CN108941509B - 一种多位并联加压铸造的负压和惰性气体置换系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多位并联加压铸造装置的同步负压和惰性气体置换系统及方法，本系统包括用于放置铸型的平台，平台上设置有多个充液口，平台下设置有多个熔体保温炉，每一个充液口均分别与一熔体保温炉通过升液管连通；在所述平台外还设置有对铸型进行密封的罩体，所述罩体与所述平台形成密封的工作舱，还包括真空源和惰性气体源，所述真空源与所述工作舱和/或保温炉之间设置有真空源气路，所述惰性气体源与所述工作舱和/或保温炉之间设置有惰性气体源气路。本发明的系统保证了生产人员的安全问题，实现了真正的消除隐患，安全生产。

Description

一种多位并联加压铸造的负压和惰性气体置换系统和方法

技术领域：

本发明涉及一种加压铸造装置，尤其涉及一种多位并联的加压铸造装置的同步负压和惰性气体置换系统以及方法。

背景技术：

在航空航天、兵器、船舶、汽车、电子等领域，大型复杂铸件，尤其是大型复杂铝合金框架、板形、舱体铸件的需求和应用正越来越广泛。该类铸件具有轮廓尺寸大（最大2500mm左右）、变壁厚（5mm~100mm）、长流程、热节分散等结构特点，导致铸件成型过程中易产生诸多问题：一是铸件壁厚差压大，升液不稳、液面不同步易产生紊流、卷气；二是长流程，熔体表面张力大，铸件易出现大面积冷隔、浇不足；三是铸件存在多个分散热节，铸造工艺补缩能力不足，造成针孔度、疏松度超标；四是糊状凝固合金固液区间温差大，热裂倾向严重；五是Al-Mg合金铸件在大气下充型，Mg元素的氧化、烧损严重。上述问题频繁暴露于铸件的研制和生产过程中，制约了大型铝合金铸件在武器装备中的应用。目前，国内在大型铝合金铸造工艺与装备方面开展了相关研究，一些精密铸造技术，如真空增压铸造、低压铸造、差压铸造等在航空、航天、兵器等领域得到了一定应用，但铸件成品率低。

在中国专利CN102581255B中公开了一种大型复杂薄壁铝合金铸件真空加压铸造的装置及工艺，并在该专利中记载了工作舱及抽真空系统，但是该专利采用的是浇注方式，不存在保温炉，不存在熔体一处坩埚倾入炉膛的问题，更不存在熔体由铸型倒灌保温炉或保温炉之间相互倒灌的问题。一旦发生倒灌，轻则影响铸件质量，使得铸件报废，重则造成安全生产的问题。

另外，上述专利文件中仅仅进行了抽真空步骤，实际在铸造过程中，对于比较活泼的金属，还是较为容易发生氧化的。

其中，所述多位并联加压铸造装置为一种反重力铸造方法，其具有多个充液口，并且每一个充液口都对应了一个保温炉，反重力铸造广泛应用于大型铝合金铸件的高品质成形，在航空航天、国防、汽车工业等领域具有广阔的应用前景。多位并联加压铸造是集成低压、差压、调压铸造技术优势发展起来的新一代反重力铸造技术，工作舱内腔尺寸Φ4040mm× 2800mm，含4个800kg保温炉，工作压差≤0.60MPa，保温炉和工作舱的有积容积差很大，抽取真空和惰性气体的置换过程中，会在保温炉与上室之间形成压差，严重时会对设备造成损坏或者造成提前非正常充型，保温炉内压力大于上室压力时，会出现提前充型问题，上室压力大于保温炉内压力时，造成反吹现象，严重时会将金属液吹出坩埚，溢到炉腔内，损坏保温炉。因此，现在急需一种既能够保证大型铸件的质量同时又能够保证安全生产的办法。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够安全生产的同时提高铸件质量的用于多位并联加压铸造装置的同步负压和惰性气体置换系统和方法。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种用于多位并联加压铸造装置的同步负压和惰性气体置换系统，包括用于放置铸型的平台，平台上设置有多个充液口，平台下设置有多个熔体保温炉，每一个充液口均分别与一熔体保温炉通过升液管连通；在所述平台外还设置有对铸型进行密封的罩体，所述罩体与所述平台形成密封的工作舱，还包括真空源和惰性气体源，所述真空源与所述工作舱和/或保温炉之间设置有真空源气路，所述惰性气体源与所述工作舱和/或保温炉之间设置有惰性气体源气路。

