CN208333088U - 用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，包括铝液保温炉，还包括晶闸管控制器、加热模块、温度控制模块、手自动调压模块、手自动控制模块，所述铝液保温炉、加热模块、温度控制模块、手自动调压模块均与所述晶闸管控制器连接，所述手自动控制模块分别与温度控制模块、手自动调压模块连接，所述铝液保温炉内设有与所述温度控制模块连接的温度检测组件。本实用新型能稳定控制铝液保温炉内温度、热能利用率高、温差变化小、安全实用、高效可靠。

Description

用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统

技术领域

本实用新型涉及铸造技术领域，更具体地说，它涉及一种用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统。

背景技术

铝液保温炉是铝合金工业中最重要的设备，铝合金浇注温度一般在720-740度，为保证铝液均匀受热且达到生产技术要求的温度，电热管要不停加热以保持铝合金始终处于熔融状态。铝液保温炉的缺点是：温度控制不稳定，温差变化大。因为温度因素对浇注铸件质量影响较大，超温浇注易产生气泡、气孔、缩孔等问题，低温浇注易形成网状枝晶、阻挡金属液体流动、浇注不足、缺边少肉等问题，过高温度或过低温度浇注型腔砂芯，都会对铸件造成很多的质量问题，严重时直接报废。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种能稳定控制铝液保温炉内温度、热能利用率高、温差变化小、安全实用、高效可靠的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统。

本实用新型技术方案是这样的：一种用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，包括铝液保温炉，还包括晶闸管控制器、加热模块、温度控制模块、手自动调压模块、手自动控制模块，所述铝液保温炉、加热模块、温度控制模块、手自动调压模块均与所述晶闸管控制器连接，所述手自动控制模块分别与温度控制模块、手自动调压模块连接，所述铝液保温炉内设有与所述温度控制模块连接的温度检测组件。

作为进一步地改进，所述温度检测组件包括插入铝液里的铝液热电偶、位于铝液上方的气氛热电偶，所述温度控制模块包括与铝液热电偶连接的铝液温控仪、与气氛热电偶连接的气氛温控仪。

进一步地，所述控制系统还包括操作面板，所述操作面板上设有分别与手自动控制模块连接的电源灯、手动指示灯、自动指示灯、铝液加热灯、气氛加热灯、超温指示灯、蜂鸣器、钥匙开关、停止按钮、上电按钮、手动自动切换按钮、铝液气氛切换按钮。

进一步地，所述的手自动控制模块包括直流电源、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器，其中，第一继电器的常开触点、上电按钮并联后与停止按钮、钥匙开关串联组成第一支路，手动自动切换按钮的手动触点、第五继电器的常闭触点、第三继电器的常闭触点、第二继电器的线圈串联组成第二支路，手动自动切换按钮的自动触点、第五继电器的常闭触点、第二继电器的常闭触点、第三继电器的线圈串联组成第三支路，铝液气氛切换按钮的铝液触点、第五继电器的常闭触点、第四继电器的线圈串联组成第四支路，铝液气氛切换按钮的气氛触点、第四继电器的常闭触点、第五继电器的常闭触点、气氛加热灯串联组成第五支路，铝液温控仪的触点开关、气氛温控仪的触点开关并联后与第五继电器的线圈串联组成第六支路，第一继电器的线圈、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路组成第七支路，第七支路与第一支路串联后与直流电源的两端连接。

进一步地，所述电源灯与第一继电器的线圈并联，第二继电器的常开触点、手动指示灯串联后与第一继电器的线圈并联，第三继电器的常开触点、自动指示灯串联后与第一继电器的线圈并联，铝液加热灯与第四继电器的线圈并联，超温指示灯、蜂鸣器、第五继电器的线圈并联。

进一步地，所述铝液温控仪的信号输出端依次通过第四继电器的常开触点、第三继电器的常开触点与晶闸管控制器连接，铝液温控仪的信号输入端与铝液热电偶连接，气氛温控仪的信号输出端依次通过第四继电器的常闭触点、第三继电器的常开触点与晶闸管控制器连接，气氛温控仪的信号输入端与气氛热电偶连接。

