專利名稱：自控式低溫改性處理機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于材料改性的低溫處理裝置。
材料改性研究是目前國際的熱門課題，并產(chǎn)生了很多重大技術(shù)成果，直接服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)，其中金屬材料改性研究最為突出成果顯著，中國專利91107231.4，名稱為真空室型低溫處理裝置就是一例重要的發(fā)明，對(duì)材料的低溫改性研究取得了很多重要成果。利用該裝置不僅可以對(duì)含碳量較高的碳素結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、高合金鋼等金屬材料進(jìn)行低溫改性研究，還可以對(duì)諸如塑料、人選金鋼石、石墨片、碳纖維等非金屬材料進(jìn)行低溫改性研究。實(shí)驗(yàn)表明利用該裝置對(duì)刀具、鉆頭(包括地質(zhì)鉆頭)、模具(包括塑料模具)、齒輪、軸承、閥門等工件進(jìn)行低溫處理，可以有效地提高其耐磨性，明顯地延長了使用壽命；對(duì)人造金鋼石的處理表明可以提高其質(zhì)量等級(jí)。該裝置主要由冷卻容器、工作室、真空泵、提升機(jī)構(gòu)及檢測(cè)與控制儀表等部分組成。其不足之處在于該裝置的自控系統(tǒng)不完善、溫度控制與時(shí)間控制彼此獨(dú)立、無報(bào)警系統(tǒng)，因而在工件的低溫處理過程中，由于液氮量減少而引起的溫度回升，或者是工件的保溫時(shí)間過程已達(dá)到，裝置不能做出報(bào)警提示，致使在很長的低溫工藝執(zhí)行過程中，操作員一直不能離崗而帶來很多不便；另一方面由于控制系統(tǒng)不完善，造成控制精度不高，調(diào)節(jié)工作室在冷卻容器中的溫域位置準(zhǔn)確性較差，因而實(shí)際執(zhí)行的低溫處理工藝與設(shè)計(jì)的工藝有較大的偏差，對(duì)工件的處理質(zhì)量有一定影響。
本實(shí)用新型的目的在于克服原裝置中存在的上述缺點(diǎn)，為用戶提供低溫處理工藝控制精度高、出現(xiàn)偏差能報(bào)警校正、工藝完成能警示并自動(dòng)斷電停機(jī)的一種具有完善自動(dòng)控制系統(tǒng)的自控式低溫改性處理機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是通過實(shí)施下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的自控式低溫改性處理機(jī)由機(jī)殼，底座，裝于機(jī)殼內(nèi)底座上的冷卻容器，吊裝在冷卻容器上并能裝入其內(nèi)的工作室，安裝在工作室頂蓋上的抽真空管，由真空閥接頭、規(guī)管接頭、溫度計(jì)引線接頭構(gòu)成的三通接頭，真空泵，由油缸、活塞桿、吊臂及吊裝工作室的吊鉤、與油缸相聯(lián)的油路、給油路供油的油箱、裝于油路中的油泵、控制電動(dòng)機(jī)及電磁換向閥、溢流閥、節(jié)流閥等構(gòu)成的液壓系統(tǒng)等組件所組成，其特征在于還具有控制液壓系統(tǒng)工作、使工作室執(zhí)行低溫處理工藝的微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括有由開關(guān)電路控制的溫度微處理器、時(shí)間微處理器、及彼此建有通訊聯(lián)系協(xié)調(diào)完成低溫處理工藝對(duì)工件的溫度與時(shí)間控制過程的微處理器芯片電路，與時(shí)間微處理器相聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)電路、及與其匹配的顯示時(shí)間數(shù)碼的數(shù)碼管電路，與溫度微處理器相聯(lián)接的輸出驅(qū)動(dòng)器電路、及由其控制的液壓系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、操縱液壓系統(tǒng)升降工作室的機(jī)構(gòu)，與工作室內(nèi)溫度計(jì)引線相聯(lián)接的顯示工作室溫度的數(shù)字儀表、及聯(lián)接該儀表與溫度微處理器的中間輸出驅(qū)動(dòng)接口電路，以及將220伏交流電轉(zhuǎn)換成5伏直流電的電源電路，以上這些電路機(jī)構(gòu)組成了基本微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。