进一步地，在每一个充液口与保温炉之间设置有互通阀。

进一步地，所述真空源气路包括与工作舱连接的工作舱主路，在所述工作舱主路上自真空源至工作舱依次串联有手动球阀SQ01、电控气动梭阀SV01、单向节流阀JLF01和电控气动梭阀SV03。

进一步地，所述惰性气体源气路包括与每一个保温炉连接的保温炉支路，自惰性气体源至每一条保温炉支路的输入端为惰性气体主路且依次串联有手动球阀SQ02和电控气动梭阀SV03，自每一条保温炉支路的输入端至保温炉之间依次串联有单向节流阀和电控气动梭阀。

进一步地，在所述电控气动梭阀SV01和电控气动梭阀SV02之间连接有一支路A，在所述支路上设置有电控气动球阀AQ05。

所述互通阀为电控气动球阀。

优选地，所述保温炉为四个。

进一步地，所述工作舱还连接有压力变送器。

一种用于多位并联加压铸造的同步负压和惰性气体置换方法，包括以下步骤：1）建立同步负压：打开每一个充液口和保温炉之间的互通阀，打开工作舱主路上的单向节流阀JLF01，打开每一条保温炉支路上的单向节流阀，再打开电控气动梭阀SV01和SV03；保证保温炉支路上的电控气动梭阀、惰性气体主路上的手动球阀SQ02和电控气动梭阀SV03、支路A上的电控气动球阀AQ05为关闭状态；打开手动球阀SQ01，开启抽真空流程，当工作舱和保温炉内真空度达到工艺曲线指定值后，关闭电控气动梭阀SV01，同步负压流程结束；2）惰性气体置换：保持工作舱和保温炉之间的互通阀、工作舱主路上的单向节流阀JLF01和电控气动梭阀SV03以及每一条保温炉支路上的单向节流阀为开启状态；关闭电控气动梭阀SV01和手动球阀SQ01；打开每一条保温炉支路上的电控气动梭阀，打开支路A上的电控气动球阀AQ5，打开电控气动梭阀SV02；打开手动球阀SQ02，启动惰性气体置换流程，惰性气体压力达到工艺曲线指定值后，关闭所有阀门，惰性气体置换流程结束。

有益效果：

1.关于安全生产：本发明设计的多位并联加压铸造设备同步负压和惰性气体置换都是在工作舱进行的，所有保温炉的气体均通过工作舱的互通阀到达保温炉，通过在真空管道和惰性气体管道上设置单向节流阀，在20%~80%范围内调节单向节流阀的大小，减少保温炉和工作舱有效容积差大造成的型腔反压差，实现工作舱和保温炉的压差小于2KPa，解决了压差大铝液溢出坩埚倾入炉膛的问题，保证了保温炉不会被损坏，更加保证了生产人员的安全问题，实现了真正的消除隐患，安全生产。

2.关于生产质量：本发明的同步负压和惰性气体置换由同一压力控制器实现控制，压力反馈也由同一压力变送器来实现，可实现气动系统响应速度≤0.2s，通过同步负压和惰性气体置换，可在很大程度上降低保温炉内和铸型所处环境的氧含量，为防止铸件充型氧化创造有利的条件，提高了铸件的质量。

附图说明：

图1为多位并联加压铸造装置主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为多位并联加压铸造装置的罩体结构图；

