CN105014041A - 一种真空汲取金属液的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空汲取金属液的设备，包括位移机构和设于位移机构上的真空定量机构，所述位移机构用于驱动所述真空定量机构在三维空间内移动，所述真空定量机构用于汲取金属液。所述汤罐连接有取汤位监控模块，所述取汤位监控模块能够改变所述汤罐内的气压，并通过监控汤罐内的气压确定取汤位置。所述真空定量机构通过翻转机构与所述位移机构连接，所述翻转机构能够驱动所述真空定量机构倾斜一定角度。所述真空定量机构与翻转机构的连接处设有称重传感器。本发明所述翻转机构能够驱动所述真空定量机构倾斜一定角度，可在喂汤时使汤罐倾斜，使其与压铸机的压室正对，提高汤罐与压铸机的压室的对接稳定性，避免金属液泄漏。

Description

一种真空汲取金属液的设备

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种真空汲取金属液的设备。

背景技术

目前，在各种压铸行业中，普遍使用的是汤勺舀汤的方式进行给汤，这种取汤方式存在着金属液容易被氧化、表层低质汤液容易被舀到、汤量精度低、初次设置取汤量复杂等缺点。另一方面，由于熔炉中金属液的高度经常变化，而金属液的高度难于检测，无法确定金属液的高度，也就无法精确定量汲取金属液。

现在部分企业还通过真空定量罐进行取汤，这种取汤装置的真空定量罐是竖直固定设置的，不能摆动。在取汤后难以与倾斜的压铸机压室对接，容易因为对接错位而损坏取汤口，或者造成金属液泄漏。

我公司在挤压铸造成型作业过程中，为了解决这些难题，设计了一种真空汲取金属液的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种真空汲取金属液的设备，可通过汤罐内的压力快速确定取汤位置，精确汲取金属液。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种真空汲取金属液的设备，可在喂汤时使汤罐倾斜，使其与压铸机的压室正对，实现汤罐伸入压室，提高汤罐与压铸机的压室的对接稳定性，避免金属液泄漏。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种真空汲取金属液的设备，包括位移机构和设于位移机构上的真空定量机构，所述位移机构用于驱动所述真空定量机构在三维空间内移动，所述真空定量机构用于汲取金属液，

所述真空定量机构包括汤罐，所述汤罐内设有阀芯，所述汤罐下端设有取汤口，所述阀芯能够上下移动以打开或关闭所述取汤口；

所述汤罐连接有取汤位监控模块，所述取汤位监控模块能够改变所述汤罐内的气压，并通过监控汤罐内的气压确定取汤位置；

所述真空定量机构通过翻转机构与所述位移机构连接，所述翻转机构能够驱动所述真空定量机构倾斜一定角度；

所述真空定量机构与翻转机构的连接处设有用于测量所述真空定量机构和其内容物的重量的称重传感器。

作为上述方案的补充，所述翻转机构包括与所述位移机构连接的偏置架，所述偏置架为倒“L”形，其包括竖直端和水平端，所述竖直端设置有旋转座，所述旋转座上设有所述真空定量机构，所述水平端连接有翻转气缸，所述翻转气缸的另一端与所述旋转座连接，驱动所述旋转座翻转。

作为上述方案的补充，所述旋转座两侧对称设有凸块，所述称重传感器的一端固定设于所述凸块上，另一端与汤罐固定座连接，所述汤罐设于所述汤罐固定座上。

作为上述方案的补充，所述汤罐固定座上位于所述称重传感器与汤罐固定座的连接处的正下方设有导向柱，所述旋转座设有与所述导向柱配合的直线轴承，所述导向柱套接于所述直线轴承内。

作为上述方案的补充，所述导向柱对称设于所述汤罐固定座下端面的两侧，当所述翻转气缸驱动所述旋转座翻转时，所述导向柱与所述直线轴承配合，为所述汤罐固定座提供翻转动力。

