SE457065B - Foerfarande foer packning av korniga material, i synnerhet gjuteriformmaterial, samt anordning foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

457 065 gärd gör det möjligt att utan användning av extra syre höja fortplantningshastigheten så att den erforderliga hâllfasthe- ten uppnås. ' Företrädesvis bringas den brännbara blandningen i en med avseende på sin hastighet variabel strömning med hjälp av en fläkt med variabel effekt som antingen är placerad i själva förbränningsrummet eller står i förbindelse med förbrännings- rummet. Dock är även en annan alstring av rörelsen möjlig exempelvis med hjälp av blandningsventiler eller liknande. Med hjälp av initialimpulsutlösarens rörelse kan likaledes ett ända- målsenligt förbränningslopp erhållas.

Fläktens variabla effekt gör det möjligt att via den brännbara blandningens föränderliga strömning uppnå en önskad hållfasthet hos formen allt efter de speciella omständigheter- na. Korrelationen mellan rörelseintensitet och formhållfasthet är därvid positiv. Lämpliga hastigheter för den brännbara bland- ningen ligger i omrâdet 20-50 m/sek. ' Bränslet införs företrädesvis i den under omgivningens tryck stående luften i brännkammaren. Vid användning av en stoikiometrisk mängd av exempelvis naturgas stiger därvid tryc- ket i förbränningskammaren med ca 0,1 bar. Vid ett dylikt lågt övertryck finns inga avsevärda tätningsproblem och därmed inga gasförluster eller säkerhetsproblem.

Man behöver dock inte rätta sig efterdet stoikiometriska förhållandet mellan luften och bränslet utan väsentligt är en- dast att den resulterande blandningen förblir brännbar.

Såsom bränsle kommer såväl fasta som även flytande och gasformiga material ifråga. Såsom särskilt lämpliga har föl- jande visat sig: naturgas, metan, propan, butan, acetylen, bensin, dieselolja. Även pyrofora stoft såsom kolpulver, såg- spån o.s.v. kan vara lämpliga.

En ytterligare fördel med förfarandet enligt uppfinning- en ligger i att det efter utlösningen av förbränningen erhåll- na maximitrycket i det slutna systemet ligger under 8 bar, vil- ket avsevärt förenklar konstruktionen av packningsanordningen och vilket i väsentlig utsträckning sänker belastningen på an- ordningen.

Vid alla explosionspackningsförfaranden blir baksidan på 457 065 den packade formen spröd och bräcklig och förbränningsvärmen torkar ut ett 5-10 mm tjockt sandskikt. En utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen gör det möjligt att eliminera denna nackdel. Denna består däri att ytan på det korniga ma- terial som skall packas före utlösandet av explosionen förses medettgasogenomsläppligt lock. Om locket endast anbringas punktvis med hjälp av en nedåt öppen behållare, vars sidoväggar skjuter in i sanden, så kan därigenom samtidigt formhållfast- heten vid formens ovansida styras lokalt.

En ytterligare möjlighet för att styra formens hållfašt- het vid dess ovansida ligger förutom den redan nämnda variabla effekten hos fläkten i förändringen av brännkammarens volym, även detta med positiv korrelation.

Förfarandet enligt uppfinningen kan inte endast användas vid gjuteriindustrin för framställning av gjutformar och kär- nor utan kan även användas inom byggnadsindustrin för packning av byggnadsmaterial.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hän- visning till utföringsexempel som avser formsandpackning men dessa utföringsexempel skall inte ses som begränsande. Upp- finningen beskrives i anslutning till bifogade ritningar på vilka fig. l visar en formanläggning med en första utförings- form av en anordning enligt uppfinningen, fig. 2 visar en andra utföringsform, fig. 3 visar en tredje utföringsform, fig. 4 visar en fjärde utföringsform, och fig. 5 visar en femte utföringsform.

Fig. l visar en formanläggning, varvid en modellplatta 5 med en modell 6 i tur och ordning kommer in i en fyllstation och en formningsstation.

