专利名称：型砂在线检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铸造技术领域，尤其涉及一种型砂在线检测仪。
背景技术：
近年来，随着铸造生产中高密度造型方法的广泛采用，使得对型砂性能及其稳定 性的要求也越来越高。而紧实率及湿压强度是影响型砂性能乃至铸造工艺性能功能最重要 的两个参数，如何实时在线的快速测量和控制型砂的紧实率及湿压强度是提高铸件质量、 降低铸件废品率的重要手段。然而现有技术中，对于紧实率等参数的测量一般是对搅拌好 的型砂进行，往往要用很长时间才能调整好型砂的质量，而且旧砂的成分相对不是很稳定， 所以不能稳定型砂的质量。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种型砂在线检测仪，以克服现有技术中存在的上述缺 陷。 为了达到上述目的，本实用新型的技术方案提出一种型砂在线检测仪，该检测仪 包括取样单元、加水单元、辅料加入单元、机械气动单元及工控单元；所述取样单元用于对 型砂进行在线取样；所述工控单元则在所述机械气动单元中对取样的型砂进行紧实率及湿 压强度的测量，并根据测量结果控制所述加水单元的加水操作及所述辅料加入单元的膨润 土添加操作。 上述的型砂在线检测仪中，所述机械气动单元具体包括 减压阀，用于将压縮空气的压力调节至该检测仪所需的4. 5 5kg ; 溜管，用于使从混合机取出的砂能均匀快速地进入该检测仪的量杯； 装料汽缸，用于拖动所述量杯到达接砂的位置； 定位汽缸，用于拖动所述量杯分别到达检测紧湿率的位置及检测强度的位置； 压实汽缸，用于在所述量杯到达对应位置时向下压实，以便获取紧实率数据参 数； 排料汽缸，用于在获取强度数据参数的同时将砂块排掉； 压力测量室及强度测量室，分别于压实汽缸及排料汽缸连接，用于获取紧实率数 据参数和强度数据参数。 上述的型砂在线检测仪中，所述工控单元具体包括 紧实率压力变送器，与所述压实测量室连接，用于获取压实测量数据； 强度压力变送器，与所述强度测量室连接，用于获取湿压强度测量数据； 工业计算机，用于对所述紧实率压力变送器及强度压力变送器传送的数据进行计
算，获取紧实率及湿压强度测量结果，并进一步根据结果控制所述加水单元的操作； 电磁阀底座，用于安装所有的电磁阀； 可编程控制器PLC，用于处理该检测仪中所 的逻辑关系。[0019] 上述的型砂在线检测仪中，所述工控单元还包括 报警器，在测量取样型砂的紧实率超过目标值上限时，报警提示紧实率超标。
上述的型砂在线检测仪中，还包括 故障自动诊断单元，用于为设备管理人员提供设备运行、故障记录、以及设备故障 的诊断服务。 本实用新型技术方案提供的型砂在线检测仪，通过对混砂过程中型砂的紧实率、 湿压强度进行实时检测，并与目标设定值进行比较、计算后，自动调整和控制水、膨润土的 加入量，达到实时控制型砂质量的目的；同时长时间自动记录相关的工艺数据和设备故障 诊断，为工艺人员进行工艺过程分析提供准确的原始资料，为设备维护人员提供设备运行 状况记录和设备故障诊断报告。
图1为本实用新型型砂在线检测仪的功能结构图； 图2为本实用新型型砂在线检测仪的实施例具体结构图。
具体实施方式以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 图1及图2分别为本实用新型型砂在线检测仪的功能结构图和实施例具体结构 图，如二图所示，本实施例的型砂在线检测仪包括取样单元11、加水单元12、辅料加入单 元13、机械气动单元14、工控单元15及故障自动诊断单元16。其中，取样单元11用于对型 砂进行在线取样；工控单元15则在机械气动单元14中对取样的型砂进行紧实率及湿压强 度的测量，并根据测量结果控制加水单元12的加水操作及辅料加入单元13的膨润土添加 操作；故障自动诊断单元16，用于为设备管理人员提供设备运行、故障记录、以及设备故障 的诊断服务，实际上该单元通常可以以软件的形式集成在工控单元15中。 并且，机械气动单元14具体包括减压阀141，用于将压縮空气的压力调节至该检 测仪所需的4. 