CN107084608A - 一种砂型用通过式微波烘干系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过式微波烘干系统，包括：辊道装置、微波烘干室和排湿送风装置，本发明以湿度控制为主、温度控制为辅，减少砂型的测量温度偏差，采用顶部抽风、底部送风的方式，保证微波室内空气及水蒸汽流通顺畅，实现砂型快速、高效、优质的烘干，并具备本地操作与远程操作等多种模式，方便与其他设备或系统间的集成，实现流水作业。
Description
技术领域
本发明属于砂型烘干领域，具体涉及一种砂型通过式微波烘干系统
背景技术
铸造业常用砂型主要有3D打印砂型、射芯机砂型和普通制作砂型，这些砂型在组芯前一般需要经过施涂与干燥工序。施涂多采用水基涂料与醇基涂料，水基涂料施涂后须对砂型干燥，传统方法是采用电或天然气表干窑。这种烘干方法能耗大、干燥质量无法精确控制、且烘干后砂型与砂箱均为高温，存在较大的烫伤风险；同时对大型砂型采用此种方法，无法彻底烘干，烘干均匀性差。
目前，现有技术中开始采用微波对砂型进行烘干，由于微波烘干可大大缩短砂型硬化时间，提高硬化质量，且微波加热在常压下温度相对较低，并能迅速回温，且烘干后涂层表面光滑，无裂痕、剥落、凹坑、起泡等缺陷，使得微波烘干技术得到推广应用。
因此，如何设计一种能够实现砂型快速、优质的烘干，保证微波室内空气及水蒸气流通顺畅的微波烘干系统成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种通过式微波烘干系统，以湿度控制为主、温度控制为辅，减少砂型的测量温度偏差，采用顶部抽风、底部送风的方式，保证微波室内空气及水蒸汽流通顺畅，实现砂型快速、高效、优质的烘干，并具备本地操作与远程操作等多种模式，方便与其他设备或系统间的集成，实现流水作业。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，包括：辊道装置、微波烘干室和排湿送风装置，其中，
所述辊道装置包括：辊道和限位机构；
所述微波烘干室设置在辊道系统的辊道上，所述微波烘干室的进、出口设置有限位机构，用于对砂型承载工装进行限位；
所述微波烘干室内前、后壁设置有磁控管，所述微波烘干室的进、出口分别设置有升降门，所述微波烘干室顶部与底部分别设置有通风孔，所述底部通风孔与送风通道连接；
所述排湿送风装置包括：排湿风机、送风风机、传感器，所述送风风机与送风通道连接，所述传感器设置在顶部通风孔上，用于检测室内气体的温度和湿度，所述排湿风机与传感器连接，用于排除烘干室内的湿气。
进一步的，所述辊道装置的限位机构上设置有感应器，所述微波烘干室还设置有升降门限位机构，所述升降门限位机构上设置有感应器。
进一步的，还包括PID控制器，所述PID控制器通过电流表与磁控管连接，所述PID控制器与所述传感器连接，所述PID控制器分别与所述限位机构的感应器、升降门限位机构的感应器连接。
进一步的，所述辊道包括进辊道、出辊道，室内辊道，所述室内辊道设置在所述微波烘干室内，所述限位机构包括：辊道进限位、辊道进缓冲限位、辊道出限位、辊道出缓冲限位，所述辊道进限位、辊道进缓冲限位、辊道出限位、辊道出缓冲限位置于辊道横档之间，用于感应砂型承载工装是否在位，当砂型承载工装经过其上时，做出限位动作并输出对应状态信号。
进一步的，所述进辊道、出辊道与微波烘干室内的辊道由同一台变频器控制，用于传送置于其上的砂型承载工装进出砂型微波烘干室。
进一步的，所述微波烘干室具体包括：升降门、提升机构、升降门限位机构、磁控管，所述升降门提升机构连接，用于通过控制升降门的提升降落以允许砂型承载工装的进出和屏蔽微波辐射。
进一步的，所述微波烘干室的右半部分定义为A区，左半部分定义为B区，所述A区、B区的磁控管排列时在水平与垂直方位上均错开足够的距离，避免磁控管对射，每路所述磁控管均设置有电流表，用于监测其工作时的电流，为磁控管异常监控提供数据源，所述A区通风孔的传感器为温度传感器，用于检测空气温度，所述B区通风孔的传感器为湿度传感器，用于检测空气湿度。
