CN114918404A - 一种压铸机节能节气装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低压铸造技术领域，具体涉及一种压铸机节能节气装置的使用方法。本发明利用给活塞杆腔内通入少量的压缩空气作为解压驱动源，促使驱动活塞带动储气活塞联合运动，从而储气罐吸入压铸机炉体内的高温气体，同时驱动活塞压缩弹簧，储存弹性势能；然后利用压缩弹簧的回复力作为回压驱动源，促使驱动活塞带动储气活塞反向运动，从而挤压储气罐内的高温气体回到压铸机炉体内，同时还能将活塞杆腔内少量的压缩空气也一并挤压到炉体内，不浪费任何压缩空气。整个过程中压缩空气的使用总量少，达到节约用气、节约能源的效果，并且解压和回压速度快，更加彻底，防止升液管和流道内残留凝固金属过多难以清理。

Description

一种压铸机节能节气装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及低压铸造技术领域，具体指一种压铸机节能节气装置的使用方法。

背景技术

低压铸造，是指向炉体内通入干燥压缩空气，使金属液沿着升液管上升到模具内部，保持住液面气体压力，直到铸件完全凝固成型。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的金属液回流，最后将模具中的轮毂毛坯取出进行精加工即可。每完成一次压铸，对压铸机炉体就完成一次充放气过程，在此过程中充入炉体内的是常温气体，从炉体内放出来的是高温气体，高温气体温度约700℃。

依靠气压差将炉内高温气体排放到大气中来解除液面气体压力，会带走炉中热量，而炉体内需要严格的温度把控，不断的进气排气会导致炉内温度降低，会影响铸件质量。并且排出的高温气体导致热量浪费，同时高温气体会使周围环境温度升高，使得工人工作环境变差，周围电缆及配套设施寿命降低；另外，直接排放大气的方式还可能存在解压速度不够快，解压不彻底等问题。

现有技术中CN214488786U公开了一种压铸机自动补偿压缩空气装置，其工作原理是，第一进气阀打开时进入压缩空气，压缩空气推动活塞向右运动，将高温气体储蓄罐中高温气体压入压铸机炉体内；压铸结束后，第一排气阀打开，炉体与大气压压差将活塞向左推回原位，炉体内高温气体回流到储蓄罐。可见，其完全是利用给活塞筒充入压缩空气和排放压缩空气来实现高温气体的回收与利用，仔细分析可知，活塞筒内的体积必须大于储蓄罐的体积，活塞向右运动过程中挤压活塞筒内的气体到储蓄罐，促使储蓄罐内的气体全部压入到炉体内，如果活塞筒体积很小，活塞挤压过程供给储蓄罐的气体就少，势必导致储蓄罐内的高温气体无法彻底压入到炉体内。因此，该技术实质上牺牲大量的压缩空气，来避免炉内的高温气体流失，可谓是拆东墙补西墙，并不能达到真正的节能减排的目的。另外，解压时仅通过炉内气压与大气压的气压差促使活塞向左运动，活塞运动速度慢，导致解压速度慢，保压时间延长，使得升液管和流道内残留凝固金属过多。

在此基础上，本发明致力于解决上述技术问题，提出一种压铸机节能节气装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压铸机节能节气装置及其使用方法，以解决上述牺牲大量压缩空气、解压速度慢的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压铸机节能节气装置，包括：第一管道1、第二管道2、第三管道3、第四管道4、第五管道5、第六管道6、第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10、第一空气过滤器11、第二空气过滤器12、压铸机炉体13、储气罐14、储气活塞15、活塞杆16、驱动气缸17、驱动活塞18、弹簧19和压力计20，其特征在于：所述第一管道1一端与所述压铸机炉体13连通，所述第一管道1另一端与空气压缩机连通，所述第一管道1上靠近所述压铸机炉体13的一侧设有所述第一阀门7，所述第一管道1上远离所述压铸机炉体13的一侧与所述第二管道2的一端连通，所述第二管道2的另一端与所述驱动气缸17连通，所述第二管道2上靠近所述第一管道1的一侧设置有所述第二阀门8，所述压铸机炉体13与所述储气罐14之间通过所述第三管道3连通，所述第三管道3上靠近所述压铸机炉体13的一侧设置有所述第三阀门9，所述第二管道2与所述第三管道3通过所述第四管道4连通，所述第四管道4的一端连接在所述第二管道2上靠近所述驱动气缸17的一侧，所述第四管道4的另一端连接在所述第三管道3上靠近所述储气罐14的一侧，并且在第四管道4上设置有第四阀门10；所述储气罐14内设有所述储气活塞15，所述储气活塞15与所述储气罐14紧密滑动配合，所述储气活塞15与所述活塞杆16的一端固定连接，所述活塞杆16穿过所述储气罐14并进入到所述驱动气缸17中，所述活塞杆16的另一端与所述驱动活塞18的一侧固定连接，所述驱动活塞18设置在所述驱动气缸17中，并且所述驱动活塞18与所述驱动气缸17紧密滑动配合，所述驱动活塞18的另一侧与所述弹簧19的一端固定连接，所述弹簧19的另一端固定在所述驱动气缸17的端部内壁上，所述第六管道6一端与大气连通，所述第六管道6另一端与所述驱动气缸17连通，所述驱动气缸17以所述驱动活塞18为界分为弹簧腔和活塞杆腔，所述第六管道6与所述驱动气缸17的连通点设置在弹簧腔内，所述第二管道2与所述驱动气缸17的连通点设置在活塞杆腔内；所述储气罐14通过所述第五管道5与大气连通，所述第五管道5的一端设置在所述储气罐14上靠近所述活塞杆16的一侧，所述压铸机炉体13上还设置有压力计20。

