专利名称：管芯清除装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属管生产，更具体说，涉及用砂芯制成钟形端部的浇铸球墨铸铁管生产，并涉及在管热处理前从铸铁管中清除砂芯的装置。
在诸如细长铸造金属管的制件生产中，离心浇铸已被普遍使用。此浇铸工序中，管是在一圆柱模型中浇铸而成。熔融金属，例如铁，从一沟槽送入模型中。沟槽的一端具有一出铁口，该出铁口面向模型侧壁处为曲线形。一砂芯插入模型的钟形端部以形成管钟形部的内轮廓。管的钟形部内轮廓通常包括一个或多个环形槽或凹部，该环形槽限定一填料座区以容纳填料。模型被旋转，一旦达到适当的旋转速度，熔融金属流被注入沟槽中。一旦管的钟形部已形成，模型一面旋转一面水平运动。从出铁口放出的熔融金属沿切向在模型的表面流动，在离心力的作用下，熔融金属被保持在应有位置。熔融金属形成具有圆柱孔的均匀管。
管已完全浇铸后，模型继续旋转，直至管已冷却至要求的温度。然后，必须将管从浇铸机中取出并输送至一热处理炉。在某些情况下，退火前砂芯不从铸管中取出，而允许在退火炉的温度下粉碎砂芯。然而，在其它类型的生产中，则希望在管进入热处理炉前，从管的钟形部去除砂芯。砂芯的去除对于在热处理炉中铸管是以其钟形端部支承而垂直放置的设备特别重要；砂芯的残余物可能使铸管在炉中不平衡而带来铸管倾覆的风险。
传统上，砂芯是手工去除。在手工操作中，工人用锤击砂芯以将砂芯破碎成小块，然后用耙式工具将砂芯碎块掏出。但是，这一操作要求工人紧靠热铸管，费时，增加生产铸铁管的费用。
本发明论及以有效方式从铸造金属管的钟形部去除砂芯的问题。
一方面，本发明提供一种从铸造金属管的钟形部去除废材料的装置。此管具有纵向轴心线、内腔和内表面。此装置包括一清理机构和一排出机构。清理机构从管中清理废材料。清理机构或铸管，或者清理机构和铸管两者，是可运动的，因此清理机构在不同时间可在管内也可在管外。排出机构设置成在废材料已从管清理后，将废材料吸出。
另一方面，本发明提供一种在制造球墨铸铁管的车间从铸铁管中去除砂芯的装置。球墨铸铁管具有钟形端部、内腔和内表面。车间设有一浇铸站，以浇铸铸铁管，该管用砂芯以限定管钟形端部内表面的至少一部分形状。车间还在浇铸站的下游设置一热处理站以热处理铸管。去除砂芯的装置设置成使铸管在到达热处理站前已将砂芯去除。砂芯去除装置包括一刷装配体和一排出机构。刷装配体可绕一旋转轴旋转，以从管中清理芯砂。排出机构设置成在芯砂已被从管清理后，将芯砂吸出管外。
另一方面，本发明提供一种在制造球墨铸铁管的车间从铸铁管中去除砂芯的装置。铸铁管具有钟形端部、内空腔和内表面。车间设有一浇铸站，以浇铸铸铁管，该管用砂芯以限定管钟形端部管内表面的至少一部分形状。车间还在浇铸站的下游设置一热处理站以热处理铸管。去除芯砂的装置设置成使铸管在到达热处理站前已将砂芯去除。砂芯去除装置包括一刷装配体。刷装配体包括一轴和数个同心设置在轴上的环形刷。轴具有一纵向轴心线，轴和环形刷可绕轴的纵纵向轴心线旋转。芯砂去除装置还包括一直线运动的车和设置在车上可倾斜的架。可倾斜架可绕倾斜轴线旋转。刷装配体支承在可倾斜架上，其轴的纵向轴心线与可倾斜架的倾斜轴线平行并彼此相距一段距离。轴和环形刷伸出倾斜架和车外。马达安装在可倾斜架上，与轴连接并使之旋转。芯砂去除装置还包括一驱动机构，以驱动车、倾斜架和刷装配体朝向管或离开管而运动。环形刷可进入管内运动。一机动驱动倾斜机构与车和可倾斜架连接，以使可倾斜架绕其倾斜轴线倾斜，以使刷装配体朝向或离开管钟形端部的内表面而运动。排出机构设置成在芯砂已被从管中清理后，将芯砂从管中吸出。排出机构包括一罩和可动导管，设置成随车运动。罩设置在刷装配体之环形刷的上面，可运动进出管内腔。一静止导管连接成在罩处于管内时，从可动导管接受排出物。静止导管在车、可动导管和罩运动时静止。排出机构还包括一抽气机构，以从砂芯吸出空气和芯砂使其进入罩，并经过可动导管使其进入静止导管。
