一种造型机用射砂阀的制作方法

本发明涉及铸造机械领域。

背景技术：

在铸造行业领域里，垂直造型机或脱箱造型机在造型之前需要把高压气体通过射砂阀吹到盛有砂子的射砂筒，在射砂筒内高压气体带动砂子吹射到砂箱，然后开始挤压造型。射砂阀一般选用的是隔膜阀。

但是在实际使用过程中，隔膜阀却存在以下问题难以解决。

(1)由于受阀体衬里的工艺和隔膜制造工艺的限制，较大的阀体衬里和较大的隔膜制造难以实现，常见的隔膜阀通径一般在76mm之下。由于通过气体流量的大小与阀通径大小有直接关系，所以若想继续增大通气流量，只能使用多个隔膜阀，这就增加了结构和装配上的繁杂性。

(2)由于隔膜阀的隔膜长时间在动态应力及应变作用下，极易发生疲劳破坏，从而出现隔膜裂纹、龟裂等失效形式。若出现隔膜破裂，一般是换掉整个隔膜阀，这就需要先拆卸管路，费时费力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种造型机用射砂阀，它具有结构简单、操作方便、安全可靠等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种造型机用射砂阀，包括阀体，阀体为下述结构的载体：包括盘式密封塞滑动腔、盘式密封塞、阀关闭压力室、阀开闭控制气口、环室、出气通道、射砂阀出气口、密封塞封闭结构和射砂阀进气口；在阀体的内腔上部设有盘式密封塞滑动腔，盘式密封塞滑配于盘式密封塞滑动腔内，位于盘式密封塞上部的密封塞滑动腔形成阀关闭压力室，阀开闭控制气口位于阀关闭压力室的上方，在盘式密封塞滑动腔的下方设有出气管，出气管的外壁与阀体的内腔壁之间设有间隙，出气管的外壁底部与阀体的内腔壁密封连接，从而使出气管的外壁与阀体的内腔壁之间形成环室，环室设有用于与气源q连接的射砂阀进气口，以使环室形成进气通道，环室和盘式密封塞底部之间设有密封塞封闭结构，以使盘式密封塞滑动至盘式密封塞滑动腔底部时，盘式密封塞底部将环室上端口封闭，使环室形成阀开启压力室，出气管的内腔形成出气通道，出气管的底部开口端为射砂阀出气口。

