Устройство для дозирования жидкого металла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее соединенные между собой последовательно датчик подачи металла в форму, масштабный усилитель, управляемый интегратор , первый блок сравнения и регулятор дозы металла, датчик течения металла в канале соединен с вторым входом управляемого интегратора, а выход преобразователя напряжения - с магнитогидродинамическим насосом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования, оно дополнительно содержит блок расчета дополнительной дозы металла, второй блок сравнения, задатчик минимально допустимой дозы, элемент ограничения напряжения, регулятор подачи металла, управляемый блок памяти и выключатель сигнала управления , причем выход задатчика минимальной дозы металла соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом масштабного усилителя , выход второго блока сравнения соединен с вторым входом управляемого блока памяти, вход блока расчета дополнительной дозы металла соединен с выходом масштабного усилителя, выход блока расчета дополнительной дозы металла соединен с вторым входом регулятора дозы металла, первый выход регулятора дозы металла соединен с входом элемента ограничения напряжения , а второй выход - с вторым входом 9 выключателя сигнала управления, выход элемента ограничения напряжения соединен с первым входом регулятора подачи металла , второй вход которого соединен с выходом масштабного усилителя, выход регулятора подачи металла соединен с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом выключателя сигнала управления, выход выключателя сигнала управления соединен с входом преобразователя напряжения, а первый вход первого оо оо to 4 блока сравнения - с задатчиком дозы металла . оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

4Ш В 22 D 3900 ь а 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3630298/22-02 (22) 27.07.83 (46) 07.02.85. Бюл. № 5 (72) Ю. Я. Лаугис, В. В. Лойгом, А. Ф. Оорн, Х. Ф. Оорн, Э. H. Йеттай, Х. А. Саккос и А. А. Карбоинов (71) Таллинский политехнический институт (53) 621.746.022 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 719805, кл. В 22 D 39/00, 1970.

2. Тайсмус Х. A.,Ëàóãèñ Ю. Я. Автоматизированный МГД-привод. М., «Энергия», 1980, с. 132 — 134. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее соединенные между собой последовательно датчик подачи металла в форму, масштабный усилитель, управляемый интегратор, первый блок сравнения и регулятор дозы металла, датчик течения металла в канале соединен с вторым входом управляемого интегратора, а выход преобразователя напряжения — с магнитогидродинамическим насосом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования, оно дополнительно содержит блок расчета дополнительной дозы металла, второй блок сравнения, задатчик минимально допусти,SU„„1138243 А мой дозы, элемент ограничения напряжения, регулятор пода чи металла, управляемы и блок памяти и выключатель сигнала управления, причем выход задатчика минимальной дозы металла соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом масштабного усилителя, выход второго блока сравнения соединен с вторым входом управляемого блока памяти, вход блока расчета дополнительной дозы металла соединен с выходом масштабного усилителя, выход блока расчета дополнительной дозы металла соединен с вторым входом регулятора дозы металла, первый выход регулятора дозы металла соединен с входом элемента ограничения напряжения, а второй выход — с вторым входом выключателя сигнала управления, выход 2 элемента ограничения напряжения соединен с первым входом регулятора подачи метал- фа/ ла, второй вход которого соединен с выходом масштабного усилителя, выход регулятора подачи металла соединен с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом выключателя сигнала управления, выход выключателя сигнала >ь управления соединен с входом преобразователя напряжения, а первый вход первого блока сравнения — с задатчиком дозы металла.

1138243

45 .50

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при дискретном дозировании высокотемпературного жидкого металла в литейные или в кокильные формы.

Известно устройство для дозирования жидкого металла, содержащее металлопровод, в котором установлен магнитогидродинамический МГД насос, датчик подачи и задатчик для установления номинальной подачи, который обеспечивает подачу с постоянным расходом (1).