优选地，所述驱动气缸17的体积远小于储气罐14的体积。

优选地，所述第五管道5和所述第六管道6上分别设置有第一空气过滤器11、第二空气过滤器12。防灰防尘，避免被污染。

优选地，所述驱动活塞18是小活塞，所述储气活塞是大活塞。

本发明还提供一种压铸机节能节气装置的使用方法，包括如下步骤：

进行预备工作：关闭第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9和第四阀门10，检查整个装置的各连接状态是否正常。

步骤1，充压过程：打开第一阀门7，向第一管道1内通入压缩空气至压铸机炉体13内，使金属液上升，压铸机炉体13内达到预设充型压力值后，关闭第一阀门7，保压一段时间，直至铸件完全成型；

步骤2，解压过程：保持关闭第一阀门7和第四阀门10，打开第二阀门8和第三阀门9，压缩空气经过第一管道1和第二管道2进入驱动气缸17的活塞杆腔，从而促使驱动活塞18压缩弹簧19，活塞杆腔内充满压缩空气，而弹簧腔内的普通空气被驱动活塞18挤压后通过第六管道6排出，同时，驱动活塞18通过活塞杆16带动储气活塞15向着活塞杆的方向运动，并且储气罐14内的普通空气被储气活塞15挤压后通过第五管道5排出，并且，储气活塞15运动产生的“吸力”促使压铸机炉体13内的高温气体被吸入储气罐14内，解除液面气体压力；

步骤3，回压过程：保持关闭第一阀门7，保持打开第三阀门9，关闭第二阀门8，打开第四阀门10，处于压缩状态的弹簧19开始自动复位，弹簧19带动驱动活塞18挤压活塞杆腔内的压缩空气，活塞杆腔内的压缩空气经过第二管道2、第四管道4和第三管道3回到压铸机炉体13内，同时大气中的普通空气会通过第六管道6被吸入至弹簧腔内，另外，驱动活塞18通过活塞杆16带动储气活塞7做同向运动，挤压储气罐14内高温气体，储气罐14内高温气体经过第三管道3回到压铸机炉体13内，同时大气中的普通空气会通过第五管道5被吸入至储气罐14内储气活塞7的一侧，完成回压过程；

步骤4，压力补偿过程：由于金属液面降低会导致压铸机炉体13所需充型压力值增大，此时压铸机炉体13内压力小于预设充型压力值，需关闭所有阀门，打开第一阀门1，压缩空气通过第一管道1进入压铸机炉体13内进行压力补偿，通过压力计监测是否达到预设充型压力值；

最后，重复步骤1、步骤2、步骤3、步骤4，直至完成多个铸件的制备。

优选地，给驱动气缸17的活塞杆腔内输入的压缩气体压力可抵抗弹簧16在最大压缩量时的弹性力，确保储气罐14的空间利用率达到最大。

优选地，所述金属液为熔点较低的金属液体。

本发明工作原理是，利用给活塞杆腔内通入少量的压缩空气作为解压驱动源，促使驱动活塞带动储气活塞联合运动，从而储气罐吸入压铸机炉体内的高温气体，同时驱动活塞压缩弹簧，储存弹性势能；然后利用压缩弹簧的回复力作为回压驱动源，促使驱动活塞带动储气活塞反向运动，从而挤压储气罐内的高温气体回到压铸机炉体内，同时还能将活塞杆腔内少量的压缩空气也一并挤压到炉体内，不浪费任何压缩空气。给活塞杆腔内通入的少量压缩空气，如活塞杆腔内压力约7bar，而储气罐内压力只有约0.8bar，两者相差约10倍，利用压力差实现小活塞带动大活塞的技术效果。另外整个过程来看，压缩空气的使用总量也少，达到节约用气、节约能源的效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：

