Устройство для дозирования жидкого металла

 

Изобретение относится к. литейному производству, в частности к устройствам автоматического дозирования жидкого металла в ковше в условиях воздействия повышенных температур окружающей среды и их периодических колебаний, вибраций оборудования, ударных нагрузок, агрессивных и взрывоопасных сред Устройство для дозирования жидкого металла содержит

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 0 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845949/02 (22) 29,06.90 (46) 23.08,92. Бюл. № 31 (71) Пермское специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро (72) С.Г.Пономарев, А.Е.Прейкшас и

H,È.Øóáèí (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 420392, кл. В 22 D 39/00, 1974, Авторское свидетельство СССР

¹ 554947, кл. В 22 D 39/00, 1977. Ы,, 1756016 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ

ЖИДКОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам автоматического дозирования жидкого металла в ковше в условиях воздействия йовышеннь х температур окружающей среды и их периодических колебаний, вибраций оборудования, ударных нагрузок, агрессивных и взрывоопасных сред. Устройство для дозирования жидкого металла содержит грузоприемный узел (ГУ) с силоизмерительным органом, связанный с электрической схемой автоматического управления тири-. сторным электроприводом (T3) 23 раздаточ- . ного ковша (РК) 24, Силоизмеритепьный орган выполнен в виде двух герметичных, гидросистем (ГС) 5 и 6, каждая из которых состоит из одного или группы сильфанов 7, обьединенных в гидросистему коллекторами 8 и 9. ГС 6 жестко связана с ГУ, а ГС 5 . устайовлена нЖ фй1вании без взаимосвязи с ГУ и ГС 6. ГС"6 является рабочей, а ГС 5 служит для компенсации изменений давления в ГС 6, возникающих под воздействием температуры окружающей среды, атмосферного давления, вибраций формовочного оборудования и ударных нагрузок, для чего абе гидросистемы соединены с дифференциальным преобразователем 10. Последний связан с электрической схемой автоматического управления ТЗ 23 раздаточного ковша

24, включающей коммутатор 11, блок 14 компенсации веса ГУ с дозировочным ковшом 24, задатчик дозы 21, блок 19 управления ТЭ 23, блок индикации 22 и датчик 12 наличия ковша. Для предотвращения аварийных переливов дозировочного ковша 13 в электрическую схему включен эадатчик 27 предельного веса ГУ с дозировочным ковшом и дозой металла, взаимосвязанный через устройство сравнения 25 с третьим входом ТЭ 23, 1 з,п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам автоматического дозирования жидкога метал-. ла в ковше, и может быть использовано в металлургии, а также в химической и других отраслях промышленности при дозирава нии жидких и сыпучих материалов в услови ях воздействия низких и повышенных температур окружающей среды, вибраций оборудования, ударных нагрузок и перегрузок, агрессивных и взрывоопасных сред для автоматизации процессов заливки или загрузки.

Известно устройство для дозирвания .. металла, содержащее дозировочный ковш, грузоподьемную платформу, основание, выполненное в виде коаксиально расположен° - ных пустотелых цилиндров, взаимосвязанных между собой посредством рычагов, силоиэмерительный датчик, схему контроля и управления, раздаточный ковш.

В известном устройстве вес дозировочного ковша с металлом передается через грузоподъемную платформу на силоизмерительный датчик, с которого поступает сигнал в схему управления и контроля, состоящую из вторичного измерителя, блока установки нуля. блока автоматики, пусковаго блока, привода раздаточного ковша.

При включении пускового блока блок авто матики подает сигнал на привод раздаточ- . ного ковша, который наклоняется и заполняет металлом дозировочный ковш, По мере увеличения массы металла в доэировочном ковше изменяется нагрузка на датчик и его упругий элемент деформируется. Деформация упругого элемента, преобразованная в электрический сигнал, отражается вторичным измерителем, фиксации дозировочного ковша, задатчик дозы, указатель массы дозы, блок компенсации массы балласта, блок управления с приводом и редуктором, Взвешивающее устройство содержит горизонтальную грузоподъемную платформу, жестко закрепленную на вертикальном штоке, взаимодействующем с силоизмерительным

30 датчиком в момент взвешивания металла.

