SU797562A3 - Устройство дл дозировани расплав-лЕННОгО МЕТАллА - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройству для Дозирования расплавленного металла, подаваемого в инжекционный цилиндр или в распределительную камеру для разливки при помощи электромагнитного насоса. g

Известно устройство для дозирования жидкого металла из какой-либо емкости черед закрытый желоб выдачи металла, в котором имеется электроконтактный стержень, служащий для ' стабилизации ^: уровня металла в рабочем прос- |θ транстве и повышения точности дозировки. Отмеренная доза по обогреваемому трубчатому каналу подается в камеру прессования (1].

Недостатком данного устройства является . то, что стержень, соприкасаясь с расплавленным металлом, обгорает и точность, регулировки высоты жидкого металла по отношению к насосу нарушается.

Цель изобретения - получение постоянной высоты нагнетания по отношению к насосу, 20 независимо от уровня металла в резервуаре.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно {вводится генератор нарастающих напряжений, электромагнитный дат2 чик уровня инжекционной камеры, второй электромагнитный датчик уровня на уровне входа инжекционной камеры, причем выход датчика соединен с блоком задержки, выход которого соединен с первым входом пускового устройства, а второй вход пускового устройства соединен с генератором остановки нарастания напряжения, выход же пускового устройства соединен со входом магнитного насоса, выход другого датчика соединен со входом устройства останова, а выход устройства останова соединен с генератором напряжения.

Кроме того, управляющий трубопровод оканчивается в своей верхней части камерой, снабженной предохранительным трубопроводом, выходящим в резервуар. Этот предохранительный трубопровод установлен выше верхнего датчика присутствия и служит в качестве системы безопасности. Работой литейного оборудования управляют электрические сигналы, и установка может быть автоматизирована.

На фиг. 1 изображена схема зависимости высоты нагнетания электромагнитного насоса для различных значений напряжения, приклады3 ваемого к насосу,с точки зрения производительности насоса; на фиг. 2 — схема устройства для дозировки расплавленного· металла, подаваемого в инжекционный цилиндр; на фиг. 3 график для нарастающего напряжения, получа- ₅ емого при помощи генератора ступенчатого напряжения;' на фиг. 4 — график временного изменения напряжений в устройстве для дозировки расплавленного металла, подаваемого в горизонтальный инжекционный цилиндр или в распределительную камеру.

Возьмем ,точку m на графике (фиг. 1), которая соответствует высоте нагнетания h в восходящем трубопроводе и производительности q электромагнитного насоса.

Если поддерживать .прикладываемое напряжение постоянным, то точка m будет описывать кривую U = const_} высота нагнетания h в трубопроводе будет увеличиваться и стремиться к максимальной величине ho, тогда как ’ - ·*- 20 производительность будет непрерывно падать до нуля. Можно,, начиная от точки h₀ медленно повышать напряжение U, прикладываемое' к насосу, на величину ΔΙΙ, и довести высоту нагнетания в восходящем трудопроводе до ве- ₂₅ личины Н_о, лежащей на кривой U₀=U+AU=const, при которой производительность приблизительно равна, нулю.

Точку Н_о можно также получить следующим' образом. Начиная от точки т, соответствующей производительности q и высоте нагнетания h ³⁰ и находящейся на кривой U=const, можно приложить к насосу скачок напряжения Δ U. Изображающая точка перейдет в точку гт/на кривой U=const. Поддерживая теперь напряжение постоянным, доводят производительность до 35 нуля, при этом высота нагнетания стремится увеличиться до значения Ηθ.

Можно также приложить к насосу скачок напряжения Δυ при постоянной производительности, равной q, при этом изображающая точка 40 перейдет в точку m а из нее, если напряжение поддерживается равным Ц), она также будет стремиться к Но . Таким образом, какими бы ни были величины q, h и напряжение U, прикладываемое к электромагнитному на- 45 сосу, всегда можно достигнуть высоты нагнетания Н_о , зафиксированной по отношению к насосу, в точке ^нулевой производительности, лежащей на кривой U_o =const, изменяя приложенное к насосу напряжение на Δϋ при уело- 50 вии, что величина Ηθ меньше или не превышает максимальную высоту нагнетания насоса. В стабилизирующей ванне уровень расплавленного металла относительно положения насоса непрерывно изменяется, поскольку насос неподвижен. 55 Таким образом, прикладывая к нему напряжение U, получают высоту нагнетания h, которая меняется одновременно ς уровнем расплавленного металла в стабилизирующей ванне;

