[發明專利]一種真空調速澆注過程的精確調速設備

有效

• 申請號: 201611253249.9
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106541121B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 張花蕊;馬震;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B22D37/00
• 分類號: B22D37/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 李有浩

1.一種真空調速澆注過程的精確調速設備，所述的設備包括密封容器、澆注口開合裝置、抽真空裝置、壓縮氣體填充裝置、液面下降速度測定裝置、反饋信號接收裝置和控制系統；

所述密封容器用于儲存金屬熔體，并在熔煉爐或保溫爐處實現金屬熔體攝取，在模具處實現金屬熔體的澆注；所述密封容器通過其上部的通氣孔連接抽真空裝置和壓縮氣體填充裝置；

所述澆注口開合裝置用以在金屬熔體的攝取、轉移、澆注過程中實現澆注口的開啟或關閉；

所述抽真空裝置用以實現密封容器內的抽真空，用以實現金屬熔體的攝取；

所述壓縮氣體填充裝置用以實現澆注過程中金屬熔體的排出；

所述液面下降速度測定裝置用以實時測定澆注過程中密封容器內金屬熔體的實際液面高度及下降速度；

所述反饋信號接收裝置用于將金屬熔體攝取和排出過程中，密封容器內金屬熔體液面高度、密封容器進入熔煉爐或保溫爐內熔體深度的數據反饋給控制系統；

所述控制系統實時控制壓縮氣體填充裝置進行氣體填充的壓力值；所述控制系統控制抽真空裝置和澆注口開合裝置的啟動/停止、壓縮氣體填充裝置進行氣體填充的壓力值；

所述的設備進行真空調速澆注過程的精確調速，包括如下步驟：

1)初始的澆注速度為預設值，該澆注速度的預設值通過密封容器內的預設氣體壓強來實現，該預設氣體壓強由以下方法確定：

設預設的澆注速度為v₂，根據如下公式(1)(2)確定得到v₂所需要的密封容器內的預設氣體壓強P₁：

P1+12ρv12+ρgh=P0+12ρv22---(1)]]>

v₂＝Cv₁(2)

上式中，P₁為密封容器內氣體預設壓強，h為合金熔體液面實時高度，v₁為密封容器內部合金熔體液面下降速度，v₂為密封容器底部開口處合金熔體的流速即澆注速度v₂，C為容器罐徑向截面積和容器罐底部開口徑向截面積之初始比，ρ為合金熔體的密度，P₀為大氣壓，g為重力加速度；

2)在澆注過程中，監測密封容器內金屬液面實際下降速度v_1r，并通過反饋信號接收裝置反饋給控制系統，根據如下公式(3)(4)確定容器罐徑向截面積和容器罐開口處徑向截面積的真實比值C_r；

P1+12ρv1r2+ρgh=P0+12ρv2r2---(3)]]>

v_2r＝C_rv_1r(4)

3)根據確定的容器罐徑向截面積和容器罐開口處徑向截面積的真實比值C_r對密封容器內預設氣體壓強調整進行調整，方法為將C_r，所需的澆注速度v₂及目前時刻合金熔體液面高度h參數，代入公式(1)(2)，得到目前時刻容器內所需壓強P_1r。