一種定量金屬液真空汲取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種定量金屬液真空汲取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在各種壓鑄行業(yè)中，普遍使用的是湯勺S湯的方式進(jìn)行給湯，這種取湯方式 存在著金屬液容易被氧化、表層低質(zhì)湯液容易被S到、湯量精度低、初次設(shè)置取湯量復(fù)雜等 缺點(diǎn)。為了克服現(xiàn)有取湯方式的缺陷，中國(guó)專利CN103153501A公開(kāi)了用于計(jì)量熔料的裝置 和方法以及鑄造機(jī)的發(fā)明專利，計(jì)量容器下降到熔爐中，并且計(jì)量容器的熔體打開(kāi)-關(guān)閉 器件被驅(qū)動(dòng)打開(kāi)位置，直到預(yù)定的時(shí)間周期結(jié)束或由重量傳感器探測(cè)到計(jì)量容器中到達(dá)預(yù) 定的熔體填充量時(shí)，熔料停止從熔爐攝取到計(jì)量容器中，其中計(jì)量容器的熔體打開(kāi)-關(guān)閉 器件被驅(qū)動(dòng)阻斷位置。
[0003] 然而，上述現(xiàn)有專利還存在以下缺陷：
[0004] 1)該重量傳感器通過(guò)浮力測(cè)液位的方法無(wú)法監(jiān)控湯罐的內(nèi)部密閉情況，判斷真空 系統(tǒng)是否漏氣。
[0005] 2)當(dāng)取湯量較大時(shí)，計(jì)量容器內(nèi)金屬液的液位較高，重量傳感器受到熱福射越大， 但一般重量傳感器的使用環(huán)境溫度為_(kāi)35°C~70°C，極易超過(guò)使用溫度范圍，使得重量傳 感器計(jì)量誤差增大。
[0006] 3) -般來(lái)說(shuō)，重量傳感器在量程的20 %~80 %范圍內(nèi)使用比較準(zhǔn)確，這使得在 選用重量傳感器量程不能太大，根據(jù)結(jié)構(gòu)及汲取的金屬液重量，一般選用的量程為50kg~ 250kg否則精度誤差就增大，成本也增加。根據(jù)市場(chǎng)上各家重量傳感器的性能，重量傳感器 安全過(guò)載范圍為150% FS，即滿量程的1. 5倍；極限過(guò)載范圍為300% FS，即滿量程的3倍。 如果在使用過(guò)程中，對(duì)湯罐部件進(jìn)行維修，例如清除湯罐入口的鋁渣、對(duì)湯罐部件松動(dòng)的螺 釘進(jìn)行緊固等操作，由于力臂的放大作用，極易超過(guò)重量傳感器的極限載荷，造成重量傳感 器損壞，必須將湯罐部件與重量傳感器脫離才能進(jìn)行維修，或者設(shè)計(jì)防過(guò)載結(jié)構(gòu)。而如果不 使用重量傳感器，則裝置的剛度、強(qiáng)度則會(huì)大幅增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種定量金屬液真空汲取裝置，具有 取湯精度高，所取金屬液氧化少，純凈度高和維修方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種定量金屬液真空汲取裝置，包括位移機(jī) 構(gòu)和真空定量取湯裝置，所述位移機(jī)構(gòu)上裝設(shè)有真空定量取湯裝置以驅(qū)動(dòng)真空定量取湯裝 置作三維位移；
[0009] 所述真空定量取湯裝置包括真空發(fā)生裝置、供氣裝置、壓力檢測(cè)器和湯罐組件，所 述真空發(fā)生裝置與湯罐組件連接，所述真空發(fā)生裝置用于抽取湯罐組件內(nèi)的氣體使罐內(nèi)金 屬液高度上升；所述壓力檢測(cè)器與湯罐組件連接，所述壓力檢測(cè)器用于監(jiān)測(cè)罐內(nèi)氣體的壓 力；所述供氣裝置與湯罐組件連接，用于將惰性氣體向罐內(nèi)填充以保護(hù)金屬液不被氧化及 控制金屬液的釋放。
