铸造砂型制造，尤其是造型材料压实的方法和设备

本发明是关于铸造砂型的制造，尤其是造型材料压实的方法和设备。

在其特殊方面，本发明特别是关于一个新的和经过改进的方法以及设备，用于以造型材料制造铸造砂型。把造型材料倒入或靠气体输送至造型装置，造型装置里有模型装置，至少是壹个或者几个模型、一个砂箱和一个填充箱。接着，倒入或靠气体输送至造型装置的造型材料用压实装置压实，例如采用任何一种压缩空气颤动压实装置，燃气动力压实装置，压力压实装置，振动压实装置或者组合的压力-振动压实装置。在这种压实过程中，在填充箱的造型材料全部或者至少大部分转移到砂箱内。

造型材料的紧固性，特别以膨润土结合的砂模的坚固性，是通过压实松施地倒入或靠气体输送至造型装置的型砂来达到。几乎主要压实过程可以当着是摇动、震摇或震动的过程;摇动、震摇或震动配合挤压、吸压、爆压、高压和几年来有一定增长的压缩空气颤动压实或者由燃气室点火制取的燃气颤动压实。

铸件或铸造工件日益增长的质量要求，涉及型砂内模型的质量。以汽车工业用的铸造元件或部件为例，这样的铸件或铸造工件已更为复杂。特别是要求它们尺寸精度高和表面成型良好，只能由砂箱内均匀压实的造型材料其均匀的密度分布和模腔均匀的坚固性来保证。然而，已知的压实方法都遇到基本的困难，这是由于粘土结合的型砂填充性差和砂箱内模型的高度和体积相差大造成的。此外，为了经济的原因，型板上布满更密集的模型，与此同时使每个模型之间的距离和减小至未曾有的狭窄程度。结果，型砂遇到更大的困难，在足够的压实压力作用下更难在有关空间成形或成型，而且在这个空间或关键区域，承担或发展足够的坚固性。

现在使用的造型装置，具有提供很大压实力的能力，然而，仍未能同时达到使整体型砂均匀压实的效果。经常是正好相反，造型材料填充密度和块状或颗粒不均匀，同时一个同样砂型的尺寸稳定性也不均匀，其趋势随着压实力增加而加大，这些作用是由横向力引起的，这种横向力在大压实力作用下，在大型模型上面的型砂内更频繁地出现，这大型模型起着强烈的阻挡或阻碍作用。这种横向力造成塞子结构、型砂的高压实的桥状结构分布在铸型的中间区域，使砂和压实力难于通过，进入其下面的狭口状或缝槽状区域。由于同样的横向力，也特别地削弱了模型和砂箱内壁之间的角落和边沿的压实质量，这是因为在砂箱内四周边缘的型砂，由于型砂和造型装置内的型砂的填充，其强度不够，结果会发生非常可怕的偏位或移动现象。深部位的填充部位，经常是松弛地成形或成型，当抽出模型时会产生裂纹和随后的铸造过程期间发生弯曲，这样铸件和铸造工件的尺寸不精确。理所当然，也将出现边缘磨损、腐蚀和粘沙缺陷。

因此，根据前面叙述的的见解，本发明主要目的是提供一个新的和改进的方法，以及设备，用来制造铸型，特别是用来压实型砂，上述方法和设备可无障碍和局限的苦恼用于上面讨论过的制造过程。

本发明的其他和更具体的目的直接涉及到一个新的和改进的方法以及设备，用于铸型制造，其效果是整个铸型的型砂压实均匀，因而完全地改进了铸件的质量。

为了完成从以下叙述中变得更加明显的本发明这些和其他目的，本发明的压实方法表现如下性能，在压实过程中，一种予先选择的气体通入和吹涨于型砂中予先确定的局部区域。在那儿，那样地产生型砂填充密度下降部位。在随后的压实过程期间，这填充密度下降部位消失了，这部位的填充密度变成至少和其他型砂部位的填充密度相等。

这发明方法可达到有益的结果，在型砂部份和予先确定的部位形成或建立疏松区，而这种松弛的填充部位，在型砂压实过程中，改善了型砂的移动和流动性能。

依据予先选择气体或压缩气体的种类、流量、方向和吹气时间，和依据造型装置中模型空间的安排以及其他可控参数，根据本发明，可以在型砂内制造大小相差悬殊的予先确定的填充密度减小区。这种大小不同的区域可分类成两种不同的填充密度减小区：（1）第一种：在这一种部位的造型材料保持在松弛的状态。高填充密度和颗粒成团或粘结的造型材料，在压实操作过程中大幅度地减小。结果，砂箱内造型材料被分派到特殊的造型材料供应不足的部位和难于通过的部位，这是一种滑移方式，类似借助一个气垫滑动换位或位移。这种方式亦达到这样的效果，在砂箱内不能形成封闭的压实前沿或者先头部分，它必须中断地或持续开放于确定位置，使所要求的压实压力能实施于砂箱内造型材料的关键部位。那样一来也加强防止形成前面提到过的危险的型砂桥，它覆盖模型填充深度部位，位于模型凹陷部位、模型之间或模型邻近部位。同时，可完成有益的效果，从压实操作一开始，就防止型砂桥的形成，而先前形成的型砂桥，被有效地催毁了。结果，获得均匀的型砂供应和均匀的压实力实施于深度或靠下的部位，使整个铸型其强度或坚固性的分布更为均匀。

