PT90055B - Aperfeicoamentos introduzidos nas campanulas de ar utilizadas nos sistemas de moldagem por meio de ondas expansivas - Google Patents

Description

OBJECTIVO DO INVENTO

O presente invento diz respeito a uma serie de aperfeiçoamentos introduzidos nas câmpanulas de ar utilizadas na moldagem por meio de ondas expansivas, sistema este de moldagem que é especificamente utilizado para enformar moldes de areia utilizados em fundição sistema compreende essencialmente a alimentação de areia, a qual cai de uma calha pelo efeito da gravidade, para dentro da caixa de moldagem, onde será comprimida pelo efeito do ar comprimido proveniente de uma câmpanula, especificamente da câmpanula focada neste invento.

ANTECEDENTES DO INVENTO

A caixa de moldagem do sistema de moldagem citado no parágrafo anterior é fixada com uma armação e é montada numa mesa que se pode deslocar verticalmente, de tal forma, que, quando a mesa é levantada a caixa de moldagem ajusta-se hermeticamente contra o difusor exi£ tente na parte inferior da câmara.

Quando a válvula que faz a ligação entre a câmpanula e o difusor se abre, o ar proveniente de câmpanula entra no difusor abruptamente e actua na areia que constitui o molde, produzindo a compactação desta.

-4Uma das soluções para a execuçãp do modelo deste sistema de moldagem consiste numa válvula localizada entre a câmpanula e o difusor, constituída a partir de uma chapa rígida ou disco que permanece fechada devido ao excesso de pressão no interior da câmara onde a referida chapa actua, de tal forma que, quando o excesso de pressão desaparece da referida câmara o ar sob pressão acumulado na câmpanula pode deslocar a referida chapa de obturação na direcção da posição de abertura, e entra abrup tamente para dentro do difusor incidindo sobre a areia, fazendo com que ela seja compactada. Quando o ar sob pressão ê outra vez introduzido na referida câmara, onde a chapa que constitui o elemento obturador ou válvula, actua; a referida chapa move-se de novo na direcção da posição de fechado.

Quando a válvula está fechada, permanece ar residual sobre pressão no difusor, o qual deve ser eliminado, provocando desse modo um dos maiores problemas do sistema.

Mais concretamente, o ar residual não pode ser eliminado através do centro da válvula na direc ção da câmpanula e desta ultima para o exterior, e tem consequentemente ser evacuado através de alguma conduta lateral incluída na estrutura ou perto da boca do difusor, i.,e em qualquer caso através de uma conduta localizada perto da areia de moldagem. Nestas condições há partículas de areia extremamente abrasivas, que têm que ser extraídas pelo ar residual quando ele ê evacuado, e tais partículas de areia deteriorarão qualquer coisa que encontrem no seu cami nho.

Uma outra desvantagem deste siste ma reside no factor de, tendo em conta a natureza e a forma de funcionamento de valvula, o disco produzir pancadas bruscas e consequentemente ruído; quando muda de posição de fechada para a posição de aberto.

Uma outra solução consiste em utili_ zar uma valvula do tipo borboleta, i.e., uma valvula de comando mecânico a qual é consequentemente de reacções mais lentas do que a válvula anterior, ou para qualquer ritmo reage de acordo com as suas caracteristicas.

Esta solução, tal como a anterior, têm o inconveniente de o ar residual persistente no difusor não poder ser extraído do centro da valvula na direcção da campânula, e tem que ser evacuado através de condutas laterais localizadas na estrutura.

Numa outra solução conhecida, a vál vula de escape contem dois discos sobrepostos concebidos com aberturas que permitirão ou impedirão a passagem de ar sob pressão para o difusor, consoante as aberturas de cada disco coincidam uma com a outra ou não. 0 principal inconveniente) desta solução é o que resulta da válvula ser evidentemente mecânica e de reagir como tal.

