Устройство для дозирования расплавленного металла

(22) (46) (72) (53) (56) У 28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬС 3658463/22-020211.8307,05.85. Бюл. У 17В.П, Ииновский621.746.27(088.8)Авторское свидетельство183, кл, Н 05 В 5/10, 1966.Патент Франции У 797562,22 П 39/00, 1981.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, содержащее тигель для расплава, электромагнитный насос, контролирующий трубопровод, камеру, предохранительный трубопровод, пускатель, датчик уров. ня металла и реле времени, о т лич а ю щ е е с я тем,. что, с целью повыи 1 ения производительности, оно снабжено усилителем мощности, предварительным усилителем и релейнымэлементом, причем выход датчикауровня металла, соединен с входомпредварительного усилителя, первыйвыход которого соединен с первымвходом усилителя мощности, выход которого соединен с электромагнитнымнасосом, второй вход усилителя мощности соединен с первым выходомрелейного элемента, вход которогосоединен с вторым выходом предварительного усилителя, второй выходрелейного элемента - с входом релевремени, выход которого соединен свходом пускателя, выход которогосоединен с третьим входом усилителя мощности и электромагнитным насосом.Изобретение относится к автоматизации литейных процессов, а имен,но к доэированию жидких металлов электромагнитными и магнитодинамическими насосами,5Известно устройство для доэирования жидких металлов, содержащеетигель для расплава, магнитодинамический насос, сливной металлопровод 13,При доэировании по временивозникают погрешности, связанныес изменением уровня металла в тигле,возможными колебаниями питающего напряжения в сети, эаростанием металлопровода окислами, а также наличием зазоров в месте соединенияметаллопровода с устьем канала.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является уст- Оройство для зирования расплавленногометалла, содержащее тигель для расплава, электромагнитный насос, контролирующий трубопровод, камеру,предохранительный трубопровод, пускатель, датчик уровня металла иреле времени1,Работа устройства основанана медленном повышении мощностинасоса, что снижает производительность.Цель изобретения - повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что устройство для дозирования расплавленного металла, содержащее тигель для расплава, электромагнитный насос, контролирующий трубопровод, камеру, предохранительный трубопровод, пускатель, датчик уровня метал - ла и реле времени, снабжено усилителем мощности, предварительным усилителем и релейным элементом, причем выход датчика уровня металла соединен с входом предварительного усилителя, первый выход которого соединен с первым входом усилителя мощности, выход которого соединен с электромагнитным насосом, второй вход усилителя мощности соединен с первым выходом релейного элемента, вход которого соединен с вторым выходом предварительного усилителя, второй выход релейного элемента - с входом реле времени, выход которого соединен с входом пускателя, выход которого соединен с третьим входом усилителя мощности и электромагнитным насосом.Датчик уровня металла, в качестве которого использован Фотодиод,размещенный в Фокальной плоскостилинзы, укреплен над отверстием контролирующего трубопровода,Для обеспечения дозирования повремени введены устройство пускаи останова насоса, реле времени,связанные с релейным элементом инасосом.К выпускному отверстию контролирующего трубопровода подсоединеннаправляющий патрубок,На Аиг, 1 изображена блок-схемаустройства для дозирования расплавленного металла, на Аиг. 2 - принципиальная схема предварительногоусилителя с Фотодиодом датчикауровня металла, на фиг, 3 - принципиальная схема релеиного элемента, на Аиг, 4 - принципиальная схемаусилителя мощности.Устройство для дозирования расплавленного металла содержит тигель1 с магнитодинамическим насосом 2,включающим индуктор 3, электромагнит4, канал 5, в устье 6 которого вставлен контролирующий трубопровод 7,который в верхней части соединенс предохранительньм трубопроводом 81 посредством камеры 9, К выпускномуотверстию э , расположенному нижерабочего уровня В , контролирующеготрубопровода 7, подсоединен направляющий патрубок 10.В верхней части контролирующеготрубопровода 7 установлен датчик 11уровня металла, содержащий линзу 12,трубу 13, фотодиод 14, установленныйв Аокальной плоскости линзы 12.Для осуществления отрицательнойобратной связи устройство снабженопредварительным усилителем 15, усилителем 16 мощности, релейным элементом 17. Для осуществления дозирования по времени в устройствовведены реле 18 времени, пускатепь19, например, типа ПАс кнопкамиПуск" и Стоп. Реле времени может быть типа ВЛУ 4. Предварительный усилитель 15 представляет собой усилитель постоянного тока, собранный на четырех транзисторах по диФФеренциальной схеме (Фиг. 2). Входом предварительного усилителя 15 служит Аотодиод 14 датчика 11 уровня металла, включенныйв цепь базы транзистора ЧТ 1. Длякомпенсации темнового сопротивления фотодиода ЧД 1 в цепи базы транзистора ЧТ 4 включен фотодиод ЧД 2.