5 5kg ;溜管142，用于使从混合机取出的砂能均匀快速地进入该检测仪的 量杯；装料汽缸143，用于拖动所述量杯到达接砂的位置；定位汽缸144，用于拖动所述量杯 分别到达检测紧湿率的位置及检测强度的位置；压实汽缸145，用于在所述量杯到达对应 位置时向下压实，以便获取紧实率数据参数；排料汽缸146，用于在获取强度数据参数的同 时将砂块排掉；压力测量室147及强度测量室148，分别于压实汽缸及排料汽缸连接，用于 获取紧实率数据参数和强度数据参数。 工控单元15则具体包括紧实率压力变送器151，与压实测量室连接，用于获取压 实测量数据；强度压力变送器152，与强度测量室连接，用于获取湿压强度测量数据；工业 计算机(图中未显示)，用于对紧实率压力变送器151及强度压力变送器152传送的数据进 行计算，获取紧实率及湿压强度测量结果，并进一步根据结果控制加水单元的操作；电磁阀 底座153，用于安装所有的电磁阀；可编程控制器PLC 154，用于处理该检测仪中所有的逻 辑关系；报警器(图中未显示)，在测量取样型砂的紧实率超过目标值上限时，报警提示紧 实率超标。 上述型砂在线检测仪的工作流程包括第一次加水、混制中型砂紧湿率的检测及修正、和湿压强度的检测及修正三个部分，分别详述如下； 1、第一次加水工控单元15在混砂机加砂后，控制加水单元12第一次加水，第一 次加水量的确定方法包括两种；1)在刚开机的时候或者停机后的再启动，加水量是按照混 砂机的一次加砂量和紧实率指标设定的经验值；2)完成一碾混砂后，将该碾总加水量的约 80% (具体值在现场设置)作为下一碾第一次的加水量； 2、混制中型砂紧湿率的检测及修正工控单元15在第一次加水后设定一个混砂 时间，该时间达到后第一次取样检测紧实率，并将结果与目标值比较，如果测定值低于紧 实率范围下限(即加水量不够)，进行水量计算并自动控制加水单元12第二次加水；在混 制一个设定的时间后再次取样检测紧实率，如果紧实率仍未达到紧实率值的下限，第三次 加水；如果需要，能够实现多次加水，但是综合考虑混砂机混砂质量和混砂效率的关系，设 定了最短和最长混砂时间(即为达到最短时间，紧实率合格也不能放砂；大于最长时间， 紧实率不合格也要放砂)；如果型砂质量稳定，尤其是在旧砂进混砂机之前的预处理好，约 60% -75%只需要两次加水就能够达到紧实率的要求，其余大部分也只需要三次加水(只 有当旧砂预处理不好，同时对型砂的质量要求又很严格，也能够进行四次以上的加水)；因 此，经过对混砂过程的检测与控制，既保证了型砂质量，又能够充分发挥混砂机的效率；当 紧实率超过目标值上限(即加水量过大)，报警提示紧实率超标，该碾砂由现场技术人员决 定如何处理，同时能够自动调整下一碾的第一次加水量； 3、湿压强度的检测及修正最后一次检测紧实率并在合格范围后，同时要检测湿 压强度，并将检测结果与目标值比较、计算，在下一碾控制辅料加入系统对膨润土的加入量 精确修正；如果最后一次检测紧实率超标，则报警并且无需检测湿压强度。 本实用新型技术方案提供的型砂在线检测仪，通过对混砂过程中型砂的紧实率、 湿压强度进行实时检测，并与目标设定值进行比较、计算后，自动调整和控制水、膨润土的 加入量，达到实时控制型砂质量的目的；同时长时间自动记录相关的工艺数据和设备故障 诊断，为工艺人员进行工艺过程分析提供准确的原始资料，为设备维护人员提供设备运行 状况记录和设备故障诊断报告。 综上所述，本实用新型的型砂在线检测仪具有以下几个突出特点 1、紧实率检测精度的控制对于紧实率的控制不是一个值而是一个范围，工控单 元的软件设计中充分考虑了控制精度和混砂效率的关系(如加水量递减、检测值合格范围 从严到宽递加等)，从而能够有效的将约98 %的型砂的紧实率控制在紧实率值_2 +5 %的 范围内，这样的检测精度是同类产品很难达到的； 2、调整和控制辅料的加入能够依据对型砂湿压强度的检测结果，在下一碾控制 辅料系统完成辅料添加量的调整，湿压强度的控制精度与现在使用的称量系统的精度、膨 润土的质量有很大的关系，如果这两个因素控制得好，可以控制在湿压强度值±5% 8% 的范围内； 3、统计、记录、管理功能强不仅能够全面记录型砂混制过程中的有关原始数据， 以便于工艺人员从多种角度进行统计分析，还能为生产主管提供型砂混制的生产记录； 4、有设备运行故障自动诊断功能工控单元集成的软件中安装了设备运行故障自 动诊断系统，能为设备管理人员提供设备运行、故障记录，以及设备故障的诊断，极大地方 便了设备使用和管理者，这个功能是绝大部分型砂在线检测仪所不具备的。