Такая конструкция взвешивающего устройст:-.з позволяет максимально уменьшить влияние веса.дозировочного ковша и грузоподьемной платформы со штоком при взвешивании доз металла, свести к

35 минимальному значению сопротивления, возникающие при взвешивании, исключить воздействие на силоизмерительный датчик всех нагрузок, кроме нагрузки взвешива40

Недостатком данного устройства явля- . ется то. что тензометрические датчики, используемые в устройстве, обладают низкойэксплуатационной надежностью при работе

5 в условиях ударных нагрузок; вибрационных и температурных воздействий, а также при работе в условиях агрессивных сред и взрывоопасного производства, Кроме того, в устройстве не предусмотрен контроль из10 менения веса ковша в процессе работы за счет выгорания,футеровки, образования настылей на ковше и весовой раме, Отсутствие такого контроля может привести к переливам дозировочного ковша и созданию ава15 рийных ситуаций, а также к снижению точного дозирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для дозирования жидкого металла, содер20 жащее дозировочный и раздаточный ковши, взвешивающее устройство, механизм подьема взвешивающего устройства, механизм

175б015 ния. Однако известное устройство не обес- ля, его выход соединен с вторым входом печивает необходимой надежности и точно- блока сравнения. а выход последнего соедисти дозирования жидкого металла в - ненс вторым входом привода раздаточного условиях меняющихся температурных и ковша, выход задатчика дозы через второй вибрационных воздействий, при работе в 5 аналого-цифровой преобразователь соедиусловиях ударных нагрузок и перегрузок, а нен с вторым входом блока управления, при также при работе в условиях агрессивных этом силоизмерительный орган выполнен в среди взрывоопасного производства, ввиду виде двух герметичных гидросистем, кажиспользования в качестве силоизмеритель- дая из которых содержйт"по крайней мере ного органа тензометрического датчика. 10 один сильфон, установленных на основании

Кроме того, хотя устройство и включает блок и соединенных соответственно с первым и компенсации веса дозировочного ковша и вторым входами дифференциального прегрузоподьемной платформы со штоком, ко- образователя, одна из гидросистем жестко торый выводит систему дозирования на ну-" связана с грузопрйемным узлой. левой отсчет, оно не застраховано от 15 Блоккомпенсациивесагрузоприемного аварийных ситуаций, связанных с перелива- узла с дозировочным KQBllloM,содержит треми ковша ввиду отсутствия средств контро- тий и четвертый аналого-цифровые преобля изменения веса ковша в процессе работы разователи, оперативно-запоминающий за счет образования нэстылей или при не- блок и блок вычитания, вход третьего аналополном сливе из ковша ранее отмеренной 20 го-цифрового преобразователя соединен с дозы металла.:,:: - первым выходом коммутЭтора, выход третьЦель изобретения — повышение точно- его аналого-цифрового преобразователя сости и надежности дозирования жидкого ме- единен с вторым входам блока сравнения и талла в . условиях воздействия первым входом блока вычитания, вход четвозмущающих факторов промышленного 25 вертого аналого-цифрового преобрэзовэтепроизводства, ля связан с вторым выходом коммутатора, Указанная цель достигается тем, что ус- выход четвертого аналого- цифрового претройство для дозировэния жидкого ме.галла, " образователя соединен с входом оперэтйввключающее раздаточный и дозировочный но-запоминающего блока, а выход ковши, основание и грузоприемный узел, 30 последнего — с вторым входом блока вычивзаимосвязанные посредством силоизме- тания, рительного органа, задатчик дозы,.блок ин- Выполнение силоизмерйтелъйого оргадикации, блок компенсации веса на в виде двухустэновлейййх йэ основание . грузоприемного узла с дозировочным ков герметичных гидросистем, каждая из котошом, привод раздаточного ковша и блок уп- 35 рых состои из одного или групПы сильфоравления приводом, при этом выход блока - нов, с установлением взаимосвязи обеих компенсации веса грузоприемного узла с" гидросистем с входами дифференциального дозировочным ковшом соединен с первым преобразователя и жестким соединением входом блока управления приводом, выход одной из этих гидросистем С грузоприемблока управления приводом соединен с вхо- 40 ным узлом позволяет исключить влияние дом блока индикации и с первым входом возмущающих факторов промышленного привода раздаточного ковша, снабжено производства нэ точность и надежность додифференциальным преобразователем, зировэния жидкого металла, Это обусловлекоммутатором, задэтчиком предельного ве--" но самой конструкцией сил ьфонов и са грузоприемнога узла с дозировочным 45 взаимной компенсацией сигналов помех, ковшом и заданной дозы металла, блоком поступающих с обеих гидросистем, в дифсравнения, двумя аналого-цифровыми пре- ференциэльном измерительном преобразообразователями и датчиком наличия ковШа, вателе. В результате этого сигнал на вход выход дифференциального преобразовате- коммутатора поступает свободным от влилля соединен с первым входом коммутатора, 50 ния упомянутых факторов производства, второй вход которого соединен с датчиком наличия ковша, первый и второй выходы Снабжение устройства датчиком наликоммутатора соединены с входами блока чия ковша и установка его на грузойриемомленсации веса грузоприемного узла c " ном узле с взаимосвязью с вторым входом дозировочным ковшом, второй выход кото- 55 коммутатора позволяйт фиксировать порогосоединен с первым входом блока срэв- ступление ковша на позицию заливки и нения, выход задатчика предельного веса взвешиванияметаллаипередаватьсоответгрузоприемного узла с дозировочным ков - " ствующий сигнал нэ вход коммутатора, кошом и дозой металла соединен с входом торый, в свою очередь, подает или снимает первого аналого-цифрового преобрэзовате- напряжение питания с электрической схе1756076 ния, Коллекторы 8 и 9 обеих герметичных гидросистем 5 и 6 соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального преобразователя 10, выход

