專利名稱：：用于帶有可滲透周壁的熔融金屬模具的氣流控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于將改進(jìn)的氣流提供至模具臺上的模具的系統(tǒng)，該模具利用圍繞金屬鑄造模具的模具出口的可滲透周壁。
背景技術(shù)：
：金屬錠、坯和其它鑄件可通過鑄造工藝形成，該鑄造工藝?yán)秘Q直定向的模具，該模具位于金屬鑄造設(shè)施的底層下方的較大鑄坑上方，但是本發(fā)明還可用于水平模具中。豎直鑄造模具的下部構(gòu)件為起始塊(startingblock)。當(dāng)鑄造工藝開始時，起始塊處于它們的最上方的位置并處于模具中。當(dāng)熔融金屬澆注到模具孔或型腔內(nèi)并冷卻(通常利用水來冷卻)時，由液壓缸或其它裝置以預(yù)定速率緩慢地降低起始塊。當(dāng)起始塊降低時，凝固的金屬或鋁從模具底部引出并形成各種幾何形狀的錠、圓塊或坯，這些在本文中也可被稱作鑄件。在這些模具中的某些模具的模具出口周圍為可滲透周壁，在圓形直徑鑄件的情況下，該可滲透周壁為圓環(huán)。在鑄造模具中可使用多種不同形狀中的任一種形狀，其中并不特別地需要某一形狀來實(shí)踐本發(fā)明。雖然可滲透周壁通常由石墨形成，但是它也可由其它材料形成。周壁的可滲透性允許迫使氣體和/或潤滑劑通過該周壁，并且在正被模制的鑄件上的模具周圍提供氣體力。氣體和潤滑劑促進(jìn)模制工藝并提高鑄件的質(zhì)量。雖然本發(fā)明適用于通常包括但不限于鋁、黃銅、鉛、鋅、鎂、銅、鋼等金屬的鑄造，但是所給出的實(shí)例和所公開的優(yōu)選實(shí)5施例可能針對于鋁，因此，盡管本發(fā)明更通常適用于金屬，但是術(shù)語鋁或熔融金屬可在全文中一致地使用。雖然存在實(shí)現(xiàn)和構(gòu)造豎直鑄造布置的多種方式，但是圖l說明了一個實(shí)例。在圖1中，鋁的豎直鑄造通常發(fā)生于工廠底板的高度水平下方的鑄坑中。在鑄坑底面101a的正下方為沉箱103,在沉箱103中布置有用于液壓缸的液壓缸筒102。如圖1所示，典型豎直鑄鋁設(shè)備的下部的構(gòu)件(示出在鑄坑101和沉箱103內(nèi))為液壓缸筒102、壓頭106、安裝基殼105、壓板107和起始塊基座108(還被稱作起始頭或底塊)，所有這些都示出為處于鑄造設(shè)施底面104下方的高度。安裝基殼105安裝到鑄坑101的底面101a上，在底面101a的下方為沉箱103。沉箱103由其側(cè)壁103b和其底面103a限定。在圖1中還示出典型的模具臺組件110，如圖所示，通過液壓缸111推動模具臺傾斜臂110a使得傾斜臂繞點(diǎn)112樞轉(zhuǎn)，由此提升和旋轉(zhuǎn)主要鑄造框架組件，從而可使模具臺組件IIO傾斜，如圖1所示。還存在^^莫具臺承栽件，其允許模具臺組件移動到鑄坑上方的鑄造位置和從鑄坑上方的鑄造位置移開。圖1還示出壓板107和部分地下降到鑄坑101內(nèi)的起始塊基座108,其中部分地形成了鑄件或坯113。錠113在起始塊基座108上，起始塊基座108可包括起始頭或底塊，起始頭或底塊通常(但非總是)位于起始塊基座108上，這些皆為本領(lǐng)域所已知，因此不必更詳細(xì)地示出和描述。雖然術(shù)語起始塊用于物件108，但是應(yīng)當(dāng)注意的是，在本行業(yè)中還使用術(shù)語底塊和起始頭來指代物件108，當(dāng)錠被鑄造時通常使用底塊，而當(dāng)坯被鑄造時通常使用起始頭。雖然起始塊基座108在圖1中僅示出一個起始塊108和支座115，但是通常存在各安裝于每個起始塊基座上的多個起始塊108和支座115，它們在鑄造工藝中隨著起始塊的降低而同時鑄造坯、特殊形狀或錠。當(dāng)將液壓流體以足夠的壓力引入到液壓缸內(nèi)時，壓頭106并且因此起始塊108升高到鑄造工藝所希望的起始高度水平，此時起始塊處于模具臺組件110內(nèi)。通過以預(yù)定速率計量來自汽缸的液壓流體，〃t人而以預(yù)定的、控制的速率降低壓頭106并且因此降低起始塊而實(shí)現(xiàn)起始塊108的降低。在這個過程中可控制地冷卻模具，以輔助所引出的錠或坯的凝固，通常使用水冷方法。存在適合于模具臺的多種模制技術(shù)和鑄造技術(shù)，但是并不特別地需要某一種模制技術(shù)和鑄造技術(shù)來實(shí)踐本發(fā)明的各種實(shí)施例，因為它們是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的。典型模具臺的上側(cè)可操作地連接到金屬分配系統(tǒng)或者與金屬分配系統(tǒng)相互作用。典型模具臺還可操作地連接到它所容納的模具上。當(dāng)使用連鑄豎直模具來鑄造金屬時，熔融金屬在模具中冷卻，并且隨著起始塊基座降低而從模具的下端連續(xù)地引出。意圖引出的坯、錠或其它構(gòu)造被充分地凝固，以使得它們維持其所希望的形狀。在引出的凝固金屬與可滲透環(huán)壁之間存在空氣間隙。在空氣間隙下方，在引出的凝固金屬與模具下部以及相關(guān)裝置之間還存在模具氣腔。在完成特定鑄造之后，如上文所述，模具臺通常向上傾斜并遠(yuǎn)離鑄坑的頂部，如圖1所示。當(dāng)模具臺傾斜或樞轉(zhuǎn)時并且在沒有潤滑劑控制系統(tǒng)的情況下，潤滑劑傾向于從管道排出并泄漏到鑄坑內(nèi)或鑄造i殳施的底面上。使用可滲透的或多孔的周壁被證明為將潤滑劑和氣體分配到連鑄模具的內(nèi)表面上的有效快速方式，這種周壁的一個實(shí)例描述于Wagstaff的美國專利No.4,598，763中，該專利以引用的方式結(jié)合到本文中，如同在本文中全面地陳述。在可滲透周壁的典型使用中，潤滑劑和氣體在壓力下通過圍繞周壁的凹槽或輸送管道而輸送到周壁，通常使用一個輸送管道(如果凹槽用于輸送潤滑劑)和一個或兩個輸送管道(凹槽)，用于輸送氣體。優(yōu)選7的潤滑劑是合成油，而當(dāng)前優(yōu)選的氣體是空氣。然后，作為鑄造工藝的一部分，潤滑劑和氣體滲透通過周壁并輸送到模具的內(nèi)部。存在于現(xiàn)有模具臺中的周壁各具有用于輸送潤滑劑和/或氣體的輸送管道，并且輸送管道可為具有相同深度和寬度的周向凹槽形輸送管道，或它們可為部分地鉆穿過周壁的孔，或用于這方面的任何其它的輸送裝置。典型的周壁具有單獨(dú)的潤滑劑輸送管道和氣體管道。盡管本發(fā)明的實(shí)施例和方面針對于石墨環(huán)，但是本發(fā)明的應(yīng)用并不限于石墨。石墨被證明是用作周壁材料或介質(zhì)的優(yōu)選的可滲透材料。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，希望相同氣體質(zhì)量流量的氣體通過給定模具臺上的每個可滲透環(huán)。在典型的現(xiàn)有模具中，氣體供應(yīng)至每個環(huán)的壓力通常為相同的壓力，但是可在啟動之前、在啟動期間和在啟動之后提高和/或降低所有可滲透周壁的壓力。沒有兩個可滲透環(huán)是相同的，并且每個可滲透環(huán)允許氣體或氣流略微不同地通過。此外，隨著特定可滲透環(huán)的壽命消耗，由于多種不同因素中的任何一個因素(堵塞、形成漆膜(vamishing)或簡單地該單獨(dú)可滲透環(huán)的特征等)，可滲透環(huán)的滲透性降低。迫使氣體通過可滲透環(huán)的現(xiàn)有的基于壓力的系統(tǒng)通常將相同壓力的氣體提供至所有可滲透環(huán)。雖然希望實(shí)現(xiàn)通過模具臺上的每個可滲透環(huán)的相同氣體質(zhì)量流率，但是每個可滲透環(huán)及其滲透率的降低率的差異的實(shí)際情況造成了以下情形通過不同的可滲透環(huán)的氣體的質(zhì)量流率不同或變化。如果供應(yīng)到模具臺上的所有可滲透環(huán)的氣流相同，則情況尤其如此。然后，設(shè)法實(shí)現(xiàn)大致相等的流量通常需要操作者調(diào)整每個模具處的壓力，這需要操作者在鑄坑上花費(fèi)比所希望的時間更多的時間。