1、压缩空气全部利用起来，不排出任何压缩空气，从而减少了整体过程的压缩空气的使用量，本发明中巧妙利用少量的压缩空气作为解压驱动源，利用弹簧的回复力作为回压驱动源，相比利用大量压缩空气为驱动源而言更符合节能减排的理念。

2、本发明解压过程中，依靠给活塞腔注入少量压缩空气促使弹簧压缩，进而带动活塞向上运动，会使解压速度更快，更加彻底，防止升液管和流道内残留凝固金属过多难以清理。并且本发明的回压过程速度也非常快，利用弹簧的恢复力向下推动活塞，活塞运动速度很快。实现了炉体内高温气体的循环使用，保证了炉体内的温差幅度不会很大。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1-第一管道；2-第二管道；3-第三管道；4-第四管道；5-第五管道；6-第六管道；7-第一阀门；8-第二阀门；9-第三阀门；10-第四阀门；11-第一空气过滤器，12-第二空气过滤器，13-压铸机炉体，14-储气罐，15-储气活塞，16-活塞杆，17-驱动气缸，18-驱动活塞，19-弹簧，20-压力计

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例的一种压铸机节能节气装置，包括：第一管道1、第二管道2、第三管道3、第四管道4、第五管道5、第六管道6、第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10、第一空气过滤器11、第二空气过滤器12、压铸机炉体13、储气罐14、储气活塞15、活塞杆16、驱动气缸17、驱动活塞18、弹簧19和压力计20，其特征在于：所述第一管道1一端与所述压铸机炉体13连通，所述第一管道1另一端与空气压缩机连通，所述第一管道1上靠近所述压铸机炉体13的一侧设有所述第一阀门7，所述第一管道1上远离所述压铸机炉体13的一侧与所述第二管道2的一端连通，所述第二管道2的另一端与所述驱动气缸17连通，所述第二管道2上靠近所述第一管道1的一侧设置有所述第二阀门8，所述压铸机炉体13与所述储气罐14之间通过所述第三管道3连通，所述第三管道3上靠近所述压铸机炉体13的一侧设置有所述第三阀门9，所述第二管道2与所述第三管道3通过所述第四管道4连通，所述第四管道4的一端连接在所述第二管道2上靠近所述驱动气缸17的一侧，所述第四管道4的另一端连接在所述第三管道3上靠近所述储气罐14的一侧，并且在第四管道4上设置有第四阀门10；所述储气罐14内设有所述储气活塞15，所述储气活塞15与所述储气罐14紧密滑动配合，所述储气活塞15与所述活塞杆16的一端固定连接，所述活塞杆16穿过所述储气罐14并进入到所述驱动气缸17中，所述活塞杆16的另一端与所述驱动活塞18的一侧固定连接，所述驱动活塞18设置在所述驱动气缸17中，并且所述驱动活塞18与所述驱动气缸17紧密滑动配合，所述驱动活塞18的另一侧与所述弹簧19的一端固定连接，所述弹簧19的另一端固定在所述驱动气缸17的端部内壁上，所述第六管道6一端与大气连通，所述第六管道6另一端与所述驱动气缸17连通，所述驱动气缸17以所述驱动活塞18为界分为弹簧腔和活塞杆腔，所述第六管道6与所述驱动气缸17的连通点设置在弹簧腔内，所述第二管道2与所述驱动气缸17的连通点设置在活塞杆腔内；所述储气罐14通过所述第五管道5与大气连通，所述第五管道5的一端设置在所述储气罐14上靠近所述活塞杆16的一侧，所述压铸机炉体13上还设置有压力计20。

优选地，所述驱动气缸17的体积远小于储气罐14的体积。

优选地，所述第五管道5和所述第六管道6上分别设置有第一空气过滤器11、第二空气过滤器12。防灰防尘，避免被污染。

优选地，所述驱动活塞18是小活塞，所述储气活塞是大活塞。

本发明还提供一种压铸机节能节气装置的使用方法，包括如下步骤：

进行预备工作：关闭第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9和第四阀门10，检查整个装置的各连接状态是否正常。

