专利名称：吹管结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及在铸造中将颗粒物和气体注入到铸型中以形成型芯类型的吹管结构。
背景技术：
本发明所涉及类型的吹管用于大体积冷芯盒和热芯盒造芯设备。
在铸造行业中通常使用的是包括钢管的吹管，钢管具有可拆分地咬合在所述管一端上的橡胶尖端。该橡胶尖端在吹管与芯盒之间建立起密封，并且使所述管/芯盒接合处的磨损最小化。这种类型的吹管存在一些问题。例如，即使频繁地更换尖端，尖端有时候也会从它们的管上分离，从而导致停机时间以及更换尖端的劳动。这是主要的经济问题。
没有办法肯定地确定尖端会何时从其吹管上分离。因此，一些操作人员在每个轮班一开始就更换它们，这样在轮班过程中它们不太可能分离。其他一些操作人员按照规定的时间间隔来更换尖端，但是它们常常会分离，从而对型芯制造产生不利影响，以及将沙子吹入到铸型之外的区域。
使用金属吹管将沙子从吹板传送到芯盒中的另一个问题在于，在吹管与芯盒之间出现偏差时，会破坏吹管或者吹板，或者芯盒。在吹管与型腔入口不对准的情况下，会破坏吹管、芯盒、吹板或所有这些组件，从而导致必须进行昂贵的维修，并且在需要维修期间无法生产。
金属吹管和非弹性吹管的另一缺点在于，在向铸型中填充沙子时，在吹板与芯盒分离时沙子通过吹管的通路中断。在将要注入到铸型中的沙子与粘合剂混合的情况下(经常是这种情况)，在沙子静止、即不会通过吹管流动时沙粒之间会发生粘结。当发生这种粘结时，常常不得不中断造芯，直到将粘结在一起的沙子从堵塞的吹管中取出或者更换吹管本身。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能克服或大大减少上述缺点的吹管。
根据本发明优选实施例构造的吹管包括细长的管状主体，该主体具有轴向贯通延伸的钻孔。主体的一端是连接环，使主体能够固定到孔板，该孔板形成砂箱的一部分并且位于具有开口板(portplate)的芯盒的上方，沙子从砂箱通过开口板进入到铸型中以形成沙芯。吹管主体由弹性橡胶材料形成，这种弹性橡胶材料能够补偿砂箱孔板出沙口与芯盒开口板入口之间可能出现的偏差。吹管上适合进入到芯盒入口的那端外部成锥形，从而方便吹管尖端与入口之间的实现密封。
传统上沙子是在重力和压缩气体如空气的双重作用下通过吹管传送到铸型中。压缩气体使得沙子更紧实、更均匀地填充在铸型中。利用本发明的吹管，通过使吹管钻孔朝着其排出端的方向成锥形，以增加沙子从吹管中排出的速度以及增加沙子在铸型内的密度，从而提高了所述填充。
形成吹管的材料的弹性使得，当钻孔被沙子静止于吹管中期间而粘结在一起的沙粒堵塞时，压缩气体将使得吹管主体径向膨胀，从而方便堵塞沙粒彼此分离并排出。在这些情况下压缩气体的效果通过使沙子通过的钻孔成锥形而得到改进。
当型腔内填充的沙子达到理想程度时，有时候需要紧实沙子以固化型芯。出于此目的，提供了在许多方面类似于吹管的紧实销，该紧实销包括管状主体，该主体具有轴向贯通延伸的钻孔，并且一端终止于连接环，该连接环与吹管上的连接环相似。在紧实销主体的另一端或自由端是配合到钻孔内的刚性套筒(rigid sleeve)，并且该套筒内容纳有与销的自由端齐平的栅格。该栅格具有让空气或其他气体流过而与沙子中混合的任何粘结剂进行反应的通路。
紧实销可以垂直震动，以紧实铸型中的沙子。因此，栅格的构造被构造为在销震动时能够将压力施加到沙子上。
在下面的说明书以及附图中公开了本发明的优选实施例，其中图1是吹管的等角视图；图2是图1中所示吹管的沿图3中的线2-2截取的垂直截面图；图3是吹管的底面图；图4是图解吹管位于砂箱和芯盒之间的操作位置的局部正视图；图5是紧实销的等角视图；图6是图5中所示销的垂直截面图；以及图7是图5中所示销的底面图。
具体实施例方式
按照本发明构造的设备适用于图4中所示的传统铸造设备，该设备包括砂箱1，该砂箱具有用于容纳颗粒物如沙子与合适的传统粘结剂的混合物的腔室2。在砂箱1的底面上固定有孔板3，该孔板3具有面向上的空腔4，该空腔4的底部是与开口6相通的漏斗状孔5，沙子可以通过该开口6流向开口板7，该开口板具有通过入口9与芯盒10相通的开口8。图4公开了插在孔板3与开口板7之间的按照本发明构成的吹管11，用于将砂箱2中的物质排出到芯盒铸型内。
