[發明專利]一種澆鑄用熔體箱恒液位控制裝置

無效

• 申請號: 200810030848.3
• 申請日: 2008-03-18
• 公開（公告）號: CN101254533A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 嚴宏志;廖平;張華;顧俊
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22D39/02
• 分類號: B22D39/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明屬于機電一體化領域，涉及一種澆鑄用熔體箱恒液位控制裝置。

背景技術

目前金屬連續澆鑄機配套的澆鑄系統工作過程是：熔體泵從熔爐(或熔鍋)中連續不斷抽取金屬熔體到澆鑄系統的熔體箱中，澆鑄系統有規律的將熔體澆注到連續運行的模子中，由于沒有輸入的流量控制，抽到熔體箱的熔體總是要多于澆出的熔體，因此，需在熔體箱上部側面開孔、接上一根回流管，使多余的熔體回流到熔爐(或熔鍋)中，這種對輸入熔體流量無控制、采用熔體回流的方式存在如下缺陷：a、熔體回流導致金屬氧化加劇，往往對合金材料導致合金成分難達標、產品不合格等后果；b、熔體回流導致熱能損失；c、熔體泵驅動電機長期工作導致電能損失。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種澆鑄用熔體箱恒液位控制裝置，以克服現有技術中因熔體回流造成的熔體氧化、澆鑄成品質量低下的缺陷。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

一種澆鑄用熔體箱恒液位控制裝置，包括熔體箱、補液管、熔體泵電機，其特征在于：還包括一安裝于熔體箱上的液位檢測機構以及變頻控制器，所述的液位檢測機構連接所述的變頻控制器，所述的變頻控制器連接所述的熔體泵電機，所述的熔體泵電機通過所述補液管與所述熔體箱內部連通。

具體地，所述的液位檢測機構包括一浮球、浮球拉桿以及安裝于所述熔體箱上方的拉線式位移傳感器，所述浮球浮動于所述熔體箱的熔體液面，所述浮球拉桿通過一通孔穿過所述熔體箱上蓋與所述拉線式位移傳感器的拉線在同一垂直線上連接。所述的拉線式位移傳感器的輸出接控制器的輸入端。

其具體工作原理為：浮球隨熔體液面高低變化而上下運動、拉桿也與浮球一起上下運動(在熔體箱蓋板上有一導向孔結構，拉桿在導向孔中作上下運動)，拉桿的上端與一拉線式位移傳感器的連接，由此，液面的變化通過拉線式位移傳感器檢測，拉線式位移傳感器信號接入控制熔體泵驅動電機的變頻控制器，通過對變頻控制器參數的設置，控制熔體泵運行，保持熔體箱液位恒定。其中，拉桿與拉線式位移傳感器可直接相連，也可通過中間連接件相連；拉線式位置傳感器可以與拉桿在一個垂直線上連接。拉線式位置傳感器檢測到的液位數據(對應一個電壓信號)送入變頻控制器中，與變頻控制器預先設定的液位值對應的電壓值進行比較獲得一個差值，變頻控制器根據該差值以及根據一定的控制策略輸出具有一定頻率的電壓信號驅動熔體泵電機，從而泵入一定的熔體到熔體箱，實現液位的恒定。

所述的控制器可以為PID控制器、模糊控制器、神經網絡控制器或負反饋控制器，具體采用何種控制策略視控制的精度要求以及系統的復雜程度而定。

本發明涉及的熔體為鉛鈣合金以及其他所有含易氧化元素的合金，如含鈣合金、含鍶合金等。

本發明的有益效果如下：

1)克服熔體回流，澆鑄質量提高。由于本發明實現了熔體液位的恒定，從而可以避免目前澆注方式下回流造成的熔體氧化、合金成分不穩定的問題，保障了澆鑄成品的質量。

2)減少能源消耗。由于熔體回流得到了抑制，因此原有的回流熔體的熱能消耗就避免了，而且，熔體泵電機根據變頻器的輸出電壓而運轉，避免了不必要的空轉，從而更加節能降耗。

附圖說明

圖1是本發明熔體箱部分的結構圖。

圖2是本發明實施例對應的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，對于一個鉛鈣合金自動澆鑄系統，熔體箱1中設置一浮球機構，安裝在熔體箱蓋板上方的拉線式位移傳感器3(在此選用的拉線式位移傳感器額定位移行程為：40mm)的拉線與浮球拉桿4一端相連接，由此檢測浮球5上下位置的變化(即液位的變化)，拉線式位移傳感器3檢測到的位移信號傳到一帶PID調節的變頻控制器，即圖2中的PID變頻控制器，拉線式位移傳感器3信號為反饋信號(0~10V電壓信號，其實質反應了液位的變化)，恒液位位置確定后，在變頻控制器中設定對應的恒液位電壓值，該恒液位電壓值為變頻控制器的輸入信號。再設定變頻控制器內部PID控制參量，即可根據生產過程中熔體箱液位的變化由變頻控制器自動調節熔體泵電機的轉速，熔體泵電機驅動熔體泵通過補液管2向熔體箱1中輸入相應的熔液，保持熔體箱1液位動態平衡。

本發明涉及的熔體也可以是其他所有含易氧化元素的合金。