由于該模具臺的入口壓力為氣流提供一個壓力，故如果手動地上調(diào)壓力閥以增加到首先被堵塞的可滲透環(huán)的流量，那么這會產(chǎn)生如下的不良影響，即增加其它允許更多流量通過的可滲透環(huán)的壓力并因此增力口流量。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在啟動給定模具臺上的鑄造時或?qū)⒁獑咏o定模具臺上的鑄造時，將壓力調(diào)節(jié)器手動地設(shè)置到特定壓力，諸如對于整個模具臺，每平方英寸60磅的壓力。在啟動時，壓力例如將被上調(diào)到每平方英寸100磅，并且在啟動階段之后，壓力將被下調(diào)回到每平方英寸70或80磅的運(yùn)行壓力。通常存在基于壓力的操作，用于實(shí)現(xiàn)模具臺上利用可滲透周壁的單獨(dú)模具的氣流。這通常需要人員處于鑄坑中或處于鑄坑周圍。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的某些實(shí)施例的目的在于提供一種氣流系統(tǒng)，其提供通過給定模具臺上的模具中可滲透周壁的更均勻的氣體質(zhì)量流率或氣體流率。本發(fā)明的某些實(shí)施例的另一目的在于提供一種氣體質(zhì)量流量控制系統(tǒng)，其以更準(zhǔn)確、更自動的方式控制模具臺上的每個單獨(dú)模具的氣流，從而在鑄坑處或在鑄坑周圍更少地需要#:作者的存在。本發(fā)明的某些實(shí)施例或方面提供一種質(zhì)量流量計，如果需要的話，該質(zhì)量流量計可定位于鑄坑區(qū)域的外部。本發(fā)明的實(shí)施例的要點(diǎn)在于測量氣體的質(zhì)量流量，這導(dǎo)致通過每個可滲透環(huán)的更一致的氣體質(zhì)量流量和給定模具臺上的多個可滲透周壁中每個周壁的更相等的流率o本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明如何在整個鑄造工藝控制中利用記錄關(guān)鍵和非關(guān)鍵的模具操作參數(shù)的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集("SCADA，，)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，以及如何允許對這些參數(shù)中的一個或多個參數(shù)確立設(shè)定點(diǎn)以進(jìn)行更好的工藝控制和故障防止。鑄造氣流和模具"背壓"的記錄和檢測例如提供工藝改進(jìn)和模具條件評估的能力。這種數(shù)據(jù)采集可用于為多種操作項目中任何一個或多個項目提供操作者報警，諸如提供模具準(zhǔn)備好從鑄造臺移開并替換的報警。9通過說明書、權(quán)利要求書和構(gòu)成本發(fā)明一部分的附圖，本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的中，應(yīng)了解的是，如果需要的話，本發(fā)明的基本特征容易在設(shè)計和結(jié)構(gòu)布置方面進(jìn)行改變，其中在附圖中僅示出了一個實(shí)用的和優(yōu)選的實(shí)施例。參看下文的附圖，將在下文中描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖l是現(xiàn)有的豎直鑄坑、沉箱和金屬鑄造設(shè)備的正視圖2是典型的現(xiàn)有模具鑄造組件的截面正視圖，其示出了處于適當(dāng)位置的周壁；圖3是具有多個模具的示例性模具臺構(gòu)造的頂部示意圖4是可為石墨環(huán)并可位于模具殼體中的可滲透周壁的截面圖，其示出了潤滑劑和/或氣體流過可滲透周壁的主體；圖5是可利用本發(fā)明實(shí)施例的模具臺的透視正視圖6是可用于本發(fā)明實(shí)施例中的可滲透周壁的一個實(shí)例的透禍L圖7是示于圖6中的可滲透周壁的頂視圖8是現(xiàn)有系統(tǒng)的示意圖，其示出了手動控制閥以及背壓如何從可滲透周環(huán)造成；圖9是用于模具臺上多個模具的手動氣流系統(tǒng)構(gòu)造的示意圖10是可在本發(fā)明的某些實(shí)施例中用于多個模具的構(gòu)造的示意圖；，圖11是本發(fā)明的一個實(shí)施例的示意圖，其中質(zhì)量流量控制器可利用可測量的壓力數(shù)據(jù)來確立通過模具臺上多個模具的相等的質(zhì)量流量；圖12是可用于本發(fā)明實(shí)施例的臺式個人計算機(jī)的示圖；圖13是在模具臺上的流體處理組件(enclosure)的實(shí)例的頂視圖，其中質(zhì)量流量控制組件相對于流體處理組件安裝；圖14是大致示出由本發(fā)明實(shí)施例設(shè)想的工藝的流程圖，其使用歷史數(shù)據(jù)參數(shù)來預(yù)測并避免缺陷坯；圖15是示出用于歷史數(shù)據(jù)趨勢的典型圖表布局的圖表；圖16示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有低流率報警；圖17示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有缺乏氣滑(airslip)的狀態(tài)；圖18示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有過低的鑄造油供應(yīng)率；圖19示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有過高的鑄造油供應(yīng)率；以及圖20示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有過度鑄造油模具裝料(charging)。具體實(shí)施例方式用于本發(fā)明的緊固、連接、制造和其它裝置和構(gòu)件是在所述本發(fā)明的領(lǐng)域中廣泛公知和常用的，并且它們的確切性質(zhì)或類型不是本領(lǐng)域或本學(xué)科的技術(shù)人員理解并使用本發(fā)明所必需的；因此，將不對它們展開非常詳細(xì)的討論。此外，用于本發(fā)明的任何具體應(yīng)用的在本發(fā)明中示出或描述的各種構(gòu)件可如本發(fā)明所預(yù)期地進(jìn)行改變或更改，并且任何元件的具體應(yīng)用或?qū)嵤├膶?shí)踐可能已經(jīng)為本領(lǐng)域或本學(xué)科中的技術(shù)人員廣泛公知或常用的；因此，將不再對它們展開非常詳細(xì)的討論。在本發(fā)明的權(quán)利要求書中所用的術(shù)語"一個"、'一，、"該"和"所述"符合長期存在的權(quán)利要求撰寫實(shí)踐而使用且不以限制方式使用。除非在本文中具體地陳述，術(shù)語"一"、"一個"、"該"和"所述"并不限于這些元件中的一個，而是替代地表示"至少一個"。因此，模具必須能夠從熔融金屬源接收熔融金屬，不管哪種具體的熔融金屬源類型。因此，模具中的模具型腔必須在流體或熔融金屬接收位置相對于熔融金屬源定向。應(yīng)了解的是，本發(fā)明應(yīng)用于各種金屬鑄造和澆注技術(shù)和構(gòu)造，并且可結(jié)合各種金屬鑄造和澆注技術(shù)和構(gòu)造使用，金屬鑄造和澆注技術(shù)和構(gòu)造包括但不限于熱頂技術(shù)(hottoptechnology)和常規(guī)澆注技術(shù)。還應(yīng)了解的是，本發(fā)明可用于水平鑄造裝置或豎直鑄造裝置。術(shù)語"圍繞"并不限于始終連續(xù)地包圍諸如才莫具型腔的物體，而是替代地為基本上包圍該物體。如本文參考圍繞周壁的輸送管道所用的術(shù)語"周向"并不限于圍繞整個圓周延伸的輸送管道或物品，而是替代地還可包括部分地圍繞圓周、但非完全地圍繞圓周延伸的輸送管道或物品。因此，輸送管道可圍繞周壁的整個圓周延伸。當(dāng)術(shù)語"可滲透的，，在本文中用于可滲透的周壁主體時，整個周壁主體不必必須為可滲透的，而是替代地僅需要潤滑劑和/或氣體流過的部分為可滲透的。