（2）第二种填充密度减小部位，是将予先选择的气体部分地或按予先选择的比例通入型砂特别予先确定的局部区，在气体集中处以爆炸的方式形成空腔。结果这种压缩气体将型砂输送和予压实，这种予压实是由于输送过程时有压力存在。根据本发明，在普通压实过程（压实装置从造型装置内的型砂由外或由上施使压力）难于通过的部位采用小型“予压实器”时，即采用第二种方法。

上述两种予先确定、填充密度减小的部位之间的变种是可能做到的。这样，限定的、松弛的填充部位，可由往型砂中通入压缩气体而得到，这种限定的松弛的填充部位，取决于压缩气体的压力、通气方式和吹气时间长短。限定的松弛的填充部位也可以使用可燃气体来取得。例如，将一种可燃气体通入型砂而聚集时，同时将可燃气体点火，这样在型砂内得到爆炸状方法形成的限定空腔，这种空腔组成了第二种限定的、填充密度减小的部位。结果，在型砂中的压缩气体将型砂输送和压实或予压实。

当可燃气体或者混合气体，例如天然气-空气或者天然气-氧气混合气体、乙炔气-空气或乙炔-氧混合气体、汽油-空气或汽油-氧混合气体输入型砂内，即可燃气体或混合气体首先以予选定的方法分布在型砂中和随后点燃，这样得到慢速燃烧，结果型砂颗粒或块互相分开，型砂保证有更好的填充和流动性。

可燃气体或混合气体或燃烧气体的种类和数量、它通入型砂的位置和它的作用（尤其对型砂短暂的、有限的作用），产生了予先选择的松弛填充状态的予先确定部位，并决定了型砂的填充性或流动性。

上述措施附加补充措施，可以把予先确定的方向传递到型砂里膨胀的予先选择气体或混合气体，而这种方向性控制了型砂的填充性或流动特性。

依据本发明方法的进一步发展的一个特别先进的措施的建议，流动方向可传递到型砂内的膨胀的予选气体执行，这流动方向正好是依据模型空间或模型结构决定的型砂转移方向。

本发明方法决定性的一个特点，即松弛部位只是短时期或短暂地存在，它随着随后的压实过程结束而消失。要不然，在铸型中仍保存不均匀的压实。

前面已经暗示，本发明不仅仅是关系到前面谈到的方法的方面，而且关系到一个经过改进的造型设备，特别是用于造型材料的压实。

为了达到上述目标，发明的设备包括：一个型板;

至少一个模型装在型板上;

一个砂箱围着模型（数量至少一个），其内空间用来接受安放至少一个模型和填充造型材料;

一个填充箱安装在砂箱上顶，其内部空间用来接受填充造型材料;

压实装置安放在填充箱上面，用来压实造型材料;

型板、至少一个模型、砂箱、填充箱和压实装置组成了造型装置;

造型装置具有一定数量的开孔，用来往型砂内予先确定位置通入和吹涨予先选择的气体，在压实装置操作期产生短暂的造型材料填充密度减小部位。

本发明的设备，在压实装置操作进行压实期间、型砂正被压实时，会产生予先确定或予先选择的填充密度减小局部区域，而采用的压实装置是已知的几种不同压实装置。当采用的压实装置包括一个压缩空气颤动压实装置时，大多数选用压缩空气作为输入和吹胀气体，在型砂内造成充填密度减小的部位。假如可能，这种压缩空气是由压缩空气颤动压突装置使用的压缩空气得到的。当压实媒介是气体或者压实装置是气动压实装置时，那么用来通入型砂内产生填充密度减小部位的予选气体，可以是同类气体。因此，当压实装置是燃气动力颤动压实装置时，一个燃气动力颤动压实装置也可用来在型砂内产生填充密度减小部位。

一般来讲，颤动装置用于产生型砂中填充密度减小部位，可以由压实型砂的颤动压实装置提供。其优点是其作用时间可精确配合，如前面已谈到的，造型材料中松弛的填充部位只能在压实期间形成，压实工作结束后不再存在。

当压实装置是由一个压力压实装置、一个震动压实装置或一个组合的压力-震动压实装置组成的。许多场合下把压缩空气用作予选择吹涨气体是有利的。其理由是因为压缩空气通常也用作作上述提到的压实装置的动力。因为，压缩和振动的作用延继许多秒种，压实过程中在型砂内形成的填充松弛部位，可以在整个较长时间的压实期间都形成，因为压缩空气被用作予选择气体在型砂内形成松弛填充部位。

从下面的详细描述中，就会更好的了解本发明，上面没提到的目的也会更加明显。参照附图来进行描述，在各附图中，相同或相似的另部件都采用相同标号来表示。附图中：图1是本发明的制造铸型，尤其是用于压实造型材料的设备的第一实施方案的垂直剖面示意图;

图2是本发明的造型设备第二实施方案的垂直剖面示意图;

图3是本发明的造型设备第三实施方案的垂直剖面示意图;

图4是图3所示的本发明造型设备变型实施方案中，部分砂箱和连接在其上的压缩空气容器的剖面图;