5 которого связан с первым входом коммутатора 11, На подвижном участке монорельса 4 установлен датчик 12 наличия на позиции заливки ковша 13, соединенный с вторым

10 входом коммутатора 11, Первый и второй Э выходы коммутатора 11 соединены с блоком

14 компенсации веса грузоприемного узла с

50

55 занного фактора. В дифференциальном измерительном преобразователе 10 сигналы с мы, Этим обеспечивается повышенная надежность дозирования металла в ковше в силу того, что электрическая схема находится в рабочем состоянии не постоянно, а только во время нахождения ковша на грузоприемном узле, Кроме того, коммутатор прерывает подачу сигнала на аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом оперативно-запоминающего блока, после запоминания последним сигнала веса пустого ковша с грузоприемным узлом, Снабжение устройства задатчиком предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и дозой металла, 15 соединение его выхода с входом блока сравнения, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный возрастающему значению веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и заливаемой дозой металла, позволяют постоянно сравнивать фактическое на данный момент" вреМени : значение веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и заливаемой дозой металла с -предельным значением. В случае достижения равенства упомянутых сигналов с блока сравнения подается сигнал на вход привода раздаточного ковша на прекращение заливки металла, даже если доза металла в ковше не достигла заданного значения. Этим предотвращается аварийный перелив металла в ковше в том случае, когда дозировочный ковш прибыл на позицию заливки металла не полностью освобожденным от предыдущей дозы металла или сильно зашлакованным, На чертеже приведена компоновочная схема устройства.

Устройство для дозирования жидкого металла в ковше содержит неподвижное основание 7, грузоприемный узел, состоящий из подвижной платформы 2, жестко связанной с подвижным участком 3 монорельса 4, и двух герметичных гидросистем 5 и 6. Ка>кдая из герметичных гидросистем состоит из 45 одного или группы сильфонов 7, объединенных в гидросистему коллекторами 8 и 9. Герметичные гидросистемы 5 и 6 в совокупности являются силоизмерительным органом устройства, Они установлены независимо одна от другой на неподвижном основании 1. Герметичная гидросистема 6 соединена с подвижной платформой2 и является рабочей. Герметичная система 5 не связана с подвижной платформой 2 и служит для компенсации изменений давления в рабочей гидросистеме 6, возникающих под воздействием изменений температуры окружающей среды и атмосферного давления, вибраций формовочного оборудовадозировочным ковшом 13, Блок 14 состоит из аналого-цифровых преобразователей 15 и 16, один из которых непосредственно, а другой через оперативно-запоминающее устройство 17 соединены с входами блока

