Устройство для охлаждения отливок

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ОТЛИВОК(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич Харьков Сергей Александрович (ВУ)(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси (ВУ)(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси (ВУ)Устройство для охлаждения отливок, включающее бак с размещенным в нем кольцевь 1 м коллектором с отверстиями диаметром 430 мм и с Шагом по вь 1 соте и образующей 24 диаметра отверстия, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости, отличающееся тем, что коллектор выполнен равномерно расширяющимся кверху конусом,а отверстия удалены от нижней поверхности охлаждаемой заготовки на расстояние 850 мм, а от верхней Поверхности охлаждаемой заготовки - на 30100 мм.Полезная МОДСЛЬ ОТНОСИТСЯ К ЛИТСЙНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ И Предназначена ДЛЯ охлаждеНИЯ заготовок ИЗ ЧСрНЫХ И ЦВСТНЫХ металлов В ЖИДКОЙ охлаждающей СрСДС.ИЗВССТНО УСТРОЙСТВО ДЛЯ охлаждения ИЗДСЛИЙ, содержащее бак С РЗЗМСЩСННЫМИ В НСМ КОЛЬЦСВЫМИ коллекторами С соплами, патрубками ДЛЯ ПОДВОДа И отвода охлаждающейжидкости 1. Охлаждение заготовки происходит вследствие вращательного движения жидкости вокруг заготовки. Главными недостатками данного устройства являются сложность конструкции и относительно небольшая интенсивность потока охладителя вблизи стенки изделия, поскольку энергия струи в основном расходуется на вращение большой массы охладителя.Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для охлаждения изделий по 2. Данное устройство состоит из бака с размещенным в нем кольцевь 1 м коллектором с соплами в виде отверстий, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости, по всей внутренней поверхности коллектора расположены сопла,равноудаленные на расстояние 88 О мм от охлаждаемой заготовки диаметром 43 О мм с шагом по высоте и образующей 24 диаметра сопел. Охлаждение заготовки осуществляется за счет затопленных струй, ударяющих перпендикулярно о наружную охлаждаемую поверхность отливки. Основным недостатком данного устройства является одинаковая интенсивность охлаждения заготовки по ее высоте. Так, при таком охлаждении отливок с жидкой и жидкотвердой средней Частью в них будет образовываться газоусадочная пористость, что приведет к снижению качества получаемых отливок.Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является устранение газоусадочной пористости в охлаждаемой отливке.Технический результат заключается в повышении качества получаемой отливки.Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом устройстве для охлаждения отливок, включающем бак с размещенным в нем кольцевым коллектором, в котором вь 1 полнены отверстия диаметром 43 О мм с шагом по высоте и образующей 24 диаметра отверстия, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости, кольцевой коллектор выполнен в виде равномерно расширяющегося кверху конуса, а отверстия удалены от нижней поверхности охлаждаемой заготовки на расстояние 85 О мм, а от верхней поверхности охлаждаемой заготовки - на 3 О 1 ОО мм.Расположение отверстий на расстоянии менее 8 мм от нижней части заготовки связано с техническими трудностями ее центровки относительно коллектора. При расположении отверстий на расстоянии более 50 мм от нижней части заготовки существенно снижается интенсивность охлаждения нижней ее части, что приводит к ухудшению качества получаемой отливки. Расположение отверстий на расстоянии менее 30 мм от верхней части охлаждаемой заготовки увеличивает интенсивность ее охлаждения, что служит препятствием к устранению газоусадочной пористости. При расположении отверстий на расстоянии более 100 мм от верхней ее части существенно ухудшится охлаждение верхней части отливки, что приведет к снижению качества получаемой заготовки.На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства для охлаждения отливок. Данное устройство состоит из бака 1 с отводящим 2 и сливным 3 патрубками. Внутри бака располагается опорный стол 4, к которому крепится кольцевой коллектор 5, выполненный равномерно расширяющимся кверху конусом, с подводящим патрубком 6 при помощи нижнего фланца 7. На внутренней поверхности коллектора равномерно по всей поверхности располагаются отверстия 8. Погружение заготовки 9 осуществляется с помощью захватного приспособления 10, на котором крепится крышка 11.Устройство работает следующим образом. Охладитель из патрубка 6 тангенциально поступает в кольцевой коллектор 5, выполненный равномерно расширяющимся кверху конусом, и из него в виде затопленных струй через отверстия 8 ударяет о наружную поверхность охлаждаемой заготовки 9. При этом повышается турбулентность потока охладителя вблизи стенки отливки, уменьшая толщину пограничного слоя, через который осуществляется передача тепла от заготовки к основному потоку охладителя. В результате конусообразной формы коллектора струи охладителя ударяют о наружную стенку отливки с различной скоростью, уменьшающейся к ее верхней части. Это способствует направ ВУ 340411 200741248ленному затвердеванию охлаждаемой заготовки И устранению газоусадочной раковины в прибыльную ее Часть, что приводит К повышению качества получаемых отливок.Пример конкретной реализации устройства.Было изготовлено устройство для охлаждения отливок диаметром 50 мм с размещенным в нем кольцевым коллектором, выполненным равномерно расширяющимся кверху конусом, с отверстиями диаметром 4 мм и с Шагом по высоте и образующей 3 диаметра отверстия. Отверстия удалены от нижней поверхности заготовки на расстояние 8 мм, а от верхней охлаждаемой поверхности - на 30 мм. В результате были получены заготовки с высокодисперсной структурой без газоусадочной пористости.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.