图5是一个用于图3所示的本发明造型设备第三实施方案的压缩空气分配器的侧视图，该分配器用来分配压缩空气到造型材料中。

图6是本发明造型设备第四实施方案的垂直剖面示意图;

图7是在本发明造型设备第五实施方案中，装有可燃性气体容器的填充箱的水平剖面示意图;

图8是本发明造型设备第六实施方案的垂直剖面示意图;

图9是本发明造型设备第七实施方案中的砂箱和连接的压缩空气管道的水平剖面图;

图10是本发明造型设备第八实施方案的垂直剖面示意图。

现在描述附图，附图中只表示了对普通技术人员充分理解本发明的基本原理和定则所需要的本发明设备的不同实施方案的充分结构，而附图的其余部分则进行简化。现在详细参看附图1，图中表示了本发明造型设备的第一实施例的垂直剖面示意图。该第一实施例包含有压缩空气颤动式压实装置70，和造型装置100组合，后者有型板1。压实装置70可以是不同的类型，从理论上可以考虑使用任何一种燃气力颤动式压实装置，振动式压实装置或者压力和振动组合式压实装置。另一种类型的压实装置，即压力压实装置，在下面将参照图6和图8详细加以描述。

在图1中可以看到模型2，它只是被示意地表示出来。应该注意的是在型板1上可以装配不同数量、不同结构和不同尺寸的模型，产生不同的模型布局。但是，为了阐明本发明造型设备中所发生的操作过程和现象，只参照示意表示的单个模型来讨论其操作和现象已经足够，因为基本上都适用于型板1上的模型装配中的各个模型。

在图1中，用标号100代表的造型装置还包含有砂箱3和填充箱4，后者放在前者上面。在本实施例中，填充箱4被制造成双壁填充箱，其内箱或壁5环绕填充箱四周，形成了中间空间即通道80。内壁5上有予定数量的开孔6，在本实施例中是由多个长形槽组成的。予定数量的开孔6也可以由在内壁5上分布的多个孔组成，构成了多孔结构的内壁5。然而，这些开孔可以选定任何其它适合的形状，与当时的需要相适应。

造型装置100的内部空间是由砂箱3的内部空间和双壁填充箱4的内壁5范围内的空间所构成的。填充箱4的顶部被压缩空气颤动压实装置70的压力室11底板7所盖住。至少双壁填充箱4的内壁5范围内的主要内部空间和砂箱3中模型2以外的部分填满了以予定方式倒入或靠气体送进的造型材料，例如合适的型砂16，其组成成分适合于当时的需要。压力室11的底板7有一个大面积的孔口8，引起颤动压实操作的介质从孔口中通过。当不需要对造型材料进行压实时，设备处于不工作状态，大面积孔口8借助于大面积阀9进行关闭，阀9组成简单的板形或盘形阀。大面积孔口8用气动或液动的加压装置10按照气密的方式进行闭合。前述的压力室11是由外壳12构成的。一个压缩空气流起源于没有专门表示出来的通用压缩空气源，例如通用的整套铸造装置的中心压缩空气供应站或专用空压机站，适合于造型设备的需要。

压力室11在起动压实操作以前，储存有压缩空气，其压力范围约为3至5巴。板形或盘形阀9通过使压力装置10释放或其他适当的操作被瞬时地向上拉起。因此，压力室11中的压缩空气在几毫秒之内冲击造型材料即型砂16的上表面区域15。由于压缩空气的冲击作用，倒入的造型材料即型砂16就开始被作用在其上部的压实头或压实前沿17所压缩，并且在该区域内显著地被压实。压实头或压实前沿17被继续作用的压实压力18所加强，一直到获得最后的型砂压实，这时压实头或压实前沿17冲撞模型2和型板1，造型材料即型砂16受到阻塞。

使用颤动压实装置例如压缩空气颤动压实装置70来压实型砂16的不利之处从下面描述的压实操作过程中很快地就可了解到。实际上，由于作用在型砂上表面区域15的空气的冲击，已经显著予压实的压实头或压实前沿17，在其冲撞模型2时，必须重新破碎，以便在关键的填充区19提供型砂16，并提供压实该区的型砂所需的压力。压实头17的破碎，导致了有价值的压实能量的损失，并进一步导致阻塞桥20的形成，后者使型砂16在关键填充区19的充分成型增加了困难。结果，在压实操作以后，例如紧接在模型2上方的压实铸型处测得的抗压强度为30N/cm2;而关键填充区19处测得的抗压强度5N/cm2，对该处提供的型砂和压实压力都不足。铸型的密度、强度或稳定性的显著差别对于生产出来的铸件或铸造另件的质量是极端有害的。

本发明试图避免这些缺点或局限性，把予选气体、例如压缩空气或任何其它合适的气体或混合气体，送进到造型材料或型砂16的予定局部区域内使其扩散，当型砂被压实时，在其铸型内部短时形成并保持松弛区。该松弛填充区在压实过程中明显地有助于改善造型材料即型砂16的可移动性即流动性。这是因为在压实过程中，防止了型砂16颗粒在该区内的凝聚作用，型砂仍保持松弛状态。结果，造型材料即型砂16以相应于空气缓冲层的滑动移动的滑动方式送进到关键充填区19中去。按照这个方法还可以得到理想的结果，即没有形成连续压实头或前沿17。事实上，压实头或前沿17保持非连续状态，可以防止型砂阻塞桥20的形成。

