用于硬化鑄造型芯的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于硬化含砂模塑材料的鑄造型芯的裝置和方法，其中型芯就其硬化來說是在型芯模塑工具中借助于充氣板而經受催化劑蒸氣/載氣混合物并隨后經受壓縮空氣流，所述充氣板可以氣密方式連接至型芯模塑工具，所述催化劑蒸氣/載氣混合物和所述壓縮空氣流各自處于預定壓力和預定溫度下。
【背景技術】
[0002]這種冷硬化方法和裝置是已知的，例如，所謂的冷箱方法，其中合成樹脂體系的兩種組分被添加至型芯砂，然后，一旦添加作為催化劑的有機催化劑，如胺，例如烷基胺或甲酸甲酯，所述組分就隨同砂一起硬化。
[0003]這里，組分之一可例如為聚酯樹脂、聚醚樹脂或具有流體稠度的帶有反應性羥基的任何合成樹脂；第二組分在任何情況下都是有機異氰酸酯。兩種組分與模砂徹底混合并且隨后成型。為了隨后催化反應并且可靠地設計尤其是胺的操縱和使用，迄今為止已做出各種努力。
[0004]然而，已知的方法和裝置具有的共同缺點在于:硬化過程非常費時。例如，在射芯機上的模塑工具中形成型芯砂混合物常常只耗費幾分之一秒，然而，用于硬化型芯的后續充氣不得不歷經數秒才發生，這自然使得充氣成為巨大的成本因素。
[0005]為了減少充氣時間或硬化時間，已通常將胺的比例配料為過量，而存在的風險在于:可能發生粘合劑的重新溶解，從而降低型芯的潛在最終強度至大致80%至85%。
[0006]在另一方法或裝置中(同一申請人的EP 0229959)，將配料栗插入催化劑來源與載氣和催化劑的混合位點之間，以便能夠更好地配料催化劑；然而，這也只是導向不令人滿意的結果，因為最初在每次配料過程中催化劑進料中的壓力條件是完全無效的。
[0007]另外，已建議(同一申請人的CH專利603276)將催化劑蒸氣/載氣混合物以及壓縮空氣兩者各自暫時地存儲在配料容器中，并且然后執行從這個配料容器向型芯中的以爆發方式的連續射出，其中壓縮空氣利用較大容積來存儲并且被加熱至比催化劑蒸氣/載氣混合物更高的溫度。
[0008]然而，這些措施的技術工作量是巨大的，并且這種類型的設備允許的變量很少。
[0009]此外，同一申請人的EP 0881014描述上述類型的方法和裝置，其中閥門裝置包括在儲罐的進料管線中的多路閥門，所述多路閥門可暫時地重新選路到通往儲罐的回流管線，以達到進料系統中的壓力均衡。
[0010]這些措施使得可能在每一種情況下預先進行壓力均衡之后，在每次配料過程中將催化劑進料中的壓力條件保持恒定。
[0011]此外，同一申請人的EP 1375031 BI描述上述類型的方法和裝置，其中將預熱壓縮空氣通過開關閥進料至加熱和混合段，并且通過管線進料至再熱器以用于進一步加熱以供沖洗(flushing)。這種裝置或這種方法的優點在于:隨著催化劑蒸氣/載氣混合物的不斷加熱，用于充氣的壓縮空氣可被可變地加熱，以便實現所謂的輪廓硬化(contourhardening)。這種裝置的一個缺點在于:需要對溫度的精確監測，以便確保設備的安全性。
[0012]因此，本發明的問題將是提供用于硬化含砂模塑材料的鑄造型芯的方法，并提供對應的裝置，借助于所述對應的裝置，在恒定速度或循環時間下，通過減少的催化劑消耗來確保在工作地點處排放量的強烈減少。此外，裝置的清理成本和清洗工作量因而應得以減少，并且因此應實現顯著更低的環境污染。另外，設備應為成本有效的。
【發明內容】
[0013]本發明涉及用于硬化含砂模塑材料的鑄造型芯的裝置，其中所述裝置經過調節以便使所述型芯在型芯模塑工具中就其硬化來說經受催化劑蒸氣/載氣混合物并隨后經受壓縮空氣流，所述催化劑蒸氣/載氣混合物和所述壓縮空氣流各自處于預定壓力和預定溫度下。