步骤1，充压过程：打开第一阀门7，向第一管道1内通入压缩空气至压铸机炉体13内，使金属液上升，压铸机炉体13内达到预设充型压力值后，关闭第一阀门7，保压一段时间，直至铸件完全成型；

步骤2，解压过程：保持关闭第一阀门7和第四阀门10，打开第二阀门8和第三阀门9，压缩空气经过第一管道1和第二管道2进入驱动气缸17的活塞杆腔，从而促使驱动活塞18压缩弹簧19，活塞杆腔内充满压缩空气，而弹簧腔内的普通空气被驱动活塞18挤压后通过第六管道6排出，同时，驱动活塞18通过活塞杆16带动储气活塞15向着活塞杆的方向运动，并且储气罐14内的普通空气被储气活塞15挤压后通过第五管道5排出，并且，储气活塞15运动产生的“吸力”促使压铸机炉体13内的高温气体被吸入储气罐14内，解除液面气体压力；

步骤3，回压过程：保持关闭第一阀门7，保持打开第三阀门9，关闭第二阀门8，打开第四阀门10，处于压缩状态的弹簧19开始自动复位，弹簧19带动驱动活塞18挤压活塞杆腔内的压缩空气，活塞杆腔内的压缩空气经过第二管道2、第四管道4和第三管道3回到压铸机炉体13内，同时大气中的普通空气会通过第六管道6被吸入至弹簧腔内，另外，驱动活塞18通过活塞杆16带动储气活塞7做同向运动，挤压储气罐14内高温气体，储气罐14内高温气体经过第三管道3回到压铸机炉体13内，同时大气中的普通空气会通过第五管道5被吸入至储气罐14内储气活塞7的一侧，完成回压过程；

步骤4，压力补偿过程：由于金属液面降低会导致压铸机炉体13所需充型压力值增大，此时压铸机炉体13内压力小于预设充型压力值，需关闭所有阀门，打开第一阀门1，压缩空气通过第一管道1进入压铸机炉体13内进行压力补偿，通过压力计监测是否达到预设充型压力值；

最后，重复步骤1、步骤2、步骤3、步骤4，直至完成多个铸件的制备。

优选地，给驱动气缸17的活塞杆腔内输入的压缩气体压力可抵抗弹簧16在最大压缩量时的弹性力，确保储气罐14的空间利用率达到最大。

优选地，所述金属液为熔点较低的金属液体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种压铸机节能节气装置，包括：第一管道(1)、第二管道(2)、第三管道(3)、第四管道(4)、第五管道(5)、第六管道(6)、第一阀门(7)、第二阀门(8)、第三阀门(9)、第四阀门(10)、第一空气过滤器(11)、第二空气过滤器(12)、压铸机炉体(13)、储气罐(14)、储气活塞(15)、活塞杆(16)、驱动气缸(17)、驱动活塞(18)、弹簧(19)和压力计(20)，其特征在于：所述第一管道(1)一端与所述压铸机炉体(13)连通，所述第一管道(1)另一端与空气压缩机连通，所述第一管道(1)上靠近所述压铸机炉体(13)的一侧设有所述第一阀门(7)，所述第一管道(1)上远离所述压铸机炉体(13)的一侧与所述第二管道(2)的一端连通，所述第二管道(2)的另一端与所述驱动气缸(17)连通，所述第二管道(2)上靠近所述第一管道(1)的一侧设置有所述第二阀门(8)，所述压铸机炉体(13)与所述储气罐(14)之间通过所述第三管道(3)连通，所述第三管道(3)上靠近所述压铸机炉体(13)的一侧设置有所述第三阀门(9)，所述第二管道(2)与所述第三管道(3)通过所述第四管道(4)连通，所述第四管道(4)的一端连接在所述第二管道(2)上靠近所述驱动气缸(17)的一侧，所述第四管道(4)的另一端连接在所述第三管道(3)上靠近所述储气罐(14)的一侧，并且在第四管道(4)上设置有第四阀门(10)；所述储气罐(14)内设有所述储气活塞(15)，所述储气活塞(15)与所述储气罐(14)紧密滑动配合，所述储气活塞(15)与所述活塞杆(16)的一端固定连接，所述活塞杆(16)穿过所述储气罐(14)并进入到所述驱动气缸(17)中，所述活塞杆(16)的另一端与所述驱动活塞(18)的一侧固定连接，所述驱动活塞(18)设置在所述驱动气缸(17)中，并且所述驱动活塞(18)与所述驱动气缸(17)紧密滑动配合，所述驱动活塞(18)的另一侧与所述弹簧(19)的一端固定连接，所述弹簧(19)的另一端固定在所述驱动气缸(17)的端部内壁上，所述第六管道(6)一端与大气连通，所述第六管道(6)另一端与所述驱动气缸(17)连通，所述驱动气缸(17)以所述驱动活塞(18)为界分为弹簧腔和活塞杆腔，所述第六管道(6)与所述驱动气缸(17)的连通点设置在弹簧腔内，所述第二管道(2)与所述驱动气缸(17)的连通点设置在活塞杆腔内；所述储气罐(14)通过所述第五管道(5)与大气连通，所述第五管道(5)的一端设置在所述储气罐(14)上靠近所述活塞杆(16)的一侧，所述压铸机炉体(13)上还设置有所述压力计(20)。

