一种硅溶胶型壳快速干燥设备及方法

技术领域

本发明涉及蜡模干燥技术领域，尤其涉及一种硅溶胶型壳快速干燥设备及方法。

背景技术

目前，国际上在有色合金、不锈钢、高温合金等熔模精密铸造中，硅溶胶型壳是首选，硅溶胶是熔模铸造常用的一种粘结剂，是由一种无定型的二氧化硅的微小颗粒分散在水中而形成的稳定胶体溶液，硅溶胶使用方便，涂料稳定性好，型壳不需要化学硬化，供需简单，具有高的型壳高温强度及高温抗形变能力，所制壳高温性能好，尺寸精度高。

不过硅溶胶存在着一些缺点，它对蜡模润湿性差，所以还需要加表面活性剂来改善涂料的涂挂性。此外，硅溶胶型壳干燥速度很满，型壳的湿强度较低，所以制壳的周期比较长。

但是目前还没有较好的方式进行快速干燥，为了提供其干燥速度，我司研发了一种快速干燥设备，从这边一端进入，经过一定压力、温度等工艺参数的相互作用下，在内部进行一个周期的干燥，出来后就可满足使用要求。

现在硅溶胶型壳快干技术研究的方向主要是针对硅溶胶进行改变硅溶胶添加剂俗称快干胶，使其比普通的硅溶胶干燥快速，但快干硅溶胶价格昂贵，价格是普通硅溶胶的3-4倍，且快干效果不是很理想，只缩短1/4个制壳周期，经济效益不是很明显。

目前，每个硅溶胶型壳大约8层，普通干燥工艺完全干燥至少需要5-6天，干燥周期过长，影响生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种硅溶胶型壳快速干燥设备及方法，该设备结构相对简单，使用方便，型壳干燥迅速，干燥后型壳强度高，产品质量稳定，经过上述设备干燥的硅溶胶型壳干燥周期短，可控制在16个小时内，是传统干燥时间的1/5。

本发明的技术解决方案是，提供如下一种硅溶胶型壳快速干燥设备，包括干燥仓，所述干燥仓上设有进口和出口，所述进口和出口均设有仓门，所述干燥仓内设有用于悬挂壳体的悬挂机构、用于驱动悬挂机构移动的驱动机构，能够将干燥仓进行真空处理的真空机构、能够对干燥仓进行升温的加热机构、能够进行换气的换气机构，能够检查干燥仓内温湿度的检查机构。

作为优选，所述干燥仓为环形桶状，所述干燥仓两端通过交流设有仓门，所述仓门上设有密封垫圈。

作为优选，所述干燥仓内部或/和外部设有用于加强干燥仓强度的环形加强环。

作为优选，用于驱动悬挂机构移动的驱动机构包括轨道，所述轨道内设有可沿着轨道移动的横梁，所述横梁通过链轮与链条的配合沿着轨道移动，所述轨道截面为一侧开口的C型结构，所述横梁端部插入到轨道开口内，所述横梁与轨道之间设有轴承，所述轴承套装在横梁插入轨道开口内的端部，所述轴承位于轨道的C型槽内。

作为优选，所述轴承内圈套在在横梁上，所述轴承外圈沿着轨道的内表面滚动，所述横梁插入到轨道开口内的端部还设有从动链轮，所述从动链轮与轴承并列设置，所述从动链轮位于轨道的C型槽内，所述链轮与轨道内壁之间设有间隙，所述间隙内设有链条，所述从动链轮位于轴承的内侧，所述轴承临近轨道的C型槽的开口一侧。

作为优选，所述轨道包括两个，且成环形设置在横梁的两端，所述轨道上设有若干个横梁，同侧的链条途径依次顺序排列横梁上的从动链轮后成环形绕接，还包括驱动电机，所述驱动电机上设有驱动链轮，所述驱动链轮可带动链条移动。

