Вакуумная система в ЛГМ процессе

Морозов В.А. 

Вакуумная система в ЛГМ процессе оказывает очень большое влияние на качество литья вопреки сложившимся обратным стереотипам. Большинство пользователей данной технологии к вакууму относятся как к некой не совсем нужной и не понятной нагрузке.
Старое мышление категориями ПГФ и ХТС не позволяет понять новую ЛГМ технолигию, а тем более механизм воздействия вакуума. За многолетнюю трудовую деятельность в литейном производстве автор с уверенностью утвержает, что в ЛГМ проблем как минимум в два раза меньше чем в ПГФ, главное их самим не создавать.
Роль вакуума в технологии ЛГМ общего назначения – отбор газообразных продуктов деструкции полистирола в период заливки и удержание конфигурации формы при пиковом газовыделении в этот период. Функции на первый взгляд простые, но для их реализации необходимо выполнить ряд условий при проэктировании, монтаже и вводе в эксплуатацию самой вакуумной системы.Основным звеном в ней является вакуумный насос.
Существует множество видов насосов.Требования к вакуумному насосу в реальном производстве – надежность, ремонтопригодность и не критичность к чистоте отбираемого из формы газа. Из практического опыта автора наиболее приемлемым в реальном производстве является вакуумный водокольцевой насос типа ВВН. Наиболее надежным и простым в ремонте зарекомендовал себя насос ВВН 1 - 25.
На его примере разберем принцип обозначений:
В - водокольцевой;
В - вакуумный;
Н - насос;
1 - для уровня вакуума 0.04МПа (2 - для уровня вакуума 0.02МПа);
25 - производительность насоса, М3/мин
Для ЛГМ необходимо применять насосы первой группы уровня вакуума (0.04 МПа).
По производительности существует целая гамма насосов – 1.5; 3; 6; 12; 25; 50 М3/мин. Как показыват практика при выборе насоса по производительности необходимо расчетную цифру удвоить, это необходимо на перспективу, так как переделать потом это будет очень проблематично.
Количество расчетных насов должно быть удвоено и обязательно быть четным, это даёт возможность иметь две группы насосов – одна (один) рабочая, другая (другой) резервная. Это крайне необходимо при выходе из строя рабочей группы всегда есть резерв.
Резервная группа должна быть подключена ко всем коммуникациям и быть в рабочем состоянии.
Вакуумная разводка производится трубами диаметром в 1.5 раза больше всасысывающего патрубка насоса на участке насос - ресивер, над каждым насосом устанавливается задвижка по диаметру труб разводки. За задвижкой в удобном месте должен быть установлен моновакуумметр. Между насосами и трубопроводом постов отбора газа из контейнеров должен быть установлен ресивер. Объём ресивера выбирается из условия 0.1...0.15 от суммарной производительности всех вакуумных насосов в М3. В качестве ресивера берётся пневморесивер или группа их с суммарным объёмом не менее принятого по расчету. Пневморесивер устанавливается вертикально,это обеспечивает чистку его, так как в поцессе работы в нем скапливается песок. Как не следи за целостностью сеток в контейнерах, все равно песок в ресивер попадает. Реальное производство есть реальное.
Трубопровод между насосом и ресивером должен быть локально поднят на высоту 5...6 м. Достаточно участка длиной 100...200мм, остальное по месту. Это необходимо для уменьшения вероятности попадания воды из насоса в ресивер в период не штатной ситуации. Вакуумная разводка по постам отбора газа от контейнеров проводится трубопроводом с площадью сечения в 2.1...2.3 раза больше суммарной пощади всасывающих патрубков рабочей (резервной) группы. Диаметр трубопровода в цепи контейнер - (центральная вакуумная разводка) должен быть на 15...25% больше диаметра штуцера контейнера. Из этого и выбирается диаметр шарового крана включения вакуума. В качестве трубопровода от шарового крана целесообразно применять резинотканевые напорные трубопроводы с металлическим каркасом. Возможно применять напорные резиновые рукава с изготовленной и вставленной металлической спиралью. Подключение к контейнеру производится с помощью быстросъёмного накидного штуцера или непоредственно.
Очень важно при разработке и монтаже не уменьшить чем-либо проходное сечение вакуумпроводов на всех его участках. На основных участках вакуумпровода предусмотреть открывающиеся лючки для чистки и продувки его сжатом воздухом. В удобном месте вакуумпровода разводки по контейнерам установить моновакуумметр. Водооборотный цикл насосов ВВН состоит из насоса подачи воды и ёмкости для неё объёмом 1...2 м3.
Очень полезным дополнением к вакуумной системе является щуп для контроля уровня вакуума в контейнере. Щуп состоит из моно вакуумметра, соеденённого через шаровый кран Ду= 15 мм с медной, латунной, стальной трубой Днар.= 6 мм, стенкой 0,7...1,0 мм и длинной 600...800 мм. Кран служит для фиксации показаний манометра. Моновакуумметр должен иметь предел измерений 0,01 МПа (1 атм.) как по давлению так и по вакууму (с нулём в центре шкалы). Устанавливается щуп в контейнер методом прокола пленки в песок до подачи вакуума. При включении вакуума в контейнере с помощью щупа можно оценить качество звена соединения контейнер – вакуумная разводка (разница показаний манометров разводки и щупа не должна быть более 10 %). Контроль уровня вакуума в контейнере во время заливки позволяет выбрать оптимальную скорость заливки, предельное количество полистирола в кусте пеномодели для данного контейнера и вакуумной системы, подобрать оптимальный состав противопригарной краски. Это определяется по разнице показаний манометров щупа и разводки. При проведении замеров необходимо помнить, что при заливке формы металлом в контейнере вместо вакуума может кратковременное избыточное давление.
Появление избыточного давления говорит о низкой пропускной способности звена соединения контейнер – разводка, большой запыленности песка или объём полистирола в кусте превышает предел для данных контейнера и вакуумной системы. Уровень вакуума в период заливки не должен падать ниже отметки 0,03 МПа (0,3 атм.) Применение щупа позволяет оптимизировать процесс газоотбора в контейнере для снижения брака литья.