CN110102218B - 一种涂料自动循环配比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造行业砂型浸涂用涂料波美度配比技术领域内的一种浸涂用涂料自动循环配比的方法，本发明的涂料自动循环配比的方法，对在线使用一定时间的涂料通过配料罐定量回流取料，并在配料罐对回流的混合料进行密度检测，并根据回流后混合料的密度，推算在线涂料的密度，再根据标准波美度的涂料对应的密封，判定在线涂料是否配要重新调配，及调配方案在配料罐中添加混合后回流至在线使用的浸涂池，实现在线使用涂料的自动循环配比过程，上述过程，可以定时循环启动，根据预先设定好的参数和程序，自动进行，检测调配过程无需人工参与，保证浸涂用涂料波美度的使用精度，减少砂芯表面浸涂不合格率。

Description

一种涂料自动循环配比的方法

技术领域

本发明涉及铸造行业砂型浸涂用涂料波美度配比技术领域，特别涉及一种浸涂用涂料自动循环配比的方法。

背景技术

铸造用3D打印机采用增材技术，利用树脂与砂子的粘合，逐层打印，逐层粘合，打印成型出砂芯产品。铸造砂芯在成型后需进行表面浸涂，使用涂料的波美度要适中，太稠或太稀都不能达到保护铸件的作用。表面浸涂用涂料通常采用手动配料，凭借操作人员的经验值加水或加原浆改变涂料的波美度，再辅助用波美度计进行检验。随着浸涂次数的不同，涂料的波美度变化程度也不同，需要随时人工检验和调整，费时费力且影响数据精确度。

现有技术中，关于涂料波美度自动配比还没有具体的方法。比如：CN106908350A-涂料波美度自动测量系统及测量方法，公布了了种涂料波美度的测量方法但未涉配比方法；CN106768600A-一种单分量快响应压力敏感涂料及配比方法主要是单分量快响应压力敏感涂料及其配比也未提到涂料波美度配比。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在线检测浸涂池中的在用涂料的波美度，并依此进行涂料波美度的在线调配的涂料自动循环配比的方法。

本发明的目的是这样实现的，一种涂料自动循环配比的方法， 浸涂池在线浸涂产品达设定的时间周期后开始进入涂料自动循环配比过程，依次包括以下步骤：

S1：浸涂池中的涂料定量循环回流至配料罐，在配料罐中混合均匀后同量返回至浸涂池，完成一次回流循环，重复前述循环回流过程，每循环回流开始一次计数累计一次，当循环回流次数累计至第N次开始时转入S2步；通过本步的多次循环回流过程，可以使回流至配料罐涂料均匀混合，配料罐内的各项监测器件预启动，降低监测误差，下后面的准确监测做装备；

S2：当第N次回流至配料罐中的涂料达到设定的料位高度并混合均匀后通过配料罐中设置的料位和料重测量器件监测的料重量和料体积，以换算配料罐中混合涂料密封ρ_混；

根据混合涂料密度ρ_混换算浸涂池中在线涂料的密度ρ_在线；本步中换算在线涂料的密度是为了根据涂料密度与波美度的关系，推算涂料的波美度是否符合要求，以判定浸涂池中的在线涂料是否要加料调配；

S3：根据在线涂料的密度ρ_在线与标准波美度的浸涂涂料对应标准密度值上限值ρ^上限和下限值ρ^下限比较结果推算配料方案；

S4：向配料罐按配料方案添加配料用水和原桨；

S5：将S4步添加过配料的混合涂料定量补加至浸涂池，并搅拌混合均匀，然后转入S2步； 以验证ρ_在线。

本发明的涂料自动循环配比的方法，对在线使用一定时间的涂料通过配料罐定量回流取料，并在配料罐对回流的混合料进行密度检测，并根据回流后混合料的密度，推算在线涂料的密度，再根据标准波美度的涂料对应的密封，判定在线涂料是否需要重新调配及调配方案，在配料罐中添加混合后回流至在线使用的浸涂池，实现在线使用涂料的自动循环配比过程，上述过程，可以定时循环启动，根据预先设定好的参数和程序，自动进行，检测调配过程无需人工参与，保证浸涂用涂料波美度的使用精度，减少砂芯表面浸涂不合格率。

