Магнитодинамическая раздаточная установка

Опубликовано 23 0183 бюллетень РВ 3 йе аннам нзееретеннй и еткрьпий.51 (088.8) Дата опубликования описания 23.01 83 А. А. Крейцер, Д, Ш, Волынский, В, Н. Чердьвцев, Д., С. Фае 1 лизнЮ О Краснянский, Л. Е, Щиголь-Шенделис и С. Н. Сибирцев4 ъй(54) МАГНИТОДИНАМИЧЕСКАЯ РАЗДАТОЧНАЯ УСТАНОВКА 1Изобретение относится к литейному производству и может быть применено при раздаче цветных и черных сплавов.Известны раздаточные установки с индукционно-канальным подогревом, в которых для заливки и дозирования металла применяется наклон печи, подача избыточного давления на зеркало металла и воздействие электромагнитных сил.Раздаточная установка с индукционным нагревом поворотного типа состоит нз емкости, в нижней части которой расположена индукционная единица, содержащая индуктор и каналы. Заливка форм осуществляется путем наклона печи относительно горизонтальной оси, расположенной у сливного желоба 1),Такие установки обладают существенным недостатком, заключзющимся в том, что к приводу наклона печи предъявляются очень высокие требования. Он должен обеспечить плавность хода и в то же время быть быстродействующим, обладать высокой чувствительностью, Если учесть, что вес металлоконструкции подобных печей обычно в несколько раз превышает вес жидкого метзлла, становитсяочевидной сложность такого привода и системы управления им. Обладая большой массой,эти печи имеют значительную инерционность,которая не позволяет осуществить высокую5 точность ззливкн и дозирования.Известны также установки пневматическо-.го типа, в которых ззливка форм осуществляется через сифон путем создания в емкостинад зеркалом металла избыточного давления.Эти установки отличаются сравнительной простотой; малыми энергетическими затратами (2.К недостаткам таких установок следуетотнести невысокую точность дозирования иинерционность, связанную со значительным временем набора и сброса давления газа в емкость над зеркалом металла,Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является магнитодннамическая раздаточная установка, содержащая герметичную плавильную емкость с индукторамии электромагнитом выдачи расплава, регуля.тор температуры расплава, связанный с блоком управления индукторами, блок управле.ния электромагнитом, снабженный блоком ре.:верса, управляющий вход которого связан с первым входом управляющего устройства, второй вход которого соединен с датчиком уровня металла на срезе металловода, третий вход - с регулируемым по высоте датчиком напора, а его четыре выхода - с управляющими входами четырех клапанов подачи и сброса давления газа большого и малого расхода 33. 10К недостаткам известной установки следу.ет отнести болыпое потребление электроэнергии при выдаче расплава и зависимость температуры расплава от продолжительности и интенсивности разлива. Это связано с тем, 15 что необходимым условием для выдачи расплава является наличие тока через расплав. в канале индуктора, что вызывает дополнитель ный нагрев расплава, а при интенсивной разливке - перегрев, 20 Целью изобретения является снижение потребляемой мощности, повышение точности термостатирования расплава и точности дозирования, 25Цель достигается тем, что магнитодинамическая раздаточная установка, содержащая герметичную плавильную емкость с индукторами и электромагнитом выдачи расплава, регулятор температуры расплава, связанный с блоком управления индукторами, блок управления электромагнитом, снабженный блоком реверса, управляющий вход которого связан с первым входом управляющего устройства, второй вход которого соединен с датчиком уровня металла на срезе металловода, третий вход - с регулируемым по высоте датчиком напора, а его четыре выхода - с управляющими входами четырех клапанов подачи и сброса давления газа большого и малого рас 40 хода, снабжена блоком снижения мощности, генератором тактовых импульсов, двумя замыкающими и одним размыкающим ключами, выход генератора тактовых импульсов через псрвый замыкающий ключ, связанный управляющим входом с пятым выходом управляю" 45 щего устройства, подключен к первому входу блока снижения мощности, второй вход которого соединен с управляющим входом блока реверса, третий вход - с четвертым входом управляющего устройства, первый выход - с пятым входом управляющего устройства, а второй выход - с управляющим входом блока управления электромагнитом и через размы. кающий ключ - с управляющим входом бло. ка управления индуктором, указанная связь которого с регулятором температуры осуществлена через второй замыкающий ключ, причем управляющие входы размыкающего и второго замыкающего ключей подключенык первому выходу блока снижения мощности,Кроме того, управляющее устройство содер.