图1为管制造设备一实施例的顶视图，图解说明管浇铸站、热处理站和本发明之芯砂去除装置的设置位置，为清楚起见部分作了简化；图2为本发明之废芯砂去除装置实施例的侧视图，示出了刷装配体相对于铸铁管钟形部处于缩回并升起的位置，示出了砂芯在管钟形部的截面图；图3为图2所示装置的侧视图，示出了刷装配体相对于铸铁管钟形部处于伸出并下降的位置，示出了管钟形部的砂芯已被去除；图4为直线运动车、倾斜架和带排出机构的车驱动机构的端剖视图，沿图2中4-4线剖切，示出了在图2中所示倾斜架使刷装配体处于升起位置；图5为直线运动车、倾斜架和带排出机构的车驱动机构的端剖视图，沿图3中5-5线剖切，示出了在图3中所示倾斜架使刷装配体处于下降位置；图6为直线运动车、倾斜架和图2-3所示废芯砂去除装置的刷装配体的顶视图，为清楚起见，排出机构的一部分、可动罩和可动导管的支承装置的一部分均被移去；图7为从图3中7-7线观察的端视图，为清楚起见，部分被移去，示出了排出机构的罩和部分废芯砂去除装置的刷装配体；图8为铸铁管钟形部四分之一截面的放大图，砂芯仍在管中，废芯砂去除装置的刷装配体和罩处于管内，刷装配体处于升起位置；图9为图8所示铸造金属管钟形部四分之一截面的放大图，示出刷装配体处于下降位置，砂芯已被去除；图10为另一尺寸铸铁管钟形部四分之一截面的放大图，砂芯仍在管中，废芯砂去除装置的刷装配体和罩处于管内，刷装配体处于升起位置；
图11为图10所示铸造金属管钟形部四分之一截面的放大图，示出刷装配体处于下降位置，砂芯已被去除；图12为另一尺寸铸铁管钟形部四分之一截面的放大图，砂芯仍在管中，废砂芯去除装置的刷装配体和罩处于管内，刷装配体处于升起位置；图13为图12所示铸造金属管钟形部四分之一截面的放大图，示出刷装配体处于下降位置，砂芯已被去除。
制造细长产品诸如铸造球墨铸铁管的铸造设备或车间之一实施例如图1所示。图示车间10包括一浇铸站12以浇铸铸铁管14。浇铸站12可包括现有技术所熟知的离心浇铸机16。图示车间10还包括退火或热处理站18，设置在浇铸站12的下游，在此，铸铁管被加热并冷却以获得所希望的金属特性。在图示实施例中，热处理站18包括一设有支承座22的圆盘传送带20，用以支承并使管运动以进入、通过和出热处理炉。在图示热处理炉中，管14经过热处理站的热处理炉时，是以其钟形端部24垂直支承在支承座22上。
在浇铸站12，已离开浇铸机16的管14是以其纵向轴心线19本质上处于水平位置放置。为将管从浇铸站传送到热处理站，设有高架起重机26。高架起重机从浇铸站12升起管，并沿轨道28运动，一将管14运至下一生产站。通常，高架起重机输送管本质上是处于水平位置，还包括设有机动辊子的横排(bail)以在热管输送时使管旋转。可使用市场可买到的起重机。一种适合的起重机是P&H起重机，可从位于Wisconsin州，Milwaukee的P&H／Morris Material Handling．Inc．购得。最好，起重机的横排使管以大约3-6rpm的转速旋转。应当理解，这种起重机和转速只作为举例，本发明并不局限于此起重机和此转速。此设备可包括使管运动的装置30、32，该装置如美国专利US09／203，902所公开的那样，该专利于1998年12月12日提交，标题为“管的运输方法、装置和设备”，该装置用以使管的一端升起和一端下降，以将管放在圆盘传送带支承座22上和从该支承座移去管。一运输装置34可邻近管横倒翻卷机(downender)32以将退火后的管输送至车间的另一站。