如本文所用的術(shù)語"鑄件"或"金屬鑄件"表示在鑄造工藝中凝固的任何鑄件，并且實(shí)踐本發(fā)明并不特別地需要特定鑄件，這種鑄件包括但不限于圓塊、坯、4t以及本行業(yè)中已知的許多各種其它形狀構(gòu)造中的任一種。本發(fā)明所設(shè)想的優(yōu)選周壁通常為剛性的或?qū)嵭牡?，但是它們不需如此，這是因為在本發(fā)明的設(shè)想內(nèi)，它們也可為半剛性的或半實(shí)心的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)了解的是，本發(fā)明所設(shè)想的周壁可實(shí)施為整體式周壁或放置于一起以形成周壁的多個分段。這將特別適用于特殊形狀的模具。如本文在權(quán)利要求書中所用的術(shù)語"流率"可不僅包括實(shí)際的或測量的流率，而且也可為估算流率。當(dāng)提到周壁圍繞每個模具型腔布置時，這意圖表示周壁圍繞可使用該周壁的^^莫具型腔的部分布置(如在美國專利No.4,598,763中所述，該美國專利先前以引用的方式結(jié)合到本文中)或布置于本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的其它位置。這個位置典型地為模具型腔的中間位置或排出位置，如圖2進(jìn)一步示出。12周壁或可滲透壁的滲透性大致為下列因素的函數(shù)材料類型和品質(zhì)，其中材料通常為石墨；可滲透材料內(nèi)的孔隙率不規(guī)則性；鑄造油粘度；鑄造環(huán)的鑄造油飽和度；以及周壁內(nèi)的沉積物，其中沉積物可例如為漆膜、聚合物、殘留物等。對于每個單獨(dú)的模具，可滲透的材料(石墨)和孔隙率不規(guī)則性通常是恒定的并且不會隨著時間改變。周壁的油粘度和飽和度是可在每次鑄造期間改變的變量。油粘度隨著與液體金屬的引入相關(guān)的溫度升高而降低，并且油飽和度水平取決于油供應(yīng)率和其它因素。這些短期變量可能增加或降低鑄造環(huán)的滲透性。由于鑄造油的分解所造成的沉積物的影響是隨著時間逐漸降低周壁的總體滲透性的長期因素。這些沉積物通常為周壁失效且在模具整修_期間被更換的原因。如所理解的，隨著鑄造環(huán)的滲透性降低，必須增加鑄造氣體供應(yīng)壓力以維持相同的質(zhì)量氣體流率。本發(fā)明實(shí)施例的所希望的特征在于，系統(tǒng)自動地調(diào)節(jié)每個單獨(dú)模具的氣體壓力，以補(bǔ)償鑄造環(huán)的滲透性的短期和長期變化，以便維持所希望的鑄造氣體流率。如果流率更多地為二維的，則該流率將傾向于更貼切地遵循達(dá)西定律(Darceylaw),或更易于適用達(dá)西定律。然而，由于流動必需為三維的，故雖然可從達(dá)西定律做出預(yù)測，但是流量通常將更難以預(yù)測。此外，在某些應(yīng)用中，潤滑劑和氣體可在其被輸送到介質(zhì)時混合，在此情況下，流率可能會進(jìn)一步不同于達(dá)西定律或變得更加不能從達(dá)西定律預(yù)測。與達(dá)西定律的差別越大，就越需要依靠經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)到示出本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的具體附圖之前，將給出通用構(gòu)件的描述。在本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例中，質(zhì)量流量控制器將安裝于被控制的模具臺和模具處、安裝于其上或安裝于其附近，并且質(zhì)量流量控制組件的實(shí)施例可包括板載式可編程邏輯控制器("PLC")、輸入/輸出(I/0)和通信控制器。該系統(tǒng)可以但非必需地利用已知的以太通信協(xié)議來在質(zhì)量流量控制器的PLC與IO之間通信。壓力調(diào)節(jié)器可同樣位于板上或位于模具臺上，并且該單元可安裝于模具臺上以減小管路從流量控制器到模具的延伸，這將減小在管路中的壓降。質(zhì)量流量控制組件的實(shí)施例可容易地集成到現(xiàn)有設(shè)施或設(shè)置于某些現(xiàn)有模具臺上，并且優(yōu)選的是，可利用或提供加壓鑄造氣體、24伏直流電源和CAT5通信電纜實(shí)用連接，以更好地便于本發(fā)明用于改造或用于初始設(shè)置。氣流系統(tǒng)還將利用鑄坑區(qū)域常用的諸如加壓氣體源(可例如提供為135磅/平方英寸)的元件，優(yōu)選地被過濾(至例如5孩吏米)和干燥(例如以-40攝氏度露點(diǎn))，以及可利用處于15安培最小值、120伏交流的功率。加壓氣體源需要高于調(diào)節(jié)氣體的預(yù)定磅/平方英寸，其優(yōu)選地為120磅/平方英寸。質(zhì)量流量控制組件還可包括全保護(hù)蓋，以防止構(gòu)件遭到不經(jīng)意的金屬噴濺或其它不希望的環(huán)境干擾，以及便于該組件(如果在本發(fā)明的給定應(yīng)用中提供的話)的內(nèi)部冷卻。本發(fā)明所設(shè)想的質(zhì)量流量控制組件的實(shí)施例的另一期望特征為，它可用于其它模具臺上或可與其它模具臺上的質(zhì)量流量控制組件互換。因此，質(zhì)量流量控制組件可從其所操作的模具臺上移開并且容易地用于其它模具臺，或者由于其它原因移開。本發(fā)明還利用質(zhì)量流量控制器而不是純粹的主壓力控制器，以改變模具型腔出口中的每個出口的氣體輸送。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的是，這將減小或排除與現(xiàn)有技術(shù)在僅僅改變氣體壓力時所經(jīng)受的影響相關(guān)的誤差。應(yīng)相信并了解的是，這將通過允許系統(tǒng)以高于現(xiàn)有系統(tǒng)的壓力進(jìn)行操作而增加可滲透周壁的壽命，該可滲透周壁可為石墨鑄造環(huán)。這還將允許這種控制系統(tǒng)在該工藝中的任何階段(包括在鑄造期間它們的滲透性減小之后)更有效地提供氣體通過較少孔的或滲透性較小的周壁。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的是，在可滲透壁變得堵塞時允許系統(tǒng)維持適當(dāng)一致的鑄造氣體(質(zhì)量)流量的操作效益和經(jīng)濟(jì)效益，以及這將如何減小利用諸如石墨環(huán)的可滲透壁進(jìn)行模制的消耗成本。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將了解的是，這個系統(tǒng)的實(shí)施例如何基本上排除對單獨(dú)操作者進(jìn)行模具氣體流率調(diào)節(jié)的需要，這是因為系統(tǒng)將每個模具的鑄造氣體流率自動地調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)脑O(shè)定，這將增加模具與模具之間、鑄造與鑄造之間的氣流均勻性。關(guān)于本發(fā)明的數(shù)據(jù)收集和儲存能力，該系統(tǒng)可具體地基于該模具的特征來確立最佳的或優(yōu)選的設(shè)定或氣體流率。例如，如果在第一次鑄造期間，判斷出特定模具更優(yōu)選地以特定氣體流率操作以便例如優(yōu)化坯表面，則這種流量特征的變化可電子地儲存于可編程邏輯控制器中并且這些相同的參數(shù)在后續(xù)的鑄造中利用。如果從模具臺上移開特定目標(biāo)模具并且利用新的模具替換，這些設(shè)定也可被重新設(shè)置。本發(fā)明的實(shí)施例也允許從模具臺操作者控制面板或使用無線便攜式裝置來進(jìn)行流率調(diào)節(jié)，無線便攜式裝置可圍繞鑄坑區(qū)域攜帶，用于在鑄造坯時直接觀察坯，諸如板式接口(tabletinterface)。板式接口將提供將所希望的命令和系統(tǒng)變化通信到PLC以在氣流控制系統(tǒng)中實(shí)施的額外途徑。通過所描述的本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的是，可總體上改變模具臺上的多個模具的氣體流或單獨(dú)地改變具體模具的氣體流率。