жит шесть элементов И и по два элементаИЛИ, НЕ, ИЛИ - НЕ первые входы первого ивторого элементов И соединены с входом первого элемента НЕ, подключенного выходомк первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход первого элемента Исоединен с выходом первого элемента ИЛИи входом второго элемента НЕ, связанноговыходом с вторым входом второго элементаИ, второй вход третьего элемента И соединенс первым входом первого элемента ИЛИ - НЕи первым входом пятого элемента И, второйвход четвертого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ - НЕ, первому входу шестого элемента И и первомувходу второго элемента ИЛИ - НЕвторойвход которого соединен с выходом пятогоэлемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, а выход - с первым входомвторого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу шестого элемента Ии второму входу первого элемента ИЛИ, атретьим входом - к выходу первого элемента ИЛИ - НЕ, причем первым входом управляющего устройства служит первый вход первого элемента ИЛИ - НЕ, вторым входом -второй вход пятого элемента И, третьим входом - второй вход шестого элемента И,четвертым входом - второй вход первогоэлемента ИЛИ - НЕ, пятым входом - входпервого элемента НЕ, первыми четырьмя выходами - выходы первых четырех элементовИ, а пятым выходом - выход второго элемента ИЛИ,Причем блок снижения мощности содержитделитель частоты с переменным коэффициентомделения, счетчик, два формирователя импульсов, элемент И и элемент ИЛИ, выход кото.рого через первый формирователь импульсовсоединен со сбрасывающим входом счетчика,разрядные выходы которого подключены кинформационным входам делителя частоты,вход которого соединен с выходами второгоформирователя, синхронизируемого сетью, и спервым входом элемента И, связанного вторым входом с выходом делителя частоты,причем первым входом блока служит счетныйвход счетчика, вторым и третьим входами -входы элемента ИЛИ, первым выходом - выход переполнения счетчика, а вторым выходом -выход элемента И.На фиг. 1 дана структурная схема установки;на фиг. 2 - структурная схема управляющего устройства; на фиг. 3схема блокаснижения мощности,991622 5Магнитодинамическая раздаточная установкасодержит емкость 1, загерметизированную дляподачи избыточного давления газа на зеркалометалла, индукторы 2 нагрева, электромагнит3, блок 4 управления индукторами, блок 5управления электромагнитом, блок 6 реверсаподачи расплава, клапаны 7 и 8 подачи исброса избыточного давления газа большогорасхода, клапаны 9 и 10 подачи и сбросаизбыточного давления газа малого расхода, 10Установка имеет датчики 11 и 12 уровняметалла на срезе металловода и напора, вход"Заливка" 13, вхбд "Отсечка" 14. управляющее устройство 15, имеющее пять входов 16 -20 и пять выходов 21 - 25, первый вход 16 15соединен с управляющим входом блока реверса 6 и входом "Отсечка" 14, второйвход 17 - с датчиком 11 уровня, третийвход 18 - с датчиком 12 напора, четвертыйвход 19 - с входом "Заливка" 13. Первые 2 Очетыре выхода 21 - 24 связаны с клапанами7 - 10,Датчик 26 температуры металла соединенс регулятором 27 температуры.Блок 28 снижения мощности имеет тривхода 29 - 31 и два, выхода 32 и 33, Генератор 34 тактовых импульсов через первыйзамыкающий ключ 35 соединен с первым вхо.дом 29 блока 28 снижения мощности.Регулятор 27 температуры через второй ЭОзамыкающий ключ 36 связан с блоком 4управления индукторами, вход которого через размыкающий ключ 37 связан с вторымвыходом 33 блока 28 снижения мощности.Управляющие входы ключей 36 и 37 соедииены с первым выходом 32 блока 28 и пятым входом 20 устройства 15, пятый выход20 которого подключен к управляющему входу первого ключа 35.Управляющее устройство 15 содержит шесть 40элементов И 38 - 43, два элемента НЕ 44 - 45,два элемента ИЛИ - НЕ 46 - 47 и два элементаИЛИ 48 - 49. Блок 28 снижения мощности содержит два формирователя 50 - 51, счетчик 52,делитель 53 частоты с переменным коэффи.циентом деления, элемент И 54 и элементИЛИ 55.Магнитодинамическая раздаточная установкаработает следующим образом,Режим термостатирования металла обеспечивает поддержание заданной температуры с регулированием по отклонению от заданногозначения. От датчика 26 температуры регулятор 27 через замыкающий ключ 36 и блок4 управления индукторамиизменяет мощ 55ность индукторов 2 в зависимости от сигналарассогласования. При этом электромагнит 3отключен. При подаче сигнала на вход "Заливка" 13 через вход 31 регулятор 28 снижения 6мощности переводится в режим полной мощности. При этом снимается. сигнал с выхода 32 нулевой мощности.