Напряжение, снимаемое с части сопротивления Р 2, служит первым выходом предварительного усилителя, аразность потенциалов на коллекторахтранзисторов Т 2 и Т 3 является вторым выходом предварительного усилителя,Релейный элемент (фиг. 3) пред, ставляет собой усилитель постоянноготока на транзисторе, собранномпо схеме с общим эмиттером, в коллекторную цепь которого включенаобмотка реле Р 1. Нормально закрытые контакты реле Р 1 являются первым выходом релейного элемента,Вторым выходом релейного элементаявляются контакты реле Р 2, обмоткакоторого включена последовательнос контактами реле Р 1 и реле времени(питание реле времени не показано),В качестве усилителя мощностииспользован магнитный усилитель, собранный по дифференциальной схеме(фиг. 4).Устройство для дозирования расплавленного металла работает следующим образом,С помощью устройства пуска иостанова 19 включается магнитодинамический насос 2 через усилитель 16мощности и подается питание (непоказано) на усилители 15, 16 и релейный элемент 17; В этот моментвремени зеркало металла в контролируощем трубопроводе 7, являясь источником излучения инфракрасных лучей, находится на максимальном расстоянии от линзы 12 датчика 11 металла. Насос 2 включен на максимальную мощность посредствомотрицательной обратной связи: поверхность металла в контролируемом трубопроводе как источник излучения, фотодиод 14 датчика 11 уровня метал.ла как преобразователь интенсивности излучения в пропорциональную величину протекаемого через него тока, предварительный усилитель 15, усилитель 16 мощности, электромагнит 4 иагнитодинамического насоса 2.При существующей отрицательной обратной связи мощность насоса обратно пропорциональна квадрату расстояния между зеркалом металла45 50,цательную обратную связь,Мощность насоса 2 уменьшается,избыточное давление на его выходе падает, цикл повторяется.55 5 1 О 15 20 25 30 35 40 в контролирующем трубопроводе 7 и линзой 12 датчика 1 уровня металла.Поэтому по мере приближения расплавленного металла в контролирующем трубопроводе 7 к линзе 12 датчи" ка 11 уровня металла мощность насоса ограничивается, Таким образом, обеспечивается максимальная скорость подъема металла в контролирующем трубопроводе 7 с автоматическим ее ограничением при подходе зеркала металла .к рабочему уровню Ь, что исключает вредное влияние инерционно" ного периода движения металла.При пересечении расплавленным металлом рабочего уровня напряжение на втором выходе предварительного усилителя 15 достигает величины срабатывания релейного элемента 17, в результате чего мощность насоса дискретно ограничивается под действием второй отрицательной обратной связи; излучение зеркала металла в контролирующем трубопроводе 7, датчик 11 уровня металла, предварительный усилитель 15, релейный элемент 17, усилитель 16 мощности, электромагнит 4 магнитодинамического насоса 2. Избыточное давление магнитодинамического насоса 2 резко понижается. Металл по инерции несколько подымается вверх до уровня С, после чего, опускаясь вниз, вновь пересекает рабочий уровень В, релейный элемент 17 под воздействием изменившегося напряжения с второго выхода предварительного усилителя 15 становится в исходное состояние разрывая отрицательную обратную связь, Мощность насоса 2 увеличивается. Металл по инерции опускается несколько вниз до уровня а ивновь подымается вверх, пересекаярабочий уровень В, Вновь под воэдействием увеличившегося сигнала свторого выхода предварительного усилителя 15 срабатывает релейныйэлемент 17, дискретно образуя отридискретно ограничивая мощность насоса при прохождении зеркала ме талла через рабочич уровень Ь, в контролирующем трубопроводе 7 вторая еотрицательная; обратная связь1дает возможность аксимально использовать действие первой отрицательной обратной связи, направяе: нов на сокращение времени подъема металла, кроме того ;: ее помощью над выпускным отверстием поддерживается постояннЬп 1 уровень металла. Амплитуда и частота колебаний зеркала металла в контролируемом трубопроводе 7 зависит ст параметров насоса и обратной связи, тем самым уровень металла изменением параметров обратной связи может поддерживаться с любой, наперед заданной точностью.При работе устройства для дозирования рэ.плавленного металла по времени сигнал с второго выхода релейного элемента 17 поступает на реле 18 времени, которое по истечении выставленного времени подает сигнал на пускатель 19 который отключает насос от сети. Количество металла, выливаемого через выпускноеотверстие д , будет пропорционально времени работы насоса.По сравнению с дозированисм по 5 уровню дозирование по времени отличается более высокой производительностью, так как в последнем случаеотсутствуют переходные процессы,связанные с установлением уровняметалла в инжекционной камере.Использование датчика уровня металла с двумя отрицательными обратными связямн позволяет повыситьпроизводительность за счет сокра .щения. времени подъема металла к выпуксному отверстию. Кроме того, вустройстве, благодаря новым связями элементам, использован адин датчик, вынесенный иэ зоны высоких М температур, что упрощает конструкцию контролирующего трубопровода,повышает надежность работы устройства в целом.