作为上述方案的补充，所述旋转座上设有限制所述称重传感器的最大形变幅度的第一限位螺钉。

作为上述方案的补充，所述偏置架的竖直端设有用于限制所述汤罐的翻转角度的第二限位螺钉。

作为上述方案的补充，所述取汤位监控模块包括监控单元以及与汤罐内腔连通的负压产生机构、气压传感器和升压机构，

所述负压产生机构用于将汤罐内的气体抽出，降低汤罐内的气压；

所述气压传感器用于测量汤罐内的气压；

所述监控单元用于接收气压传感器的气压信号，并与预设值对比，当气压信号达到预设值时，判定所述汤罐达到预定取汤位；

所述升压机构用于将外部气体通入汤罐内，提高汤罐内部的气压。

作为上述方案的补充，所述负压产生机构为真空泵或真空发生器，所述升压机构包括将汤罐与外部气源或外界空气连通的升压管道，所述升压管道上设有升压电磁阀。

作为上述方案的补充，所述汤罐顶部设有气缸；所述气缸与阀芯连接，驱动阀芯上下移动以打开或关闭汤罐的取汤口。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明所述汤罐连接有取汤位监控模块，所述取汤位监控模块能够改变所述汤罐内的气压，并通过监控汤罐内的气压确定取汤位置，能够在熔炉内的金属液的不同液面高度下精确取汤（金属液），实现自动化定量精确取汤。

本发明所述真空定量机构通过翻转机构与所述位移机构连接，所述翻转机构能够驱动所述真空定量机构倾斜一定角度，可在喂汤时使汤罐倾斜，使其与压铸机的压室正对，提高汤罐与压铸机的压室的对接稳定性，避免金属液泄漏。

附图说明

图1是本发明一种真空汲取金属液的设备的工作状态示意图；

图2是本发明横向移动机构和纵向移动机构的结构示意图；

图3是本发明横向移动机构和纵向移动机构另一视角的结构示意图；

图4是本发明取汤位监控模块的原理图；

图5是本发明真空定量机构的结构示意图；

图6是本发明第一实施例翻转机构与真空定量机构的装配主视图；

图7是本发明第一实施例翻转机构与真空定量机构的装配左视图；

图8是本发明第一实施例翻转机构与真空定量机构的装配立体图；

图9是本发明第二实施例翻转机构与真空定量机构的装配主视图；

图10是图9的A部放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1-图8所示，本发明第一实施例提供了一种真空汲取金属液的设备，包括位移机构和设于位移机构上的真空定量机构3，所述位移机构用于驱动所述真空定量机构3三维移动，所述真空定量机构3用于汲取金属液。所述位移机构包括横向移动机构1和纵向移动机构2，所述真空定量机构3设于纵向移动机构2上，所述纵向移动机构2设置在横向移动机构1上；所述横向移动机构1驱动纵向移动机构2横向移动，所述纵向移动机构2驱动真空定量机构3纵向移动。所述横向移动机构1具体可以包括立柱11、水平设于立柱11上的横梁12以及用于驱动所述纵向移动机构2在所述横梁12上移动的第一电机13和第一同步带14。所述纵向移动机构2具体可以包括直线模组21，所述直线模组21上端设有第二电机22，所述第二电机22通过螺杆与支架23上的真空定量机构3连接，所述支架23上设有与螺杆配合的螺母，所述第二电机22驱动所述螺杆旋转从而带动所述螺母升降，进而驱动所述真空定量机构3上下移动。

所述真空定量机构3包括汤罐31，所述汤罐31内设有阀芯32，顶部设有气缸33，下端设有取汤口34，所述气缸33与阀芯32连接，驱动阀芯32上下移动以打开或关闭汤罐31的取汤口34。实际应用中由于阀芯32较短，所述气缸33可以通过连接杆与阀芯32连接。

所述汤罐31连接有取汤位监控模块36，所述取汤位监控模块36能够改变所述汤罐31内的气压，并通过监控汤罐31内的气压确定取汤位置，能够在熔炉内的金属液的不同液面高度下精确取汤（金属液），实现自动化定量精确取汤。所述取汤位监控模块36包括监控单元（图中未画出）以及与汤罐31内腔连通的负压产生机构361、气压传感器362和升压机构363，所述负压产生机构361用于将汤罐31内的气体抽出，降低汤罐31内的气压；所述气压传感器362用于测量汤罐31内的气压；所述监控单元用于接收气压传感器362的气压信号并与预设值对比，当气压信号达到预设值时，判定所述汤罐31达到预定取汤位。所述升压机构363用于将外部气体通入汤罐31内，提高汤罐31内部的气压。

其中，所述负压产生机构361可以是真空泵或真空发生器364，所述升压机构363包括将汤罐31与外部气源或外界空气连通的升压管道365，所述升压管道365上设有升压电磁阀366。