Här upphöjs plattan 5 med hjälp av en hydraulisk lyft- kolv 7 och via en formram ll och en fyllram 12, vilka är rörli- ga med hjälp av rullar 13, mot en en doserad formsandmängd inne- hållande sandbehållare 17. Efter att sand hällts ned i form- och fyllramarna vrids resp. svängs behållaren 17 horisontellt och en kåpa 18 kommer på behâllarens 17 ställe. Kåpan 18 som i stort sett bildar brännkammaren 23 och som består av en övre 457 065 täckplatta 24 och en sidovägg 25, uppvisar en initialimpuls- utlösare, exempelvis en tändare 19, en av en elektromotor 22 driven fläkt 20 med styrring 20a och en inloppsöppning 21 för ett bränsle. Genom en ledning 27 inleds en tändbarheten garan- terande mängd bränsle i den med luft under atmosfärstryck fyll- da brännkammaren 23, varvid trycket stiger minimalt (vid natur- gas i stoikiometriskt förhållande stiger exempelvis trycket med ca 0,1 bar). Fläkten 20 blandar luften och bränslet till en explosiv blandning. För att kunna styra rörelsen hos den explosiva blandningen är fläkten 20 med fördel av en typ medh genom justering av bladen eller genom varvtalsändring variabel effekt. Tändaren 19 tänder, exempelvis med hjälp av en elektrisk gnistbildning, blandningen när fläkten 20 går och formsanden packas. Den maximala tryckstegringen ligger vid ca 8 bar.

Tryckfallet beror på bl.a. på temperaturen i väggen, vilken vid kontinuerlig drift (automatiska anläggningar) kan utrustas med kylkanaler 70 (se fig. 2). Vidare utströmmar den förbrända gasen exempelvis genom anordnade avluftningar och liknande eller mellan delarna 5, ll, 12 och 25. övertrycket sjunker till 0 vid sänkning av kolven 7. Behållaren 17 kommer tillbaka till fylläget ovanför fyllramen 12 och samtidigt kom- mer kåpan 18 till det med streckade linjer visade läget 28 i vilket en utsugningsanordning 29 bortleder avgaserna. På för- delaktigt sätt kan fläkten 20 hela tiden förbli i drift för att fylla tre funktioner: blandning av förbränningskomponenter- na, höjning av utbredningshastigheten för förbränningsfronten under förbränningen samt utdrivning av avgaserna.

Ju mindre förbränningskammaren är desto mindre bränsle resp. bränngas behövs och desto billigare kan anordningen till- verkas.

Fig. 2 visar en kåpa 18 som kan glida i en ram 33, som passar på fyllramen l2,och som kan fixeras i bestämda lägen med hjälp av exempelvis insticksbultar 34, vilka går igenom öpp- ningar 35 i ramen 33 och griper in i sidoväggen 25. Vid utsidan av väggen 25 är med fördel tätningar 36 anordnade. Detta utföran- de gör det möjligt att inställa det optimala förhållandet mellan förbränningsrummet och den ifyllda sandvolymen vid olika stora modeller. Inställningen av kåpan 18 kan även verkställas med hjälp 457 065 av andra organ, exempelvis av hydrauliskt eller pneumatiskt slag eller på elektriskt sätt med hjälp av en reglermotor.

Fig. 3 visar två olika förhållanden som dock går att förena med varandra. För det första visas det föredragna an- ordnandet av fläkten 20. Enligt detta ligger fläktens sugrör 51 i det närmaste centralt över sanden resp. modellplattan 5, så att strömningen, som följer tryckvâgen, löper mot sidoväggen och nedåt. Därigenom kan motståndet mot sand/vägg, åtminstone delvis, kompenseras i syfte att erhålla ännu mer likformiga _ hårdhetsvärden i skiljeplanet.

