专利名称：一种型砂冷却器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铸造工业领域，具体涉及一种型砂、冷却器。
背景技术：
在铸造加工领域，消失才莫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，
现有的型砂冷却器大多采用水冷方式，其是"i殳置若干冷却管，管内通冷却水， 砂子从管外流过，以达到冷却型砂的目的。为提高热交换效率，冷却管为翅片 管，高温型砂和冷却水通过翅片管进行换热，使型砂迅速冷却。机械工业出版 社2006年8月第二版《铸造手册.第6巻.特种铸造》介绍了 一种这种冷却形 式的型砂冷却器，所述型砂冷却器的结构如图1所示，其是由从上至下依序排 列的砂斗1 a、冷却部2 a、砂温调节器3 a及砂箱6 a组成，待冷却的高温型 砂从上部砂斗1进入冷却部2，经冷却部2 a冷却后落入砂箱6 a内，再从砂 箱6底部流出。上述结构的冷却部2 a具体结构如图2所示，所述冷却部2 a 在垂直方向分布有多层换热器21 a,每层换热器21 a则由多根水平排列的翅片管并联后，再将每层换热器21 a串接在一起，使全部翅片管形成一个完整的 通道。在冷却部2 a上端，i殳有两个冷却水出口 4 a，下端i殳有两个冷却水入 口 5 a,冷却水从翅片管中流过，型砂与翅片管接触完成热交换，以达到冷却 型砂的目的。在冷却部2 a和砂箱6 a之间，还设有砂温调解器3 a,其是通 过砂温调节器3 a上所设的孔板实现的，控制型砂过孔的大小即可改变型砂流 过的速度，从而调节砂温。上述结构中，型砂靠自重下落，在下落过程中通过 与翅片管热交换来实现冷却，但由于翅片管呈水平排列方式，型砂在下落过程 中易被粘滞、阻挡而形成死角，会带来型砂的堵塞，从而减少换热面积，造成 冷却失效，且在型砂的下落过程中，砂温调节器仅靠孔径来调节型砂的降落速 度和时间，因而温度不能得到有效控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可避免型砂在冷却过程中的堵塞，且可保 证型砂的热交换效率之型砂冷却器。 本实用新型是这样实现的
一种型砂冷却器，包括进料砂斗、冷却部及砂箱，所述冷却部包括一腔体 及设置于该腔体内之若干竖直排列的中空管，所述各中空管内腔构成型砂的流 动通道，其上设有可与进料砂、斗连通的进砂、口及可与砂、箱连通之出妙、口；各中 空管之间的间隙构成可与冷却源连接之冷却通道；在所述砂、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。
本实用新型还可以通过另一技术方案实现
一种型砂冷却器，包括进料砂斗、冷却部及砂箱，其特征在于所述冷却 部包括一腔体及设置于该腔体内之若干竖直排列的中空管，所述各中空管之间 相互连通且与冷却源相接，各中空管之间的间隙构成型砂的流动通道，所述流 动通道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 ；在所述砂箱 和冷却部之间，还设有一可控制出砂口启闭之砂温调节器。本实用新型所提供的型砂冷却器，是通过在冷却部设置多个竖直排列的中 空管，由各中空管之间的间隙或中空管本身形成一交错排列的冷却腔或型砂流 动腔，高温型砂从上述流动腔流过时，可分散成很多向下的分支，通过与流动 腔相邻的冷却腔进行热交换，可使换热后的型砂很顺利地自动下落，避免了现 有技术中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。同时，砂温调节器采用控制冷却腔出砂口启闭的方式，可控制型砂在冷 却腔内之热交换时间和型砂、的流速，可确保妙、温的稳定。
图l是现有技术提供的结构示意图； 图2是现有技术提供的结构中冷却部之结构示意图； 图3A是本实用新型提供的结构实施例一主视图； 图3B是本实用新型提供的结构实施例二主视图； 图4A是本实用新型提供的结构实施例一之冷却部结构示意图； 图4B是本实用新型提供的结构实施例二之冷却部结构示意图； 图5是本实用新型提供的结构实施例之砂温调节器结构示意图； 图6A是本实用新型提供的结构实施例之砂温调节器砂门关闭状态结构示 意图6B是本实用新型提供的结构实施例之砂温调节器砂门打开状态结构示 意图。
现有技术附图中
1 a-砂、斗； 2 a-冷却部； 21 a-换热器；
3 a-砂、温调节器； 4 a-冷却水出口； 5 a-冷却水入口；
6 a-砂箱；
本实用新型实施例附图中
l-砂斗； 2-冷却部； 21-上底板；22 -中空管;
23-下底板;
24-围板;
25-连通管;
26-腔体;
3-砂温调节器
31-定板;
32 -气缸;
33 —动板;
4-冷却水出口
5 —冷却水入口；
6-砂箱;
61-支承架。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供了两个实施例，下面结合实施例对本实用新型做进一步详述。