进一步地， S5步中，验证ρ_在线时，当ρ_在线介于标准波美度的上限值ρ_上限和下限值ρ_下限之间，结束本次料自动循环配比，否则，继续S3～S5步，所述标准波美度为32～36，本步中标准波美度的涂料密度的上限值ρ_上限和下限值ρ_下限根据涂料波美度与密封的关系得出。

为便于对配料罐内涂料料位料量的测量，配料罐内设有料位计， 为便于回流料的均匀混合，S1步中，向配料罐开始回流前，浸涂池在用涂料持续通过搅拌装置搅拌翻桨；配料罐内料位计的初始料位高度为H1，回流料位至H2时，停止回流，配料罐内设置的搅拌装置从回流开始持续搅拌直至停止回流后继续搅拌10-15分钟后，再静止2分钟，配料罐内的混合料开始反向回流至浸涂池，反向回流至配料罐内的料位高度恢复至初始料位高度H1，结束一次循环回流过程。

为确保配料罐内的测量数据准确，S1步中，N取值为4，所述配料罐沿与轴向高度方向垂直的各截面的面面积相同。上述配料罐的设置方式，可以实现通过料位高度的监测，换算料的体积。

进一步地，所述配料罐内设有压力变送器，该压力变送器用于测量设定料高的涂料产生的料重量，也既是料压力，S2步中，ρ_混的测算方法为：通过压差变送器测量高度差为H2- H1的混合涂料的压力值，根据公式（1）计算混合涂料的密度ρ_混，

（1）

ρ_混为混合涂料的密度，单位Kg/m³，

P为差压变送器测量值，单位Pa

g为重力加速度常数，单位N/Kg，

h= H2- H1，单位m，

配料罐中原来保留涂料高为H1，保留涂料的密度为ρ_保留，按公式m=ρV计算原保留涂料质量为M_保留，则M_回流=M_混合-M_保留；回流料的体种为V，则ρ_在线=M_回流/V，其中，V为罐体高度差为H2-H1对应的料体积。

进一步地，为准确判定在线涂料的密度是否在标准波美度的涂料密封范围内，S3步中：

当ρ_上限≥ρ_在线≥ρ_下限时，跳过S4步和S5步，重新计时浸涂周期；

当ρ_在线>ρ_上限时或ρ_在线<ρ_下限，则在线涂料需加原浆或水，加原桨或水的量按如下方法计算：

ρ_在线×V_在线+ρ_新×V_新=ρ_标准×（V_在线+ V_新），

则：V_新=（ρ_在线×V_在线-ρ_标准×V_在线）/（ρ_标准-ρ_新）；

上式中：V_在线为浸涂池中在线涂料的体积量，ρ_标准为标准波美度范围的涂料对应的平均密度ρ_标准，V_新为需要新添加的水或原桨的密度，当ρ_在线≤ρ_下限时，V_新取原桨的密度；当ρ_在线≥ρ_上限时，V_新取水的密度；ρ_标准=144.3/(144.3-标准波美度)，所述标准波美度取值为32～36，ρ_上限=1.33，ρ_下限=1.28；所述原浆的密度为1.5,水的密度为1；

配料罐中罐体的轴向截面积为S_截，则配料罐中配加V_新对应的罐体高度为h_新，

h_新=V_新/S_截；

S4步中，向配料罐配加水或原桨的料位终止位置为H2+ h_新，开启配料罐与水或原桨连通的管路，向配料罐添加配料至料位计高度达到H2+ h_新，停止加料，配料罐的搅拌装置继续搅拌混合均料15min以上。

