CN1391101A - 型砂混砂过程水分在线测控装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种型砂混砂过程水分在线测控装置及其使用方法，该装置包括：一插入混砂机内型砂中的水分传感器；一水源的管路上装设有电磁阀和水流量计；一计算机。该计算机接收所说水分传感器检测型砂混砂过程的水分信息，与预先设定的型砂水分含量相比较并计算出所需添加的水量，该计算机通过连线控制该电磁阀和流量计；对混砂机内加入适量的水，以满足工厂对型砂水分的控制要求。

Description

型砂混砂过程水分在线测控装置及其使用方法

技术领域：

本发明涉及铸造用型砂，特别是一种型砂混砂过程水分在线测控装置及其使用方法。

背景技术：

粘土砂湿型铸造是国内外最常用的铸造方法。在湿型铸造中，型砂的性能对铸件质量有明显的影响，而型砂水分是影响铸造工艺性能最主要也是最敏感的参数之一，准确而快速地测量和控制型砂水分是提高铸件质量、降低铸件废品率的重要手段。现有代表性的测量型砂的水分的装置是采用电容式或电阻式型砂水分传感器通过测量定量砂斗中旧砂的水分来控制型砂水分的，这种通过测量旧砂水分来控制型砂水分的装置由于并非实时地检测和控制正在混制的型砂水分，所以不能真正实现工厂铸造工艺所需要的在线测控。

发明内容：

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有型砂水分测量装置的缺点，提供一种型砂混砂过程水分在线测控装置及其使用方法，该装置应满足一般型砂水分即0-7％水分的测量范围；同时要求测试速度快，可以达到型砂混砂过程中水分在线测控的要求。

根据以往的研究表明，利用电容式或电阻式水分传感器检测型砂水分含量时，实际上是利用水分传感器输出的电压与型砂水分含量之间存在的对应关系，这类水分传感器对型砂的水分含量可分辨的范围是0-3.5％，即水分含量超过3.5％已很难分辨；本发明人经过深入的基础研究，将水分传感器对型砂含水量的可测范围扩展到0-9％，进而使铸造用型砂混砂时水分的实时检测在线控制成为可能。

本发明的基本构思就是：在混砂机内设置一与混砂机底盘处于相对运动的水分传感器深入型砂中，在型砂被混砂机搅拌的过程中，利用该水分传感器实时地检测型砂的含水量，与型砂预先设定的水分预设值相比较，并根据混砂机的型砂量计算出所需添加的水量，并通过控制阀门和水流量计控制水的添加量，以实现型砂混砂过程水分在线测量和控制的要求。

本发明的具体技术解决方案如下：

一种型砂混砂过程水分在线测控装置，其特征在于该装置包括：

①一插入混砂机内型砂中设置一与混砂机底盘处于相对运动的水分传感器；

②一水源的管路上装设有电磁阀和水流量计；

③一计算机，该计算机接收所说水分传感器检测到型砂混砂过程的水分信息，与预先设定的型砂水分含量相比较并计算出所需添加的水量，该计算机通过连线控制该电磁阀和水流量计，对混砂机内加入适量的水。

上述在混砂机内型砂中安设一与混砂机底盘作相对运动的水分传感器。这要依据混砂机的不同作适当安装设置：对混砂装置不动而混砂机底盘转动，如逆流式和转子式混砂机，可用外支架将水分传感器固定在混砂机内；对混砂机底盘不动的摆轮式混砂机也可用外支架将水分传感器固定在混砂机内；而对于混砂机底盘不动的碾轮转子式混砂机和转子式混砂机，则必须象碾轮式混砂机那样解决水分传感器的引线的缠绕问题，为此可采用本发明人发明的专利旋转接头(申请号02136020.0)，在此不再赘述。

附图说明：

图1是本发明型砂混砂过程水分在线测控装置实施例1的结构框图。

图2是本发明型砂混砂过程水分在线测控装置实施例2的结构框图。图中：

1-混砂机  11-主轴

2-碾轮    21-轮轴    22-中心螺杆

3-水分传感器    31-引线

4-旋转接头      5-计算机   6-电磁阀

7-水源    8-水流量计 9-管路

具体实施方式：

请参阅图1，图1是本发明型砂混砂过程水分在线测控装置实施例1的结构框图，是安装在类似逆流混砂机之类的混砂机中的型砂混砂过程水分在线测控装置，由于该类混砂机的特殊结构，可利用一外支架将水分传感器3固定在混砂机1内，当混砂机1运转之后，该水分传感器3与混砂机底盘之间形成相对运动，而水分传感器3的引线又不会产生缠绕的问题。由图1可见，本发明具有最简的结构，由混砂机1内水分传感器3、水源7的管路9上装设的电磁阀6和水流量计8、计算机5构成，所说的计算机5也可用单片机来替代。