如图3A所示，本实施例包括砂斗l、冷却部2及砂箱6，上述部件自上而 下依序设置，且可相互连通。所述砂斗1为待冷却型砂的容置部件，型砂可从 其顶部加入；所述>^、箱6为一带有倾斜斜面的漏斗形构件，通过一支承架61 固定，同时该支承架61亦作为本实用新型实施例整个机构的支承部件，冷却后 的型砂可通过砂、箱6自动落下带走。如图4A所示，本实施例所述冷却部2包括 一腔体26及设置于该腔体26内之若干中空管22,各中空管22可呈纵向、横 向或斜向竖直排列，或者为交错排列方式。所述各中空管22内腔为型砂的流动 通道，各管口顶端开口为进砂口，可与进料砂斗l连通，管口底端开口为出砂 口，与砂箱6连通；所述各中空管22之间的间隙则构成可与冷却源连接之冷却 通道。这样，可使型衫、流动通道和冷却通道相互邻接和交错设置，型砂从石少斗 l下落后，可从进^"口落入各中空管22内腔，在一定的时间内与管周围的冷却 通道充分接触后，从中空管22底端出砂口流出，完成热交换过程，将型砂上的 热量带走。由于所述各冷却管22皆为竖直设立的管件，型砂在下落和进行热交
实施例换过程中，不会形成对型砂的阻滞，故不会形成热交换死角，从而实现了本实 用新型目的。
如图4A所示，本实施例中，所述腔体26为一周边封闭之构件，可由设置 于最外侧中空管旁之围板24及上底板21、下底板23构成，所述围板24可根 据需要由四块竖直设立的板状构件围成四方形或长方形筒体，也可用一块板状 构件围成圆柱状筒体；所述上底板21、下底板23均为一设有通透孔之板状构 件，各中空管22中心与所述通透孔中心在同一直线上，可分别崁设于所述各中 空管22之间，与各中空管22上、下端周边相接，可将各中空管22上、下端之 间的间隙封闭，使各中空管22成为单独的型砂流动通道，而各间隙构成的冷却 通道相互连通。上述上底板21、下底板23的设置，既可固定各中空管22，同 时可使冷却部2成为一个整体，还可方便冷却部2与其他部件之间的装配。
实施例二
如图3B所示，本实施例与实施例一基本相同，亦包括砂斗l、冷却部2及 砂箱6，上述部件自上而下依序设置，且可相互连通。所述砂斗1为待冷却型 砂的容置部件，型砂可从其顶部加入；所述砂箱6为一带有倾斜斜面的漏斗形 构件，通过一支承架61固定，同时该支承架61亦作为本实用新型实施例整个 机构的支承部件，冷却后的型砂可通过砂箱6自动落下带走。如图4B所示，本 实施例所述冷却部2亦包括一腔体26及设置于该腔体26内之若干中空管22， 各中空管22可呈纵向、横向或斜向竖直排列，或者为交错排列方式。与实施例 一不同的是，所述各中空管22内腔为冷却通道，与冷却源连通，各中空管22 之间接有一组或两组连通管25，冷却物质可通过各中空管22和连通管25循环； 所述各中空管22之间的间隙则构成型砂的若干流动通道，各流动通道顶端为进 砂口，可与进料砂斗l连通，底端为出砂口，与砂箱6连通；这样，可使型砂 流动通道和冷却通道相互邻4妄和交错设置，型砂'从砂、斗1下落后，可从进砂、口 落入各中空管22之间的空腔内，在一定的时间内与各中空管22 (冷却管)充分接触后，从底端出砂口流出，完成热交换过程，将型砂上的热量带走。由于
所述各冷却管22皆为竖直设立的管件，型砂在下落和进行热交换过程中，不会 形成对型砂的阻滞，故不会形成热交换死角，同样实现了本实用新型目的。
如图4B所示，本实施例中，所述腔体26亦为一周边封闭之构件，由设置 于最外侧中空管旁之围板24及上底板21、下底板23构成，所述围板24可根 据需要由四块竖直设立的板状构件围成四方形或长方形筒体，也可用一块板状 构件围成圓柱状筒体；所述上底板21、下底板23分别覆盖于各中空管22上、 下端管口上，使各中空管22两端封闭，各中空管22通过连通管25连通，以形 成封闭的冷却通道。所述上底板21、下底板23于所述各中空管22之间间隙位 置，亦即流动通道处，则加工有通透孔，可形成冷却部2之进石少口和出石少口 ， 使各中空管22之间的间隙成为单独的型砂流动通道。同实施例一，上述上底板 21、下底板23的设置，既可固定各中空管22,同时可使冷却部2成为一个整 体，还可方《更冷却部2与其他部件之间的装配。
进一步地，本实用新型上述两实施例中，所述冷却管22可为多个呈纵向和 横向排列的翅片管，也可为直通的圓管或方管，或者采用圓弯管状构件。其中， 采用翅片管可增加型砂与管表面或内腔的接触面积，以进一步提高其热交换效 率；直通管材料成本低，安装简单、方便；而釆用弯管可降低型砂在冷却腔内 的流动速度，增加型砂与冷却通道的接触面积，延緩型砂在流动通道内的停留 时间，使之热交换更为充分，换热时间更长，其中以多个S状管相互光滑过渡 连接而形成的整体结构较佳。
如图3A、图3B、图5所示，本实用新型两实施例中，在所述石少箱6和冷却 部2之间，还设有一可控制冷却腔出砂口启闭之砂温调节器3。所述砂温调节 器3包括一水平设置的定板31和可移动的动板33，所述定板31和动板33上 下叠合，其上均开设有可容型砂通过的通孔。为保证型砂通过顺利，且保证型 砂的有效通过间隙，本实用新型两实施例中，所述定板31和动板33上的通孔 孔径应相等，或动^反33孔径略大于定板31孔径，以保证两通孔在同一轴心线上时，通隙最大。