Стабилизирующая ванна 1 плавильной печи (фиг. 2) может быть заменена томильной ванной или металлоприемником. Электромагнитный насос 2 частично погружен в расплавленный металл 3. Этот электромагнитный насос неподвижен относительно бассейна, из которого он забирает металл. Выходной трубопровод 4 насоса разделен на восходящий трубопровод 5 питания инжекционного цилиндра 6 и на управляющий трубопровод 7, изображенный на рисунке вертикальным, но могущий быть наклонным, если этого требуют условия и схема установки. Управляющий трубопровод 7 выполнен съемным и содержит нижний электромагнитный датчик 8 уровня и верхний электромагнитный датчик 9 уровня. Трубопровод 7 продолжен вверх до уровня, несколько меньшего максимальной высоты нагнеташ<я насоса при нулевой производительности, для образования предохранительной камеры 10 с футеровкой 11, снабженной предохранительным трубопроводом 12 с футеровкой 13, идущим к ванне 1 и выходящим под уровень 14 расплавленного металла 3. Нижний датчик 8 уровня содержит замкнутую магнитную цепь 15, одно плечо 16 которой проходит через управляющий трубопровод 7 в оболочке из огнеупорного материала 17, а другое плечо 18 охвамено обмоткой

19. Обмотка 19 записывается переменным током и связана через элемент задержки 20 со схемо’й 21 запуска генератора 22 ступенчатого напряжения со схемой останова 23. Насос, запитывается от генератора нарастающего надряжения. Это напряжение будет прибавляться к уже приложенному напряжению Up. Генератор_t используемый в данном случае, представляет собой генератор 22 ступенчатого напряжения. Верхний датчик 9 уровня также содержит замкнутую магнитную цепь 24, плечо 25 которой проходит через управляющий трубопровод 7 в оболочке из огнеупорного материала 26. Плечо 27 охвачено обмоткой 28, запитываемой переменным током и связанной, кроме того, со схемой 23 останова · генератора 22 ступенчатого напряжения. Поршень 29 находится в инжекционном цилиндре 6 и перекрывает входное отверстие 30. Для обеспечения постоянной температуры металла управляющий трубопровод и питающий канал нагреваются сопротивлением 31.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что управляющий трубопровод 7 заполнен до уровня Нд(фиг. 3), неподвижного относительно насоса. Производительность равна нулю, точка Ηθ находится на оси ОН и соответствует напряжению U_Q. Поршень 29 инжекционного цилиндра 6 находится в нижнем положении (фиг. 2). Для заполнения инжекционного цилиндра необходимо довести уро5 вень металла до высоты Н^„ Генератор 22 напряжения запускается, например, нижним датчиком 8 уровня. Он выдает серию скачков напряжения Δ U, приводящих изображающую точку на графике в точку М (фиг. .3), находящуюся на кривой U-t =const. В тот момент, когда верхний датчик уровня выдает сигнал останова, генератор 22 напряжения перестает выдавать нарастающее напряжение, и это последнее останавливается на величине Ц,, в результате чего изображающая точка идет вдоль кривой const в точку Н₂, находящуюся чуть выше точки Щ. Уровень расплавленного металла стабилизуется у точки Н^. Таким образом, “инжектируют количество металла, высота которого определяется с высокой точностью разностью величин Н^, Н_о, поскольку обе эти величины фиксированы^, относительно насоса. Сигнал верхнего датчика можно использовать для приведения ϊ' в действие поршня 29 сразу же после достижения уровня Н^.

Выше приведена работа устройства в случае, когда напряжение, накладываемое на напряжение U_o, вырабатывается генератором ступенчатого напряжения U регулируемой амплитуды и частоты. В данном устройстве это напряжение может быть также получено с помощью вращающегося потенциометра, вращение которого прекращается по импульсу сигнала с верхнего ’ датчика 9 уровня.

График временного изменения напряжения, прикладываемого к насосу за цикл операций (фиг. 4), изменяется следующим образом.