图5为多位并联加压铸造装置的保温炉结构图；

图6为多位并联加压铸造装置的升液管装置结构图；

图7为多位并联加压铸造装置的炉体结构图；

图8为多位并联加压铸造装置的进出气机构图；

图9为同步负压和惰性气体置换系统的图；

图10同步负压和惰性气体置过程压力跟踪曲线。

标号说明：1平台；2保温炉；201炉本体；202石墨坩埚；203炉盖；204漏液导出口；3机架；4罩体；401支耳；402锁紧齿B；5锁紧法兰；501锁紧齿A；6锁紧环；601U型槽；7缸体活塞机构；8滚珠机构；9楔块机构；10炉体行走机构；1001滑轨；11炉体升降机构；12进出气装置；13升液管装置；1301升液管上段；1302升液管下段；1301a上升液管；1301b保温层；1301c外套；1301d压板；1301e锁紧板；1301f凹槽；1301g电阻丝；1301h保温套；1301i定位板；1301j接线柱；1302a升液管口；1201进出气口；1202进出气管道；1204同步密封装置；1204a导向套；1204b导向杆；1204c导向座；1204d固定块；1204e碟簧组合件；14电阻带；15炉本体接线柱；16炉体测温装置；17熔体测温装置；18磁力匀化装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例：如图所示，本实施例提供了一种用于大型铝合金铸件的多位并联加压铸造装置，适合于制造航空航天、兵器、船舶、汽车、电子等领域的大型复杂铸件，尤其是大型复杂铝合金框架、板形、舱体等铸件，解决现有制造这些大型复杂铸件存在的紊流、冷隔、浇不足，针孔度、疏松度超标，氧化夹杂严重等问题，提高铸件的成品率。

具体而言，本实施例的铸造装置包括平台1，所述平台顶面为工作面，所述平台底部安置有保温炉2，所述保温炉为两个或两个以上且每一个保温炉分别通过相互独立的升液管装置与工作面相应的充液口连接，而所述保温炉为下室。其中，所述平台是设置在一机架3上的，所述机架包括设置在平台下部的机柱，所述平台凭借所述机柱支撑，在本实施例中，所述平台与所述机柱均为网状焊接结构件，并通过螺栓连接的方式进行锁紧，在所述平台上部还设置有罩体4，所述罩体与工作面形成安装砂型的工作舱，此为上室。

关于上室而言，在所述工作面上还设置有罩体，一旦将砂型放置在工作台之后，准备铸造之前，就将所述罩体罩设在所述砂型上，形成一个密闭的工作舱，直至铸造完毕之后，在移开所述罩体，将铸件取出。

由于本实施例的铸造装置是适用于大型铸件，因此，罩体体积必然大于砂型的体积，在本实施例中，所述罩体具有一个回转型中部壳体，比如说圆柱形、方形、多边形等的，所述中部壳体底部为开口状，所述中部壳体的顶部具有一与其密封连接的头罩，所述头罩呈向上凸出的半圆状，为了便于罩体移动与安装，在罩体两侧设置有支耳401。

而为了使得罩体能够稳定的安装在平台上，在所述罩体与平台之间通过锁紧装置进行锁紧，所述锁紧装置包括设置在平台上的锁紧法兰5，所述锁紧法兰为设置在所述平台上的与罩体的中部壳体的底部外沿外形一致的回转状，并且所述锁紧法兰朝外设置有锁紧齿A501，所述锁紧齿A 沿着锁紧法兰外沿均匀设置有多个，并且要保证相邻两个锁紧齿A之间的间距不小于锁紧齿A本身的宽度；另外，所述锁紧装置还包括设置在罩体的中部壳体下部外沿的与所述锁紧齿A相对应的锁紧齿B402，所述锁紧齿A与所述锁紧齿B外形与数量均一致，便于锁紧齿A和锁紧齿B相互重叠；所述锁紧装置还包括在所述锁紧齿A和锁紧齿B外设置有锁紧环6，所述锁紧环为与锁紧法兰外形一致的回转体，但是直径略大于锁紧法兰，所述锁紧环设置有朝向所述锁紧齿A和锁紧齿B的U型锁槽601，所述U形锁槽的分布方式与数量与锁紧齿A或锁紧齿B一致，并且U形锁槽的宽度不大于相邻两个锁紧齿A或相邻两个锁紧齿B之间的间距，所述U形锁槽的内部高度不小于锁紧齿A和锁紧齿B之和，所述U型锁槽能够包裹所述锁紧齿A和锁紧齿B以便对罩体进行固位锁紧，另外，在所述锁紧环的外壁连接有缸体活塞机构7，所述缸体活塞机构的缸体一端固定在平台上，所述缸体活塞机构的活塞的一端固定与锁紧环连接，通过缸体活塞机构驱动所述锁紧环的转动。