2.根据权利要求1所述的一种压铸机节能节气装置，其特征在于，所述驱动气缸(17)的体积远小于所述储气罐(14)的体积。

3.根据权利要求1所述的一种压铸机节能节气装置，其特征在于，所述第五管道(5)和所述第六管道(6)上分别设置有第一空气过滤器(11)和第二空气过滤器(12)。

4.根据权利要求1所述的一种压铸机节能节气装置，其特征在于，驱动活塞(18)是小活塞，储气活塞(15)是大活塞。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的压铸机节能节气装置的使用方法，包括如下步骤：

进行预备工作：关闭第一阀门(7)、第二阀门(8)、第三阀门(9)和第四阀门(10)，检查整个装置的各连接状态是否正常。

步骤1，充压过程：打开第一阀门(7)，向第一管道(1)内通入压缩空气至压铸机炉体(13)内，使金属液上升，压铸机炉体(13)内达到预设充型压力值后，关闭第一阀门(7)，保压一段时间，直至铸件完全成型；

步骤2，解压过程：保持关闭第一阀门(7)和第四阀门(10)，打开第二阀门(8)和第三阀门(9)，压缩空气经过第一管道(1)和第二管道(2)进入驱动气缸(17)的活塞杆腔，从而促使驱动活塞(18)压缩弹簧(19)，活塞杆腔内充满压缩空气，而弹簧腔内的普通空气被驱动活塞(18)挤压后通过第六管道(6)排出，同时，驱动活塞(18)通过活塞杆(16)带动储气活塞(15)向着活塞杆的方向运动，并且储气罐(14)内的普通空气被储气活塞(15)挤压后通过第五管道(5)排出，并且，储气活塞(15)运动产生的“吸力”促使压铸机炉体(13)内的高温气体被吸入储气罐(14)内，解除液面气体压力；

步骤3，回压过程：保持关闭第一阀门(7)，保持打开第三阀门(9)，关闭第二阀门(8)，打开第四阀门(10)，处于压缩状态的弹簧(19)开始自动复位，弹簧(19)带动驱动活塞(18)挤压活塞杆腔内的压缩空气，活塞杆腔内的压缩空气经过第二管道(2)、第四管道(4)和第三管道(3)回到压铸机炉体(13)内，同时大气中的普通空气会通过第六管道(6)被吸入至弹簧腔内，另外，驱动活塞(18)通过活塞杆(16)带动储气活塞(15)做同向运动，挤压储气罐(14)内高温气体，储气罐(14)内高温气体经过第三管道(3)回到压铸机炉体(13)内，同时大气中的普通空气会通过第五管道(5)被吸入至储气罐(14)内储气活塞(15)的一侧，完成回压过程；

步骤4，压力补偿过程：由于金属液面降低会导致压铸机炉体(13)所需充型压力值增大，此时压铸机炉体(13)内压力小于预设充型压力值，需关闭所有阀门，打开第一阀门(7)，压缩空气通过第一管道(1)进入压铸机炉体(13)内进行压力补偿，通过压力计监测是否达到预设充型压力值；

最后，重复步骤1、步骤2、步骤3、步骤4，直至完成多个铸件的制备。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于：给驱动气缸(17)的活塞杆腔内输入的压缩气体压力可抵抗弹簧(19)在最大压缩量时的弹性力，确保储气罐(14)的空间利用率达到最大。

7.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于：所述金属液为熔点较低的金属液体。

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