В момент времени t=0, напряжение, прикладываемое к насосу, равно значению U, соответствующему уровню h, меняющемуся одновременно с положением уровня 14 расплавленного металла, находящегося в томильной ванне 1. В момент времени t^ устройство получает команду на предварительное заполнение. На напряжение U накладывается нарастающее напряжение, которое идет по горизонтальному и наклонному участкам. Датчик 8 уровня останавливает нарастание напряжения. Так как это нарастание было медленным, то в результате, когда напряжение U достигает величины U_o , уровень металла устанавливается на Н&.

В момент устройство получает команду на заполнение. Предположим, что заполнение происходит постепенно по второму наклонному участку. Когда металл достигает уровня Н^, нарастание напряжения прекращается датчиком 9 уровня. Если изображающая точка М (фиг.З) находится вблизи оси ОН, уровень заполнения становится очень близким к .Можно добавить небольшой регулируемый скачок напряжения Δυ для получения несколько более высокого уровня, предназначенного для дополнительной регулировки. Если теперь в момент t-χ вместо подачи нарастающего напряжения при797562 6 дожить сначала напряжение U, которое наложится на напряжение U0, то увеличится производительность, изображающая точка будет двигаться по вертикальной пунктирной линии (фиг.4) 5 и заполнение будет происходить быстрее. Однако заканчивать заполнение необходимо по наклонному пунктирному участку, в целях сохранения точной дозировки. В тот момент, когда уровень расплавленного металла достигает велико чины Н_и,напряжение стабилизируется, но уровень металла продолжает повышаться до величины Η,ρ поскольку изображающая точка продолжает двигаться по кривой Н (0) при постоянном напряжении Ц,.

(5 В момент t^, когда поршень 31 смещается . вперед и перекрывает отверстие 30' заполнения инжекционного цилиндра, напряжение на насосе возвращается к величине U. Затем поршень выталкивает расплавленный металл, находящий2Q ся в инжекционном цилиндре, в форму (не показана).

Данное устройство может быть использовано для дозировки содержимого инжекционного циливдра для литья под давлением. Такое же 25 устройство может в аналогичных условиях питать камеру, используемую для литья под низким давлением через множество распределительных ” отверстий.