作为优选，用于悬挂壳体的悬挂机构包括挂钩，所述挂钩套装在横梁上，所述挂钩与横梁之间为间隙配合。

作为优选，能够将干燥仓进行真空处理的真空机构包括真空发生器，所述真空发生器通过管道与干燥仓内部联通。

作为优选，能够对干燥仓进行升温的加热机构包括设置在干燥仓内的电磁加热器，所述电磁加热器均匀设置在干燥仓内部。

作为优选，能够进行换气的换气机构包括鼓风机，所述鼓风机通过管道与干燥仓内部联通，所述鼓风机与干燥仓之间的管道上设有控制阀。

作为优选，能够检查干燥仓内温湿度的检查机构包括设置在干燥仓内的温度传感器、湿度传感器。

一种硅溶胶型壳快速干燥设备干燥硅溶胶型壳的方法，包括装填工序、干燥工序和取件工序。

1所述装填工序：开启进料口的仓门，将待干燥的硅溶胶型壳挂在挂钩上，通过手动操作驱动电机，将悬挂好硅溶胶型壳的横梁向内输送，将未悬挂硅溶胶型壳的挂钩向外输送，直至将硅溶胶型壳全部挂满。

2所述干燥工序：关闭进料口仓门，并锁紧密封，开启真空发生器，将干燥仓内的真空度压强设置为0.06-0.08MPa，利用电磁加热器将舱体内的温度升温至22℃±2℃，开启驱动电机，驱动电机自动运行，并保持持续匀速转动，保持干燥仓内硅溶胶型壳的运行时速为0.02m/s，利用温度检测装置控制干燥仓内温度，当温度升高至24℃时，电磁加热器停止工作，当温度低于20℃时，电磁加热器再次工作，确保干燥仓内温度在22℃恒定，当湿度传感器检测到干燥仓相对湿度70%时，真空发生器停止工作，并开启控制阀和鼓风机，将内部湿度向外排出，干燥空气重新排入，当湿度传感器检测到干燥仓相对内湿50%时，关闭控制阀和鼓风机，真空发生器重新工作，将干燥仓内压强0.06MPa-0.08MPa,电磁加热器加热干燥仓内温度升22℃时，电磁加热器停止工作，周而复始，持续工作2小时。

3所述取件工序：首先将电磁加热器停止工作，真空发生器停止工作，开启控制阀和鼓风机，将干燥仓内的空气与外部控制进行交换，同时利用风冷对硅溶胶型壳进行降温，待干燥仓内温度达22℃时，关闭控制阀和鼓风机，开启出料口仓门，将硅溶胶型壳从挂钩上取下，并手动控制驱动电机工作，将内部悬挂硅溶胶型壳的横梁向外移动，直至将所有硅溶胶型壳取下，关闭出料口仓门。

采用本技术方案的有益效果：利用上述设备，在真空罐内设有电磁加热机构，悬挂线在运动过程中，电磁加热机构均匀的对悬挂线的型壳进行加热，在低真空下水分快速被蒸发，温湿度监测机构监测到真空室内达到一定值，控制系统自动停止电磁加热系统，并打开排气系统，使其真空室和大气联通，排出真空室水分后，温湿度达到设定值后控制系统接通真空泵，电磁加热系统电源进行下一个干燥周期，直至型壳干燥。

对硅溶胶型壳进行干燥，层与层之间干燥彻底，不存在硅溶胶回溶现象，固硅溶胶型壳强度比普通干燥工艺高，每个硅溶胶型壳大约8层，每层型壳干燥周期约1.5个小时，这样算来每个硅溶胶型壳8层干燥时间大约需要12小时，加上辅助时间大约16小时，对熔模精密铸造来说是革命性改变，经济效益和社会效益会巨大。

该传动结构采用环形轨道作为运行轨迹，内部设有可沿着轨道运行的横梁，将硅溶胶型挂在横梁上，经过一个周期的移动，实现干燥，因为干燥设备内部的温度、压力等，设置采用电动机驱动的链条传动模式，设备稳定性强，便于维修和保养。设备自身采用回转结构，从一端进入，另一端出来，用于悬挂硅溶胶型的横梁能够自动回到初始位置，且相邻硅溶胶型之间间距恒定，防止挤压或局部温度不均匀导致的干燥效果差等问题。

