[发明专利]一种低压铸造液面加压控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及低压铸造领域，具体地说，涉及一种低压铸造充型过程压力控制系统。属于铸造及实验设备技术领域，适用于铝合金、镁合金以及铜合金通用低压铸造充型过程压力控制。

背景技术

低压铸造是一种反重力铸造工艺，因其具有充型平稳，铸件凝固阶段补缩压力高的特点，成为铸造高品质铸件的首选方法。

低压铸造设备针对不同铸造类型有四立柱式金属型低压铸造设备以及下罐加压式低压铸造设备。这些设备的组成均包括铸造过程压力控制系统。

中国发明专利CN101786152A公开了一种低压铸造机及其液面加压控制系统。该发明采用触摸式显示人机界面及高精度的传感器，气动比例阀以及大流量精密减压阀实现整个气控浇注过程的自动实时闭环控制。气动比例阀以及大流量精密减压阀作为气控主要控制单元由于其自身控制性能达不到实时精确控制，因此其控制精度有待提高。

中国发明专利CN1015855079A公开了一种低压铸造充型方法及其所使用的低压铸造充型设备。该发明提供了用于镁合金使用的低压铸造充型设备，具体的说是一种镁合金低压悬浮连续铸造充型方法及其配套设备。该发明可显著减少升液管内镁液氧化，提高镁合金低压铸造件质量。

中国使用新型专利CN201511113U公开了一种低压铸造装置，该装置在坩埚的上部设有一通入压缩空气的空气管道，通过该通道通入压缩空气实现低压铸造过程。是一种主要应用于缸体、缸盖的铸造装置。

以上提到的发明及实用新型专利存在的共同不足是忽略了合金液在充型过程的流动状态对最终铸件质量的影响。对于低压铸造过程，实际上是压缩气体将坩埚内的合金液沿升液管压入型腔，其动力就是由低压铸造压力控制系统提供。根据帕斯卡定律，0.1kPa的气压波动能够引起铝合金液面4mm的波动，气压波动越大，则合金液面波动也就越大，容易破坏液面前沿的氧化膜，将杂质引入熔体，导致铸件质量下降。

因此，人们期望获得一种更好的液面加压控制系统，以及相应的结构简单，便于操作的低压铸造液面加压控制系统，以提高现有低压铸造设备的控制精度，进一步最终产品的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种可与现有低压铸造设备配套使用，结构简单，易于操作，控制效果好的低压铸造液面加压控制系统。

本发明的一种低压铸造液面加压控制系统，包括弱电控制单元与气路控制单元，分置于电气控制柜与气控柜内，

弱电控制单元包括触摸屏、工业控制计算机、PLC、压力表、控制按钮；

气路控制单元包括进气主路，在进气主路上依次设有减压阀、过滤减压阀、电控气动梭阀、电气比例阀、数字组合阀、压力变送器、节流阀和手动球阀，

弱电控制单元通过控制电缆与相应的被控气控单元组件连接。

弱电控制单元采用上、下位机控制结构，上位机工业控制计算机主要用作参数设置、数据监控和数据存储；下位机PLC用作现场控制器，负责现场采样、数据运算、控制输出。

气路控制单元的主进气气路经过减压阀后分为三条支路，其中两条支路分别与电气比例阀和数字组合阀连接，组成自动控制支路，另外一条与节流阀和手动球阀串联的气路连接，组成手动控制支路。

该低压铸造液面加压控制系统气路控制单元设置有安全阀，当压力超过设计工作压力时可自行卸压。

气路控制单元中电气比例阀与数字组合阀并联，数字组合阀由响应速度为30um的6位数字阀组成。

铸造过程采用全闭环PLC控制，触摸屏上设置有监控画面。

低压铸造液面加压控制系统机柜设有三个接口，分别为气源接口、加压接口和采样接口，气源接口与经过干燥过滤后的压缩气体相连接，加压接口和采样接口分别与盛放有合金液的加压容器相连接，压力变送器与采样管路相连。

本发明重点解决了由于低压铸造设备气控单元控压不稳定，控制精度不高，导致工艺重复性差导致的产品质量问题，减少低压铸造因充型过程产生的不良产品率。

本发明为一开放式低压铸造液面加压控制系统，它既可以与其他低压铸造设备机械部分配合使用，实现低压铸造过程。也可以直接对坩埚进行加压，实现坩埚加压式低压铸造。

附图说明

图1是本发明的气路控制单元示意图。

图2是本发明的与配套设备实现低压铸造示意图。