專利名稱：吹管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在鑄造中將顆粒物和氣體注入到鑄型中以形成型芯類型的吹管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所涉及類型的吹管用于大體積冷芯盒和熱芯盒造芯設(shè)備。
在鑄造行業(yè)中通常使用的是包括鋼管的吹管，鋼管具有可拆分地咬合在所述管一端上的橡膠尖端。該橡膠尖端在吹管與芯盒之間建立起密封，并且使所述管/芯盒接合處的磨損最小化。這種類型的吹管存在一些問題。例如，即使頻繁地更換尖端，尖端有時(shí)候也會(huì)從它們的管上分離，從而導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間以及更換尖端的勞動(dòng)。這是主要的經(jīng)濟(jì)問題。
沒有辦法肯定地確定尖端會(huì)何時(shí)從其吹管上分離。因此，一些操作人員在每個(gè)輪班一開始就更換它們，這樣在輪班過程中它們不太可能分離。其他一些操作人員按照規(guī)定的時(shí)間間隔來更換尖端，但是它們常常會(huì)分離，從而對(duì)型芯制造產(chǎn)生不利影響，以及將沙子吹入到鑄型之外的區(qū)域。
使用金屬吹管將沙子從吹板傳送到芯盒中的另一個(gè)問題在于，在吹管與芯盒之間出現(xiàn)偏差時(shí)，會(huì)破壞吹管或者吹板，或者芯盒。在吹管與型腔入口不對(duì)準(zhǔn)的情況下，會(huì)破壞吹管、芯盒、吹板或所有這些組件，從而導(dǎo)致必須進(jìn)行昂貴的維修，并且在需要維修期間無法生產(chǎn)。
金屬吹管和非彈性吹管的另一缺點(diǎn)在于，在向鑄型中填充沙子時(shí)，在吹板與芯盒分離時(shí)沙子通過吹管的通路中斷。在將要注入到鑄型中的沙子與粘合劑混合的情況下(經(jīng)常是這種情況)，在沙子靜止、即不會(huì)通過吹管流動(dòng)時(shí)沙粒之間會(huì)發(fā)生粘結(jié)。當(dāng)發(fā)生這種粘結(jié)時(shí)，常常不得不中斷造芯，直到將粘結(jié)在一起的沙子從堵塞的吹管中取出或者更換吹管本身。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種能克服或大大減少上述缺點(diǎn)的吹管。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的吹管包括細(xì)長的管狀主體，該主體具有軸向貫通延伸的鉆孔。主體的一端是連接環(huán)，使主體能夠固定到孔板，該孔板形成砂箱的一部分并且位于具有開口板(portplate)的芯盒的上方，沙子從砂箱通過開口板進(jìn)入到鑄型中以形成沙芯。吹管主體由彈性橡膠材料形成，這種彈性橡膠材料能夠補(bǔ)償砂箱孔板出沙口與芯盒開口板入口之間可能出現(xiàn)的偏差。吹管上適合進(jìn)入到芯盒入口的那端外部成錐形，從而方便吹管尖端與入口之間的實(shí)現(xiàn)密封。
傳統(tǒng)上沙子是在重力和壓縮氣體如空氣的雙重作用下通過吹管傳送到鑄型中。壓縮氣體使得沙子更緊實(shí)、更均勻地填充在鑄型中。利用本發(fā)明的吹管，通過使吹管鉆孔朝著其排出端的方向成錐形，以增加沙子從吹管中排出的速度以及增加沙子在鑄型內(nèi)的密度，從而提高了所述填充。
形成吹管的材料的彈性使得，當(dāng)鉆孔被沙子靜止于吹管中期間而粘結(jié)在一起的沙粒堵塞時(shí)，壓縮氣體將使得吹管主體徑向膨脹，從而方便堵塞沙粒彼此分離并排出。在這些情況下壓縮氣體的效果通過使沙子通過的鉆孔成錐形而得到改進(jìn)。
當(dāng)型腔內(nèi)填充的沙子達(dá)到理想程度時(shí)，有時(shí)候需要緊實(shí)沙子以固化型芯。出于此目的，提供了在許多方面類似于吹管的緊實(shí)銷，該緊實(shí)銷包括管狀主體，該主體具有軸向貫通延伸的鉆孔，并且一端終止于連接環(huán)，該連接環(huán)與吹管上的連接環(huán)相似。在緊實(shí)銷主體的另一端或自由端是配合到鉆孔內(nèi)的剛性套筒(rigid sleeve)，并且該套筒內(nèi)容納有與銷的自由端齊平的柵格。該柵格具有讓空氣或其他氣體流過而與沙子中混合的任何粘結(jié)劑進(jìn)行反應(yīng)的通路。