图2是本发明实施例2的结构框图，它是针对水分传感器3在混砂机1中安装会产生引线缠绕的问题而设计的，例如碾轮转子式混砂机。由图2可见，和实施例1相比，其结构及安装关系比较复杂：

1、混砂机1，该混砂机1的主轴11通过轮轴21与碾轮2枢接，轮轴21上固设水分传感器3，当碾轮2被驱动在混砂机1中滚动对型砂进行碾拌时，水分传感器3与混砂机1的底盘处于相对运动中；

2、在混砂机1的主轴11上的轴心孔螺设一旋转接头4，该旋转接头4请见申请号为02136020.0的专利文件；

3、一水源7的管路9上装设有电磁阀6和水流量计8；

4、一计算机5，该计算机5可通过信号线连接至所说旋转接头4，该计算机5还可通过连线控制电磁阀6和水流量计8的工作。

利用上述型砂混砂过程水分在线测控装置的使用方法，包括下列步骤：

①在混砂机(1)中装入型砂，启动本发明装置工作，在混砂机(1)中的型砂被搅拌；

②给待搅拌的型砂预设水分值；

③从水分传感器(3)传出来的反映水分值的电压输入计算机(5)计算并显示出水分值，即初始水分值；

④计算机(5)将该初始水分值与预设水分值进行比较，计算出加水量，并根据水流量计(8)的仪表常数计算出加水量的总脉冲数；

⑤计算机(5)发出加水指令，打开电磁阀(6)，水源(7)的水即通过电磁阀6、水流量计8、管路9对混砂机1内的型砂加水，直到脉冲数减到0为止，计算机5发出信号，使电磁阀6关闭；

⑥碾轮2碾拌型砂的同时，水分传感器3随时感测型砂水分，当一稳定的水分值显示后，而且该水分值小于水分预设值时，则继续上述步骤④和⑤，对型砂加水并继续碾拌；

⑦如此循环，直到计算机5显示的水分值近似预设水分值(允许误差范围内)为止。

本发明型砂混砂过程水分在线测控装置，经试用表明：

1、该装置可用于型砂混砂过程在线测控，其测试范围广，测试精度高，满足在线测控快速测试的要求；

2、水分控制的误差为±0.2％，可以满足工厂对型砂水分±0.3％的控制要求。

Claims (4)

1、一种型砂混砂过程水分在线测控装置，其特征在于该装置包括：

①一插入混砂机(1)内型砂中设置与一混砂机底盘处于相对运动的水分传感器(3)；

②一水源(7)的管路(9)上装设有电磁阀(6)和水流量计(8)；

③一计算机(5)，该计算机接收所说水分传感器(3)检测到型砂混砂过程的水分信息，与预先设定的型砂水分含量相比较并计算出所需添加的水量，该计算机(5)通过连线控制该电磁阀(6)和流量计(8)，对混砂机(1)内加入适量的水。

2、根据权利要求1所述的型砂混砂过程水分在线测控装置，其特征在于所说水分传感器(3)是利用一外支架被固定安装在混砂机内并深入型砂中。

3、根据权利要求1所述的型砂混砂过程水分在线测控装置，其特征在于所说水分传感器(3)是固设在混砂机(1)的碾轮(2)的轮轴(21)上的，所说碾轮(2)通过轮轴(21)与混砂机(1)的主轴(11)驱接，当碾轮(2)被驱动在混砂机(1)中滚动搅拌型砂时，水分传感器(3)与混砂机底盘处于相对运动状态中；所说主轴(11)上端的轴心孔螺设一中心螺杆(22)，该中心螺杆(22)的顶端螺设一旋转接头(4)。

4、根据权利要求1所述的型砂混砂过程水分在线测控装置的使

①在混砂机(1)中装入型砂，启动本发明装置工作，在混砂机(1)中的型砂被搅拌；

②通过计算机(5)设置型砂预设水分值；

③从水分传感器(3)传出来的反映水分值的电压输入计算机(5)计算并显示出水分值，即初始水分值；

④计算机(5)将初始水分值与预设水分值进行比较，计算出加水量，并根据流量计(8)的仪表常数计算出加水量的总脉冲数；

⑤计算机(5)发出加水指令，打开电磁阀(6)，水源(7)的水即通过电磁阀(6)、流量计(8)、管路(9)对混砂机(1)内的型砂加水，直到脉冲数减到0为止，计算机(5)发出信号，使电磁阀(6)关闭；

⑥在搅拌型砂的同时，水分传感器(3)随时感测型砂水分，当一稳定的水分值显示后，而且该水分值小于水分预设值时，则继续上述步骤④和⑤，对型砂加水并继续搅拌；

⑦如此循环，直至计算机(5)显示的水分值近似预设水分值(允许误差范围内)为止。

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