利用控制每個單獨(dú)模具的氣流的能力，本發(fā)明提供另一構(gòu)造，其允許獨(dú)立地儲存或維持每個模具的設(shè)定點(diǎn)氣體流率，并且允許自動地補(bǔ)償鑄造之間的可滲透壁內(nèi)的變化的條件。在現(xiàn)有系統(tǒng)中通常需要最初使用給定壓力，比如當(dāng)利用熔融金屬填充槽時為45磅/平方英寸的壓力，其中目的為具有通過每個模具的相同的質(zhì)量流量。當(dāng)降低模具臺時，氣體壓力被上調(diào)到大約100磅/平方英寸，其中額外的壓力尤其用于從金屬減小氧化層，這可保持鑄件易于流動。在將鑄件平臺降低大約8-12英寸之后，氣體壓力通常優(yōu)選地減小到大約60或70磅/平方英寸的"運(yùn)行壓力"，運(yùn)行壓力為運(yùn)行鑄造工藝所需要的壓力。在具有可滲透壁的典型鑄造臺中，填充壓15力因此可為大約45磅/平方英寸，起始壓力為大約100磅/平方英寸并且運(yùn)行壓力為大約70磅/平方英寸。但是，這些現(xiàn)有系統(tǒng)并不集中關(guān)注所希望的質(zhì)量流量，并且質(zhì)量流量通常涉及與其它測量分開的或單獨(dú)的測量或計算。圖l是典型的現(xiàn)有豎直鑄坑、沉箱和金屬鑄造設(shè)備的正視圖，并且已在上文中更詳細(xì)地描述。圖2示出了在模具中處于適當(dāng)位置并鄰靠模具殼體131的現(xiàn)有周壁130。模具殼體131與周壁中的潤滑劑和氣體輸送管道組合地形成潤滑劑和氣體通路，通過該通路使?jié)櫥瑒┖蜌怏w滲透通過周壁130。冷卻劑通過冷卻劑通路133引入以凝固所引出的金屬。圖2還示出模具入口134、耐火槽135，其用于將熔融金屬引導(dǎo)至模具入口134。圖2中的實(shí)施例示出了引出的凝固的坯137和包圍該坯137的^f莫具氣腔136。應(yīng)當(dāng)指出的是，氣腔136不同于本行業(yè)所稱呼的空氣間隙或氣滑。空氣間隙或氣滑為在鑄造期間出現(xiàn)于周壁130與經(jīng)過周壁130的金屬之間的空氣層或空氣區(qū)域。圖3是可利用本發(fā)明的帶有多個模具的示例性模具臺150構(gòu)造的頂部示意圖。圖3示出了模具臺框架151、分割第一多個模具152和第二多個模具155的中心槽153。雖然兩個氣流控制組件154位于模具臺150的兩端，但是應(yīng)了解的是，可利用一個或多個氣流控制組件154且它們可位于許多位置的任一個位置，其中對于實(shí)踐本發(fā)明而言并不特別地需要特定位置。圖4是可為石墨環(huán)的、位于模具殼體160中的可滲透周壁161的截面圖，其示出了潤滑劑和/或氣體流過可滲透周壁的主體。氣體進(jìn)入管線165通過模具殼體160,并且箭頭164表示氣體滲透通過周壁161并進(jìn)入模具型腔內(nèi)。圖4還示出示例性潤滑管線162,并且箭頭163表示潤滑劑流過管線、可滲透周壁161并進(jìn)入模具型腔。圖5是可利用本發(fā)明實(shí)施例的模具臺140的透視正視圖，其示出了模具臺框架145、中心槽141、位于模具臺140的第一側(cè)的多個才莫具入口143和位于^t具臺140的第二側(cè)的多個^t具入口142。槽143通常由耐火材料構(gòu)成，其包括通常由金屬材料制成的頂部144。在圖5中還示出了兩個質(zhì)量流量控制組件146和147，其中第一質(zhì)量流量控制組件146示出為處于模具臺140的第一端，第二質(zhì)量流量控制組件147示出為處于模具臺140的第二側(cè)。圖5還與其它附圖組合地進(jìn)一步示出了質(zhì)量流量控制組件147的模塊性，以及它們可如何經(jīng)由連接歧管接口式地、可操作地連接至給定模具臺，并且相對容易地移開并用于另一模具臺。圖6是可用于本發(fā)明實(shí)施例的可滲透周壁161的一個實(shí)例的透朝L圖，并且示出了內(nèi)表面167、外表面168、氣體輸送管道169和潤滑劑輸送管道170。兩個氣體輸送管道169示出為^f皮此可^:作地連通或連接。圖7是圖6所示的可滲透周壁161的頂視圖，其示出了位于模具的部分處的內(nèi)表面167和外表面168。圖8是現(xiàn)有系統(tǒng)的示意圖，其示出了手動控制閥201和背壓204如何由可滲透周壁或環(huán)202造成。圖8示出經(jīng)由氣體管線205可操作地連接到手動控制閥201的輸入或供應(yīng)氣體200和經(jīng)由氣體管線206可操作地連接到可滲透壁202的控制閥。通過可滲透壁202的氣體進(jìn)入模具203。背壓204由于可滲透壁202而出現(xiàn)，并且通常隨著可滲透壁202的使用而增加，如在上文中更全面地討論。圖9是用于模具臺上的多個模具的氣流系統(tǒng)構(gòu)造的示意圖。圖9示出包括多個流量開關(guān)228、229、230和231和多個空氣閥239、240、241和242的閥組220。多個手動空氣閥239、240、241和242為如下的閥，即可被手動地調(diào)節(jié)以使壓力變化，從而允許在鑄造工藝的不同階段或響應(yīng)于可在由該特定模具所制作的鑄件上所觀察到的負(fù)面特征來改變氣流的壓力。圖9示出進(jìn)入氣體源223，該進(jìn)入氣體源223可操作地連接到增壓器221(如果需要的話)和空氣壓力調(diào)節(jié)器222，空氣壓力調(diào)節(jié)器222調(diào)節(jié)輸入氣體壓力以提供所希望的氣流壓力。該氣流壓力例如可設(shè)定為大約120磅/平方英寸。質(zhì)量流量計226經(jīng)由管線225可操作地連接到空氣壓力調(diào)節(jié)器，并且還可操作地連接到流量開關(guān)228、229、230和231。圖9示出了多個流量開關(guān)228、229、230和231,每個流量開關(guān)分別通過連通管線或連通通道235、236、237和238可4喿作地連接到多個模具243、244、245和246。圖9還示出空氣壓力調(diào)節(jié)器可如何經(jīng)由氣體管線227可操作地連接到多個流量開關(guān)228、229、230和231。流量開關(guān)228、229、230和231例如可為一個或多個開閉閥(諸如提升閥)，其受控制以適當(dāng)?shù)亟油ê完P(guān)斷氣流，而比例閥239、240、241和242可用于向給定管線或模具添加額外的背壓，以爭取模具臺上的每個模具的氣流管線中的相等背壓。圖10為對于多個模具的可用于本發(fā)明某些實(shí)施例的構(gòu)造的示意圖。圖10示出進(jìn)入氣體源223,該進(jìn)入氣體源223可操作地連接到增壓器221(如果需要的話)和空氣壓力調(diào)節(jié)器222，空氣壓力調(diào)節(jié)器222調(diào)節(jié)輸入氣體壓力以提供所希望的氣流壓力。該氣流壓力可例如設(shè)置為大約120磅/平方英寸。空氣壓力調(diào)節(jié)器222經(jīng)由氣體管線227可才喿作地連接到質(zhì)量流量控制器251、252、253和254，從向其提供氣體。PLC256經(jīng)由線路225可操作地連接到空氣壓力調(diào)節(jié)器222,并且還經(jīng)由通信通道或線路257和260可操作地連接到質(zhì)量流量控制器251、252、253和254，其中通道260為反饋回路。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的是，在本文中所提到的線路或通信通道可為多種不同類型的硬線連接器、光連接器、基于以太的通道或甚至無線通道中的任一種，它們都在本發(fā)明的設(shè)想內(nèi)且實(shí)踐本發(fā)明并不特別地需要特定類型。PLC輸入/輸出(IO)可用于尤其提供PLC與質(zhì)量流量控制器之間的輸入/輸出接口。使用一個PLC256來控制多個質(zhì)量流量控制器或質(zhì)量流量控制裝置提供了更為經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，這是因為無須單獨(dú)的PLC裝置或其它裝置18用于控制每個模具的氣流系統(tǒng)。