DESCRIÇÃO DO INVENTO

Os aperfeiçoamentos do invento, que são especificamente focados no sistema de válvula de ligação da campânula ao difusor, resolve completamente os problemas acima referidos, permitindo por outro lado que o ar residual no difusor seja extraído através do centro da própria válvula de escape e na direcção de uma zona que está sufici_ entemente afastada do molde de areia, de tal forma que as partículas de areia não são arrastadas, uma vez que por outro lado a referida válvula reage râpidamente, e não tem elementos rigidos que colidam uns com os outros produzindo ruído e desgaste de material.

Complementarmente uma quantidade significativa de energia é poupada quando a referida valvula é mantida na posição de fechada, em consequência da própria estrutura da valvula; e ao mesmo tempo que a evacua ção da campânula se efectue quase instantâneamente, verificando-se a deslocação do ar com alta velocidade sem a mais pequena turbulência.

Mais especificamente e a fim de alcançar o que acima se referiu, os aperfeiçoamentos aqui introduzidos estão focados no facto da campânula de ar para moldagem estar equipada com uma valvula de membrana muito elastica a qual permite o livre fluxo do ar da própria campânula ou de um reservatório de ar sob pressão na direcção do difusor quando a valvula está inactiva; mas uma vez deformada pela pressão aplicada â superfície da referida membrana do lado oposta aquele por onde passa o ar da campânula para o difusor, vai assentar ao longo de um anel circular

da sua própria superfície numa correspondente”'superfície circular de suporte ou sede definida pela boca da conduta axial para o difusor, fazendo o fecho.

A fim de efectuar esta deformação da membrana o difusor define com o corpo da própria campânula e dentro desta, uma câmara que confina com a referida gola que conduz o ar na direcção do difusor, sendo esta câmara alimentada por ar comprimido através da correspondente conduta. De acordo com uma outra caracteristiça do invento esta câmara que recebe a pressão sobre a válvula de fecho tem uma configuração anelar, em correspondência com a boca da referida gola; sendo a conduta de entrada de ar sob pressão instalada em qualquer ponto da referida câmara anelar; enquanto que uma conduta de saida ou escape é posicionada no centro e axialmente, para eliminar o ar residual existente no difusor.

De acordo com uma outra caracteristica do invento, a referida sede em forma de gola da valvula de membrana, tem uns suportes ou travessas radiais os quais permitem o livre fluxo do ar â sua volta, os quais actuam como elementos limitadores da deformação da referida membrana dando-lhe apoio quando ela ê submetida â pressão de fecho.

Também é claro, que a pressão forne cida â membrana a fim de conseguir colocar a válvula em posição de fecho, deve ser consideravelmente superior à pres são existente na campanula propriamente, a qual de acordo com a estrutura descrita, actua no lado oposto da superfície da membrana.

DESCRIÇAO DOS DESENHOS

A fim de completar a descrição que se tem estado a fazer e a fim de conseguir uma melhor compreensão das características do invento, uma simples folha de desenho é anexa â presente especificação como parte inte grante do que se apresenta, de forma ilustrativa e não limitativa, e na sua única figura, uma vista em alçado de um corte transversal da campânula concebida de acordo com os aperfeiçoamentos que constituem o objectivo do presente invento.

MODELO PREFERENCIAL DO INVENTO

A luz desta figura pode-se observar que a campanula do presente invento é constituída, tal como qualquer campânula convencional deste tipo, por um reservatório (1), tendo uma quantidade considerável de ar sob pressão, pressão esta de acordo com os requesitos específicos para o fim com que são utilizadas estas campânulas sendo o referido reservatório equipado com os correspondentes canhões de ligação (2) à fonte de alimentação de ar comprimido e uma válvula de segurança (3), o referido reser vatorio (1) está ligado a um corpo (4), que ê uma sua exten^ são axial inferior, ao qual está ligado por meio de flanges (5) e parafusos (6) com o auxilio de uma junta de estanquei_ dade, enquanto que o corpo (4) está por sua vez ligado â ba, se (8) da campânula por meio da flange (7), â qual por sua vez na sua zona axial inferior recebe o difusor (9), o

qual por sua vez faz a ligação â eaixa de moldagem numa fase de funcionamento da campânula, através da correspondente armação.