进一步地，所述手自动调压模块包括手动电位器和自动电位器，晶闸管控制器的M端通过手动电位器的电阻体与晶闸管控制器的R1端连接，晶闸管控制器的M端依次通过手动电位器的电阻体、自动电位器的电阻体与晶闸管控制器的R3端连接，手动电位器的输出端通过第二继电器的常开触点与晶闸管控制器的R2端连接，自动电位器的输出端通过第二继电器的常闭触点与晶闸管控制器的R2端连接。

进一步地，所述加热模块包括三相电源、空气开关、交流接触器、熔断器组件以及安装在铝液保温炉上的加热元件，晶闸管控制器的输入端依次通过熔断器组件、交流接触器、空气开关与三相电源连接，晶闸管控制器的输出端与加热元件连接。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：

1、通过铝液温控仪实时监测铝液温度并控制晶闸管控制器输出或通过气氛温控仪实时监测气氛温度并控制晶闸管控制器输出，能稳定控制铝液保温炉内温度、热能利用率高、温差变化小、安全实用、高效可靠；

2、报警电路可以实时显示当前工作状态，当铝液超温时，可以迅速切断控制回路，起保护设备作用，使用安全性高；

3、可以手动控制或自动控制铝液保温炉内的温度，操作方便，可靠性高；

4、利用手动电位器或自动电位器可以根据实际工况灵活调整晶闸管控制器输出的大小，生产率高、适用性强；

5、设置空气开关、交流接触器、熔断器组件可以有效提高加热回路的稳定性，使用安全可靠；

6、操作面板上的指示灯可以实时显示当前工作状态，方便工人操作。

附图说明

图1为本实用新型中铝液保温炉的示意图；

图2为实用新型的的方框图；

图3为本实用新型中操作面板的示意图；

图4为本实用新型中加热模块的电路图；

图5为本实用新型中温度控制模块的电路图；

图6为本实用新型中手自动调压模块的电路图；

图7为本实用新型中手自动控制模块的电路图。

其中：1-铝液保温炉、2-加热模块、3-温度控制模块、4-手自动调压模块、5-手自动控制模块、6-操作面板、7-第一支路、8-第二支路、9-第三支路、10-第四支路、11-第五支路、12-第六支路、13-加热元件、14-坩埚炉体、15-隔热砖、16-炉衬、17-炉口、18-铝液出口、19-炉肩、20-炉盖、21-熔融铝液、KP-晶闸管控制器、ST1-铝液热电偶、ST2-气氛热电偶、PV1-铝液温控仪、PV2-气氛温控仪、PV1-1-铝液温控仪触点开关、PV2-2-气氛温控仪触点开关、HL1-电源灯、HL2-手动指示灯、HL3-自动指示灯、HL4-铝液加热灯、HL5气氛加热灯、HL6-超温指示灯、HA1-蜂鸣器、SB1-钥匙开关、SB2-停止按钮、SB3-上电按钮、SB4手动自动切换按钮、SB5-铝液气氛切换按钮、DC-直流电源、KA0-第一继电器、KA1-第二继电器、KA2-第三继电器、KA3-第四继电器、KA4-第五继电器、AC-三相电源、QS1-空气开关、KM1-交流接触器、BP1-手动电位器、BP2-自动电位器。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图1-7，一种用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，包括铝液保温炉1，还包括晶闸管控制器KP、加热模块2、温度控制模块3、手自动调压模块4、手自动控制模块5，铝液保温炉1、加热模块2、温度控制模块3、手自动调压模块4均与晶闸管控制器KP连接，手自动控制模块5分别与温度控制模块3、手自动调压模块4连接，铝液保温炉1内设有与温度控制模块3连接的温度检测组件，温度检测组件包括插入铝液里的铝液热电偶ST1、位于铝液上方的气氛热电偶ST2，温度控制模块3包括与铝液热电偶ST1连接的铝液温控仪PV1、与气氛热电偶ST2连接的气氛温控仪PV2，通过铝液温控仪PV1实时监测铝液温度并控制晶闸管控制器KP输出或通过气氛温控仪PV2实时监测气氛温度并控制晶闸管控制器KP输出，能稳定控制铝液保温炉1内温度、热能利用率高、温差变化小、安全实用、高效可靠。