其附加的技術(shù)特征是1)在主板電路上還分別裝有與溫度微處理器和時(shí)間微處理器芯片相聯(lián)接的報(bào)警電路；2)在機(jī)殼面板上裝有指示低溫處理工藝及秒鐘運(yùn)行的指示燈及裝在主板上與時(shí)間微處理器芯片相聯(lián)接的指示燈電路；3)在機(jī)殼面板上裝有顯示液壓系統(tǒng)中油缸液壓下降的指示燈、及裝在主板上與輸出驅(qū)動(dòng)器電路相聯(lián)接的指示燈電路；4)還裝有與溫度微處理器相聯(lián)接的、能控制工作室在冷卻容器內(nèi)最大下降位置的限位開關(guān)電路；5)主板上與溫度微處理器相聯(lián)接的輸出驅(qū)動(dòng)器電路，為由雙三極管、繼電器及反相二極管構(gòu)成的跟隨驅(qū)動(dòng)電路；6)在時(shí)間微處理器與溫度微處理器間，建立有由三極管及分壓電阻構(gòu)成的、保證微處理器正常工作的三極管復(fù)位電路。本實(shí)用新型工作過程如下首先接通5伏電源，系統(tǒng)開始上電，微處理器處于等待狀態(tài)，數(shù)碼管亮，顯示為“00 00”；操作員將機(jī)殼面板上的“自動(dòng)一手動(dòng)”按鈕設(shè)為“自動(dòng)”，并根據(jù)處理工件的工藝需要，選擇工藝一、工藝二、工藝三中的某一個(gè)工藝，按下對(duì)應(yīng)的開關(guān)按鈕，所選工藝的指示燈亮，按下“開始”按鈕，兩只微處理器同時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)由時(shí)間微處理器通過驅(qū)動(dòng)電路控制數(shù)碼管電路，數(shù)碼管顯示的時(shí)間數(shù)據(jù)，即是被處理工件的低溫處理時(shí)間，而顯示溫度的數(shù)字儀表—數(shù)字溫度顯示儀所顯示的溫度，是低溫處理過程中工作室內(nèi)的溫度；當(dāng)所選工藝的處理時(shí)間已到，而工作室內(nèi)溫度尚未達(dá)到要求值時(shí)，位于工作室內(nèi)的溫度計(jì)將溫度信息通過數(shù)字溫度顯示儀及其輸出驅(qū)動(dòng)接口電路，傳輸給溫度微處理器，溫度微處理器發(fā)出降溫指令，傳送給輸出驅(qū)動(dòng)器電路，該電路中的繼電器即被接通，如果不采用繼電器而是采用可控硅，則可控硅被導(dǎo)通，于是打開液壓系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)開關(guān)，啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)油泵工作，迫使油路中的液壓油流入油缸推動(dòng)活塞桿往下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)工作室下降至冷卻容器中深層液氮內(nèi)，加速工件降溫；當(dāng)工作室達(dá)到最大下降位置時(shí)，由限位開關(guān)電路將信息傳至溫度微處理器，后者發(fā)出停止指令，由報(bào)警電路報(bào)警并同時(shí)關(guān)掉運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)；在整個(gè)低溫處理過程中，溫度微處理器隨時(shí)對(duì)工作室內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)有溫度回升現(xiàn)象，即啟動(dòng)報(bào)警電路報(bào)警，提示操作員往冷卻容器內(nèi)添補(bǔ)液氮降溫。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于由于改進(jìn)后的低溫改性處理機(jī)裝有完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)，因此可以在沒有人經(jīng)常看守的情況下自動(dòng)完成處理工藝，不但功能完善、控制精度高、執(zhí)行處理工藝準(zhǔn)確、提高了工件的處理質(zhì)量，而且也節(jié)省了人力。
本實(shí)用新型有如下附圖