在图1所示的本发明造型设备的第一实施方案中，压缩空气在板形或盘形阀9打开以后，立即进入双壁填充箱4的中间空间80中去，见箭头21。型砂16还围绕双壁填充箱4的内壁5，通过开孔6横向地进入造型材料即型砂6，该开孔6在本实施例中是由纵长形状槽组成的。结果在靠近双壁填充箱4的整个内壁5的地方形成了一个予定的局部区域，在这里，由于压缩空气扩散通过压实操作的主要部分，并且型砂16和内壁5之间的摩擦几乎消失，型砂16保持松弛状态。该局部区域24的型砂16的充填密度减小了。箭头22所示的型砂16沿着这些松弛充填区24大量地滑过，进入到关键充填区，显著改善型砂强度或其稳定性。充填密度减小的予定局部区域24也可以被描述为吸留扩散气体的区域，在本实施例中，送进和扩散的气体是压缩空气。

压实操作的结果，砂模上表面区15从图1所示位置转移到23所指的位置。因此，型砂16在压实过程末尾或压实移动路程的末尾，离开减小充填密度的局部区域24，由于压实压力18的连续作用，最后，型砂16被紧密压实。保留在砂箱内的松弛充填区就被消除掉，使该区24的充填密度和其它区的压实后的型砂充填密度大致相等。这样就可以获得有利的结果，即在压实过程的开头和压实过程中，使予定的局部区域内的型砂16松弛，而在压实过程终止时，以任何适当的方法使该装置停止工作。

为了有效的压实型砂，在本发明造型设备中，松弛充填区24的尺寸范围必须和铸件生产过程精确配合。松弛充填区24沿四周延伸的范围特别是由以下因素，如予选压缩空气的粘滞性，压缩空气的压力和开孔6的宽度，即双壁填充箱4的内壁5上的长槽的宽度等所确定的。该长槽的宽度可以根据在型板1上的模型布局所碰到的困难程度以及砂箱3的高度等情况来确定。例如，在使用燃气动力颤动压实装置的场合下，和使用较冷空气的压缩空气颤动压实装置相比，该长槽的宽度就要被制造得小得多，以形成很窄的槽，使热燃烧气通过。不适当的长槽宽度会使气体喷向砂箱的速度太快，而使整个铸型破坏。

为了可靠地限制松弛充填区的范围，特别是在较小的造型装置中使用型砂16作为造型材料，人们已经发现，用于输入气流的专门偏转装置是有效的。在这种较小的造型装置中，气态的松弛介质，将在较小的范围内被导引至砂箱中部，并且沿着填充箱的狭窄的空间内以压缩空气膜的方式被导入。图2所示的本发明造型设备的第二实施例上装有这样的偏转装置，下面将进行讨论。

本发明造型设备的第二实施例的结构基本上和前述的参照附图1的第一实施例的结构类似。它同样有一个砂箱3;一个型板，其上至少安装一个模型2;一个双壁填充箱4a，其内有内箱或壁25和填充箱4a之间的锥形的中间空间80;还有一个压力室11，通过压力室11底板7上的孔口8和双壁填充箱4a的内壁25所限定的内部空间相连通。压力室11组成压缩空气颤动压实装置70的一部分，压力室包含有加压装置10，连接在板形或盘形阀9，用以打开或关闭压力室11底板7上的孔口8。内壁25所限定的内部空间的主要部分和砂箱3的内部空间填满了倒入的造型材料即型砂16。关键的充填区19在图2中也很清楚地被表示出来。

双壁填充箱4a的内壁25，围绕在双壁填充箱4a的内侧，组成一个不可渗透的零件。在本实施方案中，为把予选气体送进型砂16中予定数量的局部区域的予定数量的开孔组成一个环绕延伸的环形槽26，槽26是在内壁25的下端和砂箱的上端之间形成的。在内壁25的内侧，安放了一个也是环绕延伸的环形凸缘或挡板27，它适当地固定连接在双壁填充箱4a和内壁25所限定的内部空间。

压缩空气颤动压实装置70的操作过程和参照附图的前述操作过程相似。突然打开板形或盘形阀9所引起的压缩空气的颤动冲击着砂型的上表面15，同时进入内壁25和双壁填充箱4a之间的锥形的中间空间，如箭头21所示。由于内壁25的不可渗透性，压缩空气被强迫流过这个锥形的中间空间即通道80，并且通过环绕的环形槽26时被偏转，特别在偏转凸缘即挡板27处被偏转，使空气被引导，向上流过一个接近内壁25的内表面的较窄的局部区域24a，在该区域24a，由于压缩空气的扩散作用，型砂16被短时地转变成为较松弛的充填状态。构成型砂16的松弛区的有效区域的尺寸，可以用很精确的方法来调节，即通过调节内壁25和偏转凸缘即挡板27之间的环绕环形槽26的宽度来实现。