5[0040] 经过实际使用证明，本实用新型的型砂在线检测仪能够达到如下的有益效果首 先，保证型砂质量得到稳定的控制，减少因废砂造成铸件的报废；同时，通过消除因废砂而 导致的生产停顿，提高了混砂效率，有效提高造型机的利用率；并且，因为工序能自动进行 而毋需操作者持久跟踪，型砂设备操作成本显著减少；另外，能持久的记录型砂数据和设备 运行记录，可形成准确的过程分析。 以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通 技术人员能够显而易见地想到一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围。
权利要求一种型砂在线检测仪，其特征在于，该检测仪包括取样单元、加水单元、辅料加入单元、机械气动单元及工控单元；所述取样单元用于对型砂进行在线取样；所述工控单元则在所述机械气动单元中对取样的型砂进行紧实率及湿压强度的测量，并根据测量结果控制所述加水单元的加水操作及所述辅料加入单元的膨润土添加操作。
2. 如权利要求1所述的型砂在线检测仪，其特征在于，所述机械气动单元具体包括 减压阀，用于将压縮空气的压力调节至该检测仪所需的4. 5 5kg ;溜管，用于使从混合机取出的砂能均匀快速地进入该检测仪的量杯； 装料汽缸，用于拖动所述量杯到达接砂的位置；定位汽缸，用于拖动所述量杯分别到达检测紧湿率的位置及检测强度的位置； 压实汽缸，用于在所述量杯到达对应位置时向下压实，以便获取紧实率数据参数； 排料汽缸，用于在获取强度数据参数的同时将砂块排掉；压力测量室及强度测量室，分别于压实汽缸及排料汽缸连接，用于获取紧实率数据参 数和强度数据参数。
3. 如权利要求2所述的型砂在线检测仪，其特征在于，所述工控单元具体包括 紧实率压力变送器，与所述压实测量室连接，用于获取压实测量数据； 强度压力变送器，与所述强度测量室连接，用于获取湿压强度测量数据； 工业计算机，用于对所述紧实率压力变送器及强度压力变送器传送的数据进行计算，获取紧实率及湿压强度测量结果，并进一步根据结果控制所述加水单元的操作； 电磁阀底座，用于安装所有的电磁阀；可编程控制器PLC，用于处理该检测仪中所有的逻辑关系。
4. 如权利要求3所述的型砂在线检测仪，其特征在于，所述工控单元还包括 报警器，在测量取样型砂的紧实率超过目标值上限时，报警提示紧实率超标。
5. 如权利要求1 4任一项所述的型砂在线检测仪，其特征在于，该检测仪还包括 故障自动诊断单元，用于为设备管理人员提供设备运行、故障记录、以及设备故障的诊断服务。
专利摘要本实用新型涉及一种型砂在线检测仪，该检测仪包括取样单元、加水单元、辅料加入单元、机械气动单元及工控单元；取样单元用于对型砂进行在线取样；工控单元则在机械气动单元中对取样的型砂进行紧实率及湿压强度的测量，并根据测量结果控制加水单元的加水操作及辅料加入单元的膨润土添加操作。本实用新型技术方案提供的型砂在线检测仪，通过对混砂过程中型砂的紧实率、湿压强度进行实时检测，并与目标设定值进行比较计算后，自动调整和控制水、膨润土的加入量，达到实时控制型砂质量的目的；同时长时间自动记录相关的工艺数据和设备故障诊断，为工艺人员进行工艺分析提供准确的原始资料，为设备维护人员提供设备运行状况记录和设备故障诊断报告。
文档编号G01N3/60GK201527387SQ200920241419
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者张培根 申请人:张培根