本发明进一步改进在于：

射砂阀还包括泄压结构，泄压结构包括与出气通道连通的出气通道排气口和用于控制出气通道与出气通道排气口通断的泄压控制执行原件。

泄压结构包括活塞滑动腔、双作用活塞式执行机构和排气活塞，出气通道排气口设置在活塞滑动腔中部的腔壁上，用于与大气连通，活塞滑动腔的里端与出气通道连通，双作用活塞式执行机构设置在活塞滑动腔的外端，双作用活塞式执行机构的活塞杆端部与排气活塞连接，排气活塞在双作用活塞式执行机构的带动下在活塞滑动腔内由出气通道排气口的一侧滑动到出气通道排气口的另一侧，从而控制出气通道与出气通道排气口的连通与断开，双作用活塞式执行机构和与其连接的排气活塞构成泄压控制执行原件。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明根据射砂阀在射砂时阀门全开，射砂停止后阀门后端没有(相对)气压的工作特点设计制作，本装置采用下述结构：在盘式密封塞滑动腔的下方设有出气管，出气管的外壁与阀体的内腔壁之间设有间隙，出气管的外壁底部与阀体的内腔壁密封连接，从而出气管的外壁与阀体的内腔壁之间形成环室，环室设有用于与气源q连接的射砂阀进气口，以使环室形成进气通道，环室和盘式密封塞底部之间设有密封塞封闭结构，以使盘式密封塞滑动至盘式密封塞滑动腔底部时，盘式密封塞底部将环室上端口封闭，以使环室形成阀开启压力室。由于阀关闭压力室内使阀门关闭的气压全部作用于盘式密封塞的上表面，而阀开启压力室内使阀门打开的气压只作用在阀开启压力室(环室)所对应的盘式密封塞下表面，盘式密封塞上表面的受力面积远大于盘式密封塞下面的受力面积，根据气体压力公式f＝p×s，因此控制阀门动作的气源和射砂用的气源采用相同压力的气源，阀门也很容易快速关闭，当阀关闭压力室泄压之后，由于阀开启压力室设有用于与气源q连接的射砂阀进气口，盘式密封塞利用环室内充入的气源压力即可将盘式密封塞向上顶起，使气体由阀开启压力室(进气通道)上部进入出气通道并由射砂阀出气口排出，从而使阀门处于打开状态。采用射砂用的气源完成对阀门的开启，使进气通道同时作为阀开启压力室，从而省去了现有技术中双作用调节阀的阀开启压力室，同时由于环室和盘式密封塞底部之间设有密封塞封闭结构，使盘式密封塞作为现有技术中双作用调节阀的活塞使用，同时又作为现有技术中双作用调节阀的阀芯使用，从而省去了现有技术双作用调节阀中与活塞连接的阀杆和阀芯，使其结构简单、操作方便、使用安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2将本装置应用于造型机用射砂系统中形成造型机用射砂系统的结构示意图。

在附图中：1.盘式密封塞；2.阀关闭压力室；3.阀开闭控制气口；4.出气管；5.阀体；6.环室；7.出气通道；8.射砂阀出气口；9.射砂阀进气口；10.出气通道排气口；11.射砂筒；12.活塞滑动腔；13.双作用活塞式执行机构；14.排气活塞。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

将本装置应用于造型机用射砂系统中形成造型机用射砂系统，在进行射砂工作时，射砂系统中射砂筒的射砂出口与砂箱连通。

由图1～2所示的实施例可知，本实施例包括射砂阀和射砂阀控制装置，射砂阀包括阀体5，阀体5为下述结构的载体：包括盘式密封塞滑动腔、盘式密封塞1(由耐磨铝圆柱体表面包聚氨酯组成)、阀关闭压力室2、阀开闭控制气口3、环室6、出气通道7、射砂阀出气口8、密封塞封闭结构、射砂阀进气口9和泄压结构；在阀体5的内腔上部设有盘式密封塞滑动腔，盘式密封塞1滑配于盘式密封塞滑动腔内，位于盘式密封塞1上部的密封塞滑动腔形成阀关闭压力室2，阀开闭控制气口3位于阀关闭压力室的上方，在盘式密封塞滑动腔的下方设有出气管4，出气管4的外壁与阀体5的内腔壁之间设有间隙，出气管4的外壁底部与阀体5的内腔壁密封连接，从而出气管4的外壁与阀体5的内腔壁之间形成环室6，环室6设有用于与气源q连接的射砂阀进气口9，以使环室6形成进气通道，环室6和盘式密封塞1底部之间设有密封塞封闭结构(盘式密封塞1底面与环室6上沿通过密封垫密封连接)，以使盘式密封塞1滑动至盘式密封塞滑动腔底部时，盘式密封塞1底部将环室6上端口封闭，以使环室6形成阀开启压力室，出气管4的内腔形成出气通道7，出气管4的底部开口端为射砂阀出气口8，泄压结构包括与出气通道连通的出气通道排气口10和用于控制出气通道7与出气通道排气口10通断的泄压控制执行原件；射砂阀控制装置包括电磁阀控制器、阀开闭控制气路、射砂阀控制气路和用于控制泄压控制执行原件动作的泄压控制装置，阀开闭控制气路包括进气管路和排气管路，进气管路按气体流向依次包括气源q、二位二通电磁阀f1、射砂阀的阀开闭控制气口3，排气管路按气体流向依次包括射砂阀的阀开闭控制气口3、二位二通电磁阀f2、大气；射砂阀控制气管路按气体流向依次包括气源q、射砂阀进气口9、射砂阀出气口8和射砂筒11。