进一步的，所述磁控管设置有多层，微波烘干时，为防止磁控管在无砂型遮挡对射，延长磁控管使用寿命，则小型砂型仅开启与调节底层两排磁控管，中型砂型仅开启与调节底层三排磁控管，大型砂型则可开启与调节所有磁控管。
进一步的，还包括空气过滤器，与所述送风风机连接，用于过滤空气。
同时，本发明提供了一种砂型用通过式微波烘干系统的砂型烘干的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第1步：安全准备和设置工艺参数，检查系统是否在工作状态，关闭升降门；
第2步：承载工装进微波烘干室，承载工装进入烘干室后关闭辊道电机，关闭升降门进行通风排湿，依次开启排湿风机与送风风机；
第3步：开启磁控管，进行微波烘干，通过PID控制器检测烘干室内状况；
第4步：烘干的砂型达到预定工艺参数后，进入延时设定时间，进行残余微波吸收及余热利用，同时等待砂型表面温度下降，避免残余微波辐射及烫伤危害；
第5步：关闭通风排湿，依次关闭排湿风机与送风风机，承载工装出微波烘干室；
第6步：循环准备，设置设备闲状态，允许下一砂型承载工装驶入进辊道区域。
本发明的有益效果在于：
(1)适用于不同规格砂型的流水线烘干作业：小型砂型、中型砂型、大型砂型置于砂型承载工装上，利用通过式辊道，按照生产流程节拍进行微波烘干作业，减少作业间频繁转运带来的砂型表面损伤。
(2)具有较高的烘干效率与烘干质量：通过顶部抽风、底部送风的方式，增强微波烘干室内的空气流量，使微波烘干时产生的水蒸汽尽快排出；同时以湿度控制为主、温度控制为辅方式，既保证砂型流涂表面能够彻底烘干，又不被烘焦烘糊，还能够避免因微波烘干室内湿度过小“干烘”而导致磁控管提前老化，有效提高磁控管使用寿命。
(3)实现砂型承载工装进出平稳，配套使用的辊道分为三段，即进辊道、出辊道与微波烘干室内辊道，通过一台变频器驱动，实现砂型承载工装在进出微波烘干室时的平稳、匀速、同步运行。且微波烘干室内无电气元件，采用平均运行速度方式计算砂型承载工装完全进入微波烘干室的判断条件。该方式对砂型承载工装的行进速度不敏感，有利于根据生产流程节拍进行快速调整。
(4)便于系统集成，砂型种类(小型砂型、中型砂型、大型砂型)、时间、温度、湿度等工艺参数即可在现场触摸屏上设置，也可通过网络通信方式进行设置，启动信号同样也可通过本地与远程两种方式操作，但启动信号能否生效由设备的忙闲状态确定，方便与其他设备或系统间的集成。
(5)可实现无忧生产，磁控管为微波烘干装置最关键的功能部件，通过实时采集其工作电流，统计其累计工作时间，进行健康评估与寿命预测，提示设备运维人员及时采购备件或予以更换，确保微波烘干的连续作业。
附图说明
图1为本发明一种砂型用通过式微波烘干系统结构图。
其中，1.右提升气缸 2.右升降门 3.右升降门上限位 4.右升降门下限位 5.砂型承载工装 6.辊道 7.辊道进限位 8.辊道进缓冲限位 9.微波烘干室 10.抽风风机 11.B区温湿度传感器 12.A区温湿度传感器 13.顶部通风孔 14.底部通风孔 15.送风通道 16.送风风机 17.送风温湿度传感器 18.空气过滤器 19.B区磁控管 20.A区磁控管21.左提升气缸 22.左升降门 23.左升降门上限位 24.左升降门下限位 25.辊道出限位 26.辊道出缓冲限位。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种砂型用通过式微波烘干系统，图1为本发明一种砂型用通过式微波烘干系统结构图，如图1所示,包括辊道装置、微波烘干室和排湿送风装置，其中，所述辊道装置包括：辊道和限位机构，所述微波烘干室设置在辊道系统的辊道上，所述微波烘干室(9)的进、出口设置有限位机构，用于对砂型承载工装(5)进行限位；所述微波烘干室内(9)前、后壁设置有磁控管，所述微波烘干室的进、出口分别设置有升降门，所述微波烘干室顶部与底部分别设置有通风孔，所述底部通风孔与送风通道(15)连接，用于使微波烘干时所产生的蒸汽尽快排出；所述排湿送风装置包括：排湿风机(10)、送风风机(16)、传感器，所述送风风机(16)与送风通道(15)连接，所述传感器设置在顶部通风孔上，用于检测室内气体的温度和湿度，所述排湿风机(10)与传感器连接，用于排除烘干室内的湿气。