本控制系统还包括操作面板6，操作面板6上设有分别与手自动控制模块5连接的电源灯HL1、手动指示灯HL2、自动指示灯HL3、铝液加热灯HL4、气氛加热灯HL5、超温指示灯HL6、蜂鸣器HA1、钥匙开关SB1、停止按钮SB2、上电按钮SB3、手动自动切换按钮SB4、铝液气氛切换按钮SB5，各指示灯可以实时显示当前工作状态，方便工人操作；手自动控制模块5包括直流电源DC、第一继电器KA0、第二继电器KA1、第三继电器KA2、第四继电器KA3、第五继电器KA4，其中，第一继电器KA0的常开触点、上电按钮SB3并联后与停止按钮SB2、钥匙开关SB1串联组成第一支路7，手动自动切换按钮SB4的手动触点、第五继电器KA4的常闭触点、第三继电器KA2的常闭触点、第二继电器KA1的线圈串联组成第二支路8，手动自动切换按钮SB4的自动触点、第五继电器KA4的常闭触点、第二继电器KA1的常闭触点、第三继电器KA2的线圈串联组成第三支路9，铝液气氛切换按钮SB5的铝液触点、第五继电器KA4的常闭触点、第四继电器KA3的线圈串联组成第四支路10，铝液气氛切换按钮SB5的气氛触点、第四继电器KA3的常闭触点、第五继电器KA4的常闭触点、气氛加热灯HL5串联组成第五支路11，铝液温控仪PV1的触点开关PV1-1、气氛温控仪PV2的触点开关PV2-2并联后与第五继电器KA4的线圈串联组成第六支路12，第一继电器KA0的线圈、第二支路8、第三支路9、第四支路10、第五支路11、第六支路12组成第七支路，第七支路与第一支路7串联后与直流电源DC的两端连接；电源灯HL1与第一继电器KA0的线圈并联，第二继电器KA1的常开触点、手动指示灯HL2串联后与第一继电器KA0的线圈并联，第三继电器KA2的常开触点、自动指示灯HL3串联后与第一继电器KA0的线圈并联，铝液加热灯HL4与第四继电器KA3的线圈并联，超温指示灯HL6、蜂鸣器HA1、第五继电器KA4的线圈并联；第六支路12为报警电路，可以实时显示当前工作状态，当铝液超温时，可以迅速切断控制回路，起保护设备作用，使用安全性高，可以根据实际情况进行手动控制或自动控制铝液保温炉1内的温度，操作方便，可靠性高。

铝液温控仪PV1的信号输出端依次通过第四继电器KA3的常开触点、第三继电器KA2的常开触点与晶闸管控制器KP连接，具体是：铝液温控仪PV1的OUT+端依次通过第四继电器KA3的常开触点、第三继电器KA2的常开触点与晶闸管控制器KP的C1端连接，铝液温控仪PV1的OUT-端依次通过第四继电器KA3的常开触点、第三继电器KA2的常开触点与晶闸管控制器KP的C2端连接，铝液温控仪PV1的信号输入端与铝液热电偶ST1连接；气氛温控仪PV2的信号输出端依次通过第四继电器KA3的常闭触点、第三继电器KA2的常开触点与晶闸管控制器KP连接，具体是：气氛温控仪PV2的OUT+端依次通过第四继电器KA3的常闭触点、第三继电器KA2的常开触点与晶闸管控制器KP的C1端连接，气氛温控仪PV2的OUT-端依次通过第四继电器KA3的常闭触点、第三继电器KA2的常开触点与晶闸管控制器KP的C2端连接，气氛温控仪PV2的信号输入端与气氛热电偶ST2连接；实际使用时，首先设置好铝液温控仪PV1和气氛温控仪PV2面板的工艺温度值，铝液热电偶ST1实时检测铝液温度并反馈给铝液温控仪PV1，气氛热电偶ST2实时检测气氛温度并反馈给气氛温控仪PV2，铝液温控仪PV1和气氛温控仪PV2根据实际温度值与工艺温度值输出控制电压，晶闸管控制器KP根据C1、C2端输入电压值大小，自动关断或接通输出端以控制铝液保温炉1内的温度。

