一种浇注成型装置及浇注成型方法

技术领域

本发明涉及浇注成型技术领域，具体涉及一种浇注成型装置及浇注成型方法。

背景技术

生产中需要使用某种非金属材料，该种材料熔点较高，需要先将该材料进行熔化成液相后浇注至金属壳体中，在凝固过程中液相转固相时因材料固有的物理特性(膨胀系数、弹性模量等)使得凝固成型后会产生缩孔、气孔、裂纹、分层等疵病。材料成型后其内部缺陷情况控制越好，质量越好，主要体现在材料的致密情况、结构强度、质量特性等方面。目前国内没有有效手段解决该问题。

因此，亟需开发一种克服上述缺陷的用于浇注成型装置及浇注成型方法。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种浇注成型装置及浇注成型方法，解决了浇注成型过程中材料内部密度不均匀、结构强度低、质量特性差等问题，提高了产品的成品率。

第一方面，本发明提供了一种浇注成型装置，包括：

外筒；

内筒，设置于外筒中，内筒的外壁与外筒的内壁之间存在一间隙以形成内筒与外筒之间的第一流通空间；

壳体，设置于内筒中，以承载液态材料，壳体与内筒之间具有第二流通空间；

盖板，装设于外筒上，用于封闭浇注成型装置；

其中，向第一流通空间注入第一介质对浇注成型装置进行加热至一设定温度后，向第二流通空间注入第二介质以控制壳体的温度自顶部向底部逐渐降低，使液态材料自壳体的底部向顶部逐渐冷却成型。

优选的，上述浇注成型装置包括：第一管路，穿设于外筒上，用以向第一流通空间内输送第一介质。

优选的，上述浇注成型装置包括：第二管路，穿设于外筒及内筒上，用以向第二流通空间内输送第二介质。

优选的，上述浇注成型装置包括：冒口，设置于壳体的顶端，通过冒口向壳体内导入液态材料。

优选的，上述浇注成型装置包括：第三管路，穿设于外筒及内筒上，用以向冒口的外围输送第三介质。

优选的，上述浇注成型装置包括：压力机构，穿过外筒及内筒与第二流通空间联通，以抽出第二流通空间中的空气或对第二流通空间加压。

优选的，上述第一管路、第二管路及第三管路上设置有压力表，以监测浇注成型装置内部的压力。

优选的，上述第一流通空间及第二流通空间内还设置有温度传感器，以监测浇注成型装置内部的温度。

优选的，上述浇注成型装置还连接有一振动机构，通过振动机构排出液态材料中的气泡。

第二方面，本发明还提供了一种浇注成型方法，应用于第一方面所述的浇注成型装置，浇注成型方法包括：

向浇注成型装置的第一流通空间注入第一介质，以对浇注成型装置进行加热至一设定温度；

向浇注成型装置的壳体内注入液体材料；

向第二流通空间内注入第二介质以控制壳体的温度自顶部向底部逐渐降低，使液态材料自壳体的底部向顶部逐渐冷却成型。

本发明的有益效果为：有效提升了浇注成型后的材料的密度和产品质量，并且使成型后的材料的整体密度更为均匀一致，消除了内部气孔、缩孔、裂纹、间隙等疵病，材料的致密程度、力学性能、质量特性等均有所改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明某一实施例的示意图；

图2为本发明另一实施例的结构示意图；

图3为本发明某一实施例中支撑组件的示意图。

其中，附图标记为：

外筒1；内筒2；壳体3；盖板4；冒口5；水位计6；

温度传感器7；压力机构8；振动机构9；压力表10；

转接装置91；振动台92；

第一管路输入口T1；第一管路输出口T2；

第二管路输入口T3；第二管路输出口T4；

第三管路输入口T5；第三管路输出口T6；

上压板S1；下压板S2；拉杆S3。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、“S1”、“S2”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