De acordo com os aperfeiçoamentos aqui apresentados do topo da base (8) da campânula sobressai uma curta gola cilíndrica (11), a qual define a larga abertura central (10) para saida do ar na direcção do difusor (9), definido a aresta livre (12) da referida gola (11) uma sede anelar para a membrana (13) a qual constitui a valvula de campanula, a qual está livre e ligada através da flange anelar (14) a uma chapa de suporte (15) a qual por sua vez está devidamente fixado ao corpo (4) da campânula, preferencialmente através de suporte radiais devidamente espeçados por forma a definir entre eles os espaços (16) na zona periférica da chapa (15), nas quais fazem a comunicação do interior do reservatório (1) com a área inferior da membrana (13), a qual fica substancialmente separada da sede (12) quando não está activada, permitindo consequentementea saída pela abertura (10) da base da campânula na direc ção do difusor (9).

Mais especificamente, a membrana (13) está concebida com uma abertura central e está fixada pela flange (14) e por uma segunda flange inferior (17) concêntrica com a flange (14), por forma a estabelecer uma câmara anelar (18) entre a membrana (13) e a chapa de supor te (15), aqual pode ser alimentada pelo exterior por ar sob pressão através da conduta (19), e para esse efeito a referida conduta (19) atravessa a parede do corpo (4) em (20) sendo a referida conduta equipada com uma valvula de contro 10.(21).

A concepção anelar*da câmara (18) permite também que a conduta (22) seja instalada no centro do suporte (15), i.e., na zona axial da campanula, afim de permitir a saida para o exterior do ar residual exterior do ar residual presente no difusor (9), sendo a referida conduta (22) também equipada com uma valvula de escape (23)

De acordo com esta estrutura, quandoa pressão que atinge a câmara (18) através da conduta (19) é superior à pressão de trabalho que se verifica no interior do reservatório (1) actuando sobre a membrana (13) deforma-a dando-lhe a forma representada na figura pela linha tracejada, até que fique perfeitamente ajustada à sede anelar (12) constituída pela gola (11) da base (8) da campanula ficando o difusor (9) nesta posição de fecho independentemente do reservatório (1).

Com este objectivo e a fim de limitar a deformação da membrana (13), previu-se que fossem fixa dos à gola (11) os suportes ou nervuras (14) no seu topo operacional por forma a limitra a deformação da membrana, e por lado estes suportes também servem para limitar a formação de turbulências no ar.

Nestas condições de valvula fechada o reservatório (1) ou a campânula propriamente são cheias até à apropriada pressão de trabalho, e nestas condições a valvula (21) só actua enquanto a pressão presente na camara (18) não for neutralizada e usando tal se verificar o ar flui na direcção do difusor (9) com uma grande velocidade, sem provocar nenhuma turbulência, tal como foi anteriormente referido, em consequência do deslocamento tangencial das ondas expansivas através dos suportes (24) os quais

actuam como difusores dirigindo o ar na'cfi-reCção do molde; auxiliado também pelo tronco do cone(axial)coaxialconstituído pela parede divisória (25), que constitui uma extensão da boca da conduta de escape (22).

sistema especial de obturação da membrana (13) na sua sede através de uma orla estreita e quase linear, reduz consideravelmente a quantidade de ar necessário para qe se verifique a condição de fecho da referida membrana, economizando uma considerável quantidade de energia. Por outro lado, não estão envolvidos elementos mecânicos em movimento, mas sim e apenas uma membrana elástica deformavel, não há desgaste de material nem há quaisquer movimentos abruptos ou choques que, tal como no caso das campânulas convencionais, são frequentemente a causa de avarias.