För det andra visas en andra möjlighet att påverka form- hâllfastheten över delningsplanet. För detta ändamål är en nedåt öppen behållare 54 löstagbart förbunden med kåpans 18 vägg 25 med hjälp av stänger 52. Efter fyllförloppet och då kåpan 18 med form- och fyllramarna ll, 12 trycks på varandra skjuter behållarens 54 upprättstående vägg 53 ner i sanden på ett sådant sätt att bottnen 55 vid den tillslutna sidan av be- hållaren 54 ligger ovanför sandpâfyllningshöjden 56. Det har överraskande nog visat sig att man därigenom sänker formhåll- fastheten i det mittersta området av delningsplanet och ökar formhållfastheten något i väggområdena.

Vid större form- och fyllramar ll, 12 kan även ett fler- tal fläktar 20 anordnas i brännkammaren, varvid även andra an- ordningar för alstrande av en rörelse hos blandningen användas och då exempelvis blandningsventiler eller apparater som alst- rar en vågrörelse i blandningen.

Det är även möjligt att i stället för en fläkt 20 anord- na en eller ett flertal sâsom tändare 19 utformade initialimpuls- utlösare på en roterande axel 80 (se fig. 2 högra sidan) i bränn- kammaren 23, varvid tändtiden och rotationshastigheten företrä- desvis är inställbara, varigenom ett ändamålsenligt förlöpande förbränni ngsförlopp erhålls .

Såsom en ytterligare variant är det möjligt att anordna ett flertal tändare 19 vid kåpan 18 vilka är fördelat anordnade runt kåpans omkrets och med avseende på dess höjd, och dessa tändare tänds samtidigt eller i en bestämd tidsföljd.

I fig. 4 visas en utföringsform vid vilken en brännkam- mare 23 är anordnad vid sidan av en formmaterialbehållare 57 457 065 varvid brännkammaren 23 via en öppning 58 är förbunden med en undre brännkammardel 23a. I brännkammarens 23 lock är en fläkt 20 insatt vilken drivs av en motor 22. I en sidovägg hos bränn- kammaren 23 befinner sig tillförselledningen 27 för ett bränsle och tändaren eller tändarna 19.

Den undre brännkammardelens 23a symmetriaxel sammanfaller med den för formmaterialbehållaren 57 vilken med utloppsöpp- ningen 59 är instickbart anordnad i brännkammardelens 23a pâ- fyllningsöppning 60. Såsom avslutning på påfyllningsöppningen 60 är en slid 61 anordnad vilken med hjälp av en tryckkolvsdriv- ning 62 är rörlig diagonalt mot påfyllningsöppningen 60. Fyll- ramen 12 och formramen ll är anordnade med samma symmetriaxel som formmaterialbehållaren 67 resp. brännkammardelen 23a och de är härvid sänkbara på rullar 13. På lyftkolvens 7 platta är såsom tidigare beskrivits modellplattan 5 med modellen 6 påsatt.

För fyllförloppet med formmaterial skjuts sliden 61 till öppningsläget och därmed frigörs påfyllningsöppningen 60. I anslutning härtill sker genom manövrering av lyftkolven 7 en upphöjning av fyllramen 12 till anliggning mot brännkammardelen 23a. Därefter öppnas formmaterialbehållarens 57 tillslutning och en doserad mängd formmaterial påfylles. Därefter tillslu- tes påfyllningsöppningen 60 med hjälp av sliden 61 och lyft- kolven 7 upphöjs för "pressning". Vid detta förlopp trycks brännkammardelen 23a mot en ram 63 och därmed förbinds sliden 61 i sitt läge tätande mot brännkammardelen 23a. Därefter kan det redan beskrivna packningsförloppet följa.