圖1為本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)正視圖圖2為本實(shí)用新型機(jī)殼面板上的自控顯示操作板圖3為本實(shí)用新型自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖圖4為本實(shí)用新型自動(dòng)控制系統(tǒng)主板電路圖圖5為未改進(jìn)前真空室型低溫處理裝置結(jié)構(gòu)圖圖中標(biāo)記1為冷卻容器，2為工作室，3為真空泵，4為未改進(jìn)裝置中的提升機(jī)構(gòu)，5為抽真空管，6、7、8為由真空閥接頭、規(guī)管接頭及溫度計(jì)引線接頭構(gòu)成的三通接頭，9為底座，10為機(jī)殼，11為油缸，12為活塞桿，13為吊臂，14為吊鉤，15為電動(dòng)機(jī)，16為電磁換向閥，17為油箱，18為固定法蘭，19為機(jī)殼面板上的溫度與時(shí)間數(shù)字顯示屏，20為限位指示燈，21為液壓下降指示燈，22為低溫處理工藝一指示燈，23為工藝一按鈕，24為處理工藝二指示燈，25為工藝二按鈕，26為處理工藝三指示燈，27為工藝三按鈕，28為冷卻容器缺氮指示燈，29為復(fù)位按鈕，30為處理工藝結(jié)束指示燈，31為啟動(dòng)按鈕；圖中虛線框內(nèi)為主板電路。
實(shí)施例圖4為本實(shí)用新型自動(dòng)控制系統(tǒng)主板電路。電路中溫度微處理器和時(shí)間微處理器均采用Microchip公司的P1C 8位系列微處理器中的16C57，具有指令簡(jiǎn)潔、速度快、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適于工業(yè)控制應(yīng)用；顯示溫度的儀表采用TD1-102數(shù)字溫度顯示儀，其與溫度微處理器P1C16C57相聯(lián)接要配以輸出驅(qū)動(dòng)接口電路，本實(shí)例采用4069進(jìn)行兩次反相，起到隔離干擾和跟隨作用；在與溫度微處理器P1C16C57的B7腳相聯(lián)接的輸出驅(qū)動(dòng)器電路，采用基極與基極相聯(lián)，發(fā)射極與發(fā)射極相聯(lián)，集電極與集電極相聯(lián)的雙三極管8050跟隨驅(qū)動(dòng)電路，在其一個(gè)集電極電路中串接液壓下降指示燈，另一個(gè)集電極電路中串接繼電器，為保護(hù)繼電器工作安全，在繼電器兩端并聯(lián)有反相二極管1n4007電路；當(dāng)B7腳出現(xiàn)5伏高電平時(shí)，兩個(gè)三極管8050同時(shí)導(dǎo)通，液壓下降指示燈亮，繼電器觸頭到接觸器，打開液壓系統(tǒng)中的電機(jī)開關(guān)，當(dāng)B7腳為低電平時(shí)這兩個(gè)三極管被截止，液壓指示燈熄滅，繼電器被切斷，電機(jī)停止工作；在溫度微處理器P1C16C57的B6腳，聯(lián)接有指示處理工藝結(jié)束的指示燈電路；在溫度和時(shí)間兩個(gè)微處理器P1C16C57之間，裝置有由三極管3CG21和分壓電阻組成的三極管復(fù)位電路，保證微處理器正常工作；而與時(shí)間微處理器P1C16C57相聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)電路，采用4塊CD4511芯片與4個(gè)數(shù)碼管相匹配，原因是在時(shí)間數(shù)碼顯示中，有二位數(shù)是小時(shí)，二位數(shù)是分鐘。
權(quán)利要求1.一種自控式低溫改性處理機(jī)，由機(jī)殼(10)，底座(9)，裝于機(jī)殼(10)內(nèi)底座(9)上的冷卻容器(1)，吊裝在冷卻容器(1)上并能裝入冷卻容器(1)內(nèi)的工作室(2)，安裝在工作室(2)頂蓋上的抽真空管(5)，抽真空管(5)頂端由真空閥接頭(6)、規(guī)管接頭(7)、溫度計(jì)引線接頭(8)構(gòu)成的三通接頭，真空泵(3)，由油缸(11)，活塞桿(12)，吊臂(13)及吊裝工作室(2)的吊鉤(14)，與油缸(11)相聯(lián)的油路，給油路供油的油箱(17)，裝于油路中的油泵、控制電動(dòng)機(jī)(15)、及電磁換向閥(16)，溢流閥，節(jié)流閥等閥門構(gòu)成的液壓系統(tǒng)等組件所組成，其特征在于還具有控制液壓系統(tǒng)工作，使工作室(2)執(zhí)行低溫處理工藝的微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于具有由開關(