在实际使用过程中，在安装罩体之前，保证锁紧环上的U形锁槽位于两锁紧齿B之间，然后安装完砂型之后，通过吊装机构将罩体吊放在平台上，使得所述罩体放置在平台上的锁紧法兰上，并且使得罩体上的锁紧齿A与锁紧法兰上的锁紧齿B对齐，然后通过缸体活塞机构驱动所述锁紧环转动，使得所述U形锁槽转动至锁紧齿A和锁紧齿B的位置并包裹住所述锁紧齿A和锁紧齿B，然后保持缸体活塞该位置不移动。

另外，作为本实施例的另一实施方式，为了保证锁紧环在平台上的转动可靠性与顺滑性，在所述锁紧环底部与所述平台之间设置有滚珠机构8。

作为本实施例的另一实施方式，在所述U形锁槽的内侧顶壁与锁紧齿A之间以及U型锁紧环内侧底壁与锁紧齿B之间分别设置有沿周向的楔块机构。所述楔块机构可以为两部分，其中一部分设置在锁紧齿A的顶面和锁紧齿B的底面，而另一部分设置在U形锁槽内侧的顶壁和底壁，与另一部分相配合，所述楔块的两部分具有相互配合的斜面，也就是说从截面看所述楔块的两部分分别呈配合的三角形，而配合之后形成了一长方形。而所述斜面是沿着锁紧环的周向设置的，并且必须保证锁紧环锁紧时的转动方向时两个三角形的斜面进行配合，而一旦转动到位之后，由于斜面的限制，无法再继续转动，保证了安装的可靠性。

关于下室，所述保温炉2可以具有多台，比如说两台、三台、四台、五台、六台、七台、八台甚至跟多，但是本实施例中的保温炉为四台，每一台保温炉都至少对应有平台上的一个充液口，在每一台保温炉与对应的充液口之间都设置了升液管装置。

在所述保温炉底部设置有炉体行走机构10，在所述炉体行走机构与所述保温炉之间还设置有炉体升降机构11；所述炉体行走机构包括铺设在地面上的且穿过机架平台下部的滑轨1001，以及设置在炉体底面的行走轮，其中所述滑轨为平行设置的两套，在任一滑轨上安置有两个保温炉，所述保温炉通过行走轮在滑轨上移动，且同一滑轨上的两个保温炉是单独控制的，可相向或者相离运动，而所述滑轨可为单轨式也可为双轨式；在本实施例中，所述滑轨为双轨式，而每一条滑轨上都设置有两个保温炉，两个保温炉在不工作时分设在滑轨两端，工作时，通过行走机构相向移动至平台底部，；所述炉体升降机构为螺旋升降机构。

在非工作时，保温炉通过炉体行走机构移至机架以外，而在工作时，保温炉通过炉体行走机构移至平台底部，并且与相应的充液口相对，然后通过炉体升降机构使得保温炉与平台之间通过升液管装置连接，保证上室与下室为连通装填。其中，为保证运行的可靠性与精确性，本实施例中的所述炉体行走机构和炉体升降机构均采用液压控制。

所述保温炉包括炉本体201以及安装在所述炉本体内的石墨坩埚202，在所述炉本体上设置有炉盖203，在所述炉本体底部设置有漏液导出口204，所述漏液导出口设置在所述设置在炉本体最下部外壁上，且所述漏液导出口朝所述炉本体内底部之间设置有斜面。

所述炉盖上设置有与石墨坩埚相通的进出气装置12，而在所述炉盖与所述平台之间还设置有所述升液管装置13，在所述炉本体上还设置有保温装置，且在所述炉本体底部设置有搅拌装置。