Однако это устройство предназначено для непрерывного дозирования и непригодно для заполнения литейных форм с дискретными дозами, так как система не позволяет измерять величину дозы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для дозирования жидкого металла, содержащее соединенные между собой последовательно датчик подачи металла в форму, масштабный усилитель, управляемый интегратор, первый блок сравнения и регулятор дозы, датчик течения металла в канале соединен с вторым входом управляемого интегратора, а выход преобразователя напряжения — с с МГД-насосом (2) .

Недостатками известного устройства являются малая точность дозирования и низкое качество отливок, так как при расчете дозы в системе управления не учитывается величина дополнительной дозы, выделяем ой за счет инер цио нных сил после отключенияя МГД-насоса, а также не воздерживается скорость движения металла вдоль стенки формы в оптимальном диапазоне.

Г1ревышение максимально допустимой скорости движения металла ведет к переливу, а снижение скорости ниже критической— к остыванию металла и ухудшению качества отливок.

Целью изобретения является повышение точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дозирования жидкого металла, содержащее соединенные между собой последовательно датчик подачи металла в форму, масштабный усилитель, управляемый интегратор, первый блок сравнения и регулятор дозы металла, датчик течения металла в канале соединен с вторым входом управляемого интегратора, а выход преобразователя напряжения — с магнитогидродинамическим насосом, дополнительно содержит блок расчета дополнительной дозы металла, второй блок сравнения, задатчик минимально допустимой дозы, элемент ограничения напряжения, регулятор подачи металла, управляемый блок памяти и выключатель сигнала управления, причем выход задатчика минимальной дозы металла соединен с первым входом второго блока сравне5

40 ния, второй вход которого соединен с выходом масштабного усилителя, выход второго блока сравнения соединен с вторым входом управляемого блока памяти, вход блока расчета дополнительной дозы металла соединен с выходом масштабного усилителя, выход блока расчета дополнительной дозы металла соединен с вторым входом регулятора дозы металла, первый выход регулятора дозы металла соединен с входом элемента ограничения напряжения, а второй выход — с вторым входом выключателя сигнала управления, выход элемента ограничения напряжения соединен с первым входом регулятора пода и металла, второй вход которого соединен с выходом масштабного усилителя, выход регулятора подачи металла соединен с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом выключателя сигнала управления, выход выключателя сигнала управления соединен с входом преобразователя напряжения, а первый вход первого блока сравнения с задатчиком дозы металла.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства для доаирования жидкого металла; на фиг. 2 — функциональная схема управляемого элемента хранения анаЛогового сигнала; на фиг. 3 — то же, для расчета дополнительной дозы.

Устройство для дозирования жидкого металла (фиг. 1) содержит последовательно соединенные блок 1 сравнения дозы, регулятор 2 дозы, элемент 3 ограничения напряжения. регулятор 4 подачи, управляемый блок 5 памяги. выключатель 6 сигнала управления, преобразователь 7 напряжения, МГД-насос 8 с металлопроводом 9, на который установлены датчик О течения металла в канале и датчик 11 подачи металла в форму, причем выход последнего связан с входом масштабного усилителя 12. Выход масштабного усилителя 12 соединен параллельно с первыми входами управляемого интегратора 13, блока 14 сравнения, блока

15 расчета дополнительной дозы и задатчика 16 минимально допустимой дозы.

Управляемый блок 5 памяти (фиг. 2) состоит из ан ало гово ro ключа 17, конденсатора 18 и повторителя 19 напряжения íà операционном усилителе, причем конденсатор

18 подключен параллельно с выходом ключа 17, а выход ключа 17 соединен с входом повторителя 19 напряжения. Блок 15 расчета дозы (фиг. 3) состоит из операционного усилителя 20 с резистором 21 в цепи обратной связи и полевого транзистора 22, причем полевой транзистор 22 подключен параллельно сопротивлению 21 в цепи обратной связи операционного усилителя 23, а затвор полевого транзистора соединен с выходом источника регулируемого опорного напряжения.

1138243

Устройство работает следующим образом.