由此，本发明的砂型用通过式微波烘干系统以湿度控制为主、温度控制为辅，减少砂型的测量温度偏差，采用顶部抽风、底部送风的方式，保证微波室内空气及水蒸汽流通顺畅，实现砂型快速、高效、优质的烘干，
根据本发明的具体实施例，所述辊道装置的限位机构上设置有感应器，所述微波烘干室还设置有升降门限位机构，所述升降门限位机构上设置有感应器，本发明的感应器无特别要求，只要实现限位检测有效感应即可。
根据本发明的具体实施例，还包括PID控制器，所述PID控制器通过电流表与磁控管连接，所述PID控制器与所述传感器连接，所述PID控制器分别与所述限位机构的感应器、升降门限位机构的感应器连接。
根据本发明的具体实施例，所述辊道包括进辊道(6)、出辊道(27)、室内辊道(28)，所述微波烘干室内设置有室内辊道(28)，所述限位机构包括：辊道进限位(7)、辊道进缓冲限位(8)、辊道出限位(25)、辊道出缓冲限位(26)，所述辊道进限位(7)、辊道进缓冲限位(8)、辊道出限位(25)、辊道出缓冲限位(26)置于辊道横档之间，用于感应砂型承载工装(5)是否在位，当砂型承载工装(5)经过其上时，做出限位动作并输出对应状态信号。
根据本发明的具体实施例，所述进辊道(6)、出辊道(27)与微波烘干室(9)内的辊道由同一台变频器控制，用于传送置于其上的砂型承载工装(5)进出砂型微波烘干室(9)。
根据本发明的具体实施例，所述微波烘干室具体包括：升降门、提升机构、升降门限位机构、磁控管，所述升降门提升机构连接，用于通过控制升降门的提升降落以允许砂型承载工装的进出和屏蔽微波辐射，如图1所示，右升降门(2)在右提升机构(1)的作用下提升与降落，左升降门(22)在左提升机构(21)的作用下提升与降落，以允许砂型承载工装(5)进出砂型微波烘干室(9)，并起到微波辐射屏蔽作用。右升降门(2)在右升降门上限位(3)与右升降门下限位(4)限定的范围内运行，左升降门(22)在左升降门上限位(23)与左升降门下限位(24)限定的范围内运行。
根据本发明的具体实施例，如图1所示，所述微波烘干室(9)的右半部分定义为A区，左半部分定义为B区，所述A区、B区的磁控管排列时在水平与垂直方位上均错开足够的距离，避免磁控管对射，每路所述磁控管均设置有电流表，用于监测其工作时的电流，为磁控管异常监控提供数据源，所述A区通风孔的传感器为温度传感器，用于检测空气温度，所述B区通风孔的传感器为湿度传感器，用于检测空气湿度，如图1所示，排湿风机(10)用于排出微波烘干室(9)内的空气，B区温湿度传感器(11)与A区温湿度传感器(12)分别贴近顶部通风孔布置，在排湿风机的作用下，分别检测微波烘干室内B区与A区的空气温度与湿度。
根据本发明的具体实施例，所述磁控管设置有多层，在本发明的具体实施方式中，微波烘干时，为防止磁控管在无砂型遮挡对射，延长磁控管使用寿命，则小型砂型仅开启与调节底层两排磁控管，中型砂型仅开启与调节底层三排磁控管，大型砂型则可开启与调节所有磁控管。
根据本发明的具体实施例，还包括空气过滤器(18)，与所述送风风机(16)连接，用于过滤空气，送风风机(16)将经空气过滤器(18)过滤后的空气送入微波烘干室(9)内，用于增强空气流动，促使微波烘干室(9)内的水蒸汽快速排出。送风温湿度传感器(17)位于空气过滤器(18)之后的管道上，用于检测送入微波烘干室(9)内的空气温度与湿度。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种砂型用通过式微波烘干系统的砂型烘干的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第1步：安全准备，通过检测右升降门下限位(4)与左升降门下限位(24)状态，确保微波烘干室(9)在静置不工作状态下，右升降门(2)与左升降门(22)处于关闭状态，否则驱动右提升机构(1)与左提升机构(21)，关闭右升降门(2)与左升降门(22)，防止非专业人员误入。
