Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор

Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использоВано при производстве стали и сплаВов и направлено на совершенство 5ванне устройства вакуумной обработки расплавов.Цель изобретения - повышение эффективности вакуумной обработки,обеспечение дозирования материалов в заанной последовательности по ходуроцесса вакуумирования.На фиг.1 приведена структурнаясхема системы управления циклами по,цачи сыпучих материалов в вакууматор; на фиг.2 - циклограмма открытия и закрытия клапаном шлюзового устройства.Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор 20содержит приемный бункер 1 с верхним клапаном 2,клапан 3 атмосферы, камеру 4 шлюзования с нижним клапаном 5, соединенную с вакуум-камерой, клапан 6 вакуума, При этом верхний 25 клапан 2 соединен с первым гидроцилиндром 7, шток которого в крайних положениях клапана связан соответственно с конечными выключателями 8 и 9"Открыто" и "Закрыто. Клапан 3 ат мосферы соединен с вторым гидроцилиндром 10, шток которого при откры" том клапане связан с конечным выключателем 11 "Открыто". Нижний кпапан 5 соединен с третьим гидроцилиндром 12, шток которого в крайних положениях клапана связан соответственно с конечными выключателями 13 и 14 "Закрыто" и "Открыто". Клапан 6 вакуумасоединен с четвертым гидроцилиндром 15, шток которого при открытом клапане связан с конечным выключателем 16 "Открыто".Первый 7 и второй 10 гидроцилиндры связаны с источником жидкости высокого давления и сливом через первый электрогидравлический золотник 17, а третий 12 и четвертый 15 гидроцилиндры - через второй электро- гидравлический золотник 18. Электромагниты 19 и 20 открытия и электромагниты 21 и 22 закрытия первого 17 и второго 18 электрогидравлических золотников соединены соответственно с выходом первого 23 и второго 24 блоков управления, каждый из55 которых состоит из первого 25 и второго 26 усилителей, первого 27 и второго 28 триггеров, собранных на элементах ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с входами первого 25 и второго 26 усилителей. Выход первого триггера 27 соединен также с первым входом сброса второготриггера 28, второй вход сброса которого соединен с размыкающим контактом соответствующих конечных выключателей 8 и 13 "Закрыто" первого 7и третьего 12 гидроцилиндров, Выходвторого триггера 28 соединен с первым входом сброса первого триггера27, второй вход сброса которого соединен с размыкающим контактом соответствующих конечньк выключателей9 и 14 "Открыто" первого 7 и третьего 12 гидроцилиндров. При этом конечные выключатели 8, 9, 13 и 14 последовательно подключены к шине логического "0через размыкающий контакт кнопки 29 "Стоп".Вторые входы сброса первого 27 и второго 28 триггеров соединены непосредственно с шиной логической "1", Дополнительно введены первый 30 и второй 3 1 элементы И, первые и вторые входы которых соединены соответственно с первым 32, вторым 33, третьим 34 и четвертым 35 входамисистемы.Выход первого элемента И 30 соединен с входом открытия первого блока 23 управления и с первым входом закрытия второго блока 24 управления.Выход второго элемента И 31 соединен с входом открытия второго блока 24 управления и с первым входом закрытия первого блока 23 управления, второй вход закрытия которого соединен с выходом первого компаратора Зб, первые разрядные входы которого соединены поразрядно с выходами первого задатчика 37 времени.Второй вход закрытия второго блока 24 управления соединен с выходом второго компаратора 38, первые разрядные входы которого соединены .поразрядно с выходами второго задатчика 39 времени.