[0010] 作為上述方案的改進(jìn)，所述真空發(fā)生裝置包括真空發(fā)生器、電磁閥A、流量計(jì)、調(diào)節(jié) 閥，所述電磁閥A、真空發(fā)生器、調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)依次連接。
[0011] 作為上述方案的改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)閥為多級(jí)節(jié)流閥、單級(jí)節(jié)流閥或比例閥中的一種。
[0012] 作為上述方案的改進(jìn)，所述供氣裝置依次包括惰性氣體容器、電磁閥B以及單向 節(jié)流閥，所述供氣裝置接入在真空發(fā)生裝置與湯罐組件連接管道上。
[0013] 作為上述方案的改進(jìn)，所述湯罐組件包括湯罐、閥芯以及氣缸，所述閥芯設(shè)于湯罐 內(nèi)，氣缸與閥芯連接使閥芯在湯罐內(nèi)軸向移動(dòng)；所述湯罐下端設(shè)有取湯口，所述閥芯下移至 取湯口時(shí)與取湯口配合套接。
[0014] 作為上述方案的改進(jìn)，所述位移機(jī)構(gòu)為XY軸機(jī)械手。
[0015] 作為上述方案的改進(jìn)，所述XY軸機(jī)械手包括立柱焊接件、橫梁部件和直線模組， 所述橫梁部件橫向設(shè)于立柱焊接件上，且橫梁部件設(shè)有導(dǎo)軌、滑塊和橫向移動(dòng)支架；
[0016] 所述直線模組通過(guò)固定橫向移動(dòng)支架上與橫梁部件相連并在橫梁部件上滑動(dòng)，所 述真空定量取湯裝置設(shè)置在直線模組上可做縱向移動(dòng)。
[0017] 作為上述方案的改進(jìn)，所述壓力檢測(cè)器為壓力傳感器。
[0018] 實(shí)施本實(shí)用新型，具有如下有益效果：
[0019] 本實(shí)用新型所述定量金屬液真空汲取裝置根據(jù)質(zhì)量m與壓力P的函數(shù)關(guān)系，在取 湯時(shí)只需停留在取湯點(diǎn)，再通過(guò)湯罐內(nèi)壓力小于大氣壓，使得金屬液上升進(jìn)入湯罐內(nèi)，壓力 檢測(cè)器測(cè)得壓力值與目標(biāo)質(zhì)量對(duì)應(yīng)的P值相同或?qū)y(cè)得湯罐當(dāng)前壓力值換算成的當(dāng)前汲 取金屬液質(zhì)量達(dá)到目標(biāo)質(zhì)量時(shí)，則可實(shí)現(xiàn)精確取湯。由于壓力檢測(cè)器無(wú)需接近熔爐的液面， 因此其使用環(huán)境的溫度相對(duì)平穩(wěn)，不易超出使用溫度范圍，誤差小，精度高，避免現(xiàn)有技術(shù) 傳感器超出使用溫度范圍而造成計(jì)量誤差大的問(wèn)題。并且，由于壓力傳感器始終監(jiān)測(cè)整個(gè) 取湯過(guò)程中湯罐內(nèi)的內(nèi)部密閉情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)真空系統(tǒng)或充氣系統(tǒng)是否漏氣，可靠性強(qiáng)。
[0020] 另外，利用真空將金屬液汲取在湯罐內(nèi)，到達(dá)喂湯點(diǎn)再釋放，可減少金屬液與外界 空氣的接觸，金屬液不易被氧化，減少氧化物的產(chǎn)生，雜質(zhì)少，純度高。
[0021] 最后，本實(shí)用新型所述裝置沒(méi)有裝設(shè)重量傳感器，裝置剛性好強(qiáng)度高。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本實(shí)用新型一種定量金屬液真空汲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2是本實(shí)用新型一種定量金屬液真空汲取裝置的氣路原理圖；