а на выходе 33 появляется сигнал полной мощности. При этом снимаются сигналы управления с ключей 36 и 37,. переключая блок 4 управления индукторами на параллельную работу с блоком 5 управления электромагнитом. Включенные одновременно на полную мощность нндукторы .2 и электромагнит 3 обеспечивают появление . электромагнитных сил, поднимающих уровень расплава в центральном канале, Одновременно на выходе 21 устройства 15 появляется сигнал, включающий через клапан 7 подачу избыточного давления газа в тигель печи. Так как скорость нарастания электромагнитного давления значительно больше скорости нарастания избыточного давления газа на зеркалорасплава, то скорость заливки (напор) в на.чальный момент обеспечивается в основномэа счет электромагнитных сил. При срабатывании датчика 12 напора, на выходе 25 устройства 15 появляется сигнал, включающийключ 35. При этом тактовые импульсы генератора 34 поступают на вход 29 блока 28,изменяя сигнал на выходе 33 в сторону снижения мощности до исчезновения сигнала сдатчика 12,По мере нарастания избыточного давлениягаза, но указанной связи от датчика 12 происходит дальнейшее снижение мощности дополного отключения индуктора 2 и электромагнита,3. При этом на выходе 32 блока28 появляется сигнал нулевой мощности, который через устройство 15 снимает сигнал свыхода 21,отключая клапан 7 и через выход24 включает клапан 10 малого сброса. Кроме того, сигнал нулевой мощности переключает ключи 36 и 37, подключая блок 4 управления индукторами к регулятору 27 температуры. Клапан 10 снижает давление в тигледо срабатывания датчика 12 напора. Приэтом на выходе 24 сигнал исчезает, а появляется сигнал на выходе 23. Клапан 10 отключается и включается клапан 9 малойподачи избыточного давления, чем обеспечивается кблебание уровня металла в зоне срабатывания датчика 12 напора, При подаче сигнала на вход "Отсечка" 14 происходит включение блока 6 реверса электромагнита, ачерез вход 30 блок 28 переводится в режимполной мощности, включая индукторы 2 иэлектромагнит. 3 на полную мощность. Однако в связи с тем, что включен блок 6 реверса, направление электромагнитных сил вцентральном канале изменяется на обратное.Одновременно устройство 15 отключает клапаны 9 и 10 и через выход 32 включает клапан 8 сброса давления газа большого расхода.33 блока появляются сигналы с частотой се.ти. При появлении импульсов на входе 29на выходе разрядов счетчика 52 появляетсякод числа, пропорциональный количеству поступивших импульсов. При этом делитель 53делит частоту в соответствии с поступившимкодом на информационные входы. На выходе33 формируется импульсы с частотой, опре.деляемой коэффициентом деления. При пере.полнении счетчика 52 на выходе 32 блокапоявляется сигнал,. а на выходе ЗЗ блокаимпульсы не появляются, что соответствует"нулевой мощности,Предлагаемая магнитодинамическая раздаточная установка позволяет, используя преимущества магнитодинамической подачи расплава,значительно уменьшить электропотребление призаливке, так как использование электроэнергии для подачи расплава происходит только впереходных режимах, Учитывая, что переход.ные режимы составляют значительную частьцикла, создаются благоприятные условия длятермостатирования расплава. Так, например,при цикле залива 20 с и паузе между залив.ками 10 с потребление электроэнергии призаливке снижается в 10 раз. 1, Магнитодинамическая раздаточная установка, содержащая герметичную плавильную емкость с индукторами и элект 1,омагнитом выдачи расплава, регулятор температуры расплава, связанный с блоком управления ин.дукторами, блок управления электромагнитом, снабженный блоком реверса, управляющий вход которого связан с первым входом управляющего устройства, второй вход которого соединен с датчиком уровня металла на срезе металловода, третий влод - с регулируемым по высоте датчиком напора, а его четыре выхода - с управляющими входами четы. рех клапанов подачи и сброса давления газа большого и малого расхода, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности дозирования металла и термостатирова. ния, она снабжена блоком снижения мощности, генератором тактовых импульсов, двумя замыкающими и одним размыкающим ключами, выход генератора тактовых импульсов через первый замыкающий ключсвязанный управляющим входом с пятым выходом управляющего устройства, подключен к первому входу блока снижения мощности, второй вход которого соединен с управляющим входом блока реверса, третий вход - с чет. вертым входом управляющего устройства, первый выход - с пятым входом управляю 7 991622 Так как скорость нарастания электромагнит. ноо давления, заливающего металл из центрального канала в тигель печи, значительно больше скорости сброса избыточного давле. ния газа, происходит резкая отсечка металла до уровня срабатывания датчика 11 на срезе металловода. При срабатывании последнего устройства 15 через выход 25 включается ключ 35, через который тактовые импульсы с.