Вторые разрядные входы первого Зб и второго 38 компараторов соединены соответственно с выходами первого 40 и второго 4 1 счетчиков С-входы которых объединены и. соединены с выходом генератора 42 импульсов. К-вход первого счетчика 40 через первый элемент НЕ 43 соединен с размыкающим контактом конечного выключателя 11"Открыто" второго гидроцилиндра 10 и подключен к шине логического "0" и объединен с размыкающим контактом конечного выключателя 16 "Открыто" четвертого гидроцилиндра 15, соединенного одновременно с шиной логической "1" и с входом второго элемента НЕ 44, выход которого соединен с К-входом второго счетчика 41, 10В качестве элемента ИЛИ-НЕ может быть использована микросхема типа К 155 ЛЕ 2, а в качестве элемента НЕ - микросхема типа К 155 ЛН 2Первый 36 и второй 38 компаратор 15 можно выполнить на микросхемах К 155 ИКЗ, .или К 555 КПЛ,К 561 ИП 2, а первый 40 и второй 41 счетчики - на микросхемах типа К 155 ИЕ 2.Система управления циклами пода чи сыпучих материалов в вакууматор работает следующим образом.Перед началом вакуумирования приемный бункер 1 при закрытом верхнем клапане 2 заполняется заранее взве шенный порцией тот или иной добавки сыпучих материалов.В момент начала погружения патрубка вакуум-камеры в ковш с металлом клапан 3 атмосферы открывается, 30 происходит напуск воздуха в камеру 4 шлюзования и давление в ней выравнивается с атмосферным. Открывается верхний клапан 2 и сыпучие материалы из приемного бункера 1 ссыпаются в камеру 4 шлюзования. При этом нижний клапан 5 и клапан 6 вакуума закрыты. Когда начинает закрываться клапан 3 атмосферы, то начинает закрываться верхний клапан 2. После 40 полного закрытия верхнего клапана 2, определяемого временем паузы и при ходе вакуум-камеры из верхнего положения вниз, открывается клапан 6 вакуума (фиг.2). В камере 4 шлюзо вания создается разрежение, равное разрежению вакуум-камеры. Открывается нижний клапан 5 и порция добавки из камеры 4 шлюзования осыпается в вакууматор одновременно с заполнением вакуум-камеры жидкой сталью.Периодический и кратковременный характер пребывания металла в камере обуславливает необходимость присадки добавок порциями одновременно с заполнением вакуум-камеры жидкой сталью (как это предусмотрено аналогом), так как при ранней присадке камера еще пуста и сыпучие материалы добавок попадают на футеровку камеры квызывают преждевременный ее износ.Поздняя присадка приводит к. неполному растворению материалов и снижениюэффективности вакуумной обработки.Когда начинает закрываться клапан6 вакуума, то происходит и закрывание нижнего клапана 5. После полногозакрытия нижнего клапана 5, определяемого ходом вакуум-камеры, с нижнего положения в верхнее, приемныйбункер 1 заполняется новой порциейдобавки, клапан 3 открывается, давление в камере 4 шлюзования выравнивается с атмосферным и цикл подачисыпучих в вакууматор повторяется.Порция добавки вводится из камеры 4шлюзования в вакууматор при кажцомзаполнении вакуум-камеры жидкойстал ью.Открытие и закрытие верхнего клапана 2 произвоцится гидроцилиндром 7.Крайние положения верхнего клапана 2фиксируются размыкающими контактамисоответствующих конечных выключателей 8 и 9 "Закрыто" и "Открыто".Гидроцилиндр 10 управляет клапаном 3 атмосферы, открытое положениекоторого фиксируется размыкающим кон-тактом конечного выключателя 11 "Открыто". Гидроцилиндр 12 управляетнижним клапаном 5, крайние положениякоторого фиксируются размыкающимиконтактами конечных выключателей 13и 14 "Закрыто" и "Открыто",Первый электрогидравлический золотник 17 управляет первым 7 и вторым10 гидроцилиндрами, а второй электрогидравлический золотник 18 - треть"им 12 и четвертым 15 гидроцилиндрами,Переключение первого 17 и второго18 золотников для подачи источникажидкости высокого давления на перемешение поршней указанных гидроццлиндров производится электромагнитами 19-22.С выходов первого 23 и второго 24блоков управления через усилители25 и 26 поступают управляющие сигналы к электромагнитам 21 и 22 закрытия соответственно. При этом одиниз них срабатывает, а остальные обесточиваются,На входы усилителей 25 и 26 поступают сигналы с выходов соответственно первого 27 и второго 28 триггеров первого 23 и второго 24 блоковуправления. Кнопкой 29 "Стоп" обес 1452845точиваются все электромагниты 19-22 и перемещения клапанов прекращаются.