepływu medium chłodzącego jak i prędkość, ciśnienie i temperatura medium opuszczającego dysze zamontowane w otworach elementu chłodzącego. Zaletą płyty chłodzącej według wzoru użytkowego jest przyspieszenie procesu krzepnięcia i chłodzenia odlewu w formach piaskowych szczególnie w miejscach występowania węzłów cieplnych. Otrzymane odlewy posiadają wysoką jakość, praktycznie nie występują w tych odlewach wady odlewnicze. W formach piaskowych uzyskuje się równomierne i kontrolowane chłodzenie odlewu, podniesienie właściwości mechanicznych tworzywa odlewu, zlikwidowanie lub znaczne ograniczenie obróbki cieplnej odlewu. Odlewy chłodzone poprzez płytę chłodzącą według wzoru użytkowego po wybiciu z formy są bez wad skurczowych. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został pokazany na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia płytę chłodzącą w widoku z góry oraz jej przekrój z dyszami o różnej wysokości i o różnym kierunku strumienia medium chłodzącego. Płyta chłodząca 7 posiada płaski kształt o podstawie prostokąta, w którego korpusie wydrążony jest kanał 12 o kształcie podwójnej wężownicy dla przepływu medium chłodzącego. Pomiędzy kanałem 12 posadowiony jest kanał 13 dla przepływu medium chłodzącego o niższej temperaturze. Kanał 12 posiada wzdłuż swojego przebiegu otwory przelotowe, w których zamontowane są dysze szczelinowe 11 i/lub dysze proste 8 i/lub dysze z regulowanym kierunkiem wypływu 9 i/lub dysze wielopunktowe 10. Zastrzeżenia ochronne 1. Płyta chłodząca materiał odlewany w formach odlewniczych posiadająca płaski kształt, wewnątrz której posadowione są elementy rurowe o kształcie wężownicy, przez które przepływa powietrze, znamienna tym, że płaski kształt płyty posiada prostokątną podstawę, przy czym płyta chłodząca (7) posiada korpus, wewnątrz którego wydrążony jest kanał (12) o kształcie spirali i/lub wężownicy, przy czym pomiędzy kanałem (12) posadowiony jest kanał (13), natomiast kanał (12) posiada wzdłuż swojego przebiegu na powierzchni styku płyty chłodzącej (7) z warstwą oddzielającą (3) otwory przelotowe, w których zamontowane są dysze o różnej konstrukcji. 2. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że do otworów przelotowych w kanałach (12) płyty chłodzącej (7) zamontowane są dysze szczelinowe (11) i/lub dysze proste (8) i/lub dysze z regulowanym kierunkiem wypływu (9) i/lub dysze wielopunktowe (10).