请参照图1至图2，图1为本发明某一实施例的示意图，图2为本发明另一实施例的结构示意图，图3为本发明某一实施例中支撑组件的示意图。如图1至图3所示，第一方面，本发明提供了一种浇注成型装置，包括：外筒1、内筒2、壳体3及盖板4，内筒2设置于外筒1中，内筒2的外壁与外筒1的内壁之间存在一间隙以形成内筒2与外筒1之间的第一流通空间，壳体3设置于内筒2中，以承载液态材料，壳体3与内筒2之间具有第二流通空间，盖板4装设于外筒1上，用于封闭浇注成型装置，其中，向第一流通空间注入第一介质对浇注成型装置进行加热至一设定温度后，向第二流通空间注入第二介质以控制壳体3的温度自顶部向底部逐渐降低，使液态材料自壳体3的底部向顶部逐渐冷却成型。

其中，上述浇注成型装置包括：冒口5，设置于壳体3的顶端，通过冒口5向壳体3内导入液态材料。

其中，上述浇注成型装置包括：压力机构8，穿过外筒1及内筒2与第二流通空间联通，以抽出第二流通空间中的空气或对第二流通空间加压。

其中，上述第一流通空间及第二流通空间内还设置有温度传感器7，以监测浇注成型装置内部的温度。

其中，上述浇注成型装置还连接有一振动机构9，通过振动机构9排出液态材料中的气泡。

进一步地，再请参照图1至图3，上述浇注成型装置包括：第一管路，穿设于外筒1上，用以向第一流通空间内输送第一介质。

进一步地，再请参照图1至图3，上述浇注成型装置包括：第二管路，穿设于外筒1及内筒2上，用以向第二流通空间内输送第二介质。

进一步地，再请参照图1至图3，上述浇注成型装置包括：第三管路，穿设于外筒1及内筒2上，用以向冒口5的外围输送第三介质。

其中，上述第一管路、第二管路及第三管路上设置有压力表10，以监测浇注成型装置内部的压力。

具体地说，在本发明的某个实施例中，浇注成型装置的筒体组件由外筒1、内筒2及盖板4组成，内筒2的直径小于外筒1的直径，通过一环形的密封垫圈将外筒1的口部与内筒2的口部之间的间隙进行密封。外筒1的内壁与内筒2的外壁之间通过四个连接板连接，使内筒2的底部与外筒1不接触，即内筒2悬空设置于外筒1中，外筒1与内筒2之间形成第一流通空间，通过向第一流通空间中输入第一介质以控制浇注成型装置的温度场变化。壳体3通过一个支撑组件装设于内筒2中，支撑组件包括上压板S1、下压板S2、拉杆S3、螺母。具体的安装步骤为：首先将多个拉杆S3的一端分别穿过下压板S2上开设的多个安装孔，然后在下压板S2的底部拧上螺母使拉杆S3固定在下压板S2上，然后将下压板S2放入内筒2中，将壳体3放在下压板S2上，冒口5安装在壳体3上，接着将上压板S1压在冒口5上，上压板S1上也开设有多个与下压板S2相对应的安装孔，拉杆S3的另一端穿过上压板S1的安装孔后用螺母进行固定。通过上下压板的夹持，使壳体3和冒口5固定在内筒2中，壳体3的外壁与内筒2的内壁之间形成第二流通空间上压板S1上开设有进料口，用于导入液态材料。第一管路、第二管路及第三管路均包括输入口和输出口，分别焊接于筒体上，其中，第一管路穿过外筒1，用于向第一流通空间输送第一介质，第一介质为蒸汽/热水/热油中的一种，用于加热整个浇注成型装置；第二管路穿过外筒1和内筒2，设置在靠近筒体底部的位置，以便于向第二流通空间输送第二介质，第二介质为冷却液，用于冷却壳体3的底部；第三管路穿过外筒1和内筒2，设置在靠近筒体顶部的位置，以便于向冒口周围输送第三介质，第三介质为蒸汽，通过向冒口周围输送蒸汽，可以使冒口周围保持较高的温度，使液态材料导入壳体时保持更佳的流体形态。然后，分别在壳体3外部、内筒2与壳体3之间、外筒1与内筒2之间设置温度传感器7，用于监测实时温度。压力表10分别固定在三条管路上，用于监测管路中的实时压力。第二流通空间内还设置有水位计6，用于监测冷却液的高度。振动机构9包括转接装置91和振动台92，浇注成型装置的底板通过转接装置91与振动台92连接。转接装置由上法兰板、下法兰板、连接柱及加强舫组成，上法兰板与下法兰板之间通过多个连接柱连接，连接柱的两端分别焊接在上法兰板及下法兰板上，在多个连接柱的外围还焊接有多个环形的加强舫，可以增加连接柱与上下法兰板之间的稳固度。浇注成型装置放置在上法兰板上，上法兰板的周边开设有多个螺孔，外筒1的底部与上法兰板螺接，下法兰板上也开设有多个螺孔，用于与振动台92螺接。通过振动台92振摇浇注成型装置，可以排除壳体3中液态材料中的气泡。压力机构8穿过外筒1及内筒2与第二流通空间联通，以抽出第二流通空间中的空气或对第二流通空间加压。其中，压力机构8包括真空泵及压缩机，首先通过真空泵抽取第二流通空间的空气，使第二流通空间保持真空状态，排除壳体3中液态材料中的空气，消除材料内部固化形成的气孔，然后通过压缩机对第二流通空间进行增压，可以实现固化过程中壳体的压力值，进而改变非金属固化成型后的致密程度。