如图2-3所示，管14具有空心内腔33和一内表面35。管14在钟形端部24具有开口37。管14钟形端部24的内表面35是在浇铸站12由环形砂芯36所限定，如图2、8、10和12所示。铸造完成后，砂芯不再需要而成为废料。在图示类型的车间中，砂芯36是在管到达热处理站18前被去除的。由于在热处理炉中管是垂直支承的，钟形端部的芯砂可能使管在支承22上歪斜。
本发明提供一种装置以从铸铁管中去除废砂芯材料。废砂芯去除装置40如图1-3中所示。废砂芯去除装置在图示实施例中与车间的袋装室(bag house)连接，而袋装室连接至一抽气(air-moving)装置44连接，以通过砂芯去除装置吸出空气和砂并送至袋装室。抽气机构可包括任何标准风扇，最好是能通过砂芯去除装置40每分钟输送即吸出12000立方英尺的空气。袋装室是一种标准设计，以在此种制造设备中过滤空气。砂芯去除装置40设置在热处理站18的上游，因此，砂芯是在管14到达热处理站18之前从管14中去除。
应当理解本发明之芯砂去除装置可用在不同于图1所示的车间布局，本发明并不局限于该车间布局。此外，本发明的装置并不局限于具有垂直放置管的热处理炉的车间。
图示从金属管去除砂芯的装置40包括一清理机构46和一排出机构48。清理机构46用于从管清理芯砂。清理机构46可以旋转。当清理机构紧靠芯砂旋转时，通过摩擦、擦拭、刷擦、打落或其它方式使管内表面上的砂脱落。排气装置设置成在废砂材料已从管清理后，从管中输送出即吸出废砂材料。
在图示实施例中，清理机构46包括一刷装配体。图示刷装配体包括一轴50和数个环形刷52，该刷同心安装在轴50上。轴50和环形刷52可绕轴50的的纵向轴心线54旋转。
虽然刷装配体46可能在轴上只包括一个刷，但使用数个单独的环形刷52是有利的。可选择直径不同的刷组成一组，使刷装配体的外轮廓一般对应于管14钟形端部24的内表面35的轮廓。因此，如图8-13所示，较大直径的刷可设置成对应于管14钟形端部24的内表面35的槽、凹部或凹槽47。较小直径的刷设置以对应于管14钟形端部24的内表面35的凸起部49和管内径较小区。在图8、10和12中，某些较大直径的刷示出为52a，某些较小直径的刷示出为52b。如图9、11和13所示，使用图示的刷组合，当刷装配体46处于下降位置时，允许部分刷装配体到达槽或凹部47中。
各种刷的组合如图8-13所示。在图8-9之实施例中，组合使用了直径为6英寸直径、6-1／2英寸直径和7英寸直径的刷。也可使用其它刷的直径和数目的组合，如图10-11所示实施例和图12-13所示实施例。其它直径的刷也可使用，例如8英寸直径的刷。合适的刷为可从市场买到由Ohio州的Osbom Manufacturing unit of JasonIncorporated of C1eveland制造的捆扎钢丝轮刷，该轮刷使用不锈钢丝或钢丝作为轮刷的元件51，安装在环形心轴53上。心轴53同心安装在轴50上，如果需要，可用键与轴连接。应当理解，这些刷和刷的直径仅仅是作为实例，也可用其它的刷作其它的组合配置，也望可用其它的材料。希望基于现有技术中的普通技术，将可从刷供应商获得适合于此使用环境的刷，将选择一种能经受管制造过程中这一阶段温度的材料，将选择一种保证满意的工作寿命而又经济的材料。
也应了解，清理机构可使用非刷装置。例如，可以使用磨轮，或磨轮与刷的组合于清理机构。或者，装有刀片的工具可用以去除砂芯而不接触铁管；一刀片或刀刃可用以刻截砂芯。可用钉枪或尖锤取代旋转清理机构。所选清理机构可进出管内腔以从管清理废砂芯材料。
