Устройство для получения полых отливок

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ОТЛИВОК(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для получения полых отливок, включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, выполненными диаметром 2-20 мм и шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстия, патрубки для подвода и отвода охладителя, отличающееся тем, что изложница соединена с нижним основанием, на которое соосно изложнице установлен вверх дном наружный конический стакан, внутри которого расположен внутренний стакан, отстоящий от наружного на расстоянии 2-50 мм,а на боковой поверхности внутреннего стакана выполнены отверстия диаметром 1-20 мм с шагом по высоте и периметру 2-6 диаметра отверстия, в нижнем основании выполнены отверстия для выхода охладителя в коллектор, соединенный с нижним подводящим и отводящими патрубками. 45502008.08.30 Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для литья полых отливок из черных и цветных металлов и сплавов. Известно устройство для полунепрерывного литья труб, включающее наружный и внутренние кристаллизаторы 1. Недостатками данной конструкции являются относительно низкая производительность процесса литья и невозможность получения заготовок малой длины и заданных размеров. Наиболее близким по технической сущности является устройство для изготовления слитков, включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, выполнимыми диаметром 2-20 мм и шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстия, патрубки для подвода и отвода охладителя 2. Данное устройство обеспечивает высокую скорость затвердевания отливки. Главным недостатком этой конструкции является невозможность получения полых отливок. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является получение полых отливок с высокой скоростью затвердевания. Технический результат заключается в повышении производительности процесса литья. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом устройстве для литья полых отливок, включающем корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, выполненными диаметром 2-20 мм и шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстия, патрубки для подвода и отвода охладителя, изложница соединена с нижним основанием, на которое соосно изложнице установлен вверх дном наружный конический стакан, внутри которого расположен внутренний стакан, отстоящий от наружного на расстоянии 2-50 мм, а на боковой поверхности внутреннего стакана выполнены отверстия диаметром 1-20 мм с шагом по высоте и периметру 2-6 диаметра отверстия, в нижнем основании выполнены отверстия для выхода охладителя в коллектор, соединенный с нижним подводящим и отводящими патрубками. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства для получения полых отливок. Оно состоит из корпуса 1 с подводящим патрубком 2, нижнего основания 3 с отверстиями 4, изложницы 5, верхнего основания 6, прибыльной надставки 7, цилиндра 8 с отверстиями 9, наружного стакана 10, внутреннего стакана 11 с отверстиями 12, коллектора 13, нижнего подводящего 14 и отводящих патрубков 15. Установить внутренний стакан соосно наружному на расстоянии менее 2 мм от него технически очень трудно. При установке внутреннего стакана на расстоянии более 50 мм от наружного стакана эффективность ударно-струйного действия охладителя будет снижаться из-за тормозящего действия потока охладителя в кольцевом канале между внутренним и наружным стаканами. Отверстия диаметром менее 1 мм в боковой поверхности внутреннего стакана выполнить технически очень трудно. При диаметре этих отверстий более 20 мм эффективность ударного действия затопленных струй охладителя существенно снижается. Изготовление отверстий с шагом по высоте и периметру мене 2-х диаметров отверстий уменьшает давление охладителя во внутреннем стакане, что приводит к снижению эффективности охлаждения отливки 16. Если отверстия в боковой поверхности внутреннего стакана выполнены по высоте и периметру с шагом более 6 диаметров отверстия, то это существенно снижает охлаждающую способность наружного стакана вследствие появления на его внутренней поверхности большого количества зон вне действия ударно-струйного эффекта охлаждения охладителем. Работа устройства для получения полых отливок осуществляется следующимобразом. Расплавом заполняют изложницу и прибыльную надставку до заданного уровня ниже высоты наружного стакана. Охладитель из верхнего подводящего патрубка тангенциально поступает в полость между корпусом и цилиндром, далее охладитель через отверстия в цилиндре в виде затопленных струй ударяется в поверхность изложницы. Это уменьшает 2 45502008.08.30 толщину теплового пограничного слоя вблизи поверхности охлаждения и увеличивает эффективность охлаждения изложницы. Охладитель из нижнего подводящего патрубка во внутренний стакан и далее равномерно продавливается в виде затопленных струй через отверстия в боковой стенке стакана. При этом повышается его охлаждающая способность. Все это приводит к увеличению скорости затвердевания полой отливки и повышению производительности процесса литья. Пример. Изготовлено устройство для производства полых отливок с наружным и внутренним диаметрами 106 мм и 78 мм. В цилиндре были выполнены отверстия диаметром 5 мм с шагом по высоте и образующей 2,5 диаметра отверстия. Цилиндр был расположен на расстоянии 20 мм от стальной изложницы толщиной 8 мм. Внутренний стакан отстоял от наружного на расстоянии 10 мм. На боковой поверхности внутреннего стакана были выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом по высоте и периметру 3 диаметра отверстия. По сравнению с аналогичным устройством, где используется обычный водоохлаждаемый стержень, данное устройство со струйным охлаждением стержня позволило повысить производительность процесса литья полых отливок из сплава АК 9 в среднем в 1,4 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3