CN114428037A - 一种熔模铸造涂料性能在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种熔模铸造涂料性能在线检测装置，属于铸造领域。该装置包括：安装支架、空心管、粘度传感器、PH传感器、温度传感器以及控制系统；其中，PH传感器、温度传感器安装在空心管前端口，PH传感器和温度传感器的线束穿过空心管与控制系统相连；安装支架将部分插入涂料桶的空心管固定在桶顶；控制系统处于涂料桶之外。
Description
技术领域
本发明为一种熔模铸造涂料性能在线检测装置，属于铸造领域。
背景技术
熔模铸造作为一种近净材料成型方法，已成为航空航天、兵器、核电、医疗等铸件成型首选方法。但模壳质量好坏对铸件浇铸质量和后序加工成本至关重要。而涂料性能的稳定性是影响模壳质量的关键因素。熔模铸造制壳使用的涂料由耐火粉、粘结剂、润湿剂、消泡剂等组成，由于使用过程中有部分成分易挥发，导致涂料性能发生变化，如果涂料粘度低于设定阈值，将导致砂粒涂挂性低，模壳强度差。高于设定阈值，则影响投入成本高，涂料流挂性差，导致个别区域产生气泡，或涂挂不均、甚至在淋砂时出现砂粒穿透涂料层等质量问题，尤其是面层涂料。涂料PH值的高低对粘结剂的凝胶时间有一定影响，PH值的改变也会导致涂料变质老化，所以PH值的稳定对制壳工艺来说也是需要考量的因素。涂料温度较高时易导致蜡膜融化，较低时导致蜡膜脆断，所以制壳过程中需对涂料的温度进行实时监测，确保涂料温度始终在一定范围内。
目前模壳制备时工人均采用蔡恩杯、便携式PH计等测量方式进行测量，人工观察测量方式，数据可靠性及稳定性等均存在不确定性，不利于模壳质量的追溯。试验室测量与生产现场在线测量存在一定差异性。
发明内容
发明目的：需开发一种熔模铸造涂料性能在线检测装置，保证制壳质量稳定、可靠，具备过程可追溯性。
技术方案：
一种熔模铸造涂料性能在线检测装置，包括：
安装支架、空心管、粘度传感器、PH传感器、温度传感器以及控制系统；
其中，PH传感器、温度传感器安装在空心管前端口，PH传感器和温度传感器的线束穿过空心管与控制系统相连；安装支架将部分插入涂料桶的空心管固定在桶顶；控制系统处于涂料桶之外。
该检测装置还包括：稀释剂补偿装置；
稀释剂补偿装置包括：输送泵、稀释剂容器、输送管；输送管安装在空心管内，其排出口位于空心管下端，排出口朝向与涂料桶中涂料液旋转方向相同；管路控制阀的控制端与控制系统电气连接；输送泵、稀释剂容器处于涂料桶之外。
该检测装置还包括：温度补偿装置；温度补偿装置包括进水管和出水管、管路控制阀以及冰水机组；冰水机组的进口与出水管连通，出口与进水管连通，进水管和出水管插入空管，组成降温回路，管路控制阀设置在冰水机组的进口位置；管路控制阀的控制端与控制系统电气连接；管路控制阀以及冰水机组处于涂料桶之外。
安装支架包括夹紧块及螺钉。
空心管前端通过法兰密封，法兰上安装有柱状粘度传感器、温度传感器和PH传感器。
测量装置上端安装有安装板，通过夹紧块夹紧空心管，同时可调整测量装置浸入涂料深度。
涂料桶配备有搅拌桨搅拌；搅拌桨能手动搅拌，也能与控制系统连接，电动搅拌。
冰水机组为循环冷水供应源。
有益效果：此套设备结构简单，操作容易，检测过程干扰少，数据可靠性及重复性好。能够实时获取制壳过程中涂料性能数据，为保证制壳质量一致性提供基础。
附图说明
图1为一种熔模铸造涂料性能在线检测装置的结构示意图。
图2为安装在涂料桶内的熔模铸造涂料性能在线检测装置的结构示意图。
图3为安装支架的结构示意图。
具体实施方式
本装置及方法是通过以下措施实现：
熔模铸造涂料性能在线检测装置采用模块式结构，由测量装置、温度补偿装置、粘度补偿装置，控制系统等组成，其中粘度传感器、PH传感器和温度传感器安装在耐腐蚀空心钢管前端，相关线缆穿过空心钢管与数据采集控制系统连接。将测量装置放入涂料桶内使前端传感器浸入涂料中即可进行数据采集。如需对涂料性能进行补偿时，可自动开启粘度补偿装置，将其中的稀释剂相关容积通过输送泵注入涂料桶内，稀释管路一部分穿过空心管，从空心管靠近前端的侧壁处排出，另一端通过泵接入稀释剂容器上。温度补偿装置是由冰水机组、进出水管及自动控制阀等组成，进水管深入至空心钢管底部，出水口位于空心管上端口部，当温度高于设定阈值时，控制系统启动控制阀，将冰水管注入至空心管内，通过空心管与涂料的接触降低涂料温度。
测量装置机械部分为一体式结构，其结构为耐腐蚀空心钢管前端通过法兰密封，法兰上安装有柱状粘度传感器、温度传感器和PH传感器。测量装置上端安装有钢管安装板，通过夹紧块夹紧空心钢管，同时可调整测量装置浸入涂料深度。其结构简单可靠。