guān)電路控制的溫度微處理器、時(shí)間微處理器及彼此建有通訊聯(lián)系、協(xié)調(diào)完成低溫處理工藝對(duì)工件的溫度與時(shí)間控制過程的電路，與時(shí)間微處理器相聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)電路、及與其匹配的顯示時(shí)間的數(shù)碼管電路，與溫度微處理器相聯(lián)接的輸出驅(qū)動(dòng)器電路、及由其控制的液壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)、操縱液壓系統(tǒng)升降工作室的機(jī)構(gòu)，與工作室(2)內(nèi)溫度計(jì)引線相聯(lián)接的顯示工作室內(nèi)溫度的數(shù)字溫度顯示儀，及聯(lián)接該溫度顯示儀與溫度微處理器的中間輸出驅(qū)動(dòng)接口電路，以及將220伏交流電轉(zhuǎn)換成5伏直流電源的電源電路，以上這些電路機(jī)構(gòu)組成了基本的微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
3.按照權(quán)利要求2所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于在主板電路上還分別裝有與溫度微處理器和時(shí)間微處理相聯(lián)接的報(bào)警電路。
4.按照權(quán)利要求3所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于在機(jī)殼(10)面板上裝有指示低溫處理工藝及秒鐘運(yùn)行的指示燈及裝在主板上與間微處理器相聯(lián)接的指示燈電路。
5.按照權(quán)利要求4所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于在機(jī)殼(10)面板上裝有顯示液壓系統(tǒng)中油缸(11)液壓下降的指示燈、及裝在主板上與輸出驅(qū)動(dòng)器電路相聯(lián)接的指示燈電路。
6.按照權(quán)利要求5所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于還裝有與溫度微處理器相聯(lián)接的、能控制工作室(2)在冷卻容器(1)內(nèi)最大下降位置的限位開關(guān)電路。
7.按照權(quán)利要求6所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于主板上與溫度微處理器相聯(lián)接的輸出驅(qū)動(dòng)器電路，為由雙三極管、繼電器及反相二極管構(gòu)成的跟隨驅(qū)動(dòng)電路。
8.按照權(quán)利要求7所述的自控式低溫改性處理機(jī)，其特征在于在時(shí)間微處理器與溫度微處理器間，建立有由三極管及分壓電阻構(gòu)成的保證微處理器正常工作的三極管復(fù)位電路。
專利摘要本設(shè)計(jì)是對(duì)真空型低溫處理裝置的改進(jìn)。基本特征是具有由開關(guān)電路控制的溫度、時(shí)間兩個(gè)微處理器及其聯(lián)接電路,與時(shí)間微處理器聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)電路及其匹配的數(shù)碼管電路,與溫度微處理器聯(lián)接、控制液壓系統(tǒng)的輸出驅(qū)動(dòng)器電路,顯示工作室溫度的數(shù)字溫度顯示儀、及聯(lián)接它溫度微處理器的中間接口電路以及電源電路等組成的自控系統(tǒng)?？梢宰詣?dòng)控制處理工藝的執(zhí)行,偏離工藝及結(jié)束工藝自動(dòng)報(bào)警。具有控制精度高、執(zhí)行工藝準(zhǔn)確、節(jié)省人力等突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D6/04GK2444959SQ0024490
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2000年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者劉昭全, 李裔紅, 呂麗英, 陳榮光, 孫文哲 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院