Сигнал задания дозы Дз поступает на блок 1 сравнения дозы и передается оттуда по последовательной цепи, состоящей из регулятора 2, элемента 3 ограничения, регулятора 4, блока 5 памяти, выключателя 6 и преобразователя 7 на вход МГД-насоса 8, после чего начинается заполнение металлопровода 9 жидким металлом. Датчик 11 подачи выдает сигнал в виде напряжения, величина которого зависит от скорости течения жидкого металла в металлопроводе. Выход датчика 11 подачи подключен к входу масштабного усилителя 12, осуществляющего получение сигнала, пропорционального величине подачи жидкого металла. Для получения величины дозы жидкого металла значение подачи интегрируется на управляемом интеграторе 13. Интегрирование в блоке 13 начинается с момента поступления логического сигнала с датчика 10 течения. На блок 1 сравнения величины дозы поступает сигнал задания дозы Д с задатчика дозы (не показан) и сигнал обратной связи Дц с выхода управляемого интегратора 13. Выходным сигналом блока 1 сравнения является сигнал отклонения дозы.

Восле отключения МГД-насоса поток жидкого металла, находящийся за МГД-насосом, является неуправляемым. Дополнительная доза, выливаемая за счет инерционных сил, полностью зависит от подачи до момента выключения МГД-насоса и гидромеханической постоянной времени системы.

Эту дозу учитывает блок 15 расчета дополнительной дозы, на вход которого дается сигнал подачи. Значение постоянной времени при дозировании металлов с различными плотностями устанавливается при помощи опорного напряжения, подаваемого на затвор полевого. транзистора 22, шунтирующего резистор 21, стоящий в цепи обратной связи операционного усилителя 20. Значение оиорного напряжения соответствует коэффициенту операционного усилителя 20, определяемому как отношение резистора 21 и полевого транзистора 22 к входному сопротивлению операционного усилителя 20. Выходной сигнал блока 1 сравнения дозы подается на первый вход регулятора 2 дозы, а на его второй вход подается сигнал дополнительной дозы из блока 15 расчета дополнительной дозы. Выходной сигнал регулятора 2 дозы проходит через ограничитель 3 напряжения, который определяет максимальную скорость течения жидкого металла. Выходной сигнал элемента 3 подается на первый вход регулятора 4 подачи, а на второй вход поступает сигнал обратной связи по подаче. Выходной сигнал регулятора 4 подачи подается дальше на управляемый блок 5 памяти.

При приближении значения дозы к требуемому значение сигнала дозы приближается к нулю. Вследствие этого и сигнал подачи приближается к нулю. В этом случае процесс заполнения формы на окончательном этапе существенно удлиняется, а также происходит остывание металла и вместе с

20 тем ухудшение качества отливок. В связи с этим блок 14 сравнения сигнала подачи с сигналом задатчика 16 минимальной дозы выдает логический сигнал Х, когда скорость течения жидкого металла уменьшается до критической. Сигнал Х поступает на второй вход управляемого блока 5 памяти и он управляет состоянием аналогового ключа 17.

При открытии ключа 17 на выходе блока 5 сохраняется величина напряжения. Далее этот сигнал передается на управляемый

gp ключ выключателя 6 сигнала управления.

Состояние ключа в выключателе 6 управляется логическим сигналом от регулятора 2 дозы. При достижении значения, равного нулю, регулятор 2 выдает логический сигнал, который отключает управляющий сиг35 нал от преобразователя 7 напряжения.

МГД-насос 8 остается без питания, за счет инерционных сил выливается дополнительная доза и литейная форма заполняется полностью.

Таким образом предлагаемое устройство имеет высокую точность дозирования в дискретном режиме.

Экономический эффект от внедрения устройства в литейном цехе при заполнении литейных форм на формовочной линии составляет 68500 руб. в год.

1138243

1138243

Составитель Г. Демин

Редактор О. Черниченко Техред !4. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 0597/! 0 Тираж 747 Подпнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4