如前面对图1所示的本发明造型设备第一实施例的操作过程所描述的那样，松弛充填区24a只是在压实操作持续时间内被短时地形成，而在压实过程终了时则被消除掉。压实过程完成的方式是这样的，它可以保证原始的模顶即上表面区15向下移动到砂箱3处，压实型砂后，模顶23在压实过程终了时尽量靠近偏转挡板27的上缘27a，甚至低于上缘27a。

经验表明，在图1和2所示的造型设备的实施例中，象压缩空气之类的冷压缩气体有时不能足够快地横过内壁5、25的顶边缘5a、25a，进入分别由内壁5、25和填充箱4、4a之间形成的中间空间即通道80中去。结果，在压实操作开始后，造型松弛作用不能够在足够早的时间开始。这时，不利的予压实已经在砂箱内开始，削弱了关键的充填区19内型砂16的造型质量。该不利之处，可以通过增加内壁5或25和压力室11底板7之间的环形入口的宽度来减轻到一定程度，或者使内壁5或25倾斜，使得通过压力宰11底板7上孔口8进入双壁填充箱4或4a的内部空间的压缩空气，在内壁5或25的上侧，有较大的入口，以箭头21所示的方向，进入到中间空间或通道80中去。

本发明的造型设备的构造提供了进一步的可能性，特别是用于比较精确顺序控制造型材料即型砂的松弛过程，松弛过程是在组成铸型的造型装置100中的造型材料予定的局部区域内发生的。

在图3中表示了本发明造型设备的第三实施例，它也包含一个砂箱3，其一侧被型板1闭合，型板上放有多个模型2，图3中只表示了其中两个模型。在砂箱3的另一侧，有一个填充箱4b放在其上，在这里的填充箱是单壁结构的。在填充箱的远离砂箱的上端上装有压缩空气颤动压实装置70，可以是前面参照图1和图2所述的类型，也可以是前面指出的任何其它类型的压实装置。

本发明的造型设备的第三实施例，在压实过程中可以较精确的控制型砂的松弛操作，它安装了单独的供气装置29，用于输入予选的气体，产生了予定的减小型砂充填密度的局部区域24b。该供气装置29拥有一个气密的容器31，组成了一个环形的管道，环绕着造型装置100，在本实施例中它环绕着单壁填充箱4b。气密的容器31通过快速操作阀30和供气管29a相连接，该快速操作阀在一个和压缩空气颤动压实装置70的操作过程相关的予定时间内动作。气密容器31用流入管60和单壁填充箱4b上的开孔61相连通。

供气管29a和予选的压缩气体源连接，使前述予定的局部区域24b内的造型材料即型砂16松弛，而该局部区域是在单壁填充箱4b的内侧形成的，在填充箱4b壁上有许多个向其内部空间开口的开孔61。在一个最佳的操作方式中，予选的压缩气体是由压缩空气组成的，它可以从一个适当选择的压缩空气罐或从一个适用的压缩空气源抽出并供应给压缩空气颤动压实装置70。

前面已经提及，供气装置29的快速操作阀30是在一个和压缩空气颤动压实装置70的操作过程有关联的予定时间内动作的。这种供气装置29和压缩空气颤动压实装置70分离的装置，显示出对操作条件变化的高度适应性的特色。例如，用于松弛型砂的予选的压缩气体，可以在颤动压实操作开始以前一个予定的很短时间内的某一时刻开始作用。在颤动压实操作过程中，压实压力18增加到型砂松弛压力，后者是气密容器或环形管道31中的压力。其后，在颤动压实操作的进程中，压实压力18和型砂松弛压力之间的压力差继续减小，最终变为零。在颤动压实过程终了时，松弛型砂的作用或充填密度减小的予定局部区24b就被消除掉，已经发现在某些条件下，这是很有利的。

当减小型砂充填密度的予定局部区域24b，主要地发生在砂箱3和型板1上的模型1之间的中间空间的上方时，该局部区域的有利作用就特别有用。如前面参照图1和图2所阐明的那样，该中间区域形成关键的充填区域19。但是，中间空间也存在于型板1上的各个模型2之间。填砂不充分的情况也发生型砂1上的各模型2或单一个模型上有深凹槽的区域。图3所示的附加吹气装置32起到影响另一个关键区19a上的铸型成型的作用，图3表示的两个模型之间的区域作为这种另一个关键区19a的实例。这种附加吹气装置在和大型造型装置100组合使用时，而砂箱中充填了适当的型砂，作为造型材料，已经被证实它具有很大的优点。同样的，当采用多个模型2或者模型2的高度较高时，附加吹气装置也是特别有用的。

附加吹气装置32最好包含至少一个另外的流入管32a，进入单壁填充箱4b，并从上方进入倒进造型装置100中的型砂内。该流入管32a包含至少一个流出口32b，予选的气体通过该流出口送进到砂箱16中。

如图3中结合本发明造型设备第三实施方案所明确叙述的那样，在至少一个另一个流入管32a上的至少一个流出口32b的区域还装有偏转装置33，更准确地说，偏转装置33基本上是杯形圆柱状结构，其顶上敞口，形成了一个向上的大致呈圆柱状的作用区34。但是，也可以选择其它结构的偏转装置33，可以有不同的作用几何形状和不同的效能，以适合随时碰到的要求。在这个方法里，予选的气体，在这里是压缩空气，其送进和扩散的方法是这样的，使扩散的予选气体具有予定的流入方向，以便促进造型材料即型砂16按予定方向流动，该予定方向取决于砂箱造型过程中由于型板1上的模型布局或者由于特殊的模型结构所造成的困难。事实上，偏转装置33的最佳结构有利于适应各种情况下的主要操作要求。