进一步地，所述浸涂池在线浸涂产品设定的时间周期为6-8小时。

进一步地，S2步中，定量回流停止后，持续搅拌均料10—15分钟后，再静止2分钟，读取压差变送器的压力值F。

进一步地，S2步中，所述压差变送器的压力测量点分别在H1料位处和H2料位处。

进一步地，每次回流循环结束后，配料罐中的保留料位高度为H1，配料罐中设置保留的初始料位高度，中为了消除罐底形状及底部沉积不流动涂料对测量结果产生的误差。

附图说明

图1为本发明的涂料自动循环配比的方法中的罐体连接示意图。

图2为本发明的涂料自动循环配比的方法的流程图。

具体实施方式

如图1为本发明的涂料自动循环配比的方法中的罐体的连接示意图，包括一个配料罐2，该配料罐2通过输料管路和输料部件与浸涂池连接，可以实现涂料的大线往返输送，浸涂池内设有便于监测池内涂料量和涂料基本参数的各类检测元件，并与控制部件进行通讯连接，配料罐内也设有各种监测部件，并与控制部件通讯连接，浸涂池在线浸涂征过程中，池内涂料处于设定的高液位处，以满足产品浸涂时可以完全浸没最大允许尺寸的产品，浸涂池内初始上料是通过原浆罐的浆料与水配制后通过半机械化上料完成（本发明不详细描述该部份内容）；配料罐还通过输料管路和输料部件与原桨罐和水路连接，用于根据控制需要加水或添加原浆，该浸涂用原桨为浓缩的浸涂用涂料原桨，根据砂型浸涂需要预先配制或定购的成品涂料原浆，。

如图2所示，本发明的涂料自动循环配比的方法，当浸涂池在线浸涂产品达到设定的时间周期，一般预设的周期为6—8小时，开始进入涂料自动循环配比过程，依次包括以下步骤：

S1：浸涂池中的涂料定量循环回流至配料罐，在配料罐中混合均匀后同量返回至浸涂池，本实施中，为便于回流料的均匀混合，向配料罐开始回流前，浸涂池在用涂料持续通过搅拌装置搅拌翻桨；配料罐内设有料位计，本实施例中使用的料位计为超声料位计，配料罐内超声料位计的初始料位高度为H1，回流料位至H2时，停止回流，配料罐内设置的搅拌装置从回流开始持续搅拌直至停止回流后继续搅拌10-15分钟后，再静止2分钟，配料罐内的混合料开始反向回流至浸涂池，反向回流至配料罐内的料位高度恢复至初始料位高度H1，结束一次循环回流过程。重复前述循环回流过程，每循环回流开始一次计数累计一次，当循环回流次数累计至第N次开始时转入S2步；通过本步的多次循环回流过程，可以使回流至配料罐涂料均匀混合，配料罐内的各项监测器件预启动，降低监测误差，为后面的准确监测做装备；根据涂料性质和流动性将N设定为4，为确保配料罐中相同料位高度的罐料对应的体积相等，配料罐沿轴向的各截面积相等，这样可以直接通过料位高度的测量，换算相应高度对应的体积。

S2：当第N达到4，进行第4次回流时，回流至配料罐中的涂料达到H2料位高度并通过配料罐2内的搅拌器混合均匀后通过配料罐中设置的料位和料重测量器件监测的料重量和料体积，以换算配料罐中混合涂料密封ρ_混。

本步中，为便于计算配料罐2内料的重量，配料罐2内设有压力变送器，该压力变送器 用于测量设定料高的涂料产生的料重量，也既是料压力，定量回流停止后，持续搅拌均料10—15 分钟后，再静止2分钟，读取压差变送器的压力值F；本步中，ρ_混的测算方法为：通过压差变送器测 量高度差为H2- H1的混合涂料的压力值，根据公式（1）计算混合涂料的密度ρ_混，

（1）

ρ_混为混合涂料的密度，单位Kg/m³，

P为差压变送器测量值，单位Pa

g为重力加速度常数，单位N/Kg，

h= H2- H1，单位m，

配料罐中原来保留涂料高为H1，保留涂料的密度为ρ_保留，按公式m=ρV计算原保留涂料质量为M_保留，则M_回流=M_混合-M_保留；回流料的体种为V可以根据配料罐内回流的料位高度计算得出，则ρ_在线=M_回流/V，其中，V为罐体高度差为H2- H1对应的料体积。本步中换算在线涂料的密度是为了根据涂料密度与波美度的关系，推算涂料的波美度是否符合要求，以判定浸涂池中的在线涂料是否要加料调配。

