[实用新型]金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，尤其涉及了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置。

背景技术

一般的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温控设计如图1所示，烧结炉炉体1内部设置保温材9和发热体2，料箱3置于烧结炉炉体1内中部，料箱3内设有料板4，产品5置于料板4上，热电偶6设置在料箱3外部。工作原理如图2所示，采用单回路控制系统，其中SV为温度设定值，PV为热电偶6实际温度监测值，调节器PID根据输入的SV与PV，进行自动计算，把计算结果输给功率控制器，功率控制器进行功率百分比输出来控制发热体2的加热功率。热电偶6命名为Thc。

金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的热量传导主要是靠热辐射，发热体发热，热量辐射到料箱上，料箱由石墨制成，由于石墨在低温度段（≤600℃）辐射最强的波长是在红外区，料箱壁辐射到产品上的热量会很少，产品温度比控制温度滞后。且在加压的情况下，二次扰动（气体对流）对单回路控制系统的影响较大，使烧结炉炉体内上下温差较大，影响产品性能。

在单回路系统控制中，如果热电偶位置放在料箱内即监测产品本身的温度时，由于石墨低温段热辐射原因，料箱内温度比控制温度滞后会导致发热体不断加热而出现温度超调现象。例如温度设定值为400℃，料箱内温度为300℃，热电偶放在料箱内，就会以300℃为PV值，而料箱外温度实际已有400℃,但此时发热体会加大功率加热，这样导致料箱内温度达到温度设定值时，而实际料箱外温度已经超过温度设定值，料箱外温度会辐射到料箱内，导致料箱内温度超出温度设定值。所以热电偶设置在料箱外并靠近料箱外壁，一方面能监控料箱外壁温度，另一方面是监控发热体加热温度。料箱内与料箱外的温度差只能通过工艺时间等待来平衡，例如当热电偶检测的料箱外温度为400℃，此时料箱内温度为300℃时，发热体停止升温即保温一段时间或发热体升温速度减慢，来等待料箱内温度升至与料箱外温度接近。但是热电偶放置在料箱外具有如下缺点：升温等待时间较长，且需要人为推测，导致其精度不高。因产品所需的温度与实际监测温度有异，导致产品性能下降。另外，在强气体对流的状态下，料箱上下温度波动较大，影响产品性能。因此需要提供一种串级控制装置来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种能真实显示箱内温度、克服扰动、改善温度的跟随性的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，包括设置在烧结炉炉体内的保温材、发热体和料箱，还包括主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、前端置于料箱内部的第一热电偶和前端置于烧结炉炉体内的第二热电偶，第一热电偶通过开设在料箱壁上的热电偶孔设置在料箱上。

作为优选，第一热电偶与主调节器的输入端连接，第二热电偶与副调节器的输入端连接。

作为优选，第一热电偶通过热电偶孔装置设置在热电偶孔上。

作为优选，热电偶孔装置包括设置在热电偶孔内的孔塞，孔塞下方设有塞帽，孔塞与塞帽间的间隙内设有垫片。

作为优选，垫片包括与孔塞连接的第一垫片、与塞帽连接的第二垫片和设置在第一垫片和第二垫片间的第三垫片。

作为优选，第一热电偶上套有热电偶保护管。

作为优选，热电偶保护管与孔塞间有热膨胀间隙。

作为优选，热电偶保护管与第三垫片间有热膨胀间隙。

作为优选，塞帽的侧壁与第一垫片、第二垫片间均有热膨胀间隙。

作为优选，还包括功率控制器，功率控制器与副调节器的输出端连接。

本实用新型设有主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、与主调节器的输入端连接第一热电偶和与副调节器的输入端连接第二热电偶，副调节器的输出端与功率控制器连接，该结构组成了串级控制装置，用该串级控制装置来实施串级控制方法，从而来解决现有技术中出现的不足；该串级控制装置有以下三个优点：

1.真实显示料箱内的温度，即产品本身的温度。

第一热电偶插入料箱内，与产品接近，就能真实显示料箱内的温度。

2.改善了过程的动态特性，提高了温度的跟随性，利于改进工艺，缩短工时。

有了串级控制，对料箱内的温度能时时监测，并通过晶闸管SCR快速响应控制发热体加热，使料箱内温度与用户设定的值接近，即改善温度的跟随性。

3.能迅速克服进入副回路系统的二次扰动。