专利名称：射芯装置、射芯方法及射芯控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业铸造领域，特别涉及一种射芯装置、一种应用该装置进行射芯的方法。以及一种射芯控制系统。
背景技术：
射芯装置是目前在工业铸造领域较为常用的高效制芯设备，根据型芯的形状、尺寸和芯砂使用的黏结剂不同，现有射芯装置通常可以分为(1)热芯盒射芯机这种射芯装置是以热固性树脂为黏结剂的制芯机，在芯盒内加热硬化型芯；(2)壳芯机这种射芯装置用以制造薄壳型芯，芯砂的砂粒表面上预先覆盖一种树脂薄膜，在加热的芯盒内硬化；(3)冷芯盒射芯机这种射芯装置是以树脂为黏结剂的制芯机，在冷态芯盒内吹气硬化型芯；(4)普通射芯机这种射芯装置采用振动砂斗加砂，用于制造在芯盒外硬化的型芯。上述射芯装置的工作原理为，射芯时压缩空气迅速进入射芯筒内，穿过砂层空隙推动砂粒，形成砂气流，使芯砂高速射入芯盒，在充填芯盒的同时获得紧实。
然而，由于受到外界大气压的影响，芯盒内的气体无法迅速排出芯盒之外，从而瞬间产生高压，使得芯盒中的射芯气压梯度降低，减少了气体的射芯力度，导致砂芯的紧实度下降。特别对于尖角部位而言，更容易由于气压过大而使得芯盒内的一些尖角部位极晚形成局部高压，则芯砂无法到达该尖角部位，产生射不实的现象，从而影响砂芯的紧实度。特别对于较大的砂芯，这种现象尤为突出。
所以，本领域技术人员迫切需要发展出一种可以均匀射芯、获得较好的砂芯紧实度的射芯装置、射芯方法及射芯控制系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种射芯装置，用以解决现有技术中由于芯砂无法到达该尖角部位，产生射不实的问题，特别用以解决较大砂芯或结构复杂的砂芯紧实度不够的问题。
本发明还提供了一种射芯方法和射芯控制系统，用以保证上述射芯装置在实际中的实现及应用。
为解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种射芯装置，包括具有通气装置的芯盒，所述射芯装置还包括覆盖所述芯盒外表面的密封板，所述密封板与芯盒之间具有空腔；所述芯盒的通气装置与所述空腔连通；和，位于所述密封板上，与所述空腔连通的抽气口；以及，与所述抽气口通过管路连接的真空系统。
优选的是，所述真空系统包括射芯控制阀、真空控制阀、储气罐和真空泵，所述储气罐通过管路连接在所述抽气口与真空泵之间；所述至少一个射芯控制阀安装在所述抽气口与储气罐之间的管路上；所述至少一个真空控制阀安装在所述真空泵上。
优选的是，所述通气装置为贯穿所述芯盒内表面及外表面的排气孔。
优选的是，所述的装置，还包括设置在所述排气孔中的排气塞，所述排气塞的大小可调节。
优选的是，所述芯盒包括第一芯盒和第二芯盒，以及，由第一芯盒和第二芯盒的内表面围成的芯盒内腔。
优选的是，所述的装置，还包括设置在所述芯盒内腔上部的射芯口。
本发明实施例还公开了一种应用所述射芯装置进行射芯的方法，包括启动所述真空系统生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则开始射芯；判断所述射芯时间是否满足预置条件，如果是，则结束射芯；关闭所述真空通路。
优选的是，所述的射芯方法，还包括关闭所述真空系统。
优选的是，所述真空系统包括真空控制阀和真空泵，所述真空系统启动步骤包括通过开启所述真空控制阀打开真空泵生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；以及，所述真空通路关闭步骤包括通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空通路。
优选的是，所述真空系统包括真空控制阀和真空泵，所述真空系统关闭步骤包括通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空泵。
优选的是，所述真空系统还包括射芯控制阀和储气罐，所述射芯开始步骤包括通过开启所述射芯控制阀打开储气罐并进行射芯操作；以及，所述射芯结束步骤包括通过关闭所述射芯控制阀结束射芯操作。