其中，所述升液管装置13包括设置在平台底面且与充液口连通的升液管上段1301以及设置在保温炉的炉盖上的升液口处的升液管下段1302。

所述升液管上段包括设置在内侧的上升液管1301a、包裹在上升液管外的保温层1301b、包裹在所述保温层外的外套1301c，所述外套顶面通过螺钉锁紧在压板1301d上，所述压板与所述平台固定连接，所述外套底面连接有锁紧板1301e，所述锁紧板对上升液管、保温层和外套进行固位，且所述压板和锁紧板上均上设置有开孔，所述上升液管通过所述压板上的开孔与充液口相通，所述上升液管与所述锁紧板上的开孔相铜且在所述开孔下表面设置有向外扩充的凹槽1301f；所述保温层内设置有电阻丝1301g和保温套1301h，且在保温套上下面与压板和锁紧板之间均设置有定位1301i。而所述电阻丝通过电线或者其他导电线路连接有加热装置，此加热装置为现有的，能够让电阻丝通电而发生热量的装置，比如说所述电阻丝通过电线连接接线柱1301j，且所述电线设置在瓷管套中，而所述接线柱外设置有固定板，在接线柱上还设置有绝缘套。并且，本实施例中的电阻丝还连接有测温热电偶，能够实时监测电阻丝的温度。而所述升液管下段1302可直接插入炉盖上设置的升液管口1302a并伸入到石墨坩埚内，所述升液管的上部设置有向外突出的凸台，凸台尺寸大于所述升液管口，可直接固定在炉盖上，也可通过螺钉的装置进行固定。另外，在所述升液管下段的顶部外沿设置有密封圈，所述密封圈固定在升液管口顶面，升液管下段和升液管上段移动连接的时候，所述密封圈能够置于所述压板上的凹槽之中并对紧紧抵在升液管上下段之间，升液管上下段的密封。

在非工作时，所述升液管上段和所述升液管下段为相互分离的，而在工作时，所述升液管下端跟随所述保温炉被移至升液管上段的下方，并且通过炉体升降够实现升液管上下段的对接，在对接时压缩所述密封圈进而实现升液管上下段的密封，进而保证溶液在充型过程中不会发生泄漏。而当铸造完毕之后，可在不吊走铸型的情况下直接移走升液管下端，防止升液管出现冻死现象，进而防止铸件得不到有效的补缩、升液管无法拔出的现象，使得铸件的补缩效果得到大大提高，保证了铸造生产的效率和铸件的品质。

所述进出气装置包括与石墨坩埚相通的进出气口1201以及与进出气口相对应的进出气管道1202，在所述进出气管道与进出气口之间设置有同步密封装置1204，所述同步密封装置包括与所述进出气管道固定连接的导向套1204a，还包括一中空导向杆1204b，所述导向杆一端插入到所述导向套内，另一端部设置有向外凸出的凸台，在所述导向杆中部设置有弹性机构，所述弹性机构包括空套在导向杆中部的导向座1204c，所述导向座通过固定块1204d固定在机架上，在所述导向座与所述导向杆的凸台之间设置有碟簧组合件1204e，所述碟簧组合件一端与导向座连接，另一端与凸台连接，在所述凸台中部还设置有向外凸出的凸出部，进而使得凸台外沿形成凹槽，在所述凹槽内可放置密封圈，在所述进出气口处可设置有与凸出部相对应的凹陷部，使得凸出部和凹陷部相互配合，并使得密封圈位于凸出部和凹陷部之间，并被压紧。

在非工作时，所述进出气口与进出气管道为相互分离的，而在工作时，所述进出气口随着保温炉的移动移至同步密封装置的导向杆正下方，在保温炉上升过程中实现与同步密封装置的导向杆的对接，在对接时设置在进出气口处的密封圈与导向杆的底面实现接触并压缩，进而保证压缩气体在充型过程中不会发生泄漏，并且也保证熔液不会泄漏，至此进出气机构的对接完毕。而当铸造完毕之后，通过炉体升降机构和炉体行走机构可直接移走保温炉，而无需对进出气机构进行安装或拆卸，并且又能保证气密性，更为重要的是，通过这种布局形式，将进出气管和同步密封装置设置在机架上，不随着保温炉的移动而移动，体现了布局的整洁性、安全性和可靠性。

所述保温炉的保温装置包括固定设置在炉本体内侧壁上的电阻带14，所述电阻带通过电线与设置在炉本体外侧壁上的炉本体接线柱15连接，通过给炉本体接线柱接电对电阻带进行加热，在所述炉本体内设置有炉体测温装置16，在所述石墨坩埚内设置有熔体测温装置17；通过加热装置可为炉本体加热，保证熔液的温度，并且必须保证炉本体内的温度大于石墨坩埚内的温度，通过温度检测装置可实时检测炉本体内的温度和石墨坩埚内的温度。