清理工具或刷装配体46的轴50可包括单一件元件或多个元件。例如，此轴可包括一心轴，在心轴的端部安装刷。轴50或心轴可具有一直径减小部56，与轴较大直径部其余部分交界处的环形肩59邻接，如图8-13所示。垫圈58靠在肩59上，第一刷52靠垫圈58放置。另一垫圈60可紧靠最后的刷52放置，然后整组的刷可由螺纹连接在轴50自由端64或心轴上的螺母62锁紧就位。如果生产转为制造另一种类型的管，可拧下螺母62，于是可卸下或更换刷52以改变刷装配体的轮廓。磨损了的刷也可用这种方式容易地更换。螺母62然后可重新放上拧紧以将新的一组刷锁紧就位在轴或心轴上。
在图示砂芯去除装置49中，清理工具或刷装配体46以三种方式运动清理工具或刷装配体46作直线运动，在平行于管14纵向轴心线19的方向，进出管的空心内腔33；清理工具或刷装配体46绕倾斜轴线70，使装配体在图2所示升起位置和图3所示下降位置之间运动；清理工具或刷装配体46绕轴50的纵向轴心线54旋转。
为使清理或刷装置46作直线运动以进入或离开管14，图示清理工具或刷装配体46安装在可直线运动的车72上。在图示实施例中，可直线运动的车72，包括一车架74，安装在车轮76和轴78上。车架是通过轴台80或其它合适的轴承安装在轴上。车轮76设置成沿平行轨道82滚动。轨道82支承在I型梁84上。I型梁84支承在支承架86上，该支承架放在车间地板上。图示支承架86使车72和刷装配体处于车间地板之上，一般对齐由高架起重机26所携带的管的水平高度。为避免滚动的车72倾覆，设有一对细长杆88，通常平行于轨道82放在车轮76之上，以将车轮抑制在杆88和轨道82之间。杆88的端部可与适当的支承连接。外护板90可沿轨道82和杆88两者的长度延伸。为图示清楚，护板90在图6中未示出。
在砂芯去除装置的图示实施例中，包括一驱动机构92。驱动机构92用于驱动可直线运动车72、倾斜架102和清理工具或刷装配体46朝向或离开管14运动。图示驱动机构92使车72沿轨道82运动，该驱动机构包括具有气缸94和活塞96的气动驱动机构。活塞96牢固地设置在滚动车72的车架74上。合适的驱动机构92为3．25DB-2AU14A16000型气缸，可在市场从Ohio州Cleveland的ParkerHannifin Corp．买到，该气缸行程长度为16英寸，气缸直径为3．25英寸，在100磅／平方英寸的压力下工作。应当理解，此驱动机构仅用于说明的目的，本发明并不局限于此具体的驱动机构，也并不局限于液压驱动。其它的驱动机构均可使用，例如液压缸、链条和链轮。齿轮和齿条和标准的直线驱动机构。不过，推荐使用气动驱动，因为车是向上运动至使车所携带的一元件与管接触，由气动驱动所提供的弹性是有利的。
滚动车72的车架74具有一对彼此分开的直立导板100，该导板携带和支承一可倾斜架102。可倾斜架102具有一对彼此分开的直立杆104，杆携带销106，销容纳在轴承108中，轴承支承在直立导板100上。销106具有与可倾斜架102的倾斜轴线共线的纵向轴心线。因此，可倾斜架102是悬挂在滚动车72的直立导板100上，并可绕倾斜轴70旋转或倾斜，该轴由销106的纵向轴心线所限定。如图6所示，倾斜轴70平行于刷装配体46的轴50的纵向轴心线54，并与该轴心线相距一段距离。
可倾斜架102还包括底板110，该底板用焊接或其它适当的连接装置连接两直立杆104。电机112安装在底板上，连同两偏心支承板114偏离底板的中心。偏心支承板114可与底板连接，例如通过焊接或其它适合的连接装置。偏心支承板114彼此分开，并具有对准孔。一隔套116在偏心支承板114间延伸并与两板连接。刷装配体46的轴50穿过偏心支承板114的对准孔延伸，穿过隔套116及设置在每一偏心支承板114的相应轴承118。因此清理工具或刷装配体46被支承在可倾斜架102上，纵向轴心线54平行于可倾斜架102的倾斜轴线70。如图6所示，环形刷52和轴50伸出倾斜架102和直线运动车72的外面。
