Спосіб для підтримування вологості оброблюваного формувального матеріалу при виготовленні форм або стрижнів

Реферат: Для виготовлення форм або стрижнів для ливарного виробництва із суміші (М), що складається із формувального матеріалу або піску та принаймні однієї зв'язки, суміш (М) перемішують за допомогою змішувача (20) і за допомогою завантажувального пристрою (30) спрямовують принаймні до одного накопичувача (40) для піску у пристрої (50) для виготовлення стрижнів або форм, причому вільну від суміші зону (21) змішувача (20) принаймні час від часу, і/або вільну від суміші зону (31) завантажувального пристрою (30), і/або вільну від суміші зону (31) завантажувального пристрою (30), яка знаходиться між змішувачем (20) та пристроєм (50) для виготовлення стрижнів або форм, і/або вільну від суміші зону (41) накопичувача (40) для піску, що знаходиться за завантажувальним пристроєм (30) і перед пристроєм (50) для виготовлення стрижнів або форм зволожують або підтримують у вологому стані, причому рідину (71), що служить для зволоження, перетворюють у леткий аерозоль за допомогою принаймні одного ультразвукового розпилювача (60) і спрямовують до змішувача (20), і/або до завантажувального пристрою (30), і/або до накопичувача (40) для піску по трубах (81, 82, 83). UA 109784 C2 (12) UA 109784 C2 UA 109784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується способу виготовлення форм або стрижнів, зокрема в ливарному виробництві, причому формувальний матеріал або пісок та щонайменше одну зв'язуючу речовину, що є принаймні переважно неорганічною, водорозчинною і/або гігроскопічною, змішують за допомогою змішувача, і цю суміш за допомогою завантажувального пристрою спрямовують до принаймні одного накопичувача для піску у пристрої для виготовлення стрижнів або форм. Крім того, винахід стосується пристрою для виготовлення форм або стрижнів, зокрема в ливарному виробництві, який має змішувач для змішування формувального матеріалу або піску зі зв'язуючою речовиною, що є принаймні переважно неорганічною, водорозчинною і/або гігроскопічною, та завантажувальний пристрій для спрямування суміші до накопичувача для піску у пристрої для виготовлення стрижнів або форм. Подібний спосіб і подібний пристрій відомі на практиці і добре себе зарекомендували. Однак може статися, що під час процесу змішування та після нього із зв'язуючої речовини виходить волога, що попередньо містилася у ній, внаслідок чого суміш місцями стає сухою і покривається кіркою, що, по-перше, ускладнює подальше переміщення та спрямування суміші у пристрій для виготовлення стрижнів або форм, по-друге, може забруднювати змішувач та наступний завантажувальний пристрій і накопичувач для піску. Також і сам пристрій для виготовлення стрижнів або форм може засмічуватися грудками суміші. Наслідком можуть бути брак, зупинка процесу та високі витрати на очищення всієї установки - від змішувача до пристрою для виготовлення форм. Досі ці проблеми усувалися за допомогою коротких інтервалів між очищеннями, шляхом охолодження суміші або при потребі шляхом підвищення частки зв'язуючої речовини, тобто шляхом додаткових витрат. Тому існує задача створення способу та пристрою вищеозначеного типу, при якому значною мірою були б усунуті передчасне сушіння суміші та покривання її кіркою і обумовлене цим наступне забруднення змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску. Для рішення цієї задачі означений на початку спосіб передбачає, що вільну від суміші зону змішувача принаймні час від часу, і/або вільну від суміші зону між змішувачем та пристроєм для виготовлення стрижнів та форм, і/або вільну від суміші зону накопичувача для піску, що знаходиться позаду завантажувального пристрою і перед V пристроєм для виготовлення стрижнів та форм, зволожують або підтримують у вологому стані. Внаслідок зволоження в названих зонах виникає висока вологість повітря, яка може запобігати випаровуванню або виходу вологи із суміші або зменшувати її. Таким чином суміш не може твердіти або висушуватися або утворювати кірку ні повністю, ні частково. Отже, забруднення змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску, а також пристрою для виготовлення стрижнів або форм зменшуються і/або необхідні інтервали між очищеннями збільшуються. Ця обставина може особливо позитивно впливати на продуктивність пристрою для виготовлення стрижнів та форм, до того ж збільшуючи інтервали між очищеннями та зменшуючи витрати на очищення. Особливо корисним при цьому є, якщо вільну від суміші зону змішувача зволожують або підтримують в ній вологу принаймні під час процесу змішування хоча б час від часу. Перш за все внаслідок процесу змішування волога може виходити із суміші у вільну від неї зону. Шляхом зволоження вільної від суміші зони можна простим чином протидіяти