Claims (2)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИГОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ваемого к насосу,с точки зрени  производительности насоса; на фиг. 2 - схема устройства, дл  дозировки расплавленногсГ металла, подаваемого в инжекционный цилиндр; на фиг. 3 график дл  нарастающего напр жени , получаемого при помощи генератора ступенчатого напр жени ; на фиг. 4 - график временного изменени  напр жений в устройстве дл  дозировки расплавленного металла, подаваемого в горизонтальный инжекционный цилшцф или в распределительную камеру. Возьмем,точку m на графике (фиг. 1), котора  соответствует высоте нагнетани  h в восход щем трубопроводе и производтельности q электромагнитного насоса. Если поддерживать прикладываемое напр жение посто нньГм, то точка m будет описывать кривую и constJ высота нагнетани  h в трубопроводе будет увеличиватьс  и стремитьс  к максимальной величине hjQ, тогда как производительность будет непрерывно падать до нул . Можно,, начина  от точки hp медленно повышать напр жение U, прикладь1ваёмое к насосу, на величину Ди, и довести высоту нагнетани  в восход щем трудопроводе до величины Hjj, лежащей на кривой при кбторой производительность приблизительно равна, нулю. Точку HQ можно также получить следз ющи образом. Начина  от точки т, соответствующей производительности q и высоте нагнетани  h и наход щейс  на кривой U const, можно приложить к насосу скачок напр жени  Л U. Изоб ражающа  точка перейдет в точку тна криво U const. Поддержива  теперь напр жение посто нным, довод т производительность до «уп , при зтом высота нагнетани  стремитс  увеличитьс  до значени  HQ. Можно также приложить к насосу скачок напр жени  AU при посто нной производител ности, равной q, при этом изображающа  точк перейдет в точку m а из неё, если напр жеЕше поддерживаетс  равным Ц, она также будет стремитьс  к HO . Таким образом, какими бы ни были величины q, h и напр жени и, прикладываемое к электромагнитному насосу , всегда можно достигнуть высоты нагнетани  HQ , зафиксированной по отнощёнию к насосу, в точке 1 нулевой производительности лежащей на кривой UQ const, измен   приложенное к насосу напр жение на AU при уелоВИИ , что величина Н меньще или не превышает максимальную высоту нагнеташс  насоса. В ста билизирующей ванне уровень расплавленного металла относительно положени  насоса непрерывно измен етс , поскольку насос неподвиже Таким образом, прикладыва  к нему напр жение и, получают высоту нагнетани  h, котора  мен етс  одновременно Q уровнем расплавленного металла в стабилизирующей ванне; Стабилизирующа  ванна 1 плавильной печи (фиг. 2) может быть заменена томильной ванной или металлоприемником. Электромагнитный насос 2 частично погружен в расплавленный металл 3. Этот электромагнитный насос неподвижен относительно бассейна, из кото-рого он забирает металл. Выходной трубопровод 4 насоса разделен на восход щий трубопровод 5 питани  инжекционного цилиндра 6 и на управл ющий трубопровод 7, изображенный на рисунке вертикальным, но могущий быть наклонным, если этого требуют услови  и схема установки. Управл ющий трубопровод 7 выполнен съемным и содержит нижний электромагнитный датчик 8 уровн  н верхнийэлектромагнитный датчик 9 уровн . Трубопровод 7 продолжен вверх до уровн , несколько меньщего максимальной высоты нагнетшш  насоса при нулевой производительности, дл  образовани  предохранительной камеры 10 с футеровкой 11, снабженной предохранительным трубопроводом 12 с футеровкой 13, идущим к ванне 1 ивыход щим под уровень 14 расплавленного металла 3. Нижний датчик 8 уровн  содержит замкнутую магнитную цепь 15, одно плечо 16 которой проходит через управл ющий трубопровод 7 в оболочке из огнеупорного материала 17, а плечо 18 охва.чено обмоткой 19. Обмотка 19 записываетс  переменным током и св зана через элемент задержки 20 со схемой 21 запуска генератора 22 ступенчатого напр жени  со схемой останова 23. Насос запитываетс  от генератора нарастающего надр жени . Это напр жение будет прибавл тьс  к уже приложенному напр жению UQ. Генератор испотзуемый в данном случае, представл ет собой генератор 22 ступенчатого напр жени . Верхний датчик 9 уровн  также содержит замкнутую магнитную цепь 24, плечо 25 которой проходит через управл ющий трубопровод 7 в оболочке из огнеупорного материала 26. Плечо 27 охвачено обмоткой 28, запитываемой переменным током н св занной, кроме того, со схемой 23 останова генератора 22 CTjoieHчатого напр жени . Порщень 29 находитс  в инжекцнонном цилиндре 6 и перекрывает входное отверстие 30. Дл  обеспечени  посто нной температуры металла управл ющий трубопровод и питающий канал нагреваютс  сопротивлением 31. Устройство работает следующим образом. Предположим, что управл ющий трубопровод 7 заполнен до уровн  Н-(фиг. 3), неподвижного относительно насоса. Производительность равна нулю, точка HQ находитс  на оси ОН и соответствует напр жению Ug. Порщень 29 инжекционного цилиндра 6 находитс  в нижнем положении (фиг. 2). Дл  заполнени  инжекционного цилиндра необходимо довести