开发的检测装置中配有一涂料稀释输送装置，该装置由输送泵和稀释剂储存容器及输送管路等组成。输送管路穿过中空心管内部，并从其偏下端侧壁输出，输入端连接输送泵，输送泵通过管路与装有稀释溶剂的容器连接。所述通过稀释装置能够根据实时获取的PH值和粘度值控制涂料性能，若高于设定阈值时，能够自动开启输送泵和相关阀门，向涂料筒体内输送稀释溶剂，确保涂料达到工艺要求。
开发的在线检测装置中配有一自动温度控制装置，能够确保涂料温度处于恒定温度范围内，使PH和粘度值稳定可靠，同时也能保证涂料处于可使用的温度范围内。所述空心管内置冷水，空心管上端还装有进水管和出水口，进水管深入至空心管偏下侧，便于内部水循环。进水管路中装有控制路开闭的控制器(如二位二通电磁阀)。
本发明提及的检测装置主要用在制壳设备涂料桶16上，涂料桶中装有一定容积的涂料。检测装置通过螺栓固定在涂料桶16上。根据涂料深度，调整空心管2下潜深度，下潜方式通过夹紧块17和18调整。安装支架1有夹紧块17和18及螺钉组成
如图1-3所示，本发明提及的检测装置主要由安装支架1、空心管2、粘度传感器7、PH传感器8、温度传感器9以及控制系统15组成。其中PH传感器8、温度传感器9安装在空心管2前端法兰6上，传感器线束3穿过空心管2与控制系统15相连。
稀释剂补偿装置主要由输送泵11、稀释剂容器12、输送管10组成。输送管10安装在空心管2上，其排出口位于空心管下端，排出口朝向应与涂料桶16中涂料液旋转方向相同，空心管能够在一定程度上降低涂料流入管内。当粘度传感器7识别出涂料粘度高于设定阈值时，控制系统15将启动输送泵11，将稀释剂容器2中的稀释剂通过输送管10排入涂料桶16中，通过涂料桶配备的搅拌桨20搅拌，使涂料混合均匀。当测量的粘度达到设定阈值范围内，则关闭输送泵11。
温度补偿装置由进水管4和出水管19、管路控制阀13以及冰水机组14组成。当温度传感器9识别出涂料温度高于设定阈值时，控制系统15将自动开启冰水进水管控制阀13，使冰水沿着管路流入空心管2中，通过出水管19流入冰水机组14内，达到设定阈值范围内时，则关闭控制阀13。冰水机组为循环冷水供应源。
当PH传感器感应到PH异常，则增加酸性或碱性溶液，以调整涂料PH值。
Claims (8)
1.一种熔模铸造涂料性能在线检测装置，其特征在于，包括：
安装支架(1)、空心管(2)、粘度传感器(7)、PH传感器(8)、温度传感器(9)以及控制系统(15)；
其中，PH传感器(8)、温度传感器(9)安装在空心管(2)前端口，PH传感器(8)和温度传感器(9)的线束穿过空心管(2)与控制系统(15)相连；安装支架(1)将部分插入涂料桶的空心管(2)固定在桶顶；控制系统处于涂料桶之外。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该检测装置还包括：稀释剂补偿装置；
稀释剂补偿装置包括：输送泵(11)、稀释剂容器(12)、输送管(10)；输送管(10)安装在空心管(2)内，其排出口位于空心管下端，排出口朝向与涂料桶(16)中涂料液旋转方向相同；管路控制阀(13)的控制端与控制系统(15)电气连接；输送泵(11)、稀释剂容器(12)处于涂料桶之外。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该检测装置还包括：温度补偿装置；温度补偿装置包括进水管(4)和出水管(19)、管路控制阀(13)以及冰水机组(14)；冰水机组(14)的进口与出水管连通，出口与进水管连通，进水管(4)和出水管(19)插入空管，组成降温回路，管路控制阀(13)设置在冰水机组(14)的进口位置；管路控制阀(13)的控制端与控制系统(15)电气连接；管路控制阀(13)以及冰水机组(14)处于涂料桶之外。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，安装支架(1)包括夹紧块及螺钉。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，空心管前端通过法兰密封，法兰上安装有柱状粘度传感器、温度传感器和PH传感器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，测量装置上端安装有安装板，通过夹紧块夹紧空心管，同时可调整测量装置浸入涂料深度。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，涂料桶配备有搅拌桨(20)搅拌；搅拌桨能手动搅拌，也能与控制系统连接，电动搅拌。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，冰水机组为循环冷水供应源。
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