该吹管11包括管状的、细长的、整体型主体12，该主体由硬度值大约为80的适当的、弹性的丁基橡胶或其他橡胶材料形成。主体12的一端是连接环13，该连接环13可以用粘结的方法固定到主体上或浇注到主体中，如同经常采用的那样。主体12的侧壁14在其长度的主要部分基本均匀。但是，壁在靠近连接环13处凹陷而形成一对间隙15，用于容纳螺栓的头部(未示出)，螺栓用来将管连接到孔板3上。
主体12在靠近其相反端或自由端处从外部形成锥形，从而形成直径和壁厚减小的尖端16。
钻孔17轴向贯穿主体12，该钻孔17的第一上部18在整个长度上直径均匀。但是，在钻孔部分18的下端部份是第一锥形部分19，该锥形部分19在其底端与直径均匀的第二钻孔部分20相通。
钻孔部分20的下端与第二锥形钻孔部分21相通，该第二锥形钻孔部分21与第一锥形部分19轴向间隔开，并终止于主体12的自由端。
钻孔19和21的锥度优选不同。优选地，钻孔部分19的锥度比钻孔部分21的锥度更陡。当钻孔部分19的锥度大约为15°，钻孔部分21的锥度大约为10°时，能得到满意的结果。
使用吹管的条件是，将吹管放置在孔板3的底部并通过螺栓(未示出)固定到孔板3上，螺栓的头部占据部分间隙15。在正确安装时，螺栓的头部支撑在连接环13上，将吹管固定在其上部钻孔部分18与孔板通道6的出口相对准的位置。因此，吹管11将被牢固地固定到砂箱1上，并朝向芯盒10的方向越过孔板3伸出。砂箱1和芯盒10优选布置成，吹管与开口板7的开口8轴向对齐，从而方便沙子从砂箱2流入到芯盒10的铸型中。通过压缩气体，例如空气，沙子方便地从图4中箭头22指示的源流入到砂箱2的内部，就像传统工艺那样。
一旦预定数量的沙子被送入到芯盒的铸型中，便转移砂箱1和芯盒，而将另一芯盒放置在砂箱1下面的位置以接收来自吹管11的沙子。
由弹性材料制造吹管11以及使尖端16成锥形，使得砂箱1与芯盒10的出口和入口之间的微量偏差由于吹管的整个主体12能够弯曲而使锥形尖端16与铸型入口9形成密封而得到补偿。因为主体12(包括尖端16)的这种弯曲能力，所以不会由于其间的偏差而损坏吹管或砂箱1以及铸型10。形成吹管的材料具有弹性，所以当受到的横向或其他力的作用消失后，能够恢复到其原有结构。
当沙子通过吹管11的排放出于任何原因而终止时，例如当已经充满的铸箱被空的铸箱替换时，钻孔17中的沙子静止。如果沙子与粘合剂混合，这种情况是经常出现的，粘合剂经常会使沙粒彼此粘结在一起或者粘结在钻孔17的侧壁上。如果沙子通过吹管的流动终止较长时间，或者如果温度和湿度条件合适，沙粒彼此粘结在一起或者粘结在钻孔17上会导致钻孔堵塞。在这种情况下，重新启动沙子从砂箱流到吹管11中将使得压缩气体对堵塞颗粒施加作用力，从而导致吹管的侧壁14径向膨胀，从而使堵塞物分解并通过主体12。主体12的侧壁厚度取决于沙子的粒径、使用的粘结剂、以及将气体导入到吹管中的压力。这些特征可以根据经验容易地确定。
如图2中的最佳显示，锥形尖端16的壁厚小于主体的其他壁厚，除了间隙15处的壁厚。尖端减小的壁厚便于尖端容纳在入口中，即使主体12与该入口有一些偏差。
当沙子在重力和压缩气体的影响下穿过钻孔17流动时，在气体连续流过锥形钻孔部分19和21时，气体体积将被压缩，速度增加。这些特性将增加颗粒物质从吹管中排出的密度。结果，与其他情况相比，铸型内形成的型芯密度更大。
在对铸型进行填充之后，有时候需要紧实沙子以减少空隙，从而增加芯的密度。按照本发明制造的设备包括紧实销24，该紧实销包括由弹性材料形成的细长的管状主体25，该材料相当于或类似与形成吹管主体12的材料。在主体25的一端是连接环26。主体25的相反端终止于壁厚减小的部分27。紧实销24具有直径基本一致的上钻孔部分28，该部分的下端与直径减小的第二钻孔部分29相通。在钻孔部分28与29之间是形成台肩的环形突出部分30。