泄压结构包括活塞滑动腔12、双作用活塞式执行机构13和排气活塞14，出气通道排气口10设置在活塞滑动腔12中部的腔壁上，用于与大气连通，活塞滑动腔12的里端与出气通道7连通，双作用活塞式执行机构13设置在活塞滑动腔12的外端，双作用活塞式执行机构13的活塞杆端部与排气活塞14连接，排气活塞在双作用活塞式执行机构13的带动下在活塞滑动腔12内由出气通道排气口10的一侧滑动到出气通道排气口10的另一侧，从而控制出气通道7与出气通道排气口10的连通与断开，双作用活塞式执行机构13和与其连接的排气活塞14构成泄压控制执行原件，泄压控制装置为泄压控制气路，其通过二位五通阀f3控制气源q与双作用活塞式执行机构13的两个气口连通状态，从而使双作用活塞式执行机构13动作。

在射砂阀控制气管路中，在气源q与射砂阀进气口9之间设有气包c。

二位五通阀f3的两个出气口分别通过单向节流阀f4与双作用活塞式执行机构13的两个气口连通。

工作原理及过程：

本装置中电磁阀控制器属于程序(时序)控制，从现有技术，用于控制各电磁阀的动作，可通过单片机编程或plc控制器进行系统组态完成。

(1)初始状态，射砂前造型机用射砂系统使射砂阀处于关闭保持状态：射砂阀控制装置中二位二通电磁阀f1处于打开状态，二位二通电磁阀f2处于关闭状态，五通阀f3控制双作用活塞式执行机构13动作，使出气通道7与出气通道排气口10处于连通状态，阀后相对气压位零，此时，盘式密封塞1位于盘式密封塞滑动腔底部，盘式密封塞1底部将环室6上端口封闭，阀关闭压力室2保持与气源q连通，压力作用在盘式密封塞1上表面，而环室6(阀开启压力室)内使阀门打开的气压只作用在阀开启压力室(环室)所对应的盘式密封塞下表面，盘式密封塞上表面向下的压力远大于盘式密封塞下表面向上的压力，盘式密封塞紧压在环室6的上口沿，密封塞封闭结构将环室6上端口封闭住，射砂用的气体被盘式密封塞挡住，射砂阀处于关闭保持状态。

(2)射砂状态，射砂时造型机用射砂系统使射砂阀开启：射砂阀控制装置中二位二通电磁阀f1关闭，二位二通电磁阀f2打开，五通阀f3控制双作用活塞式执行机构13动作，使出气通道7与出气通道排气口10的关闭，此时，阀关闭压力室2泄压，盘式密封塞只受到阀开启压力室(环室)内气压向上的推力，盘式密封塞向上移动，射砂用的气体由阀开启压力室(环室、进气通道)上部进入出气通道7并由射砂阀出气口8排出，从而使阀门处于打开状态。

(3)射砂结束，射砂后造型机用射砂系统使射砂阀关闭：射砂阀控制装置中二位二通电磁阀f1打开，二位二通电磁阀f2关闭，此时，阀关闭压力室2保持与气源q连通，压力作用在盘式密封塞1上表面，盘式密封塞1下表面的射砂用的气体处于流动(泄压)状态，盘式密封塞1上表面向下的压力远大于盘式密封塞下表面向上的压力，盘式密封塞1在盘式密封塞滑动腔内向下滑动，盘式密封塞紧压在环室6的上口沿，密封塞封闭结构将环室6上端口封闭住，射砂用的气体被盘式密封塞挡住，射砂阀处于关闭保持状态；之后五通阀f3控制双作用活塞式执行机构13动作，使出气通道7与出气通道排气口10的连通，阀后相对气压位零，以便造型机后续工作。