在所叙述的实施方案中，该另一个流入管32a和气密容器或环形管道31连接起来。而供气装置29上可以另外独立供应压缩空气。前面已经叙述过，该供气装置29按通用方式，在一个和压缩空气颤动压实装置70的操作过程相关的予定时间内进行控制。

在本实施方案的另一个变型里，每个流入管60以及另一个流入管32a可以装有单独的快速操作阀，其类型和前述的快速操作阀30相应。这种情况下，下同的流入管60和32a可以在非常短的时间间隔内被同步地进行操作。

本发明造型设备的第三实施方案的有利效果在图3中用箭头22表示出来。这些箭头22指示出型砂16在压实过程中流动的主要方向，它们受到不同的型砂松弛装置的类型和位置的影响，即受到单壁填充箱4b上的不同的开孔61的类型和位置的影响以及受到吹气装置32的类型和位置的影响。最后，可以使造型材料即型砂16获得充分改善的均匀的压实。

前述的图1至3中所示的本发明的造型设备的实施方案是放在填充箱4、4a或4b的区域内，并且事实上和其有适当的连接。在很多使用本发明的造型设备的场合已经发现这种结构方式是可行的。这是因为人们已经了解到，型砂压实的困难可以说是“予编程的”，换句话说，由于前述的原因，在型砂压实操作开始就已经予先决定了的。因此，具体地是在有关的填充箱4、4a或4b的区域内。然而，在特殊的情况下，特别是在使用装有型砂的高砂箱装置100时，人们已经发现，使型砂松弛装置的作用区延伸到砂箱3的上部区域是有利的，这在下面立刻就要谈到。

图4表示了砂箱3上部的剖面，其上有另外的开孔或通道35和35a，它们向上倾斜穿过砂箱3的壁，它们通过有关的流入管60′和环绕砂箱3上部的另外的气密容器或环形管道31′连通。另外的气密容器或环形导管31′内包含的予选气体，和图3中的与单壁填充箱4b连通的气密容器或环形管道31中所使用的气体相同。该环形管道31′可以按照任何通用的方式和一个单独的予选压缩空气源相连接，或者按照任何适当的通用方式和图3的实施方案中供气管29相连接。倾斜向上的另外的开孔35或35a，在砂箱3的上部的型砂16中产生了充填密度减小的予定局部区域。

图5表示不同结构的偏转装置，它可以和吹气装置32组合，以代替图3中所示的大致上是杯形的偏转装置33，它可以产生基本上是圆柱形的、横向的吹胀气体。该变型的偏转装置包含中空的圆柱体36，和伸向圆柱体内的另一个流入管32a。中空圆柱体36的基本上是圆柱形的壁上有众多的流出口36a，它使经过吹气装置32送进的扩张气体横向向外流动。

前述的本发明的造型设备的结构，各装有产生予定局部区域24、24a或24b的装置，视情况而定，和压实装置结合，组成压缩空气颤动压实装置70。但是，本发明的产生局部区域或减小充填密度的同一装置，如前面提到的，还可以和其它类型的设备，例如振动式压实装置或爆炸压缩装置等联合使用。在压实过程中加到造型材料即型砂16上的压缩空气，其有力的颤动可以使铸型即砂箱的质量明显地均匀化。这在下面，将参照图6所示的本发明的造型设备的第四实施方案来进行叙述。

如图6所示，造型装置100包括砂箱3，其一边由型板1封闭，型板上至少安装一个模型2。一个单壁填充箱4b压在砂箱3上面。单壁填充箱4b和砂箱3的大部份空间都充填适用造型材料、在图解的实施方案中是由型砂16组成的。单壁填充装置4b串通予定数量的开孔61，它与通入予选压缩气体的供气装置29连结，这种供气装置29实际上相当于前面叙述过的参考图3的供气装置29。供气装置29包括供气管29a，它通过快速开关阀门30、连接到一个气密容器或环形管道31上，这气密容器或环形管道31围绕着单壁的填充箱4b，它又通过流入管60与开孔61连通。减少型砂充填密度的予定局部区24b，在压实操作时在型砂16内形成，当时压缩的予选气体经供气装置29，流入和扩张于单壁填充箱4b盛着的型砂16内。

造型装置100，在远离砂箱3的单壁填充箱4b的一边提供有压力压实装置71，它包括压板37，活塞杆38其动作与压板37配合，将压板37按箭头39方向向下压时，将会碰上单壁填充箱4b和砂箱3内部的型砂16。由于这样的压缩过程，型砂以一种机械方法达到压实效果。

图6中图解的实施方案里的气密容器或环形管道31含有可燃气体，通过流入管60和单壁填充箱的开孔61进到型砂16。合适的、通用的点火装置用以引燃可燃气体，其安装的方法是在型砂中引燃可燃气体。如果愿意，可以采用普通结构的安全阀，可以防止回火，防止可燃气体或燃烧气体通过开孔61进入流入管60。