уровень металла до высоты Н, Генератор 22 напр жени  запускаетс , например, нижним да чиком 8 уровн . Он выдает серию скачков напр жени  Д U, привод щих изображающую точку на графике в точку М (фиг. ,3), наход  щуюс  на кривой Ujt consto В тот момент, кот да верхний датчик уровн  выдает сигнал останова , генератор 22 напр жени  перестает выда вать нарастающее напр жение, и это последнее останавливаетс  на величине U, в результате чего изображающа  точка идет вдоль кри вой Ux, const в точку Hj, наход щуюс  чуть выще точки Е,, Уровень расплавленного метал ла стабилизуетс  . у точки Н. Таким образо -инжектируют количество металла, высота которого определ етс  с высокой точностью раз ностью величин Н, HQ, поскольку обе эти величинь фиксированы относительно насоса. Сигнал верхнего датчика можно использовать дл  приведени  Г в действие порщн  29 сразу же после достижени  уровн  Н, Выще приведена работа устройства в случае , когда напр жение, накладываемое на напр жение U, вырабатываетс  генератором ступенчатого напр жени  U регулируемой амплитуды и частоты. В данном устройстве это напр жение может быть также получено с помощью вращающегос  потенциометра, вращение которого прекращаетс  по импульсу сигнала с верхнего датчика 9 уровн . График временного изменени  напр жени , прикладываемого к насосу за цикл операп й (фиг. 4), измен етс  следующим образом. В момент времени , напр жение, прикладываемое к насосу, равно значению U, соответствующему уровню h, мен ющемус  одновременно с положением уровн  14 расплавленного металла, наход щегос  в томильной ванне 1. В момент времени t устройство получает команду на предварительное заполнейне. На напр же1ше U накладываетс  нарастающее напр жение, которое идет по горизонтальному и наклонному участкам. Датчик 8 уровн  останавливает нарастание напр жени . Так как это нарастание было медленным, то в результате , когда напр жение U достигает величины UQ , уровень металла устанавливаетс  на М. В момент t устройство получает команду на заполнение. Предположим, что заполнение происходит постепенно по второму наклошюму участку. Когда металл достигает уровн  Н нарастание напр жени  прекращаетс  датчиком 9 уровн . Если изображающа  точка М (фиг.З) находитс  вблизи оси ОН, уровень заполнени  становитс  очень близким к Н.Можно добавить небольщой регулируемый скачок напр жени  Ди дл  получени  несколько более высокого уровн , предназначенного дл  дополнительной регулировки. Если теперь в момент t вместо подачи нарастающего напр жени  11ри 5626 ложить сначала напр жение и, которое наложитс  на напр жеше , то увеличитс  производительность , изображающа  точка будет двигатьс  по вертикальной пунктирной линии (фиг.4) и заполнение будет происходить быстрое. Однако заканчивать заполнение необходимо по наклонному пунктирному участку, в цел х сохранени  точной дозировки. В тот момент, когда уровень расплавленного металла достигает величины Н,напр жение стабилизируетс , но уровень металла продолжает повыщатьс  до величины Нл, поскольку изображающа  точка продолжает двигатьс  по кривой Н (0) при посто нном напр жении U. В момент t, когда по рщень 31 смещаетс  . вперед и перекрывает отверстие 30 заполнени  инжекционного цилиндра, напр жение на насосе возвращаетс  к величине U. Затем поршень выталкивает расплавленный металл, наход щийс  в инжекционном цилиндре, в форму (не показана). Данное устройство может быть использовано дл  дозировки содержимого инжекционного цилиндра дл  лить  под давлением. Такое же устройство может в аналогичных услови х питать камеру, используемую дл  лить  под низким давлением через множество распределительных отверстий. Формула изобретени  1. Устройство дл  дозировани  расплавлен- . ного металла, содержащее неподвижный электромагнитный насос дл  нагнетани  металла в инжекционную камеру, отличающеес  тем, что, с целью получени  посто нной высоты нагнетани  по отнощению к насосу, независимо от уровн  металла в резервуаре, оно дополнительно содержит генератор нарастающих напр жений , электромагнитный датчик уровн  инжекционной камеры, второй электромагнитный датчик уровн  на уровне входа инжекционной камеры , причем выход датчика соединен с блоком задержки, выход которого соединен с первым входом пускового устройства, а второй вход пускового устройства соединен с генератором остановки нарастани  напр жени , выход же пускового устройства соединен со входом магнитного насоса, выход же другого датчика соединен i со входом устройства останова, а выход устройства останова соединен с генератором напр жени .
2. 2. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что управл ющий трубопровод оканчиваетс  в своей верхней части камерой, снабженной {федохранительным трубопроводом, выход щим в резервуар. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Пл цкий В. М. Бесковщова  запивка и авоматическа , дозировка в литейном производтве . М., Мащгиз, 1962, рис, 37, с.82 -83,

   /V О / f . f л // ///X/ /X// /// / х/Х/хУх/, / //; // /х хх XX// хХХ///// //,

   ХХХ/х ХхХу ХХХхХ/ХхХХХхХХХ-,

   Uf