附图说明

图1为硅溶胶型壳快速干燥设备的结构示意图。

图2为用于驱动悬挂机构移动的驱动机构的结构示意图（仅画出单侧轨道）。

图3为图1中轨道内横梁安装结构示意图。

图4为PLC控制器与各个元器件之间电连接示意图。

具体实施方式

为便于说明，下面结合附图1-4，对发明的压力铸造中硅溶胶型干燥传动机构做详细说明。

一种硅溶胶型壳快速干燥设备，包括干燥仓11，所述干燥仓11上设有进口11.1和出口11.2，所述进口11.1和出口11.2均设有仓门12，所述干燥仓11内设有用于悬挂壳体的悬挂机构、用于驱动悬挂机构移动的驱动机构，能够将干燥仓11进行真空处理的真空机构、能够对干燥仓11进行升温的加热机构、能够进行换气的换气机构，能够检查干燥仓11内温湿度的检查机构。

所述干燥仓11为环形桶状，干燥仓11底部设有固定座20，所述干燥仓11两端通过交流设有仓门12，所述仓门12上设有密封垫圈；所述干燥仓11内部或/和外部设有用于加强干燥仓强度的环形加强环19。

用于驱动悬挂机构移动的驱动机构包括轨道1，所述轨道1内设有可沿着轨道1移动的横梁2，所述横梁2通过链轮与链条5的配合沿着轨道1移动，利用轨道1限定了横梁的运动轨迹，既保证了待干燥的硅溶胶型在设备内的位置，也对可实现对不同结构的硅溶胶型进行不同干燥参数的设置，利用不同的运行时间可实现不同的干燥效果。

所述轨道1截面为一侧开口的C型结构，轨道1一般采用铝合金轨道条制成，结构强度高，所述横梁2端部插入到轨道1开口内；所述横梁2与轨道1之间设有轴承3，所述轴承3套装在横梁2插入轨道1开口内的端部；所述轴承3位于轨道1的C型槽内，所述轴承3内圈套在在横梁2上，所述轴承3外圈沿着轨道1的内表面滚动，利用滚动轴承可实现降低摩擦力，提高横梁移动过程中的顺畅程度，降低摩擦和磨损。

所述横梁2插入到轨道1开口内的端部还设有从动链轮4，所述从动链轮4与轴承3并列设置，所述从动链轮4位于轨道1的C型槽内，所述链轮与轨道1内壁之间设有间隙，所述间隙内设有链条5；所述从动链轮4位于轴承3的内侧，所述轴承3临近轨道1的C型槽的开口一侧；所述轨道1包括两个，且成环形设置在横梁2的两端；所述轨道1上设有若干个横梁2，同侧的链条5途径依次顺序排列横梁2上的从动链轮4后成环形绕接；所述横梁2上设有若干个挂钩6，所述挂钩6套装在横梁2上，所述挂钩6与横梁2之间为间隙配合；还包括驱动电机7，所述驱动电机7安装在机座上，所述驱动电机7上设有驱动链轮8，所述驱动链轮8可带动链条5移动。利用驱动电机7转动，带动驱动链轮转动，驱动链轮的位置有两种方式，一种是驱动链轮8也位于轨道的C型槽内，并与链条连接，另一种是轨道上设有一个缺口部，驱动链轮8通过缺口部将驱动链轮上的驱动齿插入到链条上，无论哪种方式，目的都是驱动链轮8带动链条平移，链条上还有若干个从动链轮，链条驱动从动链轮移动，从动链轮在带动横梁移动，从而实现了整个系统的传动功能。

所述的从动链轮4位于横梁2的一端或两端，本技术方案由于采用C型结构的轨道，本身内部为平槽，与轴承之间定向稳定性好，可以只在横梁一段设置从动链轮，一端提供动力，另一端利用轴承的滚动和轴承与C型槽之间的相关配合可实现正常移动。