所述漏液导出口包括设置在炉本体下部的一漏液导出口，所述漏液导出口至所述炉本体内底壁中部为斜面设置，此为大多数保温炉的常规设置，在此不再赘述。

所述炉本体底部为平面，在所述炉本体底部设置有磁力匀化装置18，所述炉本体底部为平面，在所述炉本体底部设置有磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置为现有机构，通过产生旋转磁场达到磁力匀化的目的。本实施例中的磁力搅拌装置为市场上购买的产品，购自湖南科美达电气股份有限公司，具体型号根据保温炉体积决定。

关于本实施例的多位并联加压铸造装置，本实施例还提供了一种同步负压和惰性气体置换系统，包括工作舱和1#~4#保温炉，工作舱与1#保温炉之间通过电控气动球阀AQ01连通，工作舱与2#保温炉之间通过电控气动球阀AQ02连通，工作舱与3#保温炉之间通过电控气动球阀AQ03连通，工作舱与4#保温炉之间通过电控气动球阀AQ04连通，还包括真空源和惰性气体源，所述真空源与工作舱之间设置有真空源气路，所述惰性气体源与工作舱之间也设置有惰性气体源气路，并且在所述真空源的输出端连接有手动球阀SQ01和电控气动梭阀SV01，所述惰性气体源的输出端连接有手动球阀SQ02和电控气动梭阀SV02，所述真空源与所述惰性气体源经同一支路与工作舱连接，在该支路上设置有单向节流阀JLF01和电控气动梭阀SV03，所述惰性气体与所述工作舱的支路上还设置有电控气动球阀AQ05，所述惰性气体源还与1#保温炉之间设置有1#支路，在该支路上设置有单向节流阀JLF02和电控气动梭阀SV04，所述惰性气体源还与2#保温炉之间设置有2#支路，在该支路上设置有单向节流阀JLF03和电控气动梭阀SV05，所述惰性气体源还与3#保温炉之间设置有3#支路，在该支路上设置有单向节流阀JLF04和电控气动梭阀SV06，所述惰性气体源还与 4#保温炉之间设置有4#支路，在该支路上设置有单向节流阀JLF05和电控气动梭阀SV07。所述真空源也可通过所述电控气动球阀与1#~4#保温炉实现连通。

本实施例还提供了基于以上的同步负压和惰性气体置换系统的置换方法，包括以下步骤：打开每一个充液口和保温炉之间的互通阀，打开工作舱主路上的单向节流阀JLF01，打开每一条保温炉支路上的单向节流阀，再打开电控气动梭阀SV01和SV03；保证保温炉支路上的电控气动梭阀、惰性气体主路上的手动球阀SQ02和电控气动梭阀SV03、支路A上的电控气动球阀AQ05为关闭状态；打开手动球阀SQ01，开启抽真空流程，当工作舱和保温炉内真空度达到工艺曲线指定值后，关闭电控气动梭阀SV01，同步负压流程结束；2）惰性气体置换：保持工作舱和保温炉之间的互通阀、工作舱主路上的单向节流阀JLF01和电控气动梭阀SV03以及每一条保温炉支路上的单向节流阀为开启状态；关闭电控气动梭阀SV01和手动球阀SQ01；打开每一条保温炉支路上的电控气动梭阀，打开支路A上的电控气动球阀AQ5，打开电控气动梭阀SV02；打开手动球阀SQ02，启动惰性气体置换流程，惰性气体压力达到工艺曲线指定值后，关闭所有阀门，惰性气体置换流程结束。

根据以上的装置、系统和方法，发明人给出了一具体实施中的实施方式与结论：针对多位并联加压铸造设备，按照事先设定的工艺曲线开展空运转试验，检验该设备同步负压和惰性气体置换过程压力曲线执行精度。设备特征：4台800kg保温炉，有效容积12m³，工作舱内腔尺寸Φ4040mm×2800mm，有效容积38m³，最高工作压力≤0.60MPa。

（1）通过水平移动机构，将保温炉移动至平台下部，然后采用炉体升降系统，使保温炉按20mm/s的速率上升，完成保温炉与中隔板密封套的密封，盖好工作舱，通过4个锁紧油缸驱动锁紧环锁紧，打开气源的空压机，保证气源压力在0.8MPa左右。