тому, щоб волога залишала суміш, підсушуючи її, осідала на деталях змішувача, забруднюючи його. Крім того, може бути корисним, коли випаровування або вихід вологи із суміші зменшують або усувають шляхом того, що над сумішшю підтримують високому рівні вологість повітря завдяки подачі вологи, зокрема приблизно від 70 % до 100 %, переважно від 80 % до 100 %. Такі значення вологості повітря зводять до мінімуму перепади вологості між сумішшю та оточуючим повітрям, внаслідок чого віддача вологи із суміші в повітря шляхом випаровування і обумовленого ним затвердіння суміші значною мірою виключається. При цьому можливо, щоб рідина, яка служить для зволоження, або вода, яка служить для зволоження, за допомогою ультразвуку розпилювалася до стану леткого аерозолю і спрямовувалася до змішувача і/або до завантажувального пристрою і/або до накопичувача для піску. Леткий аерозоль містить при цьому настільки малі частки вологи, що їх можна безпосередньо розпилювати, підвищуючи вологість повітря, не піддаючи попередньому конденсуванню, коли отриманий конденсат осідав би у змішувачі і/або в завантажувальному пристрої і/або в накопичувачі для піску. Розмір часточок рідини, утворених ультразвуком, може знаходитися в межах від 0, 01мм і нижче. Одночасно забезпечується достатньо висока вологість повітря, яка може перешкоджати висушуванню суміші піску зі зв'язуючою речовиною. 1 UA 109784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як сам процес змішування, так і подача та створення запасу суміші піску зі зв'язуючою речовиною можуть здійснюватися надійно. Аерозоль в сенсі кількості леткого аерозолю та розміру об'ємного потоку, що містить цей аерозоль, може бути регульованим шляхом зміни серії імпульсів, які надходять від ультразвукового випромінювача (випромінювачів) і/або шляхом зміни напруги ультразвукового випромінювача (випромінювачів). Таким чином можна узгодити кількість леткого аерозолю, якою зволожують змішувач і/або накопичувач для піску, з існуючими умовами, такими як вологість атмосфери, розмір зволожуваного об'єму та температура оточення. Особливо доцільна форма виконання способу згідно з винаходом може полягати в тому, що утворюється леткий аерозоль, який по одному або кільком трубопроводам надсилають до змішувача і/або до завантажувального пристрою і/або до накопичувача для піску. Таким чином утворення аерозолю відбувається поза межами змішувача, завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску. Отже, для виготовлення аерозолю у змішувачі, завантажувальному пристрої і/або накопичувачі для піску не потрібен додатковий простір у конструкції. Тим не менше можна створити достатньо високу вологість повітря, завдяки чому є змога уникнути висушування суміші піску зі зв'язуючою речовиною, не подаючи однак надто багато рідини, внаслідок чого зв'язуюча речовина могла б бути вимитою або розчиненою. Для рішення цієї задачі означений на початку пристрій відрізняється тим, що біля змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску передбачено зволожуючий пристрій, що впливає на їх внутрішній простір або має вихід у їх внутрішній простір. За допомогою зволожуючого пристрою можна забезпечити і підтримувати бажану вологість повітря особливо простим чином, так що можна зменшити ризик висушування внаслідок втрати вологості суміші у змішувачі і/або в завантажувальному пристрої і/або в накопичувачі для піску. Це може сприятливим чином зменшити забруднення змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску, а також і наступного пристрою для виготовлення стрижнів або форм. При цьому можна, щоб зволожуючий пристрій мав принаймні один ультразвуковий розпилювач для води або рідини, що містить воду. Отже, винахід використовує той факт, що розпилена за допомогою ультразвукового розпилювача вода або рідина, що її містить, може розпилюватися таким чином, що окремі крапельки можуть бути менші за 20 тисячних міліметра або навіть менше, як 10 тисячних міліметра, внаслідок чого вони переходять у вологість повітря і не осідають або майже не осідають на частинах змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску у вигляді плівки вологи. При цьому особливо корисно, щоб ультразвуковий розпилювач (розпилювачі) та приналежний резервуар для рідини були розміщені окремо від змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску і були з'єднані зі зволожуваною зоною (зонами) принаймні однією трубою або шлангом. Досліди показали, що утворений ультразвуковим розпилювачем із води або рідини, що містить воду, леткий аерозоль може бути без проблем транспортований на кілька метрів подібним трубопроводом, аби створити в бажаному місці достатньо вологе повітря, яке перешкоджає висушуванню суміші із піску та формувального матеріалу і зв'язуючої речовини зокрема у самому змішувачі, у