第2步：等待启动信号，采用本地控制与远程控制两种方式。本地控制通过控制柜的触摸屏输入工艺参数后点击启动按扭；远程控制通过接受通信命令，包括工艺参数及启动信息等实现。在启动信号使能前，确认工艺设定砂型种类(包括小型砂型、中型砂型、大型砂型)、时间、温度、湿度等参数配置完毕，当各参数符合预定区间时，设置设备忙状态，不允许下一砂型承载工装驶入进辊道(6)区域。
第3步：开右升降门，驱动右提升机构(1)打开右升降门(2)，直至右升降门上限位(3)动作。
第4步：承载工装进微波烘干室，使能辊道电机的变频器，计算砂型承载工装(5)分别经过辊道进缓冲限位(8)与辊道进限位(7)的时间差，得出砂型承载工装(5)的平均行进速度。以砂型承载工装(5)离开辊道进限位(7)的时刻计时，通过乘以平均行进速度进行行进距离计量，当计量结果满足砂型承载工装(5)完全进入微波烘干室(9)的距离条件时，关闭辊道电机的变频器。
第5步：关右升降门，驱动右提升机构(1)关闭右升降门(2)，直至右升降门下限位(4)动作。
第6步：通风排湿，依次开启排湿风机(10)与送风风机(16)。
第7步：开启磁控管，为确保设备所在厂区用电平稳，按照从底层至顶层顺序依次开启B区磁控管(19)与A区磁控管(20)。微波烘干时，为防止磁控管在无砂型遮挡对射，延长磁控管使用寿命，则小型砂型仅开启与调节底层两排磁控管，中型砂型仅开启与调节底层三排磁控管，大型砂型则可开启与调节所有磁控管。当所有磁控管全部开启后，开始按照工艺设定时间倒计时。
第8步：微波烘干，监控B区温湿度传感器(11)与A区温湿度传感器(12)的温度值与湿度值。若烘干温度低于工艺设定温度值，则B区磁控管(19)与A区磁控管(20)处于全开模式；若烘干温度高于工艺设定温度值，则B区磁控管(19)与A区磁控管(20)进入PID调试模式，在保证电气元件安全操作频率范围内，通过调整磁控管开启与关断占空比实现烘干温度调整。若达到工艺设定时间，或湿度经历低、高、低过程并满足工艺设定要求时，按照从顶层至底层顺序依次关闭B区磁控管(19)与A区磁控管(20)。在此期间，计时时间、温度、湿度等数据在现场触摸屏上实时显示，并可通过工业以太网采集分析与远程监控。
第9步：余热利用，延时设定时间，进行残余微波吸收及余热利用，同时等待砂型表面温度下降，避免残余微波辐射及烫伤危害。
第10步：关闭通风排湿，依次关闭排湿风机(10)与送风风机(16)。
第11步：开左升降门，驱动左提升机构(21)打开左升降门(22)，直至左升降门上限位(23)动作。
第12步：承载工装出微波烘干室，使能辊道电机的变频器，当砂型承载工装(5)离开辊道出限位(25)时，驱动左提升机构(21)关闭左升降门(22)，直至左升降门下限位(24)动作。当砂型承载工装(5)离开辊道出缓冲限位(26)时，关闭辊道电机的变频器。
第13步：循环准备，设置设备闲状态，允许下一砂型承载工装驶入进辊道(6)区域。
综上所述本发明的提供一种通过式微波烘干系统，以湿度控制为主、温度控制为辅，减少砂型的测量温度偏差，采用顶部抽风、底部送风的方式，保证微波室内空气及水蒸汽流通顺畅，实现砂型快速、高效、优质的烘干，并具备本地操作与远程操作等多种模式，方便与其他设备或系统间的集成，实现流水作业。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。
Claims (10)
1.一种砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，包括：辊道装置、微波烘干室和排湿送风装置，其中，
所述辊道装置包括：辊道和限位机构；
所述微波烘干室设置在辊道系统的辊道上，所述微波烘干室的进、出口设置有限位机构，用于对砂型承载工装进行限位；
所述微波烘干室内前、后壁设置有磁控管，所述微波烘干室的进、出口分别设置有升降门，所述微波烘干室顶部与底部分别设置有通风孔，所述底部通风孔与送风通道连接；