所述真空定量机构3通过翻转机构4与所述位移机构连接，所述真空定量机构3与翻转机构4的连接处设有用于测量所述真空定量机构3和其内容物的重量的称重传感器35。所述翻转机构4能够驱动所述真空定量机构3倾斜一定角度，可在喂汤时使汤罐倾斜，使其与压铸机的压室正对，提高汤罐与压铸机的压室的对接稳定性，避免金属液泄漏。具体地说，所述翻转机构4包括与所述位移机构连接的偏置架41，所述偏置架41具体连接在所述直线模组21上，所述直线模组21驱动所述偏置架41上下移动。所述偏置架41为倒“L”形，其包括竖直端411和水平端412，所述竖直端411设置有旋转座42，所述旋转座42上设有所述真空定量机构3，所述水平端412连接有翻转气缸43，所述翻转气缸43的另一端与所述旋转座42连接，驱动所述旋转座42翻转。所述旋转座42两侧对称设有凸块421，所述称重传感器35的一端固定设于所述凸块421上，另一端与汤罐固定座44连接，所述汤罐31设于所述汤罐固定座44上。

本金属液汲取设备的工作原理是：在初始工作状态下，所述真空定量机构3位于金属熔炉的上方。当开始工作时，所述阀芯32向上移动，将取汤口34打开，纵向移动机构2将汤罐31往炉内运动。当下降到一定位置后，负压产生机构361开始对汤罐31进行抽真空，此时汤罐31转为低速继续向下运动，当汤罐31的取汤口34进入金属液液面时，汤罐31内部开始建立压力并达到设定的压力P1，监控单元判定取汤口34完全进入液面。

取汤位的确定可以通过以下方式的一种进行：1、当汤罐31伸入金属液一定深度时，所述气压传感器362对汤罐31内的压力进行测量，当达到设定的压力P2，监控单元判定汤罐31已经浸入液面达到取汤位。2、当取汤口34进入金属液液面时，记录当前下降速度，并根据当前速度通过计时器设定汤罐31的下降时间，当计时器到达设定的时间T，监控单元判定汤罐31已经浸入液面达到取汤位。3、当取汤口34进入金属液液面时，设置在纵向移动机构2上的编码器开始测量汤罐31的下降距离，当编码器到达设定的下降距离S，监控单元判定汤罐31已经浸入液面达到取汤位。

当汤罐31已经浸入液面达到取汤位时，汤罐31停止下探，负压产生机构361停止对汤罐31抽真空。此时所述升压电磁阀366打开，使汤罐31内部的压力与外部大气压力相同，将汲取的金属液进行部分排除，汤罐31内的金属液面与汤罐31外的金属液面相平。然后关上升压电磁阀366，所述负压产生机构361工作，由于汤罐31外压力比汤罐31内的压力大，在大气压作用下将金属液往汤罐31内压，汤罐31内的金属液质量表现在称重传感器35的输出值上，通过系统换算出内部目标值m1，当称重传感器35输出数值达到设定取汤质量m1后，系统判定取汤到量，停止抽真空，并瞬时通过阀芯32封闭取汤口34，并显示汤罐31的实际取汤质量，方便对取汤质量的实时监控。

取汤完成后，纵向移动机构2将汤罐31提升，并配合横向移动机构1将汤罐31移动到喂汤点。喂汤时，所述翻转气缸43的推杆向外伸出，驱动所述旋转座42翻转，与旋转座42连接的汤罐固定座44和真空定量机构3随之翻转。所述汤罐31翻转至正对压铸机的压室进汤口，所述纵向移动机构2将汤罐31下降，使汤罐31的取汤口34与所述压室进汤口对接。接着，打开汤罐31的取汤口34，并打开升压电磁阀366，将汤罐31内的真空破坏，使金属液释放到压铸机的压室内。为了控制金属液的释放速度，可以在所述升压管道365上增加单向节流阀367，调节气体流入汤罐31内的速度，达到控制金属液释放速度的目的。

结合图9和图10，根据本发明第二实施例，与第一实施例不同之处在于，所述汤罐固定座44上位于所述称重传感器35与汤罐固定座44的连接处的正下方设有导向柱45，所述旋转座42设有与所述导向柱45配合的直线轴承46，所述导向柱45套接于所述直线轴承46内。所述导向柱45对称设于所述汤罐固定座44下端面的两侧，当所述翻转气缸43驱动所述旋转座42翻转时，所述导向柱45与所述直线轴承46配合，为所述汤罐固定座44提供翻转动力。在实际应用中，所述导向柱45和直线轴承46可以根据需求相互交换位置，即将直线轴承46设置在汤罐固定座44上，将导向柱45设置在旋转座42上，其也能起到相同效果。