可燃气体以适当方式来选择，取决于当时的要求。合适的可燃气体，例如是天然气-空气混合气体、天然气-氧气混合气、乙炔-空气混合气、乙炔-氧混合气、汽油气-空气混合气或汽油-氧气混合气。

本发明的造型设备的第五种实施方案如图7所示，图示不同结构的用以使扩张气体进入造型材料内供气装置，特别是单壁填充箱4c的型砂16内。图7图示造型装置100的水平剖面，是不同结构供气装置的剖面图。造型装置100的其他部分，其结构相似前面讲过的实施方案，参考图1至3，包括图5和图6。

在这特殊的实施方案讨论的用于予先选择气体的供气装置，包括好多个基本上是圆柱形的气密的容器或气室41，分布在四边形单壁填充箱4c的四周边介。气密的容器或气室41经由串通单壁填充箱4c的开孔41a和单壁填充箱的内部连通。予先选择气体可以一般适宜方式通入气密的容器或气室41，而这予先选择气体由不同方式流入和吹涨造型材料或型砂16。当气密容器气室内的予先选择气体是可燃气体时，这气体可由适宜的一般方法点燃，随即燃烧气体或混合燃气体通过串通单壁填充箱4c的开孔41a通入和吹涨造型材料或型砂面16。以这样的方法，在压实型砂期间，形成予定数目的填充密度减小的造型材料或型砂16的局部区域43。这型砂压实操作可以选用任何一种前面介绍或提到的压实装置，例如压缩空气颤动压实装置70或压力压实装置71。

在另外一种情况下，可燃气体可通过开孔41a进入造型材料或型砂16，而且提供了点火装置，例如通用点火栓42，装在单壁填充箱4c的内壁。这种方法，也可得到前面提到的型砂填充密度减小的予定局部区域43。

依据使用的可燃气体或混合气体的种类、气体通入方式、可燃气体或混气体的浓度和可燃气体或混合气体点燃的时刻，控制和决定了单壁填充箱4c内邻近的造型材料或型砂16松弛填充的状态和程度。受予先选择气体或燃烧气体或燃烧混合气体的膨胀作用、减小填充密度的区域43，特别地和适当条件地会形成所谓空穴或空腔。随着空穴或空腔的形成，造型材料或型砂16被输送和被予压实。

图6中所示的压力压实装置71或振动压实装置或组合压力-振动压实装置的使用，在许多情形下有其长处，可使型砂压实工作在短时间完成，例如在数秒钟内完成。相应地，松弛填充状态在型砂压实期间可以保持存在，这也是数秒钟而已，因此，松弛的填充状态的产生可以轻易地加于控制。

本发明的造型装置的第六种实施方案，如图8所示。该实施方案包括一个造型装置101，它有一个砂箱3a。砂箱一头由型板1封闭，型板上支着几个模型，图8中见到2个模型。砂箱装置101还有一个双壁填充箱4d，位于砂箱3a一头、远离型板1。填充箱4d有双壁结构，至少在其底部面对砂箱3a处是双壁的。填充箱4d，如图示，其双壁结构占了砂箱的整个高度。双壁结构包括一个外壁4′和一个内壁5′，其间的空间或通道80成为一个环形气体压力室。双壁填充箱4d的外壁4′有一个供气接头64，通过它将予先选择气体供应至中间空间或通道80形成的双壁填充箱4d的环形气体压力室。如前面所述，双壁填充箱4d装在砂箱3a远离型板1的一头。在这特别的实施方案方案中，双壁填充箱4d有一个楔形底部4c，换句话说，中间空间80即压力室的底部插入砂箱3a的内腔。这种楔形的底部4e，提供了内壁5′向下的通道62，形成一个向下的排气口或出气口62′，直接通到砂箱3a的内腔或造型材料或型砂16，可以发挥对型砂16的气压脉冲。双壁填充箱4d的内壁5′穿通许多开孔63，因而内壁5′能担负多孔隔板的作用。

砂箱装置101在远离砂箱3a的双壁填充箱4d的一边，提供了压力压实装置71，相当于前面图6中介绍的那种压力压实装置71。正如前面的叙述，在压实过程中，一种予先选择的压缩气体经供气接头64通入双壁填充箱4d里的中间空间或环形气体压力室80。随后，通过开孔63，予先选择压缩气体又吹到和膨胀于双壁填充箱4d内腔的造型材料或型砂16，因此形成予定数目的填充密度减小的局部空间24c。同时，这予选压缩气体经过排气口或出气口62′通到砂箱3a里的造型材料或型砂16中。

此外，在这结构中，给与通入和膨胀于造型材料或型砂的予选气体一定的流通方向，这有助于造型材料或型砂的流动方向，该方向是根据模型安放和排列在型板1所迂到的困难来确定的。这样，中间空间或压力室80和底部通道62的排气或出气口62′，直接通向模型2和砂箱3a内壁之间的中间空位。

穿通双壁填充箱4d内壁5′的开孔63，特别有助于压实装置71或压力板37实施于造型材料或型砂16的压实过程，这是因为在膨胀的予选气体作用下，造型材料或型砂面16填充密度相对小了，使造型材料或型砂16的颗粒变为易流动或高流动状态。

