Устройство для дозирования расплавленного металла Советский патент 1985 года по МПК B22D39/00 

О1

00

со

Изобретение относится к автоматизации литейных процессов, а имен.но к дозированию жидких металлов электромагнитными и магнитодинамическими насосами.

Известно устройство для дозирования жидких металлов, содержащее тигель для расплава, магнитодинамический насос, сливной металлопровод ill,

При дозировании по времени возникают погрешности, связанные с изменением уровня металла в тигле возможными кол.ебаниями питающего напряжения в сети, заростанием металлопровода окислами, а также наличием зазоров в месте соединения металлопровода с устьем канала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для зирования расплавленног металла, содержащее тигель для расплава, электромагнитный насос, контролирующий трубопровод, камеру, предохранительный трубопровод, пускатель, датчик уровня металла и реле времени 2},

Работа устройства основана на медленном повышении мощности . насоса, что снижает производительность.

Цель изобретения - повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дозирования расплавленного металла, содержащее тигель для расплава, электромагнитн насос, контролирующий трубопровод, камеру, предохранительный трубопровод, пускатель, датчик уровня металла и реле времени, снабжено усилителем мопщости, предварительным усилителем и релейным элементом, причем выход датчика уровня металла соединен с входом предварительного усилителя, первый ВЬЕХОД которого соединен с первым входом усилителя мощности, выход которого соединен с электромагнитным насосом, второй вход усилителя мощности соединен с первым выходом релейного элемента вход которого соединен с вторым выходом предварительного усилителя., второй выход релейного элемента - с входом реле времени, выход которого соединен с входом пускателя, выход которого соединен с третьим входом

усилителя мощности и электромагнитньЕМ насосом.

Датчик уровня металла, в качестве которого использован фотодиод, размещенный в фокальной плоскости линзы, укреплен над отверстием контролирующего трубопровода.

Для обеспечения дозирования по времени введены устройство пуска и останова насоса, реле времени, связанные с релейным элементом и насосом.

К выпускном:/ отверстию контролирующего трубопровода подсоединен направляющий патрубок.

На фиг. t изображена блок-схема устройства для дозирования расплавленного металла; на фиг. 2 - принципиальная схема предварительного усилителя с фотодиодом датчика уровня металлаi на фиг. 3 - принципиальная схема релейного элемента, на фиг. 4 - принципиальная схема усилителя мощности.

Устройство для дозирования расплавленного металла содержит тигель с магнитодина тческим насосом 2, включающим индуктор 3, электромагнит 4, канал 5, в устье 6 которого вставлен контролирующий трубопровод 7, который в верхней части соединен с предохранительным трубопроводом 8 посредством камеры 9. К выпускному отверстию сх , расположенному ниже рабочего уровня 8 , контролирующего трубопровода 7, подсоединен направлякяций патрубок 10.

В верхней части контролирующего трубопровода 7 установлен датчик 11 уровня металла, содержащий линзу 12, трубу 13, фотодиод 14, установленный в фокальной плоскости линзы 12. Для осуществления отрицательной обратной связи устройство снабжено предварительным усилителем 15, усилителем 16 мощности, релейным элементом 17. Для осуществления дозирования по времени в устройство введены реле 18 времени, пускатель 19, например, типа ПА-512 с кнопками Пуск и Стоп. Реле времени может быть типа ВЛ-27У4.

Предварительный усилитель 15 представляет собой усилитель постоянного тока, собранный на четырех транзисторах по дифференциальной схеме (фиг, 2). Входом предварительного усилителя 15 служит фотодиод 14 датчика 11 уровня металла, включенный в цепь базы транзистора VT1. Для компенсаг,ии темнового сопротивления фотодиода УД1 в цепи базы транзистора VT4 включен фотодиод УД2. Напряжение, снимаемое с части сопротивления Р2, служит первым выходом предварительного усилителя, а разность потенциалов на коллекторах транзисторов Т2 и ТЗ является вторым выходом предварительного усилителя .

Релейный элемент (фиг. 3) представляет собой усилитель постоянног тока на транзисторе, собранном по схеме с общим эмиттером, в коллекторную цепь которого включена обмотка реле Р1, Нормально закрытые контакты реле Р1 являются первым выходом релейного элемента. Вторым выходом релейного элемента являются контакты реле Р2, обмотка которого включена последовательно с контактами реле Р1 и реле времени (питание реле времени не показано)

В качестве усилителя мощности использован магнитный усилитель, соранный по дифференциальной схеме (фиг. 4).

Устройство для дозирования расплавленного металла работает следующим образом.