轴50的一端与一诸如驱动轮的装置连接，该驱动轮由驱动皮带或链条120被电机112驱动。最好选择由电机驱动轴50，轴50和整个刷装配体46的转速推荐为1700-1800rpm。驱动皮带或链条120可用防护罩122覆盖。可使用标准三相鼠笼电机。
在图示实施例中，一机动倾斜机构124与直线运动车72和可倾斜架102的底板110连接，以使可倾斜架102绕其倾斜轴70倾斜，以使清理和刷装配体46朝向或离开管14钟形端部24的内表面35。机动倾斜机构可包括一气动驱动机构，该气动装置具有一铰接在架74上的气缸和与另一架102铰接的活塞。合适的机动驱动机构为市场上可买到的气缸，可从Ohio，Cleveland的Parker Hannifin Corp．买到，该气缸为3．25DB-2AU14A6．000型，行程为6英寸，气缸直径为3．25英寸，在100磅／平方英寸的压力下工作。应当理解，此机动倾斜机构只是作为举例，本发明并不局限于此具体驱动机构或气动装置。其它市场上可买到的装置也可使用，例如液压缸。不过，推荐用气动装置使刷在砂芯上上下蹦动，以在超压状态施压或回弹。
如图2-3所示，在图示实施例中，倾斜轴70通常平行于管的纵向轴心线19；绕倾斜轴线70旋转清理工具或刷装配体，使旋转轴线54朝向或离开管的内表面。在图示实施例中，清理工具或刷装配体46的轴线54平行于管14的纵向轴心线19，不过应当理解，这种对准是不必要的。
如图2-3所示，直线运动车还支承部分砂芯去除装置40的排出机构48。在图示实施例中，排出机构48包括一罩130和一可动导管132，设置成可与车72和清理工具或刷装配体46一同运动。罩130放置在清理工具或刷装配体的至少一部分的上方；在图示实施例中，罩130放在刷装配体46的环形刷52上方，可通过管14钟形端部开口37进出管14的空心内腔33。罩130与可动导管132连接，因此可动导管可接受从罩送来的排出物。
如图2-5所示，在图示实施例中，可直线移动车72具有一对直立金属角铁131，设置在每一直立导板100上。每一对直立金属角铁131连接在水平角铁133上，该水平角铁与支承可动排出导管132的两水平角铁135连接。这些连接可通过焊接、螺栓和螺母连接，螺钉连接以及其它标准连接装置。罩130被可动导管132支承与连接。
如图2-3所示，排出机构48还包括一静止导管140，与可动导管132连接，当罩130处于管14的内腔33中时，接受从可动导管132送来的排出物。在可直线运动车72、可动导管132和罩130进出管14时，静止导管140保持静止。在图示实施例中，在滚动车72、可动导管132和罩130被气缸94带动运动时，静止导管140可叠套地被容纳入可动导管132中。在图示实施例中，静止导管140通往袋装室42。袋装室风扇44作为一种抽气机构使空气和废料或砂从砂芯36进入罩130，并经过可动导管132至静止导管140，再从静止导管进入袋装室42。
如图2-3所示，罩130的底板略高于管14的内表面35一距离，留有一小间隙142。间隙142允许空气进入罩130，带走从砂芯脱落的松砂，如图3中箭头143所示。
如图2-3所示，图示实施例中之静止导管140还包括一门150和一斜槽152以排出废料。斜槽152和门150设置在静止导管140以一角度急剧向上延伸处。任何从砂芯来的大块砂对于风扇44而言太大，不能沿此急剧倾斜方向被吸入袋装室，可聚集在斜槽152上游的门150处的图示区域153处。由于风扇44运行而在静止导管140内所形成的压力降通常将使门保持关闭。然而，当静止导管132内的压力超过设定值，门150可能为废料或碎片打开一至斜槽152的通道。废料的块或碎片将随后送下斜槽152以收集和处理。静止导管内的压力水平可通过降低或停止风扇44来改变，于是门150可打开。