這可通過以下操作而實(shí)現(xiàn)將PLC256可操作地連接到質(zhì)量流量控制器251、252、253和254中的每一個，使得PLC可選通或檢查第一質(zhì)量流量控制器251的相關(guān)參數(shù)；完成該檢查；然后選通或連接第二質(zhì)量流量控制器252等等。關(guān)于PLC的速度，在數(shù)秒鐘的時間可連續(xù)地完成多個質(zhì)量流量控制器(每個控制一個模具的氣流)的選通或控制。從硬件角度出發(fā)，這提供了更為經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，并且同時仍然維持對每個模具的每個氣體質(zhì)量流量的單獨(dú)地期望控制。圖10還示出了多個質(zhì)量流量控制器251、252、253和254，每個質(zhì)量流量控制器各分別通過氣體管線235、236、237和238可操作地連接到多個模具243、244、245和246。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的是，在本發(fā)明的這個實(shí)施例的設(shè)想內(nèi)可利用不同種類或類型的質(zhì)量流量控制器。例如，可利用具體地且準(zhǔn)確地測量氣體質(zhì)量流量的專用質(zhì)量流量控制器?？捎糜诒景l(fā)明實(shí)施例的另一質(zhì)量流量控制器為如下的控制器，其基于諸如來自可滲透壁或石墨環(huán)的背壓的數(shù)據(jù)，計算質(zhì)量流率或到達(dá)該質(zhì)量流率。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可利用確定氣體質(zhì)量流量的其它方式，諸如質(zhì)量流量儀。基于背壓來確定并控制質(zhì)量流量的質(zhì)量流量控制器可為包括由Proportionair制作的構(gòu)件的氣流控制器。在這種應(yīng)用或?qū)嵤├校|(zhì)量流量控制器251、252、253和254可各包括質(zhì)量流量計、允許對壓力進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的比例閥、一個或多個提升閥(開閉閥)和壓力表或背壓表。從電子角度而言，質(zhì)量流量控制器251、252、253和254可通過以太網(wǎng)或其它連接可操作地連接到PLC256。從氣流或氣體供應(yīng)的角度而言，質(zhì)量流量控制器251、252、253和254可操作地連接到調(diào)節(jié)器222，該調(diào)節(jié)器222以預(yù)定壓力提供氣體源或空氣源。在本發(fā)明的實(shí)施例的一個方面中，在模具中的每個可滲透壁的背19壓可在其使用壽命中的任何給定時間確定。另外，由特定可滲透壁所造成的背壓將隨著可滲透壁的壽命而改變，這需要被考慮并被調(diào)節(jié)，以維持模具臺上的每個模具的所希望的相等的氣體質(zhì)量流量。在分配金屬用于鑄造或冷卻之前，在模具臺上的氣流系統(tǒng)可#1啟動到預(yù)定氣流，諸如每小時15立方英尺(cfh)。在該系統(tǒng)的這種實(shí)行中，來自氣體壓力調(diào)節(jié)器的進(jìn)入氣體壓力是已知的(優(yōu)選地為每平方英寸大約120磅)，并且在這種應(yīng)用中，氣流系統(tǒng)中背壓的主要或唯一成因是可滲透壁或石墨環(huán)?？稍诳蓾B透壁的上游測量氣體壓力或背壓，其中差異為由于在氣體通過可滲透壁時所造成的流動阻力而形成的壓降或背壓。多個氣體管線的這種測試或?qū)嵭锌筛唵蔚?、更可靠地^是供必需的信息，以在基于給定模具臺上的所有多個模具中達(dá)到更均勻的氣體流率。在這個實(shí)施例的一個應(yīng)用中，測量背壓以維持通過所有模具的相等流量，質(zhì)量流量控制器還可包括或利用比例閥以引入除單獨(dú)的可;參透壁所造成的阻力或背壓之外的阻力或背壓，從而實(shí)現(xiàn)和/或維持通過每個模具上的可滲透壁或石墨環(huán)的一致的或相等的氣體質(zhì)量流率。例如，如果由一個模具上的可滲透壁或石墨環(huán)所提供的可滲透壁背壓小于其它背壓，那么質(zhì)量流量控制器可調(diào)節(jié)管線中的可變壓力閥以增加壓力，使得總背壓(來自可滲透壁和組合的比例閥的組合)等于預(yù)定量，并且大致等于該模具臺上的其它模具的其它氣體管線中的背壓。例如，在第一模具上的石墨環(huán)可提供比第二模具上的石墨環(huán)更'J、的背壓，并且然后可自動地設(shè)定可變閥或比例閥以彌補(bǔ)該差異，使得對于在該模具臺上的第一模具和第二模具中的每一個通過該氣體管線的背壓相同或大致相同。這可用于整個模具臺，并且質(zhì)量流量控制器中的每一個可由一個PLC控制。在前述段落所描述的實(shí)施例中，用于模具臺上的模具的單個氣體管線的質(zhì)量流量控制器可利用各種構(gòu)件，諸如比例閥、背壓表或背壓計以及開閉閥(其可為提升閥)?？捎蓡蝹€主PLC控制的這種組合將提供可被遠(yuǎn)程控制的氣流系統(tǒng)，并且向模具臺上的每個模具提供大致相等的氣體質(zhì)量流量。用于氣流的質(zhì)量流量控制器的另一替代裝置為足夠準(zhǔn)確的質(zhì)量流量計，其實(shí)際上測量通過它的氣體的分子或質(zhì)量，從而提供可與連接到其它模具的管線中的質(zhì)量流量值組合利用的值，使得質(zhì)量流量裝置可用于使模具臺上的每個模具的質(zhì)量流率大致相等。例如如圖10所示地構(gòu)造該系統(tǒng)，使通過整個氣體流動通道或氣體管線的壓降和背壓操作范圍最小。本發(fā)明的實(shí)施例的有利方面在于，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的大多數(shù)構(gòu)件放置于模具臺的"板上"的能力，一個實(shí)例示于圖5至圖10中，其中除了PLC控制器之外的所有構(gòu)件優(yōu)選地放置于模具臺上或放置于模具臺處。圖11是本發(fā)明的一個實(shí)施例的示意圖，其中質(zhì)量流量控制器可利用可測量的壓力數(shù)據(jù)來確立通過模具臺上的多個模具的相等的質(zhì)量流量。用于控制質(zhì)量流量的示例性工藝還在上文中關(guān)于圖IO描述。圖11示出氣體源或鑄造氣體供應(yīng)源270、氣體調(diào)節(jié)器271、質(zhì)量流量控制器272、鑄造環(huán)或可滲透周壁273，并且氣體朝向模具型腔內(nèi)部的流動由箭頭274表示。Pl是氣體供應(yīng)壓力，其通常優(yōu)選地超過120磅/平方英寸，使得P2可被調(diào)節(jié)為大約120磅/平方英寸；P2是調(diào)節(jié)的或控制的氣體壓力，其通常被維持在大約120磅/平方英寸；P3是推動給定氣體流率或質(zhì)量流率通過可滲透周壁所需的壓力，其可被稱作背壓；P4是在鑄造期間氣體進(jìn)入模具型腔并與凝固的熔融金屬相互作用時的氣體的出口壓力。P3從可滲透周壁的上游取得。在鑄造環(huán)上的壓差等于P3減去P4。達(dá)西定律的公式提供對于通過可滲透周壁的流量的理解q=[kA(P3-P4)]/uL;其中q是流率，k是多孔介質(zhì)的滲透性，A是多孔介質(zhì)的截面積，u是流體(其在此情況下為氣體)的粘度，L是通過多孔介質(zhì)的長度或厚度，P3是在周壁的入口或進(jìn)口處的壓力，P4是在氣體通過周壁或此實(shí)例中的鑄造環(huán)之后的氣體的出口壓力。21需要采集背壓或P3的數(shù)據(jù)，由于可滲透壁逐漸開始堵塞、開始形成漆膜、或者所發(fā)生的減小周壁滲透性的多種不同情況中的任一種情況，背壓或P3通常將隨著時間增加。在當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)下，可滲透壁或模具環(huán)的首要問題在于，產(chǎn)生質(zhì)量較差的鑄件或出現(xiàn)質(zhì)量問題，這需要不定期的維護(hù)和拋棄所制造的鑄件。