（2）打开AQ01~AQ04互通阀和JLF01~JLF05单向节流阀，再打开SV01和SV03电控气动梭阀，AQ05电控气动球阀和SV04、SV05、SV06、SV07电控气动梭阀处于关闭状态，开启抽真空流程，当工作舱和保温炉内真空度达到工艺曲线指定值后，关闭SV01电控气动梭阀，同步负压流程结束。

（3）惰性气体置换时，在AQ01~AQ04互通阀、SV03电控气动梭阀和JLF01~JLF05单向节流阀仍处于开启状态的情况下，关闭SV01电控气动梭阀，打开SV04、SV05、SV06和SV07电控气动梭阀，启动同步惰性气体置换流程，惰性气体压力到达工艺曲线指定值后，关闭所有阀门，惰性气体置换流程结束。

（4）压铸完毕之后，打开保温炉排气阀，将压缩空气直接排出，同时打开工作舱排气阀，将工作舱中的Ar气排入Ar气回收站回收处理。当保温炉和工作舱的压力小于3KPa后，通过锁紧油缸驱动打开锁紧环，打开工作舱。整个过程采用工控机来完成同步负压和惰性气体置换压力数据的实时记录与保存。

实施效果：工作舱和保温炉的压差0.8KPa，压力曲线执行精度1.5KPa，气动系统响应速度35ms。

Claims (6)

1.一种用于多位并联加压铸造装置的同步负压和惰性气体置换系统，其特征在于：包括用于放置铸型的平台，平台上设置有多个充液口，平台下设置有多个熔体保温炉，每一个充液口均分别与一熔体保温炉通过升液管连通；在所述平台外还设置有对铸型进行密封的罩体，所述罩体与所述平台形成密封的工作舱，还包括真空源和惰性气体源，所述真空源与所述工作舱和/或保温炉之间设置有真空源气路，所述惰性气体源与所述工作舱和/或保温炉之间设置有惰性气体源气路；在每一个充液口与保温炉之间设置有互通阀；所述真空源气路包括与工作舱连接的工作舱主路，在所述工作舱主路上自真空源至工作舱依次串联有手动球阀SQ01、电控气动梭阀SV01、单向节流阀JLF01和电控气动梭阀SV03；所述惰性气体源气路包括与每一个保温炉连接的保温炉支路，自惰性气体源至每一条保温炉支路的输入端为惰性气体主路且依次串联有手动球阀SQ02和电控气动梭阀SV03，自每一条保温炉支路的输入端至保温炉之间依次串联有单向节流阀和电控气动梭阀；在所述电控气动梭阀SV01和电控气动梭阀SV02之间连接有一支路A，在所述支路上设置有电控气动球阀AQ05。

2.如权利要求1所述的置换系统，其特征在于：所述互通阀为电控气动球阀。

3.如权利要求1所述的置换系统，其特征在于：所述保温炉为四个。

4.如权利要求2所述的置换系统，其特征在于：所述保温炉为四个。

5.如权利要求1、2、3或4所述的置换系统，其特征在于：所述工作舱还连接有压力变送器。

6.一种用于多位并联加压铸造的同步负压和惰性气体置换方法，包括权利要求1、2、3、4或5所述的置换系统，其特征在于，包括以下步骤：

1）建立同步负压：打开每一个充液口和保温炉之间的互通阀，打开工作舱主路上的单向节流阀JLF01，打开每一条保温炉支路上的单向节流阀，再打开电控气动梭阀SV01和SV03；保证保温炉支路上的电控气动梭阀、惰性气体主路上的手动球阀SQ02和电控气动梭阀SV03、支路A上的电控气动球阀AQ05为关闭状态；

打开手动球阀SQ01，开启抽真空流程，当工作舱和保温炉内真空度达到工艺曲线指定值后，关闭电控气动梭阀SV01，同步负压流程结束；

2）惰性气体置换：保持工作舱和保温炉之间的互通阀、工作舱主路上的单向节流阀JLF01和电控气动梭阀SV03以及每一条保温炉支路上的单向节流阀为开启状态；关闭电控气动梭阀SV01和手动球阀SQ01；打开每一条保温炉支路上的电控气动梭阀，打开支路A上的电控气动球阀AQ5，打开电控气动梭阀SV02；

打开手动球阀SQ02，启动惰性气体置换流程，惰性气体压力达到工艺曲线指定值后，关闭所有阀门，惰性气体置换流程结束。

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