I fig. 5 visas en ytterligare utföringsform enligt vil- ken en formram ll, en fyllram 12 och en med dessa med hjälp av s.k. "Briden" 65 tätande förbunden modellplatta 5 med modell 6 är uppsatta på en bas 64. En kåpa 66 som övertäcker formra- men ll,fyllramen 12 och modellplattan 5 är via en tätning 67 anordnad på basen 64 och förbunden med denna med hjälp av 's.k. Briaen sa. I en dei av kåpans se vägg är dels fläkten zo med motor 22 insatt och dels bränsleledningen 27 och tändaren 19. För höjningen resp. sänkningen av kåpan 66 är en lyftring 69 anordnad.

Genom användande av en eller flera katalysatorer kan förbränningsförloppet accelereras vid bestämda bränslen vari- 457 065 genom samtidigt ett ändamålsenligt reproducerbart förbrännings- förlopp kan erhållas genom val av katalysatorerl Dessa katalysatorer kan bestå av ädelmetaller såsom platina, guld o.s.v. och kan vara anordnade i brännkammaren 23 eller kan såsom tillsatser införas i brännkammaren till- sammans med bränslet.

Claims (13)

457 065 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för packning av korniga material, i synnerhet gjuteriformmaterial, med hjälp av en exoterm reaktion i en blandning av luft och bränsle genom antändning av denna i en sluten kammare, k ä nrme t e c k n a t av att det i förbrän- ningskammaren införda bränslet tillsammans med den i denna kammare befintliga luften och den sålunda bildade bränsle- luftblandningen bringas i rörelse av en fläkt och antänds under denna rörelse.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att blandningens rörelse är en i sig sluten turbulent och/eller laminär strömning.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att den brännbara blandningen åtminstone delvis rör sig med en hastighet av åtminstone l m/s, företrädesvis åtminstone 20m/s.

4. Förfarande enligt något eller några av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a t av att före utlösningen av den exo- terma reaktionen är trycket i den slutna kammaren lika stort som trycket utanför kammaren eller uppvisar den slutna kamma- ren högst ett övertryck motsvarande det som erhålls genom in- förandet av den nödvändiga bränslemängden i den under omgiv- ningens tryck stående luften i den slutna kammaren.

5. Förfarande enligt något eller några av kraven l - 4, k ä n n e t e c k n a t av att ett fast bränsle används.

6. Förfarande enligt något eller några av kraven 1 - 4. k ä n n e t e c k n a t av att ett flytande bränsle används.

7. Förfarande enligt något eller några av kraven l - 4, k ä n n e t e c k n a t av att ett gasformigt bränsle, före- trädesvis ett mättat kolväte eller en blandning därav används. 4s7ilioesi' 9

8. Förfarande enligt något eller några av kraven 1 - 7, k ä n n e t e c k n a t av att det efter utlösningen av för- bränningen erhållna maximaltrycket i den slutna kammaren lig- ger under 8 bar.

9. Förfarande enligt något eller några av kraven 1 - 8, k ä n n e t e c k n a t av att den exoterma reaktionen pâ- skyndas med hjälp av katalytisk verkan.

10. Förfarande enligt något eller några av föregående krav för styrning av packningen respektive formhållfastheten hos korniga material, företrädesvis gjuteriformmaterial, k ä n - n e t e c k n a t av att man för uppnående av högre packnings- respektive formhållfasthetsvärden förflyttar den brännbara blandningen med ökad hastighet och/eller ökar volymen på brännkammaren.

11. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något eller några av kraven 1 - 10 med en platta (5) som mottager det korniga material som skall packas, företrädesvis en modellplatta, med en därpå anliggande form- (ll) och fyllram (12) och med en därmed i förbindelse stående kåpformig bränn- kammare (23) som har åtminstone en inloppsöppning (2lL k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en fläkt (20) för alstring av den brännbara blandningens rörelse är anordnad i brännkammaren (23) eller står i förbindelse med brännkammaren, och av åtminstone en initialimpulsutlösare (19) för tändning av den brännbara blandningen under dess rörelse.

12. Anordning enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a d av att fläkten eller fläktarna (20) har variabel effekt.

13. Anordning enligt krav ll eller 12, k ä n n e t e c k - n a d av att brännkammarens (23) volym är variabel.