本發(fā)明的實(shí)施例將允許收集并分析諸如背壓(P3)的數(shù)據(jù)，而這將允許這個控制系統(tǒng)的操作者預(yù)先設(shè)計在制造并需要拋棄缺陷鑄件之前特定模具何時由于其背壓增加而需要進(jìn)行維修。圖12是可用于本發(fā)明實(shí)施例的板式計算機(jī)接口300的示圖。板式計算機(jī)接口300(諸如出于說明目的而示出的板式計算機(jī)接口)為本領(lǐng)域所熟知，并且可容易地從多個來源獲得，因此將不再展開詳細(xì)的描述。圖12示出使用者301識別待監(jiān)測、檢查或更改的模具，其中模具的列和行以字母數(shù)字的方式表示或參考。圖12例如示出列J具有表示模具的模具J2至J6，并且觸摸屏允許選擇特定模具。圖12示出在屏幕302上的列J按鍵點(diǎn)或觸摸點(diǎn)302、列H觸摸點(diǎn)303和列G觸摸點(diǎn)304。板式計算機(jī)接口300的顯示器可根據(jù)模具臺操作者的需要來定制?？梢砸愿鞣N方式使用板式計算機(jī)接口，諸如例如通過提供指令到PLC以對模具的操作或模具的氣流進(jìn)行適當(dāng)變化而在操作中進(jìn)行干預(yù)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，板式計算機(jī)接口可用于對鑄造氣體流率進(jìn)行活動調(diào)節(jié)。在本發(fā)明整合到模具臺內(nèi)或與模具臺相整合的一個方面，可提供單獨(dú)的質(zhì)量流量控制自動控制系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)可包括帶有控制程序的自有的單獨(dú)的PLC且還可包括SCADA構(gòu)件。本發(fā)明的其它實(shí)施例可額外地可操作地連接到現(xiàn)有鑄造系統(tǒng)控制器，用于氣流控制系統(tǒng)與其它主要鑄造系統(tǒng)之間的參數(shù)互換。諸如這樣的實(shí)施例還可包括帶有電源、無線路由器和板式PC對接站的單獨(dú)的PLC組件。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例或應(yīng)用可利用模具設(shè)施的現(xiàn)有PLC和鑄造控制系統(tǒng)，并且修改現(xiàn)有鑄造程序以包括質(zhì)量流量控制特征。可添加用于質(zhì)量流量控制的新顯示屏，作為一實(shí)例，其利用無線板式接口(其同樣包括SCADA)?？尚薷囊延糜谀＞呖刂坪丸T造工藝的操作者控制屏，以包括質(zhì)量流量控制面板或視圖。無線路由器和板式對接站選項(如果利用的話)可整合到現(xiàn)有的鑄造控制面板內(nèi)，這將允許更小的質(zhì)量流量控制組件(如果需要的話)。本發(fā)明的實(shí)施例現(xiàn)在允許將模具調(diào)節(jié)到精確的鑄造氣體質(zhì)量流率；并且質(zhì)量流量是流量的真實(shí)定量值，其不受到任何原因造成的系統(tǒng)中變化壓力的影響。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明的實(shí)施例如何也為所有模具提供氣流的改進(jìn)的均勻性，這是因為讀數(shù)并不受鑄造環(huán)的條件或滲透性所影響。本發(fā)明的實(shí)施例還具有額外的特征，即能夠順序地選通每個單獨(dú)的流量控制模塊或順序地與每個單獨(dú)流動控制模具通信，以發(fā)送命令信號和接收數(shù)據(jù)反饋。這表示作為具有用于每個模具的單獨(dú)的PLC型控制器的替代，主控制器或PLC持續(xù)地或間歇地發(fā)送信號到模塊中的每個模塊，接收數(shù)據(jù)并且然后繼續(xù)到下一個模塊。這允許僅使用一個PLC對質(zhì)量流量控制器進(jìn)行單獨(dú)控制。PLC可例如每四分之一秒至兩秒與每個質(zhì)量流量控制器進(jìn)行單獨(dú)地聯(lián)系，以持續(xù)地進(jìn)行更新和調(diào)節(jié)。這在很大程度上使對PLC輸入/輸出(I/0)的要求降到最低，這提供了某些空間節(jié)約和成本節(jié)約。本發(fā)明的實(shí)施例還4是供通過程序代碼實(shí)現(xiàn)的更特定的工藝流程，諸如沖擊流程(shockroutine)、氣體流率偏移offset)、模具氣體流率才交驗流程和/或自動生成的程序構(gòu)造代碼。圖13是在模具臺上的流體處理組件的實(shí)例的頂視圖，其中質(zhì)量流量控制組件相對于流體處理組件安裝。圖13示出模具臺145，經(jīng)由歧管或接口322互連到或可操作地連接到模具臺145的質(zhì)量流量控制組件147。氣流管線321和323附連到歧管320,以經(jīng)由接口322定位和連接到質(zhì)量流量控制組件147。一個這種質(zhì)量流量控制組件可如圖5中的物件138所示地定位。圖13輔助說明在本發(fā)明的實(shí)施例中23單獨(dú)流量控制^^塊或流量控制組件如何"歧管"式地或成組地安裝，以使給定模具臺所需的管路連接量最小，如圖13所示。管路在另一端處連接到模具。在每個模具臺處的這種構(gòu)造可用于減小系統(tǒng)泄漏的可能性并減小整個組件的總體尺寸。圖14是大體上示出本發(fā)明實(shí)施例所設(shè)想的使用歷史數(shù)據(jù)參數(shù)來預(yù)測并避免缺陷坯的過程的流程圖。在步驟350，采集關(guān)于特定參教:的歷史數(shù)據(jù)，這些參數(shù)在所示實(shí)施例中為背壓、供應(yīng)壓力和鑄造長度/時間。此數(shù)據(jù)可彼此關(guān)聯(lián)，以確立大致在哪些點(diǎn)將產(chǎn)生不可接受的鑄件。利用這些數(shù)據(jù)，步驟351涉及為先前的缺陷鑄件設(shè)定某些設(shè)定點(diǎn)，以便在到達(dá)該設(shè)定點(diǎn)之前產(chǎn)生信號或報警，其中在到達(dá)該設(shè)定點(diǎn)時將產(chǎn)生缺陷鑄件并且該缺陷鑄件必須被剔除并拋棄。在圖14中的步驟352，質(zhì)量流量控制系統(tǒng)或氣流控制系統(tǒng)采集關(guān)于所希望的參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)，對于此實(shí)施例，如上文所述，參數(shù)可為背壓、供應(yīng)壓力和鑄造長度/時間。由此，步驟353涉及比較實(shí)時數(shù)據(jù)和基于歷史的設(shè)定點(diǎn)，并且步驟354通過使符合設(shè)定點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)的模具移開而不被使用來完成該過程。應(yīng)相信的是，這將顯著地節(jié)約經(jīng)濟(jì)。這種總體流量也可用于持續(xù)曲線并在系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)節(jié)，諸如圖15至圖20所示且將在下文中描述的實(shí)例。圖15是示出所繪制的可滲透壁的上游的氣體背壓與鑄造長度/時間的關(guān)系的圖表。圖15示出了氣體流率(PV)、氣體"背壓，，(PV)、氣體供應(yīng)壓力(PV)和流率設(shè)定點(diǎn)(SP)。因此，這些數(shù)據(jù)和過程管理的可記錄的數(shù)據(jù)輸出包括鑄造氣體供應(yīng)壓力設(shè)定點(diǎn)值(SP);鑄造氣體供應(yīng)壓力當(dāng)前值(PV);模具臺氣體流率設(shè)定點(diǎn)值(SP);單獨(dú)模具氣體流率設(shè)定點(diǎn)值(帶有偏移)("SP");單獨(dú)模具氣體流率當(dāng)前值(PV);以及單獨(dú)模具氣體"背壓"當(dāng)前值(PV)。希望產(chǎn)生的報警可包括鑄造氣體供應(yīng)壓力高值和低值和/或單獨(dú)模具流率高值和低值，例如具有大約百分之五的變化或偏差。