[发明专利]一种风车型砂冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及铸造工业领域，具体涉及一种风车型砂冷却装置。

背景技术

在铸造加工领域，消失模铸造技术作为一种先进的铸件成型方法，近年来在世界上得到了迅速的发展，尤其是在汽车制造行业中，可广泛用于生产有色及黑色金属动力系统的零件，如汽缸体、汽缸盖、曲轴、变速箱、进气管、排气管及刹车毂等铸件。消失模铸造是采用泡沫塑料模和干砂造型，金属液浇注后通过铸型冷却凝固成铸件。在此过程中，金属液大部分热量将传递于砂型上，使得砂子的温度升高，特别是与铸件接触的局部砂温甚至可高达几百度。实际生产中，消失模铸造生产中型砂可反复重新使用，以降低零部件加工工艺成本，但如果回用的砂子温度得不到有效控制，采用高温型砂造型就会造成泡沫模型损坏，因此消失模铸造在大规模连续生产中，型砂的冷却显得尤为重要。目前，现有的型砂冷却大多采用水冷和风冷配合的方式，先在使用后带有高温的型砂上喷洒水雾降低型砂的温度，然后通过风机等装置提供风吹过型砂来使型砂降温。虽然这种冷却方式可以有效地降低表面层的型砂的温度，但是位于中间部分的型砂的冷却效果并不理想，冷却效率低，而且冷却后的型砂含有较大的水分，在反复使用过程中会使铸件表面在铸造过程中与水分接触而发生氧化或者产生气泡，降低了铸件的质量。

中国专利CN201231301Y公开了一种型砂冷却装置，包括进料砂斗、冷却部及砂箱，所述冷却部包括一腔体及设于腔体内之若干竖直排列的中空管，各中空管内腔或各中空管之间的间隙构成型砂的流动通道，其上设有可与进料砂斗连通的进砂口及可与砂箱连通之出砂口；与上述流动通道邻接的各中空管之间的间隙或各中空管内腔构成可与冷却源连接之冷却通道；在砂箱和冷却部之间，还设有一可控制出砂口启闭之砂温调节器。使型砂换热时分散成很多向下的分支，且可很顺利地自动下落，避免了型砂堵塞时形成的热交换死角而造成的冷却失效现象，提高了热交换效率。但是这种冷却装置在使用时高温型砂直接倾倒在中空管上，对中空管产生较大的持续的冲击，长久使用后容易使中空管上侧管壁变薄甚至穿孔导致冷却液外泄，导致型砂无法保持干燥，影响铸造质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可缓冲型砂下落的冷却效率高且使型砂保持干燥的型砂冷却装置。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种风车型砂冷却装置，包括装料斗，冷源，储水箱，所述装料斗的上端设有进料口，装料斗的下端设有出料口，所述装料斗为矩形箱，装料斗的底部倾斜设置，所述出料口位于装料斗下部低端的一侧；在装料斗的侧壁上穿插有多层水平方向设置的中空管，每层分布有若干中空管，中空管之间有间隙；所述中空管的两端伸出到装料斗外，中空管的一端与冷源相连，另一端与储水箱相连。还包括固定在装料斗上部一侧壁上的支架，所述支架有两个，支架之间固定有风车，所述风车包括两端分别固接在支架上的转轴和转轴上环向均匀分布的矩形叶片板，所述矩形叶片板位于装料斗进料口的下方；所述支架与侧壁之间固接有斜向的支撑杆。

本方案的原理：操作时，将经过筛选后的高温型砂倒入装料斗内储存，型砂落在风车的叶片板上，在型砂的重力作用和冲击作用下使风车转动，风车转动使装料斗内的空气流动对型砂进行风冷，同时风车对下落的型砂进行阻挡。型砂下落填满中空管之间的间隙与中空管的外壁充分接触，然后通过冷源向中空管中充入冷却液，冷却液通过中空管与型砂进行热交换使风冷后的型砂温度进一步降低，经过热交换后的冷却液从中空管的另一端流出，持续向中空管内充入冷却液使型砂持续降温直至中空管中流出的冷却液的温度达到所需要的温度。

本方案的优点是：在装料斗上部的侧壁设置风车利用型砂对风车叶片板的冲击带动风车转动对下落的型砂进行风冷，同时减缓型砂下落的速度，减小型砂对中空管的冲击，使中空管的使用寿命更长。其中采用矩形的叶片板，使叶片板与型砂和空气的接触面积更大，转动过程中形成的风更大，对型砂的冷却效果更好。水平设置的中空管可使装料斗中间和外围的型砂都能与中空管进行热交换，使得型砂能够均匀降温，提高了冷却效率。本方案中型砂并没有与水分接触，经过降温后的型砂在装料斗中保持干燥状态可直接用于下一次的铸造。

优选方案一，作为基础方案的一种改进。所述中空管为U形管，U形管的弯折部分位于装料斗的外侧。采用上述设置冷却液进入中空管与型砂进行一次热交换后在U形管的弯折部分与外界进行热交换散去一部分热量，然后再次进入装料斗与型砂进行第二次的热交换。这样使冷却液在中空管内的时间更长，使得型砂与冷却液可进行两次热交换，使得热交换更加充分，进一步提高了冷却效率。