本发明之砂芯去除装置可用计算机控制。如图1所示原理，计算机或可编程逻辑元件200，可连接以接收输入信号如图1中之202，例如从起重机或传感器送来的电信号，例如当起重机已对准刷装配体限位开关时传出信号使直线运动停止。可编程逻辑元件200可通过图中204所示输出，控制驱动机构92的运行，以使车72沿铁轨82运动；启动电机112使刷装配体46开始旋转；并在刷52和罩130已进入管14的内腔33后，启动机动倾斜机构124，使架102倾斜以下降旋转中的刷。可编程逻辑元件还可与在起重机26上的机动辊子控制操作连接、从而在废料去除过程中使管的旋转方向可以改变。此外，一单独的可编程逻辑元件可控制起重机。可编程逻辑元件200还可与风扇44的运行控制连接，从而可根据使用情况改变风扇的转速。
在图示实施例中，立板145设置在排出机构48上邻接刷52处。如图3所示，车72被推向管，直至板145接触管的钟形端部，或直至接触砂芯36的盘形部210。板145具有孔，轴50穿过该孔延伸，并设有一开口，空气和废料可经此进入排出机构。由于板145与刷之间的距离是固定的，车72运动至板145与管或砂芯接触，保证刷52可正确定位在管内。板145与刷52间的距离，可根据是使管还是使砂芯与板145接触而预设定。
可使用一种市场上能买到的可编程逻辑元件。合适的可编程逻辑元件和控制装置，可从Wisconsin州Milwaukee的A11en-BradlyCo．／Rockwell Automation和其它地方买到，正如本领域技术人员所了解的，该逻辑元件和控制装置具有适于编程的梯形逻辑。希望对元件型号的选择向供应商谘询。一种具有标准逻辑的可编程控制器(PLC)可由编程领域的技术人员例如电气工程师编程，或者，更复杂的编程，如果必要可以开发。应当理解，这种计算机控制只是作为说明的目的，本发明并不局限于使用可编程逻辑元件，不局限于这些供应商提供的元件，不局限于任何具体的程序、计算机或PLC。
本发明还限定了一种使用上述装置从铸造金属管的钟形端部去除芯砂的方法。最好，从铸造金属管去除芯砂的步骤安排在管在热处理站18进行热处理之前。
在运行过程中，管14已经在铸造站铸成后，本质上是水平放置的。起重机26沿轨道28运动至位于管14之上的位置，水平的管被起重机升起。在起重机吊环上的机动辊子使管14绕管的水平纵向轴心线19旋转。起重机26沿由轨道28所限定的路径运动，直至管对准砂芯去除装置40的刷装配体46。起重机在砂芯去除装置40处停止直线运动，但最好继续使管14绕纵向轴心线19旋转。此时，可直线运动的车72是处于缩回位置如图2所示。最好砂芯去除装置40的支承架86使去除装置设置在车间地板之上，使轴50的轴心线54设置在管纵向轴心线19的水平高度和管14内腔表面35的下部的水平高度之间。
直线驱动机构92被驱动以推动可直线运动车72沿轨道82向管运动，使刷52和罩130进入管的钟形端部24的开口37，并进入管的内腔33。此时，刷52在管砂芯36上方一段距离处。抽气机构44已运行，于是空气经过间隙142进入即被吸入罩130，并进入可动导管132和静止导管140。从静止导管140，空气进入即被吸入袋装室42，并在此被过滤。当板145接触管的钟形端部外侧时，车72停止向前运动。随着车如此定位，清理机构的刷应正确对准管内腔的相应形状，如图8、10、12所示。