S3：根据在线涂料的密度ρ_在线与标准波美度的浸涂涂料对应标准密度值上限值ρ_上限和下限值ρ_下限比较结果推算配料方案；具体为：

当ρ_上限≥ρ_在线≥ρ_下限时，跳过S4步和S5步，重新计时浸涂周期；

当_在线>ρ_上限时或ρ_在线<ρ_下限，则在线涂料需加原浆或水，加原桨或水的量按如下方法计算：

ρ_在线×V_在线+ρ_新×V_新=ρ_标准×（V_在线+ V_新），

则：V_新=（ρ_在线×V_在线-ρ_标准×V_在线）/（ρ_标准-ρ_新）；

上式中：V_在线为浸涂池中在线涂料的体积量，ρ_标准为标准波美度范围的涂料对应的平均密度ρ_标准，V_新为需要新添加的水或原桨的密度，当ρ_在线≤ρ_下限时，V_新取原桨的密度；当ρ_在线≥ρ_上限时，V_新取水的密度；ρ_标准=144.3/(144.3-标准波美度)，所述标准波美度取值为32～36，ρ_上限=1.33，ρ_下限=1.28；所述原浆的密度为1.5,水的密度为1；

配料罐中罐体的轴向截面积为S_截，则配料罐中配加V_新对应的罐体高度为h_新，

h_新=V_新/S_截。

S4：向配料罐按S3步的配料方案添加配料用水和原桨；向配料罐配加水或原桨的料位终止位置为H2+ h_新，开启配料罐与水或原桨连通的管路，向配料罐添加配料至超声料位计高度达到H2+ h_新，停止加料，配料罐的搅拌装置继续搅拌混合均料15min以上

S5：将S4步添加过配料的混合涂料定量回流补加至浸涂池，直至配料罐中的料位恢复至H1，并将浸涂池内的涂料经搅拌混合均匀，然后转入S2步； 以验证ρ_在线的值是否介于标准密度值上限值ρ_上限和下限值ρ_下限之间。当ρ_在线介于标准波美度的上限值ρ^上限和下限值ρ^下限之间，结束本次料自动循环配比，否则，继续S3～S5步，再次进行涂料调配。

本发明的涂料自动循环配比的方法，对在线使用一定时间的涂料通过配料罐定量回流取料，并在配料罐对回流的混合料进行密度检测，并根据回流后混合料的密度，推算在线涂料的密度，再根据标准波美度的涂料对应的密封，判定在线涂料是否配要重新调配，及调配方案在配料罐中添加混合后回流至在线使用的浸涂池，实现在线使用涂料的自动循环配比过程，上述过程，可以定时循环启动，根据预先设定好的参数和程序，自动进行，检测调配过程无需人工参与，保证浸涂用涂料波美度的使用精度，减少砂芯表面浸涂不合格率。

Claims (8)

1.一种涂料自动循环配比的方法，

浸涂池在线浸涂产品达设定的时间周期后开始进入涂料自动循环配比过程，其特征在于，依次包括以下步骤：

S1：浸涂池中的涂料定量循环回流至配料罐，在配料罐中混合均匀后同量返回流至浸涂池，完成一次回流循环，重复前述循环回流过程，每循环回流开始一次计数累计一次，当循环回流次数累计至第N次开始时转入S2步；

S2：当第N次回流至配料罐中的涂料达到设定的料位高度并混合均匀后通过配料罐中设置的料位计和料重测量器件监测的料重量和料体积，以换算配料罐中混合涂料密度ρ_混；所述配料罐内设有压差变送器，ρ_混的测算方法为：通过压差变送器测量高度差为H2- H1的混合涂料的压力值，根据公式（1）计算混合涂料的密度ρ_混，