18 вычитания, Выход блока 18 вычитания связан с первым входом блока 19 управления, к второму входу которого через аналого-цифровой преобразователь 20 подключен задатчик 21 дозы. Выход блока

19 управленйя соединен с блоком 22 индикации и тиристорным электроприводом 23 раздаточного ковша 24. Выход аналого-цифрового преобразователя 15 связан с одним из входов блока 25 сравнения, второй вход которого через аналого-цифровой преобразователь 26 соединен с задатчиком 27 предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом и металлом, Выход блока 25 сравнения подключен к тиристорному электроприводу 23 раздаточного ковша 24, к которому присоединен также пульт

28 управления, Дозирование жидкого металла в ковше осуществляется следующим образом.

При отсутствии дозировочного ковша 13 на подвижном участке 3 монорельса 4 давление в герметичных гидросистемах 5 и 6 передается на первый и второй выходы дифференциального преобразователя 10. С выхода дифференциального преобразователя

10 сигнал поступает на вход коммутатора

77 Далее сигнал не поступает, так как коммутатор 11 при отсутствии ковша 13 на подвижном участке 3 монорельса 4 снимает напряжение питания с электрической схемы. В силу того, что конструкция сильфонов позволяет частично погасить вибрацию, создаваемую работой производственного оборудования, сигналы на входы дифференциального преобразователя 10 поступают частично освобожденными от влияния укагерметичных гидросистем 5 и 6 с оставшимися нескомпенсированными за счет сильфонов помехами от воздействия вибраций, а также сигналы, помехи, возникающие под

10 влиянием изменений температуры и атмос- 22 индикации, а также формирует упрэвляферного давления, уравновешивают друг ющее воздействие на тиристорный электродруга, что позволяет на выходе дифферен- привод 23. По мере увеличения массы циального преобразователя получить по- металла в доэировочном ковше 13 изменялезный сигнал, свободный от погрешностей 5 ется соотношение между сигналами, постуизмерений, возникающих под воздействи- пающим с блока 18 вычитания и задатчикэ ем перечисленных факторов.. 21 дозы. При задайном. соотношении этих

При появлении ковша 13 на подвижном сигналов скорость наклона раздаточного участке 3 монорельса 4 датчик 12 наличия ковша начинает снижаться. В момент оконковша передаетсигнал на вход коммутатора 10 чания набора дозы тиристорный электро11, который после этого осуществляет под- привод 23 раздаточного ковша 24 ачу напряжения питания на электрйческую реверсируется, заливка металла прекращасхему. Появление ковша 13 на позиции за- ется. ливки вызывает изменение давления" в ра- Одновременно с подачей сигнала с анабочей герметичной гидросистеме 6, 15 лого-цифрового преобразователя 15 на блок пропорциональное весу ковша 13, Сигнал, 18 вычитания, сигнал, пропорциональный соответствующий суммарному весу грузо- возрастающему в процессе заливки металприемного узла (подвижной платформы 2 и ла весу грузоприемного узла с дозировоч- . соединенного с. ней.подвижного участка 3 ным ковшом 13 с дозой металла, поступает монорельса4)ипустогоковша13,поступает 20 на вход блока 25 сравнения. Это сигнал с выхода дифференциального преобразова- сравнивается с заданием, поступающим четеля 10 на вход коммутатора 11. С nepaoro рез аналого-цфировой преобразователь 26 выхода последнего сигнал передается на" с задатчика 27 предельного веса грузопривход аналого-цифрового преобразователя емного узла с дозировочйым" коъшом и до15, а с второго выхода — на вход аналого- 25 зой металла. В случае, если дозировочный цифрового преобразователя 16, С выхода ковш пришел на позицию залйвки c:превыаналого-цифрового преобразователя 16сиг- шением нормального веса (не полностью нал.поступает на вход оперативно-запоми- вылитая предыдуй ая доза металла, сильная нающего блока 17. По истечении времени, зашлакованность ковша),топризаливкеменеобходимого для запоминания веса грузо - 30 талла при достижении значения предельноприемногоуэласдозировочным ковшом13., го веса ковша 13 с блока 25 сравнения на коммутатор 11 отключает выход аналого- тиристорный электропривод 23 поступает цифрового преобразователя 16 и в дальней- сигнал на аварийный отвод ковша 24 в ис шем непрерывный аналоговый сигнал с ходное положение. Этим предотвращается коммутатора 11 поступает только на вход 35 возможный перелив металла в дозировочаналого-цифрового преобразователя 15.. ный ковш 13 и связанные с переливом аваПо мере заливки металла в дозировоч- рийные ситуации. ный ковш 13 давление в рабочей герметич- Устройство для дозирования жидкого ной гидросистеме 6 будет непрерывно металла, кроме автоматического, можетравозрастать, пропорционально ему будет 40 ботать и в полуавтоматическом режиме, когвозрастать и сигнал, поступающий с анало- да команда на начало и окончайие заливки го-цифрового преобразователя 15 на пер- металла подается с пульта 28 управления вый вход блока 18 вычитания. На другой оператором. вход блока 18 вычитания непрерывно по- Ф о р мула и зоб рете н ия ступает фиксированный сигнал с оператив- 45 1. Устройство для доэирования жидкого но-запоминающего блока 17, металла, включающее раздаточный и доэипропорциональный весу грузоприемного ровочный ковши, основание и грузоприемузла с дозировочным ковшом 13, который ный узел, взаимосвязанные посредством вычитается из сигнала, поступающего с ана- силоизмерительного органа, эадатчик дозы, лого-цифрового преобразователя 15. С вы- 50 блок индикации, блок компенсации веса хода блока 18 вычитания непрерывно грузоприемного узла с дозйровочным коввозрастающий сигнал, пропорциональный шом, привод раздаточного ковша и блок упв любой момент времени возрастающему равления приводом, при этом выход блока весу. заливаемого в дозировочйый ковш 13 компенсации веса грузоприемного узла с металла, поступает на вход блока 19 управ- 55 дозировочным ковшом соединен с первым лениятиристорного электропривода23. Эти входом блока управления приводом, выход сигналы сравниваются с заданием, поступа- блока управления приводом соединен с вхоющим через аналого-цифровой преобразо- дом блока индикации и с первым входом ватель 20 с эадатчика 21 дозы, и полученный привода раздаточного ковша, о т л и ч а юразностный сигнал подается на входблока щ е е с я тем, что, с целью повышения