在本发明的另一个实施例中，压力机构8和三条管路连接到一控制面板，由控制面板来统一进行调控。控制面板联接到计算机，将管路的压力值和真空值实时传输到计算机以便于进行监控。同时，温度传感器7和水位计6也连接到计算机，将温度和数位数值实时传输到计算机。本实施例中主要通过远程操作的方式实现物料的浇注成型。通过计算机远程控制控制面板实现对压力机构8和三条管路的控制。通过真空泵、压缩泵及三条管路的电动控制阀控制对应液体/气体的通止，通过压力表10实施反馈对应液体的压力大小，保证装置的运行平稳与安全，当压力过大时，通过出口端电动控制阀打开来降低真空罐中的压力大小。物料浇注成型过程通过温度计和水位计6的反馈显示运程对真空罐流体的温度进行控制。材料成型过程中通过控制振动台的振动保护物料的均匀。

第二方面，利用第一方面所述的浇注成型装置，本发明还提供了一种浇注成型方法，包括：

向浇注成型装置的第一流通空间注入第一介质，以对浇注成型装置进行加热至一设定温度；

向浇注成型装置的壳体3内注入液体材料；

向第二流通空间内注入第二介质以控制壳体3的温度自顶部向底部逐渐降低，使液态材料自壳体3的底部向顶部逐渐冷却成型。

具体地说，首先将壳体3固定于浇注成型装置内，通过内外筒通蒸汽，根据材料种类的不同将壳体3加热至相对应的预设温度，然后打开盖板4，将熔化后的液态材料液体浇注至壳体3内，将盖板4闭合后分别连接振动台92和压力机构8。边抽真空边振动对浇注后的壳体3进行排气。抽真空振动达到工艺要求后将抽真空管路更换连接加压系统，通过加压增强材料在壳体3中的装填密度。安装盖板4后，向内外筒夹层内通蒸汽、内筒2中注入冷却液，实现壳体3下方温度低、上方温度高，实现材料在壳体3内部由下向上逐步冷却。

综上所述，本发明有效提升了浇注成型后的材料的密度和产品质量，并且使成型后的材料的整体密度更为均匀一致，消除了内部气孔、缩孔、裂纹、间隙等疵病，材料的致密程度、力学性能、质量特性等均有所改善。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。