电机112被启动以使刷装配体46开始旋转。刷已开始旋转后，倾斜机构124启动。倾斜机构在可倾斜架102底板110的一侧向上推，在图示实施例中是在支承电机112的一侧推。可倾斜架102绕倾斜轴线70倾斜，使刷下降至如图3所示下降位置。以每分钟1700-1800转的转速旋转的刷与砂芯36接触，将砂芯破碎成小块，以从管14钟形端部24的内表面35将其清理。抽气机构44的抽气，将废砂吸入排气装置48的罩30。较小砂芯碎片和颗粒被吸入袋装室42，在此从空气中过滤出并与收集。较大的废砂芯碎块不能向上送往静止管140的陡峭倾斜部，均聚集在邻接门150至斜槽152的聚集部153。此时由于压力差，门150是关闭的。在刷从管清理砂的整个时间内，管继续旋转。
在预定时间之后，起重机辊子上管14的旋转方向可以逆转以改善管的清理。此外，刷装配体46的旋转方向是可逆的。此外，可以使刷靠在砂芯的表面上下蹦动，以取代使刷装配体46在整个清理过程始终保持在下降位置。
如图8-13所示，清理工具或刷装配体46的整个轮廓，允许某些刷的较长硬丝进入管内腔表面35的槽或凹部47以保证内腔表面35彻底地被清砂。
砂芯36的圆盘部在管14的外侧，如图2、8和10中的210所示，可用锤或类似工具，在管到达砂芯去除装置40之前或之后手工去除。另一方面，清理工具或刷装配体46可包括也可清理管端面的刷或其它装置。
在砂芯已被从管14内腔表面35清理后，刷装配体46可从表面35升起，返回图1所示位置，这是通过缩回倾斜机构124的活塞，向下拉底板110装电机的一侧实现的。当底板110装电机一侧被拉下，可倾斜架102绕倾斜轴线旋转以升起刷装配体46。电机112可以停止，然后直线驱动机构92的活塞96可缩回气缸94内，于是拉动车72、刷装配体46、罩130和可动导管132从管离开。当可动装配体被拉回，部分静止导管140叠套进入部分可动导管132。可动装配体被拉回直至罩130离开管端。起重机26随即启动以开始沿轨道28直线运动，将管向下游运动至竖立翻料机30。然后管被直立放置，以其钟形端部24放在圆盘传送带20的支承座22上。圆盘传送带20旋转，使管经过热处理炉18。热处理后的管从支承座22被横倒翻料机32移去，然后管运动至输送直至34以便精加工。
最好空气继续流动或通过排出机构48吸，即使当砂芯去除装置是在图2所示位置。空气的连续流应充分冷却管清理机构的导管。抽气机构44可周期性地降速或停止，从而静止导管内的压力超过设定值，允许门150打开。当门150打开时，已聚集在图示153处较大的废砂碎块可从斜槽152排出。
为从铸造管中去除砂芯，用作零件的材料应适合于可预料到的管内区域的温度。通常刷装配体、排出机构、可直线运动车和倾斜架的绝大多数零件用钢制成。可采用不锈钢，虽然都希望较小的费用，但它可保证适当的工作寿命。
虽然本发明已通过从铸造金属管中去除砂芯给予了说明，应当理解，本发明可用于从铸造制品中去除其它废材料。例如，本发明可用于在管内砂芯已被去除，和管已热处理并冷却后，使用磨管的方法清理管端部。将本发明的排出机构与清理机构相接合，用于此种光加工工序，可限制细小金属颗粒释放在车间环境中。术语“废材料”因此应理解为包括管铸造后管中的砂芯和在光加工过程中去除的金属材料。
虽然本发明表述为其排出机构与车间的袋装室连接，应当理解，排出机构可与特殊的收集器连接。例如，可以希望从砂芯中单独收集砂以重复使用或分别处理。如果本发明用于收集金属颗粒，可指望从车间的其它废料中单独收集这些颗粒以重复使用。因此排出机构可连接至单独的收集器或过滤与抽气机构。
还需要理解，尽管图示实施例使用机动装置，例如用气动装置92和124使气动车72运动和倾斜架102倾斜，这些运动也可用手动完成。此外，如上所述，也可使用其它驱动形式，例如液压缸、链条和链轮、齿条和齿轮和市场上可以买到的直线运动驱动机构，不过，推荐使用能产生并允许清理机构上下蹦动的驱动机构。