Первый .триггер 27 первого блока 23 управления фиксирует наличие командного сигнала открытия. Этот сигнал поступает с выхода первого элемента И 30 на открытие клапанов 2 и 3.Через первый усилитель 25 включается электромагнит 19 открытия, При срабатывании последнего первый электрогидравлический золотник 17 подключает источник жидкости вы 10 сокого давления к первому 7 и второму 10 гидроцилиндрам, поршни которых перемещаются вверх. Верхний клапан2 и клапан 3 атмосферы открываются,линдров размыкают контакты конечных выключателей 8, 9 и 11, На вторых входах сброса соответственно второго 28, первого 27 триггеров первого блока 23 управления появляются сигналы логикой "1", которые отключают 25 эти триггеры, Сигнал на выходе первого блока 23 управления исчезает и электромагнит 19 открытия обесточивается, а первый электрогидравлический золотник 17 устанавливается в нейтральном положении, При этом перемещение клапанов 2 и 3 прекращается и они находятся в положении "Открыто". Причем клапан 3 атмосферы открывается раньше, а затем клапан 2 (фиг.2).Первый 27 и второй 28 триггеры . сблокированы между собой так, что может. быть включен только один из них. При включении первого тригге 40 ра 27 сигнал "1" с выхода его поступает на первый вход сброса второготриггера 28,отключая его, и наоборот. При включении второго триггера28 сигнал логической " 1" с выхода 45 его поступает на первый вход сброса первого триггера 27 и отключает последний.Сигнал логической "1" с выхода первого элемента И 30 также поступает на первый вход закрытия второго блока 24 управления, блокируя 50 открытие его. По этому сигналу электромагнит 20 открытия обесточивает- . ся, а электромагнит 22 закрытия срабатывает и второй электрогидравлический золотник 18 соединяет источВ конце открытия клапанов 2 и 3 штоки первого 7 и второго 10 гидроциник жидкости высокого давления с третьим 12 и четвертым 15 гидроцилиндрами на закрытие. При этоммагистраль открытия этих гидроцилиндров соединена с баком слива, а нижний клапан 5 и клапан 6 вакуума нахоцятся в положениях Закрыто".Сигнал логической "1" с выхода второго элемента И 31 поступает на вход открытия второго блока 24 управления. Первый триггер 27 второго блока 24 управления фиксирует наличие этого сигнала. Одновременно этот сигнал логической "1" поступает на первый вход закрытия первого блока 23 управления, блокируя случайное открытие его.Через первый усилитель 25 второго блока 24 управления включается электромагнит 20 открытия. При этом второй электрогидравлический золотник 18 подключает источник жидкости высокого давления к третьему 12 и четвертому 15 гидроцилиндрам. Поршни в них перемещаются вверх и нижний клапан 5 и клапан 6 вакуума открываются. Конечные положения их определяются размыкающими контактами конечных выключателей 13, 14 и 16. При открытых клапанах 5 и Ь на вторыхвходах сброса соответственно второго 28, первого 27 триггеров второго блока 24 управления появляются сигналы логической "1", которые отключа" ют эти триггеры. Сигнал на выходе второго блока 24 управления исчезает и электромагнит 20 открытия обесточивается. При этом второй электро- гидравлический золотник 18 устанавливается в нейтральном положении,Перемещения клапанов 5 и 6 прекращаются и они находятся в положении "Открыто", Так как ход поршня четвертого гидроцилиндра 15 меньше хода поршня третьего гидроцилиндра 16, то клапан 6 вакуума открывается раньше, а открытие нижнего клапана 5 происходит на некоторое запаздывание (фиг. 2). Первый 27 и второй 28 триггеры второго блока 24 управления сблокированы между собой также как в первом блоке 23 управления и может быть включен только один из них. Кроме того,. в любом положении гидроцилиндров перемещения всех клапанов может быть прекращено нажатием кнопки 29 "Стоп".7 145На первый вход первого элемента И 30 через первый вход 32 системы поступает сигнал логической "1" при движении вакуум-камеры вверх, а на второй вход элемента И 30 через второй вход 33 системы - команда подачи порции из приемного бункера в камеру 4 шлюзования. Через третий вход 34 системы на первый вход второго элемента И 31 поступает сигнал логической "1" при движении вакуум-камеры вниз, а через четвертый вход 35 системы на второй вход второго элемента И 31 - команда шлюзования порции добавок из камеры 4 в вакууматор.