завантажувальному пристрої і/або в накопичувачі для піску, не зволожуючи надмірно цю суміш. Резервуар для рідини з ультразвуковим випромінювачем (випромінювачами) може бути доцільним чином розташований біля установки для виготовлення форм або стрижнів у відносній близькості до неї, там, де є достатньо місця. При цьому особливо доцільно, щоб змішувач, завантажувальний пристрій та накопичувач для піску були (кожен з них) з'єднані зі зволожуючим пристроєм трубою або шлангом. За умови наявності труб чи шлангів для окремих зон пристрою можна вводити вологе повітря індивідуально для окремих стадій процесу у змішувач, завантажувальний пристрій і/або накопичувач для піску. Так з достатньою мірою надійності можна запобігати втратам вологи у одній зі згаданих зон, висушуванню та забрудненню. Інша форма виконання пристрою може передбачати, що кількість ультразвукових розпилювачів принаймні дорівнює кількості труб чи шлангів, і для кожної труби чи шлангу передбачено принаймні один ультразвуковий розпилювач. При наявності принаймні одного ультразвукового розпилювача на кожну трубу можливо, щоб навіть при різних показниках вологості у зволожуваних ділянках розпилювалася достатня кількість рідини, яка б досягала потрібних зон, аби запобігти висушуванню суміші та появи на ній кірки. Крім того, може бути доцільним, щоб задля введення вологості або аерозолю від ультразвукового розпилювача (розпилювачів) до змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску у резервуарі для рідини, зокрема над поверхнею рідини було 2 UA 109784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 встановлено вентилятор або елемент під'єднання стисненого газу. Хоча аерозоль міг би, особливо за умови відносно коротких труб, надходити до змішувача і/або завантажувального пристрою і/або накопичувача для піску завдяки своєму власному тиску, вентилятор або елемент під'єднання стисненого газу може покращити цей потік або дозволити більшу відстань від ультразвукового розпилювача до зон пристрою, забезпечуваних вологим повітрям. Крім того, вентилятор і/або елемент під'єднання стисненого газу може сприяти подоланню перепадів висоти між ультразвуковим розпилювачем і вказаними зонами пристрою для набивки стрижнів. Передусім аерозоль може бути спрямований також і вгору, так що ультразвуковий розпилювач з резервуаром для рідини може бути розміщений нижче, там, де зазвичай є достатньо місця. Крім того, при такому розміщенні вигідно, що конденсат, який може появлятися на внутрішніх стінках труби або шлангу, по котрим транспортується аерозоль, може стікати вниз, повертаючись до резервуару з рідиною. Інший варіант форми виконання винаходу може передбачати, що завантажувальний пристрій щонайменше є одним рухомим транспортувальним чаном. За його допомогою можна переміщувати суміш із піску та зв'язуючої речовини від змішувача до накопичувача для піску у пристрої для виготовлення стрижнів або форм також і на дальші відстані. Нижче більш детально описано приклад виконання винаходу з використанням креслення. Єдина фігура схематично показує - поздовжній розріз змішувача, завантажувального пристрою та накопичувача для піску з відповідним пристроєм для виготовлення стрижнів та форм, а також зволожуючий пристрій з двома ультразвуковими розпилювачами та резервуаром для рідини та трьома завантажувальними трубами, одна із яких веде до змішувача, друга веде до завантажувального пристрою, а третя до накопичувача для піску. Пристрій для виготовлення форм або стрижнів, позначений в цілому цифрою 1, у прикладі виконання виготовлення стрижнів для ливарного виробництва має змішувач 20 з лопаткою 22 для створення суміші М шляхом змішування піску чи формувального матеріалу зі зв'язуючою речовиною, а також завантажувальний пристрій 30 для подальшого спрямування суміші М до накопичувача для піску 40 з замикаючим пристроєм 42, а також пристрій для виготовлення стрижнів або форм 50. Для зволоження повітря у пристрої 1 служить зволожуючий пристрій 2 з двома ультразвуковими розпилювачами 60 для води чи для рідини 71, що містить воду, та з резервуаром 70 для рідини. За допомогою цього ультразвукового розпилювача 60 рідину 71 можна розпилювати, отримуючи тонкий аерозоль. Цей аерозоль всередині резервуару 70 показано на фігурі двома грибоподібними хмаринками 61. Не зображена форма виконання пристрою може також передбачати три ультразвукові розпилювачі 60, один з яких під'єднано до однієї із труб 81, 82 та 83, внаслідок чого для подачі рідини у зволожувані зони по кожній із труб 81, 82 та 83 служить принаймні один ультразвуковий розпилювач. Отже, кількість вологи для окремих зон може бути визначена і доставлена індивідуально. На фігурі також видно, що зволожуючий пристрій 2 з ультразвуковими розпилювачами 60 та резервуаром 70 для рідини розміщено в просторі