Finalmente, a referida membrana per mite que a conduta de escape (22) que faz o escape do ar re sidual do difusor (9) fique instalada axialmente, permitindo consequentemente que o referido escape se verifique a uma razoável distancia do molde e que o jacto do ar não arraste partículas de areia as quais são e podem actuar como um abrasivo aquando do escape.

Não se considera necessário alongar mais a presente descrição para que um perito nesta matéria compreenda o alcance do invento e as vantagens dele derivadas .

Os materiais, formas, dimensões e disposições dos elementos podem variar, desde que tal não implique uma modificação no essencial das características do invento.

-12Os termos utilizados para descrever a presente especificação devem ser entendidos num sentido amplo e não limitativo.

Claims (3)

1. REIVINDICAÇOES

   13,- Aperfeiçoamentos introduzidos nas campânulas de ar utilizadas nos sistemas de moldagem por meio de ondas expansivas , aplicáveis concretamente e campânulas equipadas com um depósito proprio para acumular ar atê que seja atingida a pressão de trabalho da campânula, encontrando-se a base do referido deposito ligada ao difusor através do qual irâ Ser bruscamente descarregado ar sobre o molde, indo essa descarga de ar ser controlada por meio de uma valvula que se acha situada no seio da própria armação e em correspondência posicionai com o difusor, caracterizados por a referida valvula compreender uma membrana de grande elasticidade que se acha fixada por meio de duas flanges anulares e concêntricas a uma placa de suporte interna que pertence ao corpo da campanula e que se acha por sua vez fixada a este ultimo por meio de uns suportes radiais ou de qualquer outro siste ma capaz de estabelecer uma comunicação entre o deposito e a saida para o difusor, em torno da referida placa de suporte, de maneira que entre a referida membrana e o respectivo suporte vai formar-se uma camara anular e hermeticamente fechada, ao interior da qual vai ter acesso uma conduta de alimentação de ar sob pressão, tendo sido previsto que a referida membrana, e por conseguinte a câmara anular por ela definida, vá ficar operacionalmente situada defronte de uma estreita sede anular definida pelo bordo livre deuma gola que é solidaria com a base da campânula e que circunda o orifício de comunicação desta ultima com o difusor, tudo isto de maneira a fazer com que quando a membrana se acha em posição de repouso vá estabelecer uma passgem anular entre a referida membrana e a respectiva sede, ao passo que quando a referida câmara, ê submetida à acção da pressão se vai produzir a deformação da membrana e a obturação hermética da mesma contra a referida sede, indo a sua abertura?, fazer-se de uma maneira pra. ticamente instantânea por meio da simples anulação da pressão a que a referida câmara se acha submetida.
2. 2^ã.- Aperfeiçoamentos introduzidos nas campànulas de ar utilizadas nos sistemas de moldagem por meio de ondas expansivas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizados por a referida placa de suporte da membrana compreender, da mesma maneira que esta ultima e circundado pela flange inferior, um orifício axial que se acha situado no interior da campânula e ao qual se acha ligada uma conduta de descarga ou escape para o ar residual do difusor, de maneira que o referido ar residual vai ser expul^ so para o exterior numa condição de substancial afastamento com respeito à zona de onde se acham localizados os moldes .
3. 3^â.- Aperfeiçoamentos introduzidos nas campànulas de ar utilizados nos sistemas de moldagem por meio de ondas expansivas, de acordo com a s reivindicações anteriores, caracterizados para a gola cilíndrica que

   -15constitui a sede da válvula ser eoadjuva'dà'por uns suportes ou travessas radiais cujos bordos superiores vão actuar como batentes limitadores do curso de deformação da membrana quando esta se acha na condição de obturação, indo além disso os referidos suportes actuar como difusores que evita as turbulências no seio do ar quando este passa em direcçao ao difusor.