本发明实施例还公开了一种射芯控制系统，包括启动单元用于启动所述真空系统生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；射芯操作单元用于控制射芯操作的启动和结束；第一判断单元用于判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则触发射芯操作单元启动射芯操作；第二判断单元用于判断所述射芯时间是否满足预置条件，如果是，则触发射芯操作单元结束射芯操作；关闭单元用于关闭所述真空通路。
优选的是，所述的射芯控制系统，还包括中止单元用于关闭所述真空系统。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点本发明通过增加真空系统，通过真空系统不断的抽出气体，在芯盒内的任何部位均无气压积聚，使得气压保持恒定，从而确保了砂芯各部位的紧实度。特别对于较大砂芯或结构复杂的砂芯而言更为有效。
图1是本发明的一种射芯装置实施例1的结构示意图；图2是现有技术中几种普通芯盒的结构示意图；
图3是一种普通金属芯盒的结构示意图；图4是本发明的一种射芯装置实施例2的结构示意图；图5是本发明的一种射芯装置实施例3的结构示意图；图6是本发明的一种应用上述射芯装置进行射芯的方法实施例1的流程图；图7是本发明的一种射芯方法实施例2的流程图；图8是本发明的一种射芯控制系统实施例的结构框图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例的核心构思之一在于，通过在原有的射芯机上增加真空系统，通过真空系统不断的抽出气体，在芯盒内的任何部位均无气压积聚，使得气压保持恒定，从而确保了砂芯各部位的紧实度。
参照图1，示出了本发明的一种射芯装置实施例1的结构示意图，具体包括以下部件具有通气装置110的芯盒111；覆盖所述芯盒111外表面的密封板112，所述密封板112与芯盒111之间具有空腔113，所述芯盒111的通气装置110与所述空腔113连通；和，位于所述密封板112上，与所述空腔113连通的抽气口114；以及，与所述抽气口114通过管路115连接的真空系统116。
公知的是，芯盒是将芯砂制成砂芯的工艺装备，根据制芯方法可以将芯盒分普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒四种。本实施例中，所述芯盒可以为现有技术中任一种，例如，几种现有芯盒的结构示意图如图2所示。其中a为单面敞开式芯盒，b为单面脱落式芯盒，c为垂直对开式芯盒，d1和d2为具有开口的水平对开式芯盒。
芯盒可以由木材、塑料、金属或其它材料制成，在本实施例中优选以金属制成，例如，铝合金、铸铁、铜合金或钢材等。一种普通金属芯盒中，可包括芯盒本体和定位、出芯机构等。在所述芯盒本体上可以设置芯腔、射芯口、排气槽、排气塞或孔等。参考图3，示出了一种传动箱体芯盒的结构示意图，在这种传动箱体芯盒中，1和8为上半芯盒和下半芯盒本体；2、3、15和17为防磨片；4、5、6、7和11为定位夹紧元件；9、10和12为通气装置；13和14为镶块。芯盒通常固定在工作台上，以满足射芯装置的工作需求。当然，对于不同用途以及不同种类的芯盒，本领域技术人员相应设置其它部件都是可行的，例如，设置热芯盒的加热板、水冷射芯板、射头内的导砂块等，本发明对此不作限制。
参考图4，示出了本发明的一种射芯装置实施例2的结构示意图，在本实施例中，所述通气装置为贯穿所述芯盒内表面及外表面的排气孔110(图中仅示出一个，通常为多个)，优选的是，所述排气孔的大小可以根据芯砂的尺寸进行调节，设置在防止芯砂颗粒射出的尺寸大小范围内。作为另一种解决方案，还可以在所述排气孔中设置排气塞117，优选的是，所述排气塞117的大小也可以根据芯砂颗粒的尺寸进行调节，同样设置在防止砂芯射出的尺寸大小范围内。更为优选的是，所述排气塞为可拆卸的，在这种情况下，对于不同尺寸的芯砂，可以通过更换不同大小的排气塞实现，从而无需更换芯盒，有效降低了射芯装置的成本。