[0024] 圖3是本實(shí)用新型所述湯罐組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4是本實(shí)用新型所述湯罐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5是本實(shí)用新型所述XY軸機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新 型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0028] 現(xiàn)有普遍使用的是湯勺S湯的方式進(jìn)行給湯，這種取湯方式存在著金屬液容易被 氧化、表層低質(zhì)湯液容易被S到、湯量精度低、初次設(shè)置取湯質(zhì)量復(fù)雜等缺點(diǎn)。而現(xiàn)有專利 公開(kāi)了一種計(jì)量熔料的裝置和方法，采用重量傳感器探測(cè)計(jì)量容器中熔體的填充量，容易 超出超過(guò)使用溫度范圍，使得重量傳感器計(jì)量誤差增大，而且對(duì)湯罐部件進(jìn)行維修時(shí)，由于 力臂的放大作用，極易超過(guò)重量傳感器的極限載荷，造成重量傳感器損壞。
[0029] 為此，本實(shí)用新型改變現(xiàn)有方法及裝置的取湯構(gòu)思和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用對(duì)湯罐抽真 空，使得湯罐內(nèi)的氣壓低于外界大氣壓，在大氣壓作用下將金屬液往湯罐內(nèi)壓，湯罐內(nèi)的金 屬液高度上升。而根據(jù)m= P XV，就可以確定湯罐內(nèi)金屬液的質(zhì)量，同時(shí)湯罐的內(nèi)部壓力 P= Pgh?？芍?，取湯質(zhì)量與湯罐內(nèi)部的壓力、湯罐尺寸存在函數(shù)關(guān)系。由于湯罐是規(guī)則 容器，因此高度h與體積V之間也存在函數(shù)關(guān)系，通過(guò)推導(dǎo)可得到質(zhì)量m與壓力P的函數(shù)關(guān) 系，由此當(dāng)設(shè)定一個(gè)目標(biāo)取湯量時(shí)，可換算成對(duì)應(yīng)的罐內(nèi)壓力，而罐內(nèi)壓力可以根據(jù)壓力檢 測(cè)器檢測(cè)，于是當(dāng)壓力檢測(cè)器讀數(shù)達(dá)到對(duì)應(yīng)質(zhì)量的壓力時(shí)，即可汲取到設(shè)定的取湯質(zhì)量。
[0030] 如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型所述定量金屬液真空汲取裝置包括位移機(jī)構(gòu)和真 空定量取湯裝置200,所述位移機(jī)構(gòu)上裝設(shè)有真空定量取湯裝置200以驅(qū)動(dòng)真空定量取湯 裝置200作三維位移；
[0031] 所述真空定量取湯裝置200包括真空發(fā)生裝置4、供氣裝置5、壓力檢測(cè)器6和湯 罐組件7,所述真空發(fā)生裝置4與湯罐組件7連接，所述真空發(fā)生裝置4用于抽取湯罐組件 7內(nèi)的氣體使罐內(nèi)金屬液高度上升；所述壓力檢測(cè)器與湯罐組件7連接，所述壓力檢測(cè)器用 于監(jiān)測(cè)罐內(nèi)氣體的壓力來(lái)確定湯罐組件7內(nèi)金屬液的質(zhì)量；所述供氣裝置5與湯罐組件7 連接，用于將惰性氣體向罐內(nèi)填充以保護(hù)金屬液不被氧化及控制金屬液的釋放。
[0032] 優(yōu)選地，所述壓力檢測(cè)器為壓力傳感器6。