[0014]根據本發明，所述裝置的特征在于:所述裝置不具有在將壓縮空氣進料至加熱和混合段或熱源之前對其加熱的預熱器，以便有機催化劑和壓縮空氣一起在加熱和混合段中加熱；并且特征在于:第一截止閥被布置在第二管線中，所述第二管線將壓縮空氣來源連接至加熱和混合段，所述第一閥門在沖洗開始時關閉；并且特征在于:第二截止閥被布置在第四管線中，所述第四管線將壓縮空氣來源通過熱源連接至充氣板，所述第二閥門在沖洗開始時打開。
[0015]在有利的實施方案中，所述裝置具有兩個氣源，所述氣源中的第一氣源被連接至加熱和混合段，并且第二氣源被連接至熱源。此外，有利的是將溫度控制件連接至熱源。此夕卜，有利的是以下情況:在將呈液體形式的催化劑進料至加熱和混合段之前，液體催化劑容器或儲罐的流量可利用流量計、通過開關閥暫時地重新選路到通往儲罐的回流管線，以達到進料系統中的壓力均衡。
[0016]此外，本發明涉及用于硬化鑄造型芯的方法，根據本發明的方法的特征在于:通過加熱和混合段以便實現時間控制式充氣的壓縮空氣僅在加熱和混合段中連同有機催化劑一起加熱，并且用于時間控制式沖洗的壓縮空氣在獨立管線中傳導并借助于熱源來加熱。
[0017]根據本發明的方法的優選實施方案在于:在將呈液體形式的催化劑進料至加熱和混合段中之前，在進料中產生壓力均衡。此外，有利的是以下情況:催化劑蒸氣/載氣混合物在其通往型芯模塑工具的路程上伴有熱量。
【附圖說明】
[0018]以下，參考附圖進一步詳細地解釋本發明，所述附圖僅代表實施方案實例。
[0019]圖1示出:根據本發明的用于硬化鑄造型芯的裝置的圖解表示。
【具體實施方式】
[0020]參考圖1，表示和描繪了用于硬化含砂模塑材料的鑄造型芯的裝置，所述裝置可被連接至射芯機(未進一步詳細示出)的型芯模塑工具(未進一步詳細示出)。裝置首先包括充氣板或蓋板20，所述充氣板或蓋板20可以氣密方式連接至型芯模塑工具，其中上游加熱和混合段12用于將優選是胺的液體有機催化劑轉化成其氣態，并且用于產生用于型芯的充氣的催化劑蒸氣/載氣混合物，如也將在以下進一步詳細解釋的。
[0021]根據本發明，對時間控制式充氣來說，呈液體形式的有機催化劑借助于例如像配料閥8和11、配料裝置9、流量計10等等的配料裝置進行配料，從儲罐或液體催化劑容器7穿過管線LI運行到達加熱和混合段12，在所述加熱和混合段12中，所述有機催化劑轉化成其氣態。加熱和混合段12另外通過可利用截止閥2a關閉的獨立管線L2和比例或2級壓力調節器6a而與壓縮空氣來源I流體連接，以便對時間控制式充氣來說，在預定時間段內使從壓縮空氣來源I通過截止閥2a進料的壓縮空氣通過裝填有催化劑氣體的加熱和混合段12，其中所進料的壓縮空氣和催化劑氣體一起在加熱和混合段12中加熱，從而產生催化劑蒸氣/載氣混合物。
[0022]此外，加熱和混合段12通過管線L3連接至型芯模塑工具或充氣板20，以便使催化劑蒸氣/載氣混合物通過型芯模塑工具中的含砂模塑材料，所述管線L3可由閥門5關閉并且優選是可加熱的。
[0023]此外，對利用壓縮空氣的時間控制式沖洗來說，壓縮空氣來源I通過可由截止閥2b關閉的獨立管線L4并且任選地通過比例或2級壓力調節器6b和熱源3，以及通過截止閥4與型芯模塑工具或充氣板20流體連接。
[0024]圖中未示出的是:在呈液體形式的催化劑進料至加熱和混合段12中之前，液體催化劑容器7的進料可被暫時地通過開關閥重新選路到通往儲罐7的回流管線，以達到進料系統中的壓力均衡。
[0025]此外，充氣板20具備通風閥21。
[0026]例如，溫度控制件可被連接至用于壓縮空氣的調節加熱的熱源3。類似地，溫度控制件也可被連接至加熱和混合段12。根據當前技術，開關裝置、閥門、配料裝置和控制件可通過程序、使用未示出的控制電路來控制。
[0027]因此，對充氣過程來說，現在可能將呈液體形式的與來自壓縮空氣來源的壓縮空氣一起配料的有機催化劑通過相應獨立管線進料至加熱和混合段，并且在加熱和混合段處將有機催化劑與壓縮空氣一起加熱至足以充氣催化劑的溫度，以便結果是催化劑蒸氣/載氣混合物，所述催化劑蒸氣/載氣混合物通過另一管線通過型芯模塑工具中的含砂模塑材料。在這個充氣