Подача сыпучих материалов в вакууматор производится в определенные циклы загрузки. Цикл загрузки одной порции добавки состоит из двух периодов: движение вакуум-камеры вниз, пауза в нижнем положении и движениевакуум-камеры вверх, пауза в верхнем положении (фиг.2).Длительность пауз принята постоянной.Первый компаратор 36 формирует команду на закрытие клапана 3 атмосферы и верхнего клапана 2. Начало закрытия устанавливается первым задатчиком 37 времени.Команда на закрытие клапана б вакуума и нижнего клапана 5 формируется вторым компаратором 38. Начало закрытия клапанов 5 и 6 устанавливается после открытия их вторым задатчиком 39 времени. Величина текущего времени от полного открытия клапана 3 атмосферы и клапана 6 вакуума определяется на разрядных выходах первого 40 и второго 41 счетчиков, которые запускаются сигналами от генератора 42 импульсов.Первый 40 и второй 41 счетчики производят отсчет импульсов с момента размыкания контактов конечных выключателей 11 и 16 соответственно второго 10 и четвертого 15 гидроцилиндров.При полном открытии клапана 3 атмосферы контакт конечного выключателя 11 размыкается и на выходе первого элемента НЕ 43 появляется сигнал логического "0", Первый счетчик 40 готов к приему импульсов.Аналогично описанной работает схема управления закрытием клапанов ка 2845 меры 4 шлюзования. При полном откр 1 тии клапана 6 вакуума контакт конечного выключателя 16 размыкается и навыходе второго элемента НЕ 14 появляется уровень логического "0". С Квхода второго счетчика 41 запрет снимается и счетчик начинает отсчет импульсов.Когда время, установленное первым задатчиком 37, и время на разрядных выходах первого счетчика сравниваются, то на выходе первого компаратора 36 появляется сигнал логической "1", который поступает на второй вход закрытия первого блока 23 управления. Через второй усилитель 26 с выхода первого блока 23 управления поступает сигнал, При этом электромагнит 21 закрытия срабатывает, а электромагнит 19 открытия обесточивается и первый электрогидравлический золотник 17 подключает источник жидкости высокого давления к первому 7 и второму 1 О гидроцилиндрам на закрытие клапанов 2 и 3, а магистраль откры 10 15 20 25 3035 40 45 50 55 тия их - на слив.Когда время, заданное на второмзадатчике 39, и время, отсчитанноевторым счетчиком, сравниваются, то "на выходе второго компаратора 38 появляется сигнал логической "1".По этому сигналу через второйусилитель 26 с выхода второго блока24 управления срабатывает электромагнит закрытия 22, а электромагнит открытия 21 обесточивается. Второйэлектрогидравлический золотник 18подключает источник жидкости высокого давления к третьему 12 и четвертому 15 гидроцилиндрам на закрытиеклапанов 5 и 6, а магистраль открытия их - на слив.Система может быть реализованакак аппаратными, так и программнымисредства:.и,Применение изобретения позволяетнаряду с дегазацией металла в вакууматоре осуществлять присадку легирующих материалов всех компонентоводновременно, что снижает длительность цикла дозирования, Кроме того,эта система позволяет проводить коррекцию заданий добавок в процессекаждого цикла дозирования, что позволяет повысить эффективность вакуумной обработки и качество металла.