利用質(zhì)量流量控制系統(tǒng)所生成的數(shù)據(jù)可用于工藝改進(jìn)和模具維24護(hù)目的，其中歷史數(shù)據(jù)的分析可用于判斷在進(jìn)行拋棄之前何時更換模具；示出當(dāng)沒有足夠的氣體質(zhì)量流量進(jìn)行鑄造時對鑄造環(huán)或可滲透壁的影響；優(yōu)化鑄造油供應(yīng)率和鑄造工藝的其它通常故障抬r修。一般而言，鑄造方法的氣體參數(shù)將基于氣體流率，其將取決于模具尺寸和合金以每小時標(biāo)準(zhǔn)立方英尺("scfh")為單位，空閑流量(例如可為6scfh)，起始流量(例如可為30scfh)，運(yùn)行流量(例如可為10scfh)以及基于鑄造長度的標(biāo)準(zhǔn)氣體流率斜坡曲線。圖15示出在這個典型歷史日期布局中氣體流率曲線410如何大體上遵循流率設(shè)定點(diǎn)403。在圖15至圖20中標(biāo)準(zhǔn)氣體流率斜坡曲線403或流率設(shè)定點(diǎn)(SP)如圖所示并且基于鑄造長度/時間；示出了供應(yīng)壓力(PV)401;并且示出了預(yù)期背壓402(諸如圖11中的P3)。雖然圖15提供了圖16至圖20的基礎(chǔ)并示出了關(guān)于歷史數(shù)據(jù)傾向的圖表布局，但是實(shí)踐本發(fā)明并不特別地需要特定圖表或構(gòu)造。圖16示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有流率曲線。與圖15相同的項目已關(guān)于圖15描述且在此將不再重復(fù)。圖16示出當(dāng)氣體流率當(dāng)前值何時大于比流率偏移設(shè)定點(diǎn)小百分之五的值；氣體背壓當(dāng)前值何時接近供應(yīng)壓力當(dāng)前值；以及模具何時可能會不實(shí)現(xiàn)氣滑且應(yīng)從模具臺移開。在圖16中，氣體流率曲線411大體上遵循氣體流率設(shè)定點(diǎn)曲線403,除了氣體流率曲線在如圖所示的曲線頂部附近變化超過百分之五的部分，如由箭頭413所示。圖17示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有缺乏氣滑的狀態(tài)。與圖15相同的項目已關(guān)于圖15描述且將不再此處重復(fù)。在圖17中，氣體流率曲線412大體上遵循氣體流率設(shè)定點(diǎn)曲線403，但是背壓曲線402不合期望地低于供應(yīng)壓力，如由箭頭414在圖表中示出。氣體背壓的峰值或增加可表示在模具型腔中缺乏氣滑和可滲透壁鑄造環(huán)的潛在的漆膜形成。圖18示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有過低的鑄造油供應(yīng)率。與圖15相同的項目已關(guān)于圖15描述且將不再此重復(fù)描述。在圖18中，氣體流率曲線417大體上遵循氣體流率設(shè)定點(diǎn)曲線403，但是由箭頭418示出在運(yùn)行/穩(wěn)態(tài)鑄造條件期間，氣體背壓402略微降低。這可表示在鑄造期間可滲透壁鑄造環(huán)的油已耗盡并且石墨的滲透性增加。在此情況下，應(yīng)考慮增加油供應(yīng)率以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的背壓趨勢線。圖19示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有過高的鑄造油供應(yīng)率。與圖15相同的項目已關(guān)于圖15描述且在此將不再重復(fù)描述。在圖19中，氣體流率曲線420大體上遵循氣體流率設(shè)定點(diǎn)曲線403，但是由箭頭421示出在運(yùn)行/穩(wěn)態(tài)鑄造條件期間，氣體背壓402略微增加。這可傾向于表示在鑄造期間鑄造環(huán)的油飽和度水平增加并且石墨的滲透性降低。應(yīng)減小油供應(yīng)率以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的背壓曲線或趨勢線。圖20示出圖15所示的典型圖表布局，其中插入有過度的鑄造油模具裝料。與圖15相同的項目已關(guān)于圖15描述且在此將不再重復(fù)描述。在圖20中，以箭頭423示出的氣體流率曲線422不能達(dá)到起始流率設(shè)定點(diǎn)(報警-低流量)并且氣體背壓將超出最大值。隨著過量的油從鑄造環(huán)推出，在開始階段期間氣體流率可能開始增加。隨著過量的油繼續(xù)通過可滲透壁鑄造環(huán)推出，在運(yùn)行/穩(wěn)態(tài)鑄造條件期間，氣體背壓應(yīng)減小。關(guān)于圖16至圖20所給出的實(shí)例表示可利用這些數(shù)據(jù)獲得的用途以及利用本發(fā)明可對鑄造工藝進(jìn)行的額外控制。在鑄造中，氣體流率設(shè)定點(diǎn)可為"偏移的"。如果特定模具位置需要增加或降低鑄造氣體流率以優(yōu)化坯表面，那么，該變化或"偏移，，可電子地儲存并應(yīng)用于每個隨后的鑄造，直到清除并重新設(shè)置設(shè)定點(diǎn)變量。偏移的清除通?？砂l(fā)生于當(dāng)從模具臺移開模具用于維修或替換26和新的模具安裝到它的位置時。本發(fā)明還可提供鑄造氣體流率"升高"流程，其使鑄造操作者能夠暫時地升高鑄造氣體供應(yīng)流率以使模具進(jìn)入到氣體包圍模具出口的鑄造狀態(tài)。可在鑄造開始時模具未能進(jìn)入這個狀態(tài)或在鑄造期間的某點(diǎn)發(fā)生模具脫離這個狀態(tài)(這可能是由于氣流中的暫時堵塞或阻塞造成)的情況下，暫時地升高鑄造氣體供應(yīng)流率。如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，存在本發(fā)明的許多實(shí)施例以及可使用的元件和構(gòu)件的變型，這些都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，本發(fā)明的一個實(shí)施例為熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其包括模具臺，該模具臺包括模具臺框架；多個模具，每個模具各具有模具型腔，模具型腔具有模具型腔入口和模具型腔出口，并且每個模具型腔出口包括可滲透周壁，在鑄造期間，氣體通過可滲透周壁；多個氣體供應(yīng)管線，每個氣體供應(yīng)管線對應(yīng)于多個模具型腔中的一個，并且每個氣體供應(yīng)管線各構(gòu)造成將氣體提供至所對應(yīng)的多個模具型腔中的一個的可滲透周壁；可操作地連接到多個氣體供應(yīng)管線的多個氣體質(zhì)量流量控制器，其中每個氣體質(zhì)量流量控制器構(gòu)造成將大致恒定的氣體質(zhì)量流量提供至所對應(yīng)的多個模具型腔中的一個的可滲透周壁；其中，多個氣體質(zhì)量流量控制器維持通過多個可滲透周壁中的每一個的氣流大致相等。在另外的或更特定的實(shí)施例中，該系統(tǒng)還具有以下特征可滲透周壁為石墨環(huán)和/或氣體為空氣。前文所述的另外的實(shí)施例的還具有以下特征多個氣體質(zhì)量流量控制器中的每一個包括壓力表，其定位于可滲透周壁上游；可變壓力閥，其可操作地連接到所對應(yīng)的多個氣體供應(yīng)管線中的一個，可變壓力閥構(gòu)造成在氣體供應(yīng)管線中引入額外的阻力，以實(shí)現(xiàn)通過氣體供應(yīng)管線的預(yù)定氣體質(zhì)量流率。再一實(shí)施例還可包括可編程邏輯控制器，其可操作地連接到多個氣體質(zhì)量流量控制器并且構(gòu)造成基于來自壓力表的壓力讀數(shù)而操縱可變壓力閥。這個實(shí)施例的特征還在于可編程邏輯控制器構(gòu)造成順序地且單獨(dú)地監(jiān)測和控制多個氣體質(zhì)量流量控制器中的每一個?？删幊踢壿嬁刂破鬟€可遠(yuǎn)離模具臺布置并且經(jīng)由通信線路可操作地連接到多個氣體質(zhì)量流量控制器。