本实施例中的芯盒可以包括第一芯盒和第二芯盒，以及，由第一芯盒和第二芯盒的内表面围成的芯盒内腔。在实际中，芯砂可以进入该芯盒内腔中形成砂芯。优选的是，芯砂可以从射芯口进入芯盒内腔，其中，所述射芯口的位置应当保证气流畅通，以减少窝气的死角，便于排气，因而，所述射芯口优选设置在所述芯盒内腔的上部，当然，根据不同射芯机的类型及应用，在其它部分设置射砂口都是可行的，例如，设置在芯盒内腔的左边或右边，本发明对此不需要进行限定。如图4所示，在本实施例中，所述第一芯盒为左半芯盒1111，所述第二芯盒为1112，所述左半芯盒1111和第二芯盒1112的内表面围成芯盒内腔1113，射芯口118设置在所述芯盒内腔1113的上部。
可以理解的是，本领域技术人员基于任一种现有的具有通气装置的芯盒的射芯装置实现本发明都是可行的，本发明对此不需要进行限定。
在上述实施例中，均可以通过采用真空系统产生负压，依靠气压差产生高速负压气流，在芯盒及空腔内形成具有一定真空度的真空，从而在射芯时，使芯盒内腔的任何部位均无气压积聚，以保证砂芯的紧实度。
优选的是，所述真空系统包括射芯控制阀、真空控制阀、储气罐和真空泵，所述储气罐通过管路连接在所述抽气口与真空泵之间；所述至少一个射芯控制阀安装在所述抽气口与储气罐之间的管路上；所述至少一个真空控制阀安装在所述真空泵上。参考图5，示出了本发明的一种射芯装置实施例3的结构示意图，优选的是，所述真空系统包括一个射芯控制阀1161，用于控制射芯过程的启动和关闭；两个真空控制阀1162和1163，用于控制真空泵的启动和关闭；储气罐1164，用于缓冲气体、减小系统压力波动，保持气流稳定以及辅助供气，从而有效避免芯砂射不实的情况，进一步保证采用本发明获得砂芯的紧实度；真空泵1165，用于产生负压，抽真空。所述储气罐1164通过管路115连接在所述抽气口114与真空泵1165之间；所述射芯控制阀1161安装在所述抽气口114与储气罐1164之间的管路115上；所述两个真空控制阀1162和1163直接安装在所述真空泵的两边。可以理解的是，本领域技术人员根据实际需要设置两个射芯控制阀，或者设置一个真空控制阀，或进行任意设置都是可行的，此外，所述储气罐也可以由本领域技术人员根据实际需要设置或不设置，本发明对此均不需要进行限定。
应用本发明优选实施例时，可以首先开启真空控制阀1162和1163启动真空泵1165产生负压，生成真空通路，气流经管路115通过空腔113在芯盒1111和1112形成的芯盒内腔1113内抽真空，当芯盒内腔的真空度达到预定值时，则开启射芯控制阀1161打开储气罐1164，并开始射芯；当达到预定射芯时间后，则关闭该射芯控制阀1161结束射芯。由于在正常生产时，为了提高生产率，真空泵一般是不关闭的，只是关闭真空控制阀，从而关闭真空通路，只有在所有射芯工作告一段落后，才关闭真空泵，因此，通过关闭真空控制阀1162和1163可以关闭真空通路，也可以在需要时使真空泵停止产生负压，从而关闭整个真空系统，完成一次射芯的过程。公知的是，真空度是指处于真空状态下的气体稀簿程度，所述预定真空度可由本领域技术人员根据需要戒经验任意设置，本发明对此不作限制。基于这种应用，由于芯盒内不存在空气压力，且由于真空泵不断的抽出气体，在芯盒内的任何部位均无气压积聚，从而使得储气罐中的气压保持恒定，确保了砂芯各部位的紧实度。需要说明的是，本发明所述的真空，是指工业上的真空，即指气压比一标准大气压小的气体空间。
由于现有的真空系统主要用于对被抽空间直接进行抽真空，以获得满足工艺要求所需真空度，因而本领域技术人员采用现有技术中的任一种真空系统都是可行的，本发明对此并不需要进行限定。
参考图6，示出了本发明的一种应用上述射芯装置进行射芯的方法实施例1的流程图，具体包括以下步骤步骤601、启动所述真空系统生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；步骤602、判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则开始射芯；步骤603、判断所述射芯时间是否满足预置条件，如果是，则结束射芯；步骤604、关闭所述真空通路。