С помощью устройства пуска и останова 19 включается магнитодинамический насос 2 через усилитель 16 мощности и подается питание (не показано) на усилители 15, 16 и релейный элемент 17; В этот момент времени зеркало металла в контролирующем трубопроводе 7, являясь источником излучения инфракрасных лучей, находится на максимальном расстоянии от линзы 12 датчика 11 металла. Насос 2 включен на максимальную мощность посредством отрицательной обратной связи: поверхность металла в контролируемом трубопроводе как источник излучения фотодиод 14 датчика It уровня металла как преобразователь интенсивности излучения в пропорциональную величину протекаемого через него тока, предварительный усилитель 15, усилитель 16 мощности,электромагнит 4 магнитодинамического насоса 2.

При существующей отрицательной обратной связи мощность насоса обратно пропорциональна квадрату расстояния между зеркалом металла

в контролирующем трубопроводе 7 и линз.ой 12 датчика И уровня металла.

Поэтому по мере приближения расплавленного металла в контролирующем трубопроводе 7 к линзе 12 датчика 11 уровня металла мощность насоса ограничивается. Таким образом, обеспечивается максимальная скорость

подъема металла в контролирующем трубопроводе 7 с автоматическим ее ограничением при подходе зеркала металла .к рабочему уровню 6, что исключает вредное влияние инерционноного периода движения металла.

При пересечении расплавленнь1м металлом рабочего уровня напряжение на втором выходе предварительного усилителя 15 достигает величины

срабатывания релейного элемента 17, в результате чего мощность насоса дискретно ограничивается под действием второй отрицательной обратной связи: излучение зеркала металла

в контролирующем трубопроводе 7, датчик 11 уровня металла, предварительный усилитель 15, релейный элемент 17, усилитель 16 мощности, электромагнит 4 магнитодинамического

насоса 2. Избыточное давление магнитодинамического насоса 2 резко понижается . Металл по инерции несколько подымается вверх до уровня С, после чего, опускаясь вниз, вновь

пересекает рабочий уровень 8 , релейный элемент 17 под воздействием изменившегося напряжения с второго вькода предварительного усилителя 15 становится в исходное состояние

разрывая отрицательную обратную связь. Мощность насоса 2 увеличивается . Металл по инерции опускается несколько вниз до уровня ei и вновь подымается вверх, пересекая

рабочий уровень В . Вновь под воздействием увеличившегося сигнала с второго выхода предварительного усилителя 15 срабатывает релейный элемент 17, дискретно образуя отриЦательную обратную связь.

Мощность насоса 2 уменьшается, збыточное давление на его выходе падает, цикл повторяется.

Дискретно ограничивая мощность насоса при прохождении зеркала ме талла через рабочий уровень 6, в контролирующем трубопроводе 7 вторая «отрицательная; обратная связь

дает возможность максимально использовать действие первой отрицательной обратной связи, направогнное на сокращение .времени подъема металла, кроме TorOj с ее помощью над вьтускньгм отверстием поддерживается постоянн1|1Й уровень металла. Амплитуда и частота колебаний зеркала металла в контролируемом трубопроводе 7 зависит от параметров насоса и обратной связи, тем самым уровень металла изменением параметров обратной связи может поддерживаться с любой, наперед заданной точностью.

При работе устройства для доэирования расплавленного металла по времени сигнал- с второго выхода релейного элемента 17 поступает на реле 18 времени, которое по истечении выставленного времени подает сигнал на пускатель 19 который отключает насос от сети. Количество металла, выливаемого через выпускное отверстие а , будет пропорционально времени j5a6oTM насоса.

По сравнению с дозированием по уровню дозирование по времени отличается более высокой производительностью, так как в последнем случае отсутствуют переходные процессы, связанные с установлением уровня металла в инжекционной камере.

Использование датчика уровня металла с двумя отрицательными обратными связями позволяет повысить производительность за счет сокра-щения времени подьема металла к выпуксному отверстию. Кроме того, в устройстве, благодаря новым связям и элементам, использован один датчик, вынесенный из зоны высоких температур, что упрощает конструкцию контролиругащего трубопровода, повышает надежность работы устройства в целом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, содержащее тигель для расплава, электромагнитный насос, контролирующий трубопровод, камеру, предохранительный трубопровод, пускатель, датчик уровня металла и реле времени, о т лишающееся TeMj что, с целью повШения производительности, оно . . снабжено усилителем мощности, предварительным усилителем и релейным элементом, причем выход датчика уровня металла, соединен с входом предварительного усилителя, первый выход которого соединен с первым входом усилителя мощности, выход которого соединен с электромагнитным насосом, второй вход усилителя мощности соединён с первым выходом релейного элемента, вход которого соединен с вторым выходом предварительного усилителя, второй выход релейного элемента - с входом реле времени, выход которого соединен с входом пускателя, выход которого соединен с третьим входом усилителя мощности и электромагнитным насосом.