虽然图示实施例示出了允许清理和排出装配体进入管内的结构，相对运动可改为通过一装置使管运动来完成。例如，排出机构和清理机构可保持在直线运动上静止，而管可作直线运动以朝向或离开清理机构和罩。管可以运动至与清理机构接触，以替代清理机构绕枢轴旋转以升降清理机构。
应当理解，清理工具或刷装配体46可用不倾斜的装置升降，例如通过一种垂直提升装置。此外，清理工具或刷装配体的轴50可制成绕一水平轴线转动而升降，该轴线垂直于管纵向轴线19，从而使清理机构靠向和离开管的内表面。这样本装置不必具有所述的倾斜架。
虽然只示出与说明了本发明之一具体实施例，显然可作各种替换与更改。因此准备用所附权利要求覆盖这些在本发明范围和精神内的替换和更改。此外，本发明准备包括在此所述的等同结构和结构等同方案。
权利要求
1．一种在铸造铁管到达热处理站前从铸造铁管中去除砂芯的装置，该装置用于铸造球墨铸铁管的车间，铸铁管具有纵向轴心线、内空腔和内表面，此车间具有浇铸站以浇铸管，该管用砂芯限定管内腔至少一部分的形状，车间还具有热处理站，设置在从浇铸站至热处理站的下游，所述装置包括清理机构，可绕旋转轴心线旋转，以从管清理芯砂，和排出机构，设置以将已被从管清理的芯砂排出管。
2．如权利要求1所述的装置，其中，至少清理机构和管的至少一部分可运动，因此，清理机构的至少一部分在不同时间里处在管内和处在管外。
3．如权利要求1所述的装置，其中，至少排出机构和管的至少一部分可运动，因此，排出机构的至少一部分在不同时间里处在管内和处在管外。
4．如权利要求1所述的装置，其中，排出机构包括可动导管，可朝向和离开管的内空腔运动；静止导管，被连接以接受从可动导管送来的排出物；和抽气机构，用以将空气和芯砂抽入可动导管，并经可动导管进入静止导管。
5．如权利要求4所述的装置，其中，静止导管包括斜槽，用以送砂；和门，用以在静止导管内的压力超过设定水平时向斜槽打开一通道。
6．如权利要求4所述的装置，其中，排出机构包括一罩，该罩设置成与清理机构一起运动，罩与可动导管连接。
7．如权利要求1所述的装置，其中，清理机构绕平行于管纵向轴线的倾斜轴心线转动，以使清理机构旋转轴线朝向和离开管内腔表面运动。
8．如权利要求1所述的装置，其中，清理机构包括轴，具有纵向轴心线；刷，安装在轴上，轴的纵向轴心线限定了清理机构的旋转轴线，其中，该装置还包括可直线运动的车；可倾斜架，支承在车上，倾斜架可绕倾斜轴线转动，清理机构支承在可倾斜架上，使轴纵向轴心线平行于可倾斜架的倾斜轴线，而轴和刷伸出可倾斜架和车外；电机，安装在倾斜架上以旋转轴；机动倾斜机构，与车和可倾斜架连接，以使可倾斜架绕倾斜轴线转动，以使清理机构的刷朝向和离开管的内腔表面运动；驱动机构，以使车、倾斜架和刷装配体朝向和离开管运动。
9．如权利要求1所述的装置，其中，清理机构包括轴，具有纵向轴心线；和数个刷，同心安装在轴上，所述刷具有不同的直径以限定一外轮廓，该轮廓一般对应于管的部分内腔表面。
10．如权利要求1所述的装置，其中，车间包括起重机，以使管从铸造站运送至热处理站，起重机包括辊子，以使管绕纵向轴线转动，起重机沿一路径运动以使清理机构对准管。
全文摘要
一种从铸铁管的钟形端部去除砂芯的装置,具有清理机构和排出机构。清理机构具有数个钢丝刷安装在一轴上。钢丝刷和排出机构的可动部分进出管的钟形端部。刷可旋转和下倾,以从管的端部清理砂芯,而废砂被排出机构吸入袋装室,在此经过过滤。排出机构还包括一静止导管。静止导管具有一门和一斜槽。较大的废砂碎块可经门和斜槽移出排出机构。
文档编号B22D43/00GK1282640SQ00102668
公开日2001年2月7日 申请日期2000年2月25日 优先权日1999年7月29日
发明者罗伯特·G.·佩京, 约瑟夫·J·格培利 申请人:阿姆斯泰德工业公司