图8中所示的第六个造型设备实施方案还有供气装置将予选气体，往处于砂箱3a内腔的造型材料或型砂16中吹气或吹胀。特别地，这种附加供气装置是一个气密容器或气室，包括外气室45和45a或其他适用构件，其接气管46和46a和予选气体供气装置连结。砂箱3a提供了向下倾斜的开孔44和44a。使用期间，气密容器或外气室45和45a，按相应方向47和47a排放气体，和接气管46和46a连结的普通控制和供气装置，不作特别介绍。当这种气密外气室45和45a安装在砂箱3a外表面时，这种外气室45和45a的内腔和穿通砂箱3a壁的向下倾斜开孔44和44a是连接的。

这样，当气密外气室45和45a和穿通砂箱3a外壁的开孔44和44a流通时，产生向下的压缩气体颤动。这种压缩气体颤动通往模型2和砂箱3a内壁之间的中间空间。压缩气体颤动的选用，可使造型材料或型砂16的滑移能力得到显著改善。然而，压缩气体颤动也可选用以压缩气体颤动输送造型材料或型砂16，同时产生予压实效果。结果，作为从上面或外部对造型材料或型砂16施加压力的压力压实装置的补充，使位于最接近模型2的难于接近或关键的造型或填充部位19的造型材料或型砂16，还可以进行型砂的输送和同时的予压实，也同时注意到，在这部位，型砂往模型2的予压实，在压力压实装置71达到最终压实压力或者型砂压实操作结束之前结束。

正如前面指明的，双壁填充箱4d的下部4e，特制成楔形，插入砂箱3a，见图8。砂型制作完工和移走双壁填充箱4d后，在砂箱3a的上部仍保留楔形缺口。这种楔形缺口对铸件或砂型没有不良影响。实际上，这种楔形缺口反而有优点，浇注时或浇后产生的气体更容易从型砂排出。

图9图示第七种造型设备实施方案的水平剖面，尤其是其砂箱3b的水平剖面。其他方面，该实施方案的造型装置101的结构，正如图8所叙述，并可参考图1、2、3、6和7。在砂箱3b的一边，提供了一个气密容器或气室45′，借助导管46′和予选压缩气体的气源连接。气密的容器或气室45′，通过穿通位于气密的容器或气室，包括一个外气室49，它由一个导气管46′供应予选压缩气体。角型气密容器或气室或角型外气室49可以在砂箱3b的壁上装上或卸下，采用了普通的控制和驱动装置，如图中双箭头50所示意。开孔48，在砂箱3b前述的一个角落部位，穿通砂箱3b的外壁。当角型气密容器或气室或角型外气室49接触砂箱3b的外壁时，其内腔和开孔48连通，使压缩予选气体吹入和吹胀位于砂箱3b角落部位的造型材料或型砂16。这特别有助于砂箱其角落部位的造型材料或型砂的输送和转移，上述工作当使用迄今为止已知的型砂压实过程和设备时，是很困难的。

关于铸型制造设备的第八种实施方案的图解见图10，同样包含一个砂箱3，其一端由一个型板封闭，型板上装有几个模型2，图中数量为2个。一个双壁填充箱4f压在砂箱3的另外一端。在远离砂箱的一端，双壁填充箱4f配有压缩空压颤动压实装置70，其种类在前面已介绍过，并可参考图1和图2。

双壁填充箱4f其下部4e插入砂箱3的上部内腔，和图8中双壁填充箱4d有关的方式相似。这个双壁填充箱4f有一个外壁4″和一个内壁5″，这两层壁限定一个内腔或通道80，形成环状压力室。双壁填充箱4f的外壁4″有一个开口68，通过进气管67和供气装置29通气，供气装置有一个快速阀门，将予选压缩气体通入中间空腔或通道80。在内壁5″有许多个开孔66，所以内壁5″能担负多孔隔板的作用。

图8所示方法重要性在于双壁填充箱4f的下部4e包括了向下延伸或走向通道62，它有向下的定向排气口或出气口62′，指向砂箱3内部的造型材料或型砂16。正如前面参考图8已作过的解释。这样的安排有助于压实位于模型2和砂箱内壁之间关键的造型或填充区19的造型材料或型砂16。

双壁填充箱4f的内壁5′呈现圆锥或截顶圆锥的外形，而且沿着压缩空气颤动压实装置70的压力室至砂箱3的方向扩展。在压缩空气颤动压实装置70作用于造型材料或型砂16的压实过程期间，造型材料或型砂16变为松弛的填充状态，这不仅是由于通过开孔66的予选择压缩气体的吹入和吹胀，还应附加解释，这种型砂16更松弛的填充状态，还由于双壁填充箱4f内腔的扩展所致。这种更为松弛的型砂16出现于造型材料或型砂16由双壁填充箱移动到砂箱3的时候。铸型的制造或造型，在压实过程中其造型材料或型砂16填充密度的降低，是采用上述双壁填充箱4f内腔的扩展和同时采用通过开孔66往造型材料或型砂16吹入和吹胀予选压缩气体的方法获得的，已被发现具有特别的优点。

在此展示和描述了本发明一些最佳的实施方案，应清楚明白本发明并非局限于这些，根据下述的权利要求的范围，还有其他各种实施方案。