緊實(shí)銷可以垂直震動(dòng)，以緊實(shí)鑄型中的沙子。因此，柵格的構(gòu)造被構(gòu)造為在銷震動(dòng)時(shí)能夠?qū)毫κ┘拥缴匙由稀?br>

在下面的說明書以及附圖中公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是吹管的等角視圖；圖2是圖1中所示吹管的沿圖3中的線2-2截取的垂直截面圖；圖3是吹管的底面圖；圖4是圖解吹管位于砂箱和芯盒之間的操作位置的局部正視圖；圖5是緊實(shí)銷的等角視圖；圖6是圖5中所示銷的垂直截面圖；以及圖7是圖5中所示銷的底面圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明構(gòu)造的設(shè)備適用于圖4中所示的傳統(tǒng)鑄造設(shè)備，該設(shè)備包括砂箱1，該砂箱具有用于容納顆粒物如沙子與合適的傳統(tǒng)粘結(jié)劑的混合物的腔室2。在砂箱1的底面上固定有孔板3，該孔板3具有面向上的空腔4，該空腔4的底部是與開口6相通的漏斗狀孔5，沙子可以通過該開口6流向開口板7，該開口板具有通過入口9與芯盒10相通的開口8。圖4公開了插在孔板3與開口板7之間的按照本發(fā)明構(gòu)成的吹管11，用于將砂箱2中的物質(zhì)排出到芯盒鑄型內(nèi)。
該吹管11包括管狀的、細(xì)長的、整體型主體12，該主體由硬度值大約為80的適當(dāng)?shù)?、彈性的丁基橡膠或其他橡膠材料形成。主體12的一端是連接環(huán)13，該連接環(huán)13可以用粘結(jié)的方法固定到主體上或澆注到主體中，如同經(jīng)常采用的那樣。主體12的側(cè)壁14在其長度的主要部分基本均勻。但是，壁在靠近連接環(huán)13處凹陷而形成一對(duì)間隙15，用于容納螺栓的頭部(未示出)，螺栓用來將管連接到孔板3上。
主體12在靠近其相反端或自由端處從外部形成錐形，從而形成直徑和壁厚減小的尖端16。
鉆孔17軸向貫穿主體12，該鉆孔17的第一上部18在整個(gè)長度上直徑均勻。但是，在鉆孔部分18的下端部份是第一錐形部分19，該錐形部分19在其底端與直徑均勻的第二鉆孔部分20相通。
鉆孔部分20的下端與第二錐形鉆孔部分21相通，該第二錐形鉆孔部分21與第一錐形部分19軸向間隔開，并終止于主體12的自由端。
鉆孔19和21的錐度優(yōu)選不同。優(yōu)選地，鉆孔部分19的錐度比鉆孔部分21的錐度更陡。當(dāng)鉆孔部分19的錐度大約為15°，鉆孔部分21的錐度大約為10°時(shí)，能得到滿意的結(jié)果。
使用吹管的條件是，將吹管放置在孔板3的底部并通過螺栓(未示出)固定到孔板3上，螺栓的頭部占據(jù)部分間隙15。在正確安裝時(shí)，螺栓的頭部支撐在連接環(huán)13上，將吹管固定在其上部鉆孔部分18與孔板通道6的出口相對(duì)準(zhǔn)的位置。因此，吹管11將被牢固地固定到砂箱1上，并朝向芯盒10的方向越過孔板3伸出。砂箱1和芯盒10優(yōu)選布置成，吹管與開口板7的開口8軸向?qū)R，從而方便沙子從砂箱2流入到芯盒10的鑄型中。通過壓縮氣體，例如空氣，沙子方便地從圖4中箭頭22指示的源流入到砂箱2的內(nèi)部，就像傳統(tǒng)工藝那樣。
一旦預(yù)定數(shù)量的沙子被送入到芯盒的鑄型中，便轉(zhuǎn)移砂箱1和芯盒，而將另一芯盒放置在砂箱1下面的位置以接收來自吹管11的沙子。
由彈性材料制造吹管11以及使尖端16成錐形，使得砂箱1與芯盒10的出口和入口之間的微量偏差由于吹管的整個(gè)主體12能夠彎曲而使錐形尖端16與鑄型入口9形成密封而得到補(bǔ)償。因?yàn)橹黧w12(包括尖端16)的這種彎曲能力，所以不會(huì)由于其間的偏差而損壞吹管或砂箱1以及鑄型10。形成吹管的材料具有彈性，所以當(dāng)受到的橫向或其他力的作用消失后，能夠恢復(fù)到其原有結(jié)構(gòu)。