用于悬挂壳体的悬挂机构包括挂钩6，所述挂钩6套装在横梁2上，所述挂钩6与横梁2之间为间隙配合。

能够将干燥仓11进行真空处理的真空机构包括真空发生器13，所述真空发生器13通过管道与干燥仓11内部联通。

能够对干燥仓11进行升温的加热机构包括设置在干燥仓11内的电磁加热器14，所述电磁加热器14均匀设置在干燥仓11内部。

能够进行换气的换气机构包括鼓风机15，所述鼓风机15通过管道与干燥仓11内部联通，所述鼓风机15与干燥仓11之间的管道上设有控制阀16。

能够检查干燥仓11内温湿度的检查机构包括设置在干燥仓11内的温度传感器17、湿度传感器18。

一种硅溶胶型壳快速干燥设备干燥硅溶胶型壳的方法，包括装填工序、干燥工序和取件工序；

1．所述装填工序：开启进料口的仓门12，将待干燥的硅溶胶型壳挂在挂钩上，通过手动操作驱动电机7，将悬挂好硅溶胶型壳的横梁2向内输送，将未悬挂硅溶胶型壳的挂钩6向外输送，直至将硅溶胶型壳全部挂满。

2．所述干燥工序：关闭进料口仓门12，并锁紧密封，开启真空发生器13，将干燥仓11内的真空度压强设置为0.06-0.08MPa，利用电磁加热器14将舱体内的温度升温至22℃±2℃，开启驱动电机7，驱动电机7自动运行，并保持持续匀速转动，保持干燥仓11内硅溶胶型壳的运行时速为0.02m/s，利用温度检测装置控制干燥仓11内温度，当温度升高至24℃时，电磁加热器14停止工作，当温度低于20℃时，电磁加热器14再次工作，确保干燥仓11内温度在22℃恒定，当湿度传感器18检测到干燥仓11相对湿度70%时，真空发生器13停止工作，并开启控制阀16和鼓风机15，将内部湿度向外排出，干燥空气重新排入，当湿度传感器18检测到干燥仓11相对内湿50%时，关闭控制阀16和鼓风机15，真空发生器13重新工作，将干燥仓11内压强0.06MPa-0.08MPa,电磁加热器14加热干燥仓11内温度升22℃时，电磁加热器14停止工作，周而复始，持续工作2小时。

3．所述取件工序：首先将电磁加热器14停止工作，真空发生器13停止工作，开启控制阀16和鼓风机15，将干燥仓11内的空气与外部控制进行交换，同时利用风冷对硅溶胶型壳进行降温，待干燥仓11内温度达22℃时，关闭控制阀16和鼓风机15，开启出料口仓门12，将硅溶胶型壳从挂钩上取下，并手动控制驱动电机工作，将内部悬挂硅溶胶型壳的横梁2向外移动，直至将所有硅溶胶型壳取下，关闭出料口仓门12。

本技术方案通过PLC自动控制驱动电机、真空发生器、控制阀、鼓风机、电磁加热器，目前使用PLC控制电气元器件的运行与停止是现有技术，利用温度传感器和湿度传感器作为PLC控制系统发生信号的条件是目前自动化控制系统常见的控制方式，再此不再赘述其工作原理，驱动电机、真空发生器、控制阀、鼓风机、电磁加热器、温度传感器和湿度传感器均通过线缆与PLC控制器连接。

该传动结构采用环形轨道作为运行轨迹，内部设有可沿着轨道运行的横梁，将硅溶胶型挂在横梁上，经过一个周期的移动，实现干燥，因为干燥设备内部的温度、压力等，设置采用电动机驱动的链条传动模式，设备稳定性强，便于维修和保养。设备自身采用回转结构，从一端进入，另一端出来，用于悬挂硅溶胶型的横梁能够自动回到初始位置，且相邻硅溶胶型之间间距恒定，防止挤压或局部温度不均匀导致的干燥效果差等问题。

在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化，在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。