在另一實(shí)施例、方法實(shí)施例中，本發(fā)明可提供一種在熔融金屬鑄造系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)模具臺上的多個模具型腔中的每一個大致相等的氣體質(zhì)量流量的方法，該方法包i舌提供模具臺，該模具臺包括模具臺框架；具有模具型腔和可滲透周壁的第一模具，該模具型腔包括模具入口和模具出口，該可滲透周壁構(gòu)造成在鑄造期間允許氣體通過；具有^t具型腔和可滲透周壁的第二模具，該模具型腔包括模具入口和模具出口，該可滲透周壁構(gòu)造成在鑄造期間允許氣體通過；提供第一氣體供應(yīng)管線和第一氣體質(zhì)量流量控制器，該第一氣體供應(yīng)管線布置成將氣流提供至第一模具的可滲透周壁，該第一氣體質(zhì)量流量控制器可操作地連接到第一氣體供應(yīng)管線；提供第二氣體供應(yīng)管線和第二氣體質(zhì)量流量控制器，該第二氣體供應(yīng)管線布置成將氣流提供至第二模具的可滲透周壁，該第二氣體質(zhì)量流量控制器可操作地連接到第第二氣體供應(yīng)管線；協(xié)調(diào)第一氣體質(zhì)量流量控制器與第二氣體質(zhì)量流量控制器，以將第一模具的可滲透周壁的氣體質(zhì)量流量設(shè)定成與第二模具的可滲透周壁的氣體質(zhì)量流量大致相同。在另一方法實(shí)施例中，本發(fā)明可提供一種在熔融金屬鑄造系統(tǒng)中維持模具的氣體質(zhì)量流量的方法，該模具具有模具型腔和可滲透周壁，該模具型腔包括模具入口和模具出口，該可滲透周壁構(gòu)造成在鑄造期間允許氣體通過，該方法包括提供氣體供應(yīng)管線，該氣體供應(yīng)管線布置成將氣流提供到模具的可滲透周壁；提供可操作地連接到氣體供應(yīng)管線的氣體質(zhì)量流量控制器，該氣體質(zhì)量流量控制器包括在可滲透周壁上游的壓力表和可變壓力閥，其中，可變壓力閥構(gòu)造成可變地補(bǔ)充來自可滲透周壁的壓力，以維持通過模具的可滲透周壁的大致恒定的氣體質(zhì)量流量。依照法規(guī)，關(guān)于結(jié)構(gòu)和方法特征以略微具體的語言描述了本發(fā)明。但是應(yīng)了解的是，本發(fā)明并不限于所顯示和描述的具體特征，這是因為本文所公開的裝置包括實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選形式。因此，在才艮據(jù)等效原則合適地解釋的權(quán)利要求書的適當(dāng)范圍內(nèi)，要求保護(hù)本發(fā)明的各種形式或修改。權(quán)利要求1.一種熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其包括模具臺，其包括模具臺框架和各具有模具型腔的多個模具，所述模具型腔具有模具型腔入口和模具型腔出口，并且每個模具型腔出口包括可滲透周壁，在鑄造期間氣體通過所述可滲透周壁；多個氣體供應(yīng)管線，每個氣體供應(yīng)管線各對應(yīng)于所述多個模具型腔中的一個，并且每個氣體供應(yīng)管線構(gòu)造成將氣體提供至它所對應(yīng)的所述多個模具型腔中的一個的可滲透周壁；多個氣體質(zhì)量流量控制器，其可操作地連接到所述多個氣體供應(yīng)管線，其中每個氣體質(zhì)量流量控制器構(gòu)造成將大致恒定的氣體質(zhì)量流量提供到它所對應(yīng)的所述多個模具型腔中的一個的可滲透周壁；以及其中，所述多個氣體質(zhì)量流量控制器將通過所述多個可滲透周壁中的每一個的氣體流量維持為大致相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其特征在于，所述可滲透周壁為石墨環(huán)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體為空氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其特征在于，所述多個氣體質(zhì)量流量控制器中的每一個包括壓力表，其定位于所述可滲透周壁的上游；可變壓力閥，其可操作地連接到它所對應(yīng)的多個氣體供應(yīng)管線中力，以實(shí)現(xiàn)通過所述氣體供應(yīng)管線的預(yù)定氣體質(zhì)量流率。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其特征在于，所述熔融金屬鑄造系統(tǒng)還包括可編程邏輯控制器，所迷可編程邏輯控制器可操作地連接到所述多個氣體質(zhì)量流量控制器，并且構(gòu)造成基于來自所述壓力表的壓力讀數(shù)而操縱所述可變壓力閥。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器構(gòu)造成順序地且單獨(dú)地監(jiān)測并控制所述多個氣體質(zhì)量流量控制器中的每一個。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔融金屬鑄造系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器遠(yuǎn)離所述模具臺布置，并且經(jīng)由通信線路可操作地連接到所述多個氣體質(zhì)量流量控制器。8.—種在熔融金屬鑄造系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)模具臺上的多個模具型腔中的每一個的大致相等的氣體質(zhì)量流量的方法，所述方法包括提供模具臺，其包括模具臺框架，和具有模具型腔和可滲透周壁的第一模具，所述模具型腔包括模具入口和模具出口，所述可滲透周壁構(gòu)造成在鑄造期間允許氣體通過；以及具有模具型腔和可滲透周壁的第二模具，所述模具型腔包括模具入口和模具出口，所述可滲透周壁構(gòu)造成在鑄造期間允許氣體通過；提供第一氣體供應(yīng)管線和第一氣體質(zhì)量流量控制器，所述第一氣體供應(yīng)管線布置成將氣流提供到所述第一模具的可滲透周壁，所述第一氣體質(zhì)量流量控制器可操作地連接到所述第一氣體供應(yīng)管線；提供第二氣體供應(yīng)管線和第二氣體質(zhì)量流量控制器，所述第二氣體供應(yīng)管線布置成將氣流提供到所述第二模具的可滲透周壁，所述第二氣體質(zhì)量流量控制器可操作地連接到所述第二氣體供應(yīng)管線；協(xié)調(diào)所述第一氣體質(zhì)量流量控制器與所述第二氣體質(zhì)量流量控制器，以將所述第一模具的可滲透周壁的氣體質(zhì)量流量設(shè)定成與所述第二模具的可滲透周壁的氣體質(zhì)量流量大致相同。9.一種在熔融金屬鑄造系統(tǒng)中用于維持模具的氣體質(zhì)量流量的方法，所述模具具有模具型腔和可滲透周壁，所述模具型腔包括模具入口和模具出口，所述可滲透周壁構(gòu)造成在鑄造期間允許氣體通過，所述方法包i舌提供氣體供應(yīng)管線,所述氣體供應(yīng)管線布置成將氣流提供到所述模具的可滲透周壁；以及提供可操作地連接到所述氣體供應(yīng)管線的氣體質(zhì)量流量控制器，所述氣體質(zhì)量流量控制器包括位于所述可滲透周壁上游的壓力表和可變壓力閥，其中，所述可變壓力閥構(gòu)造成可變地補(bǔ)充來自所述可滲透周壁的壓力，以維持通過所述模具的可滲透周壁的大致恒定的氣體質(zhì)量流量。全文摘要一種用于帶有可滲透周壁的熔融金屬模具的氣流控制系統(tǒng)，其中，在單獨(dú)模具中維持大致恒定的氣體質(zhì)量流量并且在同一模具臺上的模具中維持大致相等的氣體質(zhì)量流量。PLC與氣體質(zhì)量流量控制器相組合地用于持續(xù)地監(jiān)測并維持模具型腔的大致所希望的氣體質(zhì)量流量。文檔編號B22D11/049GK101557892SQ200780039101公開日2009年10月14日申請日期2007年8月17日優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日發(fā)明者B·蒂爾曼,D·薩利,S·安德森,T·斯奈德申請人:瓦格斯塔夫公司