手自动调压模块4包括手动电位器BP1和自动电位器BP2，手动电位器BP1可以从操作面板6上调节，晶闸管控制器KP的M端通过手动电位器BP1的电阻体与晶闸管控制器KP的R1端连接，晶闸管控制器KP的M端依次通过手动电位器BP1的电阻体、自动电位器BP2的电阻体与晶闸管控制器KP的R3端连接，手动电位器BP1的输出端通过第二继电器KA1的常开触点与晶闸管控制器KP的R2端连接，自动电位器BP2的输出端通过第二继电器KA1的常闭触点与晶闸管控制器KP的R2端连接；当选择手动模式时，可以通过调节手动电位器BP1的阻值来调整晶闸管控制器KP输出大小；当选择自动模式时，可以通过预先调节好自动电位器BP2的阻值，同样可以调整晶闸管控制器KP输出大小，利用手动电位器BP1或自动电位器BP2可以根据实际工况灵活调整晶闸管控制器KP输出的大小，生产率高、适用性强。

加热模块2包括三相电源AC、空气开关QS1、交流接触器KM1、熔断器组件以及安装在铝液保温炉1上的加热元件13，晶闸管控制器KP的输入端依次通过熔断器组件、交流接触器KM1、空气开关QS1与三相电源AC连接，可以有效提高加热回路的稳定性，使用安全可靠，晶闸管控制器KP的输出端与加热元件13连接，加热元件13的发热管R1、发热管R2、发热管R3采用星型接法，用电性能好，保证电网三相平衡，铝液温控仪PV1和气氛温控仪PV2的温控方式采用电控PID+SSD，可以自动控温，晶闸管控制器KP的功率无级可调，可延长加热元件13的寿命，作为优选，铝液温控仪PV1和气氛温控仪PV2采用日本SR系列控制器。

在本实施例中，铝液保温炉1包括坩埚炉体14和炉盖20，坩埚炉体14采用维苏威石墨坩埚，呈圆形状，坩埚炉体14底部采用隔热砖15支撑，坩埚炉体14外围设有炉衬16，炉衬16的制做材料采用陶瓷纤维板+轻质高铝砖+纤维碳，坩埚炉体14的炉口17边缘设有铝液出口18，铝液出口18上方设有炉肩19，炉肩19用隔热泥封住，加热元件13采用OCr21Al6Nb电阻带，安装在坩埚炉体14与炉衬16之间，受热均匀，铝液热电偶ST1和气氛热电偶ST2从炉盖20外侧插入到坩埚炉体14内，其中，铝液热电偶ST1插入炉中熔融铝液21内，气氛热电偶ST2不能接触到熔融铝液21；炉盖20用来盖着炉口17，防止铝液外溅，可打开或关闭，但不能压到坩埚炉体14。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，包括铝液保温炉(1)，其特征在于：还包括晶闸管控制器(KP)、加热模块(2)、温度控制模块(3)、手自动调压模块(4)、手自动控制模块(5)，所述铝液保温炉(1)、加热模块(2)、温度控制模块(3)、手自动调压模块(4)均与所述晶闸管控制器(KP)连接，所述手自动控制模块(5)分别与温度控制模块(3)、手自动调压模块(4)连接，所述铝液保温炉(1)内设有与所述温度控制模块(3)连接的温度检测组件。

2.根据权利要求1所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述温度检测组件包括插入铝液里的铝液热电偶(ST1)、位于铝液上方的气氛热电偶(ST2)，所述温度控制模块(3)包括与铝液热电偶(ST1)连接的铝液温控仪(PV1)、与气氛热电偶(ST2)连接的气氛温控仪(PV2)。

3.根据权利要求1或2所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括操作面板(6)，所述操作面板(6)上设有分别与手自动控制模块(5)连接的电源灯(HL1)、手动指示灯(HL2)、自动指示灯(HL3)、铝液加热灯(HL4)、气氛加热灯(HL5)、超温指示灯(HL6)、蜂鸣器(HA1)、钥匙开关(SB1)、停止按钮(SB2)、上电按钮(SB3)、手动自动切换按钮(SB4)、铝液气氛切换按钮(SB5)。