окремо від змішувача 20, завантажувального пристрою 30 та накопичувача 40 для піску, однак вони з'єднані зі зволожуваними ділянками за допомогою труб 81, 82 та 83, які безпосередньо від резервуара 70 ведуть до вказаних зон пристрою 1 і там забезпечують вологим повітрям вільні від суміші зони 21, 31 та 41. У прикладі виконання не лише змішувач 20, а й завантажувальний пристрій 30 та накопичувач 40 для піску принаймні час від часу мають вільні від суміші зони 31 та 41. Крім того, у вільній від рідини зоні резервуару 70 розміщено вентилятор 90 та елемент під'єднання 10 стисненого газ. Як вентилятор 90, так і елемент під'єднання 10 стисненого газу або, у кращому випадку, обидва служать для подачі та транспортування аерозолю, виготовленого ультразвуковими розпилювачами 60, по трубам 81, 82 та 83 до змішувача 20, завантажувального пристрою 30 та накопичувача 40 для піску. По трубам 81, 82 та 83 надходить достатньо вологого повітря у простір поверх суміші М у змішувач 20, завантажувальний пристрій 30 та накопичувач 40 для піску, завдяки чому суміш М в жодній із трьох зон пристрою 1 не твердіє і не утворює кірки, що запобігає забрудненню пристрою 1, таким чином покращуючи безперервну роботу пристрою 1 і підвищуючи якість виготовлених піщаних стрижнів. Інший, не зображений більш детально варіант форми виконання винаходу може передбачати, що завантажувальний пристрій 30 щонайменше є одним рухомим транспортувальним чаном, який, наприклад, за допомогою рейкової колії або крану може 3 UA 109784 C2 5 10 рухатися між змішувачем 20 та накопичувачем 40 для піску. Це може бути особливо доцільно для подолання більших відстаней між змішувачем 20 та накопичувачем 40 для піску. Для виготовлення форм або стрижнів для ливарного виробництва із суміші М з формувального матеріалу або піску і принаймні однієї зв'язуючої речовини за допомогою змішувача 20 утворюють суміш М, і за допомогою завантажувального пристрою 30 спрямовують принаймні до одного накопичувача 40 для піску в пристрої 50 для виготовлення стрижнів або форм, причому вільна від суміші зона 21 змішувача 20 принаймні час від часу, і/або завантажувальний пристрій 30, що знаходиться між змішувачем 20 та пристроєм 50 для виготовлення стрижнів або форм, і/або накопичувач 40 для піску, що знаходиться за завантажувальним пристроєм 30 і перед пристроєм 50 для виготовлення стрижнів та форм, зволожується або підтримується у вологому стані за допомогою рідини 71, причому рідина 71, що служить для зволоження, за допомогою принаймні одного ультразвукового розпилювача 60 перетворюється у леткий аерозоль і спрямовується до змішувача 20 і/або завантажувального пристрою 30 і/або накопичувача 40 для піску по трубам 81, 82 та 83. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 1. Спосіб виготовлення форм або стрижнів для ливарного виробництва, при якому формувальний матеріал або пісок та принаймні одну зв'язуючу речовину, яка переважно є неорганічною, водорозчинною і/або гігроскопічною, змішують за допомогою змішувача (20), і цю суміш (М) за допомогою завантажувального пристрою (30) спрямовують принаймні до одного накопичувача (40) для піску у пристрої (50) для виготовлення стрижнів або форм, який відрізняється тим, що вільну від суміші зону (21) змішувача (20) принаймні під час процесу змішування щонайменше час від часу або вільну від суміші зону (31) завантажувального пристрою (30), яка знаходиться між змішувачем (20) та пристроєм (50) для виготовлення стрижнів або форм, зволожують або підтримують у вологому стані, причому кількість вологи для окремих зон визначають і підводять індивідуально. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для усунення випаровування або виходу вологи із суміші (М) над сумішшю (М) шляхом подачі вологи підтримують вологість повітря на рівні приблизно від 70 % до 100 % або на рівні приблизно від 80 % до 100 %. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що рідину (71), яка служить для зволоження, або воду, яка служить для зволоження, перетворюють за допомогою ультразвуку в леткий аерозоль і спрямовують у змішувач (20) і/або завантажувальний пристрій (30), і/або додатково в накопичувач (40) для піску. 4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що утворення аерозолю із рідини (71) і розмір об'ємного потоку з цим аерозолем регулюють шляхом зміни серій імпульсів, що надсилаються ультразвуковим випромінювачем (випромінювачами) і/або шляхом зміни напруги ультразвукового випромінювача (випромінювачів). 5. Спосіб за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що утворюють леткий аерозоль, який по одній або кількох трубах (81, 82, 83) подають у змішувач (20) і/або в завантажувальний пристрій (30), і/або в накопичувач (40) для піску. 4 UA 109784 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5