实施本实施例，具有以下优点：1、所述导向柱45与直线轴承46配合，使汤罐固定座44只能相对旋转座42上下移动，不会发生相对转动或位移，保证汤罐31的重力完全作用在称重传感器35上，使汤罐31的重力测量精确。2、汤罐31在喂汤时会发生倾斜，本发明第一实施例汤罐31倾斜的驱动力由翻转气缸43经过称重传感器35传递到汤罐31，会使称重传感器35产生极大扭力，容易损坏称重传感器35。本实施例汤罐31倾斜的驱动力由翻转气缸43经过导向柱45传递到汤罐31，翻转过程称重传感器35不受扭力，可以保护称重传感器35不受损害。3、在安装、拆卸或日常维护中，容易使汤罐31受到侧向力，导向柱45与直线轴承46配合，可以抵消上述侧向力的冲击，保护称重传感器35。

其中，所述旋转座42上设有限制所述称重传感器35的最大形变幅度的第一限位螺钉47。所述偏置架41的竖直端411设有用于限制所述汤罐31的翻转角度的第二限位螺钉48。

需要说明的是，所述第一限位螺钉47通过控制自身凸出所述旋转座42的高度，可以限制称重传感器35的下降位移，从而控制称重传感器35的最大输入重量，避免由于汤罐31重量超出称重传感器35的量程而损坏称重传感器35。所述第二限位螺钉48分别设于汤罐31的两侧，作为汤罐31初始位置和最大翻转位置的两个限位。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种真空汲取金属液的设备，包括位移机构和设于位移机构上的真空定量机构，所述位移机构用于驱动所述真空定量机构在三维空间内移动，所述真空定量机构用于汲取金属液，其特征在于，

所述真空定量机构包括汤罐，所述汤罐内设有阀芯，所述汤罐下端设有取汤口，所述阀芯能够上下移动以打开或关闭所述取汤口；

所述汤罐连接有取汤位监控模块，所述取汤位监控模块能够改变所述汤罐内的气压，并通过监控汤罐内的气压确定取汤位置；

所述真空定量机构通过翻转机构与所述位移机构连接，所述翻转机构能够驱动所述真空定量机构倾斜一定角度；

所述真空定量机构与翻转机构的连接处设有用于测量所述真空定量机构和其内容物的重量的称重传感器。

2.如权利要求1所述的真空汲取金属液的设备，其特征在于，所述翻转机构包括与所述位移机构连接的偏置架，所述偏置架为倒“L”形，其包括竖直端和水平端，所述竖直端设置有旋转座，所述旋转座上设有所述真空定量机构，所述水平端连接有翻转气缸，所述翻转气缸的另一端与所述旋转座连接，驱动所述旋转座翻转。

3.如权利要求2所述的真空汲取金属液的设备，其特征在于，所述旋转座两侧对称设有凸块，所述称重传感器的一端固定设于所述凸块上，另一端与汤罐固定座连接，所述汤罐设于所述汤罐固定座上。

4.如权利要求3所述的真空汲取金属液的设备，其特征在于，所述汤罐固定座上位于所述称重传感器与汤罐固定座的连接处的正下方设有导向柱，所述旋转座设有与所述导向柱配合的直线轴承，所述导向柱套接于所述直线轴承内。

5.如权利要求4所述的真空汲取金属液的设备，其特征在于，所述导向柱对称设于所述汤罐固定座下端面的两侧，当所述翻转气缸驱动所述旋转座翻转时，所述导向柱与所述直线轴承配合，为所述汤罐固定座提供翻转动力。

6.如权利要求5所述的真空汲取金属液的设备，其特征在于，所述旋转座上设有限制所述称重传感器的最大形变幅度的第一限位螺钉。

7.如权利要求6所述的真空汲取金属液的设备，其特征在于，所述偏置架的竖直端设有用于限制所述汤罐的翻转角度的第二限位螺钉。

8.如权利要求1-7任一项所述的金属液汲取设备，其特征在于，所述取汤位监控模块包括监控单元以及与汤罐内腔连通的负压产生机构、气压传感器和升压机构，

所述负压产生机构用于将汤罐内的气体抽出，降低汤罐内的气压；

所述气压传感器用于测量汤罐内的气压；

所述监控单元用于接收气压传感器的气压信号，并与预设值对比，当气压信号达到预设值时，判定所述汤罐达到预定取汤位；

所述升压机构用于将外部气体通入汤罐内，提高汤罐内部的气压。

9.如权利要求8所述的金属液汲取设备，其特征在于，所述负压产生机构为真空泵或真空发生器，所述升压机构包括将汤罐与外部气源或外界空气连通的升压管道，所述升压管道上设有升压电磁阀。

10.如权利要求9所述的金属液汲取设备，其特征在于，所述汤罐顶部设有气缸；所述气缸与阀芯连接，驱动阀芯上下移动以打开或关闭汤罐的取汤口。