Экономическая эффективность системы связана с повышением качествауправления процессом и возрастает при автоматическом управлении вакуумной обработки металлов,Формула изобретения5Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор,содержащая приемный бункер с верхним клапаном, клапан атмосферы, камеру шлюзования с нижним клапанол, соединенную с вакуум-камерой, клапан вакуума, причем верхний клапан соединен с первым гидроцилиндром, шток которого в крайних положениях клапана соединен соответственно с конечными выключателями "Закрыто", "Открыто", клапан атмосферы соединен с вторым гидроцилиндром штОк кОто рого при открытом клапане соединен с конечным выключателем Открыто, нижний клапан соединен с третьим гидроцилиндром, шток которого в крайних положениях клапана соединен, со ответственно с конечными выключателямиЗакрыто" "Открыто", клапан вакуума соединен с четвертым гидро- цилиндром, шток которого при открытом клапане соединен с конечным выключателем 10 ткрыто", первый и второй гидроцилиндры соединены с источником жидкости высокого давления и сливом через первый электрогидравлический золотник, а третий и четвертый гид 35 роцилиндры через второй электро- гидравлический золотник, а электромагниты открытия и электромагниты закрытия первого и второго электрогидравлических золотников сое,цинены соответственно с выходом первого и второго блоков управления, каждый из которых состоит из первого и второго усилителей, первого и второго триггеров, собранных на элементах ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго усилителей, а выход первого триггера соединен также с первым входом сброса второго триггера, второй вход сброса которого соединен с размыкающимся контактом соответствующих конечных выключате" лей "Закрыто" первого и третьего гидроцилиндров, выход второго триггера соединен с первым входом сброса первого триггера, второй вход сброса которого соединен с размыкающим контактом соответствующих конечных выключателей "Открыто" первого и третьего гидроцилиндров, при этом КОМечные выключатели после,цовательно подсоединены к шине логического нуля через размыкающий контакт кнопки "Стоп", а вторые входы сброса первого и второго триггеров соединены непосредственно с шиной логической единицы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности вакуумной обработки и обеспечения дозирования материалов в заданной последовательности по ходу процесса вакуумной обработки, в нее введены первый и второй элементы И, первые и вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами системы, а выход первого элемента И соединен с входом открытия первого блока управления и с первым входом закрытия второго блока управления, выход второго элемента И соединен с входом открытия второго блока управления и с первым входом закрытия первого блока управления, второй вход закрытия которого соединен с выходом первого компаратора, первые разрядные входы которого соединены поразрядно с выходами первого задатчика времени, а второй вход закрытия второго блока управления соединен с выходом второго компаратора, первые разрядные входы которого соединены поразрядно с выходами второго задатчика времени, вторые разрядные входы первого и второго компараторов соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, С-входы которых объединены и соединены с выходами генератора импульсов, а Н-вход первого счетчика через первый элемент НЕ соединен с размыкающим контактом конечного выключателя Открыто" второго гидроцилиндра, подключен к шине логического нуля, объединен с размыкающим контактом конечного выключателя "Открыто" второго гидроцилиндра, подключен к шине логического нуля и объединен с размыкающим контактом конечного выключателя Открыто четвертого гидроцилиндра, соединенного одновременно с шиной логической единицы и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с Н-входом второго счетчика.1452845 Корректор С.Иекмар Реда Ти е Подп к ч роизвопственнс - нолпграпческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек гная,Составитель А.АбросимоН.Гунько Техред А.Кравчук ЖПИ Государстненног113035,комитета по изооретениям и оМосква, Ж, Раушская наб. ткрытиям при ГЕНТ СССР 5