所述排湿送风装置包括：排湿风机、送风风机、传感器，所述送风风机与所述送风通道连接，所述传感器设置在顶部通风孔上，用于检测室内气体的温度和湿度，所述排湿风机与传感器连接，用于排除烘干室内的湿气。
2.根据权利要求1所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，所述辊道装置的限位机构上设置有感应器，所述微波烘干室还设置有升降门限位机构，所述升降门限位机构上设置有感应器。
3.根据权利要求2所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，还包括PID控制器，所述PID控制器通过电流表与磁控管连接，所述PID控制器与所述传感器连接，所述PID控制器分别与所述限位机构的感应器、升降门限位机构的感应器连接。
4.根据权利要求2所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，所述辊道包括进辊道、出辊道，室内辊道，所述室内辊道设置在所述微波烘干室内，所述限位机构包括：辊道进限位、辊道进缓冲限位、辊道出限位、辊道出缓冲限位，所述辊道进限位、辊道进缓冲限位、辊道出限位、辊道出缓冲限位置于辊道横档之间，用于感应砂型承载工装是否在位，当砂型承载工装经过其上时，做出限位动作并输出对应状态信号。
5.根据权利要求2所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，所述进辊道、出辊道与微波烘干室内的辊道由同一台变频器控制，用于传送置于其上的砂型承载工装进出砂型微波烘干室。
6.根据权利要求2所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，所述微波烘干室具体包括：升降门、提升机构、升降门限位机构、磁控管，所述升降门提升机构连接，用于通过控制升降门的提升降落以允许砂型承载工装的进出和屏蔽微波辐射。
7.根据权利要求2所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，所述微波烘干室的右半部分定义为A区，左半部分定义为B区，所述A区、B区的磁控管排列时在水平与垂直方位上均错开足够的距离，避免磁控管对射，每路所述磁控管均设置有电流表，用于监测其工作时的电流，为磁控管异常监控提供数据源，所述A区通风孔的传感器为温度传感器，用于检测空气温度，所述B区通风孔的传感器为湿度传感器，用于检测空气湿度。
8.根据权利要求7所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，所述磁控管设置有多层，微波烘干时，为防止磁控管在无砂型遮挡对射，延长磁控管使用寿命，则小型砂型仅开启与调节底层两排磁控管，中型砂型仅开启与调节底层三排磁控管，大型砂型则可开启与调节所有磁控管。
9.根据权利要求2所述的砂型用通过式微波烘干系统，其特征在于，还包括空气过滤器，与所述送风风机连接，用于过滤空气。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的砂型用通过式微波烘干系统的进行砂型烘干的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第1步：安全准备和设置工艺参数，检查系统是否在工作状态，关闭升降门；
第2步：承载工装进微波烘干室，承载工装进入烘干室后关闭辊道电机，关闭升降门进行通风排湿，依次开启排湿风机与送风风机；
第3步：开启磁控管，进行微波烘干，通过PID控制器检测烘干室内状况；
第4步：烘干的砂型达到预定工艺参数后，进入延时设定时间，进行残余微波吸收及余热利用，同时等待砂型表面温度下降，避免残余微波辐射及烫伤危害；
第5步：关闭通风排湿，依次关闭排湿风机与送风风机，承载工装出微波烘干室；
第6步：循环准备，设置设备闲状态，允许下一砂型承载工装驶入进辊道区域。
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