所述动板33可采用手动方式移动，也可与动力气缸32相连，可由该气缸 32带动其做水平移动，在所述气釭32的控制下，定板31和动板33上之通孔 可相互完全^l晉开或同心，实现出砂-口的启闭。由于本实用新型各冷却管22皆竖 向设置，因此，出砂口在一定时间内的封闭不会带来型砂的堵塞，这样，只要 控制定板31和动板33的错开位置，便可控制打开或关闭型砂流过的时间，即 可控制热交换时间，以达到调节砂温的目的。同时，这种结构，还可适应不同 温度和规格的型砂，非常方便。
为保证动板33在操作过程中的平滑移动，本实用新型实施例在所述定板 31和动板33之间，还设置有一定的间距，其为1.5~3mm，既能保证动板33 的移动，同时也可避免下落的型砂卡入两板之间。
上述两实施例中，冷却腔可采用水冷方式，也可采用风冷方式形成冷却通 道。采用水冷方式时，可在冷却部2腔体26上设置一冷却水入口 5和冷却水出 口 4,与冷却通道连通，外4妄冷水系统，以形成冷却循环水3各。如图3A、 3B、 4A、 4B所示，所述冷却水出口 4i殳置于冷却部2的最上端，而冷却水入口4i殳 置于冷却部2的最下端。这种结构的设置可使冷却源与高温型砂之间形成逆向 流动，以提高换热效率。
图6A、图6B展示了本实用新型两实施例出砂口启闭状态示意图。
如图6A所示，石少门打开时的，动板33上的通孔与定板31上的通孔中心在 同一轴线上，冷却完毕后的型砂可顺利穿越上述定板31和动板33上之通孔， 落入砂箱6内。
如图6B所示，砂门关闭时，动板33上的孔与定板31上的孔完全错开，型
砂被阻隔在冷却部2之冷却腔内，停止流动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，
凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种型砂冷却器，包括进料砂斗、冷却部及砂箱，其特征在于所述冷却部包括一腔体及设置于该腔体内之若干竖直排列的中空管，所述各中空管内腔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；各中空管之间的间隙构成可与冷却源连接之冷却通道；在所述砂箱和冷却部之间，还设有一可控制出砂口启闭之砂温调节器。
2、 如权利要求1所述的型砂冷却器，其特征在于所述腔体包括设置于 最外侧中空管旁之围板及置于各中空管上、下端之上、下底板，所述上、下底 板崁设于所述各中空管之间，与各中空管周边相接。
3、 如权利要求l所述的型砂冷却器，其特征在于所述中空管为翅片管 或直通管，或为弯管。
4、 如权利要求1~3任一项所述的型砂冷却器，其特征在于所述砂温调 节器包括一定板和一与气缸相连且可由气缸带动移动之动板，所述定板和动板 上下相互叠合，两者对应的位置上开设有可相互完全错开或同心配合之通孔。
5、 如权利要求4所述的型砂冷却器，其特征在于所述定板和动板上通孔 孔径相等或动板孔径略大于定^反孔径，两者之间的间距为为1. 5 ~ 3mm。
6、 一种型砂冷却器，包括进料7眇斗、冷却部及砂、箱，其特征在于所述冷 却部包括一腔体及设置于该腔体内之若干竖直排列的中空管，所述各中空管之 间相互连通且与冷却源相接，各中空管之间的间隙构成型砂的流动通道，所述 流动通道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 ；在所述砂 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。
7、 如权利要求6所述的型砂冷却器，其特征在于所述腔体包括上、下 底板及设置于最外侧中空管旁之围板，所述上、下底板分别覆盖于各中空管上、 下端管口，于所述各中空管之间的流动通道处加工有通透孔。
8、 如权利要求6所述的型砂冷却器，其特征在于所述中空管为翅片管或直通管，或为弯管。
9、 如权利要求6~8任一项所述的型砂冷却器，其特征在于所述砂温调 节器包括一定板和一与气缸相连且可由气缸带动移动之动板，所述定板和动板 上下相互叠合，两者对应的位置上开设有可相互完全错开或同心配合之通孔。
10、 如权利要求9所述的型砂冷却器，其特征在于所述定板和动板上通 孔孔径相等或动板孔径略大于定板孔径，两者间距为1. 5 ~ 3mm。
专利摘要本实用新型提供了一种型砂冷却器，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。本实用新型可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。同时，砂温调节器可控制型砂在冷却腔内之热交换时间和型砂的流速，确保砂温的稳定。
文档编号B22C5/00GK201231301SQ20082009496
公开日2009年5月6日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者关洪国 申请人:比亚迪股份有限公司