當(dāng)沙子通過吹管11的排放出于任何原因而終止時(shí)，例如當(dāng)已經(jīng)充滿的鑄箱被空的鑄箱替換時(shí)，鉆孔17中的沙子靜止。如果沙子與粘合劑混合，這種情況是經(jīng)常出現(xiàn)的，粘合劑經(jīng)常會(huì)使沙粒彼此粘結(jié)在一起或者粘結(jié)在鉆孔17的側(cè)壁上。如果沙子通過吹管的流動(dòng)終止較長時(shí)間，或者如果溫度和濕度條件合適，沙粒彼此粘結(jié)在一起或者粘結(jié)在鉆孔17上會(huì)導(dǎo)致鉆孔堵塞。在這種情況下，重新啟動(dòng)沙子從砂箱流到吹管11中將使得壓縮氣體對(duì)堵塞顆粒施加作用力，從而導(dǎo)致吹管的側(cè)壁14徑向膨脹，從而使堵塞物分解并通過主體12。主體12的側(cè)壁厚度取決于沙子的粒徑、使用的粘結(jié)劑、以及將氣體導(dǎo)入到吹管中的壓力。這些特征可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)容易地確定。
如圖2中的最佳顯示，錐形尖端16的壁厚小于主體的其他壁厚，除了間隙15處的壁厚。尖端減小的壁厚便于尖端容納在入口中，即使主體12與該入口有一些偏差。
當(dāng)沙子在重力和壓縮氣體的影響下穿過鉆孔17流動(dòng)時(shí)，在氣體連續(xù)流過錐形鉆孔部分19和21時(shí)，氣體體積將被壓縮，速度增加。這些特性將增加顆粒物質(zhì)從吹管中排出的密度。結(jié)果，與其他情況相比，鑄型內(nèi)形成的型芯密度更大。
在對(duì)鑄型進(jìn)行填充之后，有時(shí)候需要緊實(shí)沙子以減少空隙，從而增加芯的密度。按照本發(fā)明制造的設(shè)備包括緊實(shí)銷24，該緊實(shí)銷包括由彈性材料形成的細(xì)長的管狀主體25，該材料相當(dāng)于或類似與形成吹管主體12的材料。在主體25的一端是連接環(huán)26。主體25的相反端終止于壁厚減小的部分27。緊實(shí)銷24具有直徑基本一致的上鉆孔部分28，該部分的下端與直徑減小的第二鉆孔部分29相通。在鉆孔部分28與29之間是形成臺(tái)肩的環(huán)形突出部分30。
金屬套筒31壓入配合到鉆孔部分29內(nèi)，該套筒支撐在由突出部分30所形成的臺(tái)肩上。套筒31在其兩端之間具有內(nèi)部臺(tái)肩32，用于支撐環(huán)形格柵33的一端，該格柵33壓入配合在套筒內(nèi)且內(nèi)部具有多個(gè)軸向延伸的氣體通道34。格柵33的下部與銷24的自由端齊平。
在公開的實(shí)施例中，銷24的側(cè)壁25具有與通過圖5中的箭頭36表示的壓縮空氣或其它氣體的氣源相通的開口35。
使用中，緊實(shí)銷24裝配到上面的支撐件(可以是砂箱1)上，并且垂直設(shè)置在芯盒10的正上方而與芯盒的入口孔9對(duì)準(zhǔn)。緊實(shí)銷24和芯盒10彼此相對(duì)振動(dòng)，使緊實(shí)銷壓實(shí)鑄型中的沙子。如果需要，可以通過開口35將空氣或其他氣體導(dǎo)入到緊實(shí)銷主體25的內(nèi)部，以防止格柵33內(nèi)的開口堵塞，以及使氣體與沙子中混合的粘結(jié)劑發(fā)生反應(yīng)，使粘結(jié)劑硬化或發(fā)生其他反應(yīng)。
公開的實(shí)施例代表了本發(fā)明的優(yōu)選方式，但只是用于說明而非限制。本發(fā)明在權(quán)利要求書中進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種適用于在鑄造中將顆粒物和氣體注入鑄型以形成型芯的吹管結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括具有軸向貫通延伸的鉆孔且一端以尖端終止的整體型管狀彈性主體，以及固定到所述主體的相反端且用于將所述主體連接到所述材料和氣體的源的連接裝置，所述尖端在所述一端的方向外部成錐形，所述鉆孔具有至少一個(gè)與所述尖端軸向間隔開的、朝所述尖端的方向形成錐形的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述尖端的壁厚小于主體靠近所述尖端部分的壁厚。