其中，所述真空度的预定值和射芯时间可以由本领域技术人员根据需要或经验在实际中任意设置，本发明对此不作限制。
由于在正常生产时，为了提高生产率，真空泵一般是不关闭的，只是关闭真空控制阀，从而关闭真空通路，然而在所有射芯工作告一段落后，可能需要关闭真空系统，在这种情况下，本实施例还可以包括步骤关闭所述真空系统。
优选的是，所述真空系统包括至少一个真空控制阀和真空泵，在这种情况下，所述步骤601可以为通过开启所述真空控制阀打开真空泵生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；以及，所述步骤604可以为通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空通路。在这种情况下，所述关闭真空系统的步骤可以为通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空泵。
更为优选的是，所述真空系统还包括至少一个射芯控制阀和储气罐，在这种情况下，所述步骤602中射芯开始的过程可以为通过开启所述射芯控制阀打开储气罐并进行射芯操作；所述步骤603中射芯结束的过程可以为通过关闭所述射芯控制阀结束射芯操作。
参考图7，示出了本发明的一种射芯方法实施例2的流程图，具体包括以下步骤步骤701、通过开启真空控制阀打开真空泵生成真空通路，控制芯盒内的真空度；步骤702、判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则通过开启射芯控制阀打开储气罐并进行射芯操作；步骤703、判断射芯时间是否满足预置条件，如果是，则通过关闭所述射芯控制阀结束射芯操作；步骤704、通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空通路；步骤705、通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空泵。
在实际中，应用本发明实施例进行射芯时，可以首先开启真空控制阀启动真空泵产生负压，气流经管路通过空腔在芯盒内腔内抽真空，当芯盒内腔的真空度达到预定值时，则开启射芯控制阀启动储气罐，并开始射芯；当达到预定射芯时间后，则关闭该射芯控制阀结束射芯。由于在正常生产时，为了提高生产率，真空泵一般是不关闭的，只是关闭真空控制阀，从而关闭真空通路，只有在所有射芯工作告一段落后，才关闭真空泵，因此，通过关闭真空控制阀可以关闭真空通路，也可以在需要时使真空泵停止产生负压，从而关闭整个真空系统，完成一次射芯的过程。本发明可以显著解决由于大气压影响芯盒内的气体无法迅速排出芯盒之外，从而瞬间产生高压，使得芯盒中的射芯气压梯度降低，射芯力度减少，砂芯的紧实度下降等问题。特别对于尖角部位而言射不实的现象以及制造较大砂芯或结构复杂的砂芯时最为有效。
为保证本发明在现有的各类电子设备和计算机系统中的应用，参考图8，本发明还提供了一种射芯控制系统，具体包括以下单元启动单元801用于启动所述真空系统生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；射芯操作单元802用于控制射芯操作的启动和结束；第一判断单元803用于判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则触发射芯操作单元802启动射芯操作；第二判断单元804用于判断所述射芯时间是否满足预置条件，如果是，则触发射芯操作单元802结束射芯操作；
关闭单元805用于关闭所述真空通路。
优选的是，本实施例还可以包括中止单元用于关闭所述真空系统。所述射芯控制系统可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。此外，所述射芯控制系统还可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