[0033] 具體地，圖3為本實(shí)用新型所述湯罐組件7的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 湯罐組件7主要用于盛裝金屬液，如圖3,湯罐組件7包括湯罐71、閥芯72以及氣 缸73,所述閥芯72設(shè)于湯罐71內(nèi)，氣缸73與閥芯72連接使閥芯72在湯罐71內(nèi)軸向移 動(dòng)；所述湯罐71下端設(shè)有取湯口 711，所述閥芯72下移至取湯口 711時(shí)與取湯口 711配合 套接。
[0035] 當(dāng)需要打開(kāi)湯罐組件7的取湯口 711時(shí)，氣缸73上提帶動(dòng)閥芯72上移，從而使閥 芯72與取湯口 711解除套接，取湯口 711敞開(kāi)，金屬液8可自由進(jìn)出湯罐71 ;當(dāng)需要關(guān)閉 湯罐組件7的取湯口 711時(shí)，氣缸73推動(dòng)閥芯72使閥芯72與取湯口 711配合套接，封閉 湯罐71。
[0036] 需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型湯罐71由倒圓臺(tái)和圓筒構(gòu)成，金屬液進(jìn)入湯罐71的體 積可通過(guò)湯罐71的體積計(jì)算。如圖4所示，根據(jù)湯罐71結(jié)構(gòu)示意圖，可知!^^!^、(！均為 常數(shù)。
[0037] 當(dāng)金屬液高度h小于倒圓臺(tái)高度比時(shí)，由于圓臺(tái)大面半徑R隨h的改變而改變， 因此根據(jù)倒圓臺(tái)與圓筒所成夾角α，得到R = htana，金屬液的體積為：
[0039] 應(yīng)當(dāng)注意的是，在計(jì)算金屬液體積時(shí)需扣除閥芯72體積π Xr2Xh。
[0040] 當(dāng)金屬液高度h大于倒錐高度比時(shí)，金屬液的體積為：
[0042] 而根據(jù)m = P XV，就可以確定湯罐71內(nèi)金屬液8的重量。由于湯罐71的內(nèi)部壓 力P= P gh?？芍?，取湯質(zhì)量與湯罐71內(nèi)部的壓力、湯罐71尺寸存在如下函數(shù)關(guān)系。
[0043] 當(dāng)目標(biāo)取湯質(zhì)量m小于或等于金屬液浸滿倒圓臺(tái)時(shí)的質(zhì)量
時(shí)，則m與p的函數(shù)關(guān)系為：
[0044] 將（1)式代入m = P XV，
[0047] 代入⑶式得到h可通過(guò)m = P XV得 至Ij，從而求得對(duì)應(yīng)P值。
[0048] 當(dāng)目標(biāo)取湯質(zhì)量m大于金屬液浸滿倒圓臺(tái)時(shí)的質(zhì)量
時(shí)，則m與p的函數(shù)關(guān)系為：
[0049] 將⑵式代入m = P XV，
常數(shù)。
[0053] 通過(guò)上述質(zhì)量m與壓力P的函數(shù)關(guān)系式，可根據(jù)目標(biāo)質(zhì)量m計(jì)算出對(duì)應(yīng)湯罐壓力 P2，從而在取湯時(shí)，只要測(cè)得湯罐當(dāng)前壓力為目標(biāo)質(zhì)量對(duì)應(yīng)壓力值P2時(shí)或?qū)y(cè)得湯罐當(dāng)前 壓力值換算成的當(dāng)前汲取金屬液質(zhì)量達(dá)到目標(biāo)質(zhì)量時(shí)，即可判斷取湯到量。當(dāng)取湯到量時(shí) 需停止抽真空，并瞬時(shí)通過(guò)氣缸73推動(dòng)閥芯72封閉湯罐。
[0054] 另外，如圖2所示，所述真空發(fā)生裝置4和氣栗由同一個(gè)氣源提供動(dòng)力，且在總輸 氣管上設(shè)有氣源三聯(lián)件10,該氣源三聯(lián)件10包括空氣減壓閥、過(guò)濾器、油霧器三大件，減壓 閥可對(duì)氣源進(jìn)行穩(wěn)壓，使氣源處于恒定狀態(tài)，可減小因氣源氣壓突變時(shí)對(duì)閥門或執(zhí)行器等 硬件的損