（1）

H2为涂料从浸涂池回流至配料罐后配料罐中的料位计指示的高度；

ρ_混为混合涂料的密度，单位Kg/m³，

P为压差变送器测量值，单位Pa

g为重力加速度常数，单位N/Kg，

h= H2- H1，单位m，

根据混合涂料密度ρ_混换算浸涂池中在线涂料的密度ρ_在线，配料罐中原来保留涂料高为H1，保留涂料的密度为ρ_保留，按公式M=ρV计算原保留涂料质量为M_保留，则M_回流=M_混合-M_保留；回流料的体积为V，则ρ_在线=M_回流/V，其中，V为罐体高度差为H2- H1对应的料体积；

S3：根据在线涂料的密度ρ_在线与标准波美度的浸涂涂料对应标准密度值上限值ρ_上限和下限值ρ_下限比较结果推算配料方案：

当ρ_上限≥ρ_在线≥ρ_下限时，跳过S4步和S5步，重新计时浸涂周期；

当ρ_在线>ρ_上限时或ρ_在线<ρ_下限，则在线涂料需加原浆或水，加原桨或水的量按如下方法计算：

ρ_在线×V_在线+ρ_新×V_新=ρ_标准×（V_在线+ V_新），

则：V_新=（ρ_在线×V_在线-ρ_标准×V_在线）/（ρ_标准-ρ_新）

上式中：V_在线为浸涂池中在线涂料的体积量，ρ_标准为标准波美度范围的涂料对应的密度，ρ_新为需要新添加的水或原桨的密度，V_新为需要新添加的水或原桨的体积，当ρ_在线<ρ_下限时，ρ_新取原桨的密度；当ρ_在线>ρ_上限时，ρ_新取水的密度；ρ_标准=144.3/(144.3-标准波美度)，所述标准波美度取值为32～36，ρ_上限=1.33，ρ_下限=1.28；所述原浆的密度为1.5，水的密度为1；

配料罐中罐体的轴向截面积为S_截，则配料罐中配加V_新对应的罐体高度为h_新，

h_新=V_新/S_截；

S4：向配料罐按配料方案添加配料用水或原桨；向配料罐配加水或原桨的料位终止位置为H2+ h_新，开启配料罐与水或原桨连通的管路，向配料罐添加配料至料位计高度达到H2+h_新，停止加料，配料罐的搅拌装置继续搅拌混合均料15min以上；

S5：将S4步添加过配料的混合涂料定量补加至浸涂池，并搅拌混合均匀，然后转入S2步； 以验证ρ_在线。

2.根据权利要求1所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于，S5步中，验证ρ_在线时，当ρ_在线介于标准波美度的上限值ρ_上限和下限值ρ_下限之间，结束本次料自动循环配比，否则，继续S3～S5步，所述标准波美度为32～36。

3.根据权利要求1所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于， S1步中，向配料罐开始回流前，浸涂池在用涂料持续通过搅拌装置搅拌翻桨；配料罐内物位计的初始料位高度为H1，回流料位至H2时，停止回流，配料罐内设置的搅拌装置从回流开始持续搅拌直至停止回流后继续搅拌10-15分钟后，再静止2分钟，配料罐内的混合料开始反向回流至浸涂池，反向回流至配料罐内的料位高度恢复至初始料位高度H1，结束一次循环回流过程。

4.根据权利要求3所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于，S1步中，N取值为4，所述配料罐沿与轴向高度方向垂直的各截面的面积相同。

5.根据权利要求1所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于，所述浸涂池在线浸涂使用设定的时间周期为6-8小时。

6.根据权利要求1所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于，S2步中，定量回流停止后，持续搅拌均料10—15分钟后，再静止2分钟，读取压差变送器的压力值F。

7.根据权利要求1所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于，S2步中，所述压差变送器的压力测量点分别在H1料位处和H2料位处。

8.根据权利要求5所述的涂料自动循环配比的方法，其特征在于，每次回流循环结束后，配料罐中的保留料位高度为H1。

Images