генератора 34 поступают на вход 29 сни- О жения мощности блока 28, изменяя сигнал на выходе 33 в сторону снижения мощности до появления сигнала с датчика 11. По мере сброса избыточного давления по указанной связи, происходит дальнейшее снижение мощности вплоть до полного отключения индуктора 2 и электромагнита 3, При этом на выходе 32 блока 28 появляется сигнал нулевой моцности, отключающий через выход 22 клапан 8 и через выход 23 включающий клапан 9 малой подачи газа. Пульсирующая работа клапанов 9 и 10 обеспечивает подцержание уровня расплава под действием избыточного давления газа на уровне срабатывания датчика 11 уровня расплава на срезе 25 металловода.Устройство 15 работает следующим образом При появлении сигнала на входе 19 и отсутствии сигнала на входе 20, что соответствует включению режима "Заливка", на 30 входах элемента 41 появляются сигналы "1", На выходе элемента 41 также появляется сигнал 1", поступающий на выход 21 блока, При появлении сигнала на входе 18 на выходе элемента 43 появляется сигнал "1", который через элемент 49 подается на выход 25. При появлении сигнала "1" на входе 20 через элемент 44 происходит запирание элементов 41 и 40, исключая появление сигнала на выходах 21 и 22 блока. Сигнал на входе 20 подготавливает к работе элементы 39 и 38 в зависимости от сигнала на выходе элемента 48, который, в свою очередь, зависит от сигналов на входах 17 и 18, подающихсн через элементы 43 и 42 к входам элемен та 48, Элемент 46 исключает появление сигнала на выходе 23 при отсутствии сигналов на входах 19 и 16.Блок 28 работает следующим образом. Емкость счетчика 52 определяет диапазон снижения мощности. При появлении сигнала на одном из входов 30 либо 31 элемент 55 включает формирователь, который. сбрасывает счетчик 52. При этом на выходе 32 блока сигнал исчезает. На выходе разрядов счетчика55 52 формируется код, подаваемый на информационные входы делителя 53 частоты, При этом делитель 53 пропускает импульсы с формирователя 50 без деления и на выходе Формула изобретения991622 10 9щего устройства, а второй выход с управ. ляющим входом блока управления электро. магнитом и через размыкающий ключ - с управляющим входом блока управления индуктором, указанная связь которого с регулято- % ром температуры осуществлена через второй замыкающий ключ, причем управляющие. входы размыкающего и второго замыкающего ключей подключены к первому выходу блока снижения мощности, 1 О2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что управляющее устройство содержит шесть элементов И и по два элемен. та ИЛИ, НЕ, ИЛИ - НЕ, первые входы первого и второго элементов И соединены с входом первого элемента НЕ, подключенного выходом к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход первого эле. мента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ и входом второго элемента НЕ, свяО занного выходом с вторым входом второго элемента И, второй входтретьего элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ - НЕ и первым входом пятого элемента И, второй вход четвертого элемента И подключен к вто рому входу первого элемента ИЛИ - НЕ, первому входу шестого элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ.НЕ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, ЗО а выход - с первым входом второго эле. мента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу шестого элемента И н второму входу первого элемента ИЛИ, а третьим входом - к выходу первого элемента ИЛИ - НЕ, причем первым входом управляющего устройства служит первый вход первого элементаИЛИ - НЕ, вторым входом - вторбй вход пятого элемента И, третьим входом - второйвход шестого элемента И, четвертым входом -второй вход первого элемента ИЛИ НЕ,пя.тым входом - вход первого элемента НЕ,первыми четырьмя выходами - выходы пер.вых четырех элементов И, а пятым выходом "выход второго элемента ИЛИ,3. Установка но п. 1, о т л и ч а ю щ а.я с я тем, что блок снижения мощностисодержит делитель частоты с переменным коэффициентом деления, счетчик, два формирователя импульсов, элемент И и элемент ИЛИ,выход которого через первый формировательимпульсов соединен со сбрасывающим входомсчетчика, разрядные выходы которого подключены к информационным входам делителя частотй, вход которого соединен с выходом второго формирователя, синхронизируе.мого сетью, и с первым входом элемента И,связанного вторым входом с выходом делителя частоты; причем первым входом блокаслужит счетный вход счетчика, вторым итретьим входами - входы элемента ИЛИ,первым выходом - выход переполнения счетчика, а вторым выходом - выход элемента И. Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе 1, "Литейное машиностроение", НИИМА 111,1973,У 4,с. 7,2. "Литейное машиностроение", НИИМАШ,1973;Р 5,с,4,3."Литейное производство", ч 70, И" 11,с. 13,99622 Составитель О, ТурпакТехред К,Мыцьо . Корректор И. Шулла Редактор О. Половка Заказ 166/77 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 843 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5