金属套筒31压入配合到钻孔部分29内，该套筒支撑在由突出部分30所形成的台肩上。套筒31在其两端之间具有内部台肩32，用于支撑环形格栅33的一端，该格栅33压入配合在套筒内且内部具有多个轴向延伸的气体通道34。格栅33的下部与销24的自由端齐平。
在公开的实施例中，销24的侧壁25具有与通过图5中的箭头36表示的压缩空气或其它气体的气源相通的开口35。
使用中，紧实销24装配到上面的支撑件(可以是砂箱1)上，并且垂直设置在芯盒10的正上方而与芯盒的入口孔9对准。紧实销24和芯盒10彼此相对振动，使紧实销压实铸型中的沙子。如果需要，可以通过开口35将空气或其他气体导入到紧实销主体25的内部，以防止格栅33内的开口堵塞，以及使气体与沙子中混合的粘结剂发生反应，使粘结剂硬化或发生其他反应。
公开的实施例代表了本发明的优选方式，但只是用于说明而非限制。本发明在权利要求书中进行限制。
权利要求
1.一种适用于在铸造中将颗粒物和气体注入铸型以形成型芯的吹管结构，所述结构包括具有轴向贯通延伸的钻孔且一端以尖端终止的整体型管状弹性主体，以及固定到所述主体的相反端且用于将所述主体连接到所述材料和气体的源的连接装置，所述尖端在所述一端的方向外部成锥形，所述钻孔具有至少一个与所述尖端轴向间隔开的、朝所述尖端的方向形成锥形的部分。
2.如权利要求1所述的结构，其中所述尖端的壁厚小于主体靠近所述尖端部分的壁厚。
3.如权利要求1所述的结构，其中所述钻孔在所述一个部分与所述主体的所述一端之间具有第二部分，该第二部分在所述主体的所述一端的方向成锥形。
4.如权利要求3所述的结构，其中所述部分之一的锥度比另一部分的锥度更陡。
5.如权利要求4所述的结构，其中更陡的锥度是所述一个部分。
6.如权利要求1所述的结构，其中所述连接装置包括粘结固定在所述主体上的环。
7.如权利要求1所述的结构，其中所述连接装置包括嵌入到所述主体中的环。
8.如权利要求1所述的结构，其中所述尖端的侧壁厚度小于相邻侧壁部分的厚度。
9.如权利要求1所述的结构，其中所述气体经过压缩，并且所述材料包括沙子与粘结剂的混合物；当所述混合物静止在所述主体的钻孔内时，所述粘结剂具有将所述沙子的颗粒彼此粘结在一起的趋势；由所述压缩气体作用到所述混合物上的力以及所述主体的弹性使得所述钻孔膨胀，从而在所述混合物静止一段时间之后而通过所述粘结剂粘结在一起的颗粒被移出。
10.如权利要求9所述的结构，其中所述主体由硬度大约为80的丁基橡胶形成。
11.如权利要求9所述的结构，其中所述尖端的壁厚小于所述主体靠近所述尖端的壁厚。
12.一种适用于在铸造中紧实铸型内的颗粒物以形成型芯的吹管紧实销结构，所述结构包括管状的弹性主体，该主体具有轴向贯通延伸的钻孔，所述主体的一端的壁厚小于所述主体剩余部分的壁厚；刚性套筒，其在所述钻孔的所述一端装配到所述主体内；栅格，其在所述钻孔的另一端装配到所述套筒内；以及气体通道，其与所述钻孔相通，用于将压缩气体导入到所述钻孔内并通过所述栅格排放，所述栅格的一端与所述主体的所述一端齐平，以便与所述铸型内的颗粒物作用。
13.如权利要求12所述的结构，其中所述钻孔在其末端之间具有台肩，所述套筒支撑在该台肩上。
14.如权利要求1所述的结构，其中所述钻孔在所述主体的所述一端由于所述套筒的存在而减小了横截面积。
全文摘要
一种用于将其砂箱中的颗粒物传送到铸型中以形成型芯的吹管，具有由弹性材料形成的整体型细长主体，所述弹性材料使得主体能够针对砂箱与铸型之间的偏差进行调节和补偿。该吹管主体具有钻孔，该钻孔具有多个轴向间隔开的部分，从而当压缩气体吹送颗粒物穿过主体时，颗粒物的密度增加，气体和颗粒流的速度增加。吹管主体的弹性使得主体在颗粒物堵塞在吹管中时膨胀，从而使堵塞物分解。
文档编号B65B1/20GK1787947SQ200480008817
公开日2006年6月14日 申请日期2004年2月10日 优先权日2003年2月10日
发明者尼尔·E·德雷莫, 罗伯特·J·克拉克 申请人:阿什兰许可和知识产权有限公司