1756016

Составитель Л. Протопопова

Техред М.Моргентэл Корректор Н. Слободяник

Редактор B. Петрэш

Заказ 3045 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушскэя нэб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 точности и надежности дозирования жидкого металла в условиях воздействия возмущающих факторов промышленного производства, оно снабжено дифференциальным преобразователем, коммутатором, 5 задатчиком предельного веса грузоприемного узла с дозировочным KQBllloM и заданной дозы металла, блоком сравнения, двумя аналого-цифровыми преобразователями и датчиком наличия ковша, прй этом выход 10 дифференциального преобразователя сое- . динен с первым входом коммутатора, второй вход которбго соединен с датчиком налйчия ковша, первый и второй выходы коммутатора соединены с входами блока 15 компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом, второй выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход задатчика предельного веса грузоприемного узла с дозировочным ков- 20 шом и заданной дозой металла соединен с входом первого аналого-цифрового преобразбвателя, его выход соединен с вторым входом блока сравнения, выход последнего соединен с вторым входом блока сравне- 25 ния, выход пОследнего соединен с вторым входом привода раздаточного ковша, выход задатчика дозы через второй аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым

30 входом блока управления, а силоизмерительный орган выполнен в виде двух герметичных гидросистем, каждая из которых содержит по крайней мере один сильфон, установленных на основании и соединенных соответственно с первым и вторым входами дифференциального преобразователя, при этом одна из гидросистем жестко связана с грузоприемным узлом. -, 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок компенсации веса грузоприемного узла с дозировочным ковшом содержит третий и четвертый аналога-цифровые преобразователи, оперативно-запоминающий блок и блок вычитанйя, причем вход третьего аналого-цифрового преобразователя соединен с первым выходом коммутатора, выход третьего аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом блока сравнения и первым входом блока вычитания, вход четвертого аналого-цифрового преобразователя связан с вторым выходом коммутатора, выход четвертого аналого-цифрового преобразователя соединен с входом оперативно-запоминающегО блока, а выход последнего — с вторым вхо.дом блока вычитания.