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述鉆孔在所述一個(gè)部分與所述主體的所述一端之間具有第二部分，該第二部分在所述主體的所述一端的方向成錐形。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中所述部分之一的錐度比另一部分的錐度更陡。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中更陡的錐度是所述一個(gè)部分。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述連接裝置包括粘結(jié)固定在所述主體上的環(huán)。
7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述連接裝置包括嵌入到所述主體中的環(huán)。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述尖端的側(cè)壁厚度小于相鄰側(cè)壁部分的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述氣體經(jīng)過壓縮，并且所述材料包括沙子與粘結(jié)劑的混合物；當(dāng)所述混合物靜止在所述主體的鉆孔內(nèi)時(shí)，所述粘結(jié)劑具有將所述沙子的顆粒彼此粘結(jié)在一起的趨勢；由所述壓縮氣體作用到所述混合物上的力以及所述主體的彈性使得所述鉆孔膨脹，從而在所述混合物靜止一段時(shí)間之后而通過所述粘結(jié)劑粘結(jié)在一起的顆粒被移出。
10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其中所述主體由硬度大約為80的丁基橡膠形成。
11.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其中所述尖端的壁厚小于所述主體靠近所述尖端的壁厚。
12.一種適用于在鑄造中緊實(shí)鑄型內(nèi)的顆粒物以形成型芯的吹管緊實(shí)銷結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括管狀的彈性主體，該主體具有軸向貫通延伸的鉆孔，所述主體的一端的壁厚小于所述主體剩余部分的壁厚；剛性套筒，其在所述鉆孔的所述一端裝配到所述主體內(nèi)；柵格，其在所述鉆孔的另一端裝配到所述套筒內(nèi)；以及氣體通道，其與所述鉆孔相通，用于將壓縮氣體導(dǎo)入到所述鉆孔內(nèi)并通過所述柵格排放，所述柵格的一端與所述主體的所述一端齊平，以便與所述鑄型內(nèi)的顆粒物作用。
13.如權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)，其中所述鉆孔在其末端之間具有臺(tái)肩，所述套筒支撐在該臺(tái)肩上。
14.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述鉆孔在所述主體的所述一端由于所述套筒的存在而減小了橫截面積。
全文摘要
一種用于將其砂箱中的顆粒物傳送到鑄型中以形成型芯的吹管，具有由彈性材料形成的整體型細(xì)長主體，所述彈性材料使得主體能夠針對(duì)砂箱與鑄型之間的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)和補(bǔ)償。該吹管主體具有鉆孔，該鉆孔具有多個(gè)軸向間隔開的部分，從而當(dāng)壓縮氣體吹送顆粒物穿過主體時(shí)，顆粒物的密度增加，氣體和顆粒流的速度增加。吹管主體的彈性使得主體在顆粒物堵塞在吹管中時(shí)膨脹，從而使堵塞物分解。
文檔編號(hào)B65B1/20GK1787947SQ200480008817
公開日2006年6月14日 申請日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日
發(fā)明者尼爾·E·德雷莫, 羅伯特·J·克拉克 申請人:阿什蘭許可和知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司