以上对本发明所提供的一种射芯装置、一种射芯方法以及一种射芯控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种射芯装置，包括具有通气装置的芯盒，其特征在于，还包括覆盖所述芯盒外表面的密封板，所述密封板与芯盒之间具有空腔；所述芯盒的通气装置与所述空腔连通；和，位于所述密封板上，与所述空腔连通的抽气口；以及，与所述抽气口通过管路连接的真空系统。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述真空系统包括射芯控制阀、真空控制阀、储气罐和真空泵，所述储气罐通过管路连接在所述抽气口与真空泵之间；所述至少一个射芯控制阀安装在所述抽气口与储气罐之间的管路上；所述至少一个真空控制阀安装在所述真空泵上。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通气装置为贯穿所述芯盒内表面及外表面的排气孔。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述排气孔中的排气塞，所述排气塞的大小可调节。
5.如前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述芯盒包括第一芯盒和第二芯盒，以及，由第一芯盒和第二芯盒的内表面围成的芯盒内腔。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述芯盒内腔上部的射芯口。
7.一种应用权利要求1所述的射芯装置进行射芯的方法，其特征在于，包括启动所述真空系统生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则开始射芯；判断所述射芯时间是否满足预置条件，如果是，则结束射芯；关闭所述真空通路。
8.如权利要求7所述的射芯方法，其特征在于，还包括关闭所述真空系统。
9.如权利要求7所述的射芯方法，其特征在于，所述真空系统包括真空控制阀和真空泵，所述真空系统启动步骤包括通过开启所述真空控制阀打开真空泵生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；以及，所述真空通路关闭步骤包括通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空通路。
10.如权利要求8所述的射芯方法，其特征在于，所述真空系统包括真空控制阀和真空泵，所述真空系统关闭步骤包括通过关闭所述真空控制阀关闭所述真空泵。
11.如权利要求7、8、9或10所述的射芯方法，其特征在于，所述真空系统还包括射芯控制阀和储气罐，所述射芯开始步骤包括通过开启所述射芯控制阀打开储气罐并进行射芯操作；以及，所述射芯结束步骤包括通过关闭所述射芯控制阀结束射芯操作。
12.一种射芯控制系统，其特征在于，包括启动单元用于启动所述真空系统生成真空通路，控制所述芯盒内的真空度；射芯操作单元用于控制射芯操作的启动和结束；第一判断单元用于判断所述真空度是否达到预定值，如果是，则触发射芯操作单元启动射芯操作；第二判断单元用于判断所述射芯时间是否满足预置条件，如果是，则触发射芯操作单元结束射芯操作；关闭单元用于关闭所述真空通路。
13.如权利要求12所述的射芯控制系统，其特征在于，还包括中止单元用于关闭所述真空系统。
全文摘要
本发明公开了一种射芯装置，包括具有通气装置的芯盒，该射芯装置还包括覆盖所述芯盒外表面的密封板，所述密封板与芯盒之间具有空腔；所述芯盒的通气装置与所述空腔连通；和位于所述密封板上，与所述空腔连通的抽气口；以及，与所述抽气口通过管路连接的真空系统。本发明通过增加真空系统，通过真空系统不断的抽出气体，在芯盒内的任何部位均无气压积聚，使得气压保持恒定，从而确保了砂芯各部位的紧实度。特别对于较大砂芯或结构复杂的砂芯而言更为有效。
文档编号B22C5/12GK101077516SQ200710130368
公开日2007年11月28日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者张瀛, 王志刚, 韩晋, 白文弟, 刘金海 申请人:中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司