4.根据权利要求3所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述的手自动控制模块(5)包括直流电源(DC)、第一继电器(KA0)、第二继电器(KA1)、第三继电器(KA2)、第四继电器(KA3)、第五继电器(KA4)，其中，第一继电器(KA0)的常开触点、上电按钮(SB3)并联后与停止按钮(SB2)、钥匙开关(SB1)串联组成第一支路(7)，手动自动切换按钮(SB4)的手动触点、第五继电器(KA4)的常闭触点、第三继电器(KA2)的常闭触点、第二继电器(KA1)的线圈串联组成第二支路(8)，手动自动切换按钮(SB4)的自动触点、第五继电器(KA4)的常闭触点、第二继电器(KA1)的常闭触点、第三继电器(KA2)的线圈串联组成第三支路(9)，铝液气氛切换按钮(SB5)的铝液触点、第五继电器(KA4)的常闭触点、第四继电器(KA3)的线圈串联组成第四支路(10)，铝液气氛切换按钮(SB5)的气氛触点、第四继电器(KA3)的常闭触点、第五继电器(KA4)的常闭触点、气氛加热灯(HL5)串联组成第五支路(11)，铝液温控仪(PV1)的触点开关(PV1-1)、气氛温控仪(PV2)的触点开关(PV2-2)并联后与第五继电器(KA4)的线圈串联组成第六支路(12)，第一继电器(KA0)的线圈、第二支路(8)、第三支路(9)、第四支路(10)、第五支路(11)、第六支路(12)组成第七支路，第七支路与第一支路(7)串联后与直流电源(DC)的两端连接。

5.根据权利要求4所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述电源灯(HL1)与第一继电器(KA0)的线圈并联，第二继电器(KA1)的常开触点、手动指示灯(HL2)串联后与第一继电器(KA0)的线圈并联，第三继电器(KA2)的常开触点、自动指示灯(HL3)串联后与第一继电器(KA0)的线圈并联，铝液加热灯(HL4)与第四继电器(KA3)的线圈并联，超温指示灯(HL6)、蜂鸣器(HA1)、第五继电器(KA4)的线圈并联。

6.根据权利要求4所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述铝液温控仪(PV1)的信号输出端依次通过第四继电器(KA3)的常开触点、第三继电器(KA2)的常开触点与晶闸管控制器(KP)连接，铝液温控仪(PV1)的信号输入端与铝液热电偶(ST1)连接，气氛温控仪(PV2)的信号输出端依次通过第四继电器(KA3)的常闭触点、第三继电器(KA2)的常开触点与晶闸管控制器(KP)连接，气氛温控仪(PV2)的信号输入端与气氛热电偶(ST2)连接。

7.根据权利要求4所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述手自动调压模块(4)包括手动电位器(BP1)和自动电位器(BP2)，晶闸管控制器(KP)的M端通过手动电位器(BP1)的电阻体与晶闸管控制器(KP)的R1端连接，晶闸管控制器(KP)的M端依次通过手动电位器(BP1)的电阻体、自动电位器(BP2)的电阻体与晶闸管控制器(KP)的R3端连接，手动电位器(BP1)的输出端通过第二继电器(KA1)的常开触点与晶闸管控制器(KP)的R2端连接，自动电位器(BP2)的输出端通过第二继电器(KA1)的常闭触点与晶闸管控制器(KP)的R2端连接。

8.根据权利要求1所述的用于降低炉内金属液体温差波动的控制系统，其特征在于：所述加热模块(2)包括三相电源(AC)、空气开关(QS1)、交流接触器(KM1)、熔断器组件以及安装在铝液保温炉(1)上的加热元件(13)，晶闸管控制器(KP)的输入端依次通过熔断器组件、交流接触器(KM1)、空气开关(QS1)与三相电源(AC)连接，晶闸管控制器(KP)的输出端与加热元件(13)连接。