专利名称：一种铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铸造造型设备领域，具体的说是一种铸造用粘结剂 -固化剂配比控制仪。
背景技术：
目前，在铸造造型、制芯过程中，通常使用不同的固化剂来配合自硬呋 喃树脂、碱性酚醛树脂、水玻璃(水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗
称泡花碱。钠水玻璃为硅酸钠水溶液，分子式为NaAnSi02和K2OnSi02。钾 水玻璃为硅酸钾水溶液，分子式为K2OnSi02 )等粘结剂实现铸造造型、制 芯过程中的不同工艺需求。比如，在自硬呋喃树脂砂造型、制芯铸造过程中， 为保持一定的固化速度，通常夏季用低酸值固化剂(B型)，春秋季用中酸 值固化剂，冬季用高酸值固化剂(A型)。为了避免在生产过程中随季节和 温度的不同频繁更换固化剂，往往利用固化剂控制仪来自动调整向混砂机中 加入A型和B型两种固化剂的加入量，以获得不同酸值的固化剂。现有的固 化剂控制仪大多根据砂温来自动调整A型和B型两种固化剂的加入量，例如 中国专利文献CN1274399中，公开了 一种智能固化剂配比仪，其温度控制器 的输入端连接温度传感器，能够根据砂子的温度进行固化剂的动态配比。但 是在实际生产过程中，固化剂的加入量只是保证砂型质量的其中一个因素， 而粘结剂的加入量对砂型质量同样有重要影响，只有当粘结剂和固化剂的比 例达到最佳的时候，才能生产出质量最好的砂型，而现有技术中粘结剂的加 入大都为定值或者几个固定的档位，而不能随^H显、室温等的变化有效控制， 更不能使粘结剂和固化剂的比例达到最佳，严重影响了生产质量。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够使粘结剂和固 化剂到达最佳配比的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的
一种铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，包括PLC控制单元、至少一个 固化剂罐、至少一个粘结剂罐、以及多个计量泵；所述计量泵包括与所述固 化剂罐输出口连接的固化剂计量泵和与所述粘结剂罐输出口连接的粘结剂 计量泵；所述固化剂计量泵的输出端均与一固化剂混合管道的输入口连通， 所述固化剂混合管道的输出口与混砂机的固化剂加入口连接，所述粘结剂计 量泵的输出端与所述混砂机的粘结剂加入口连接；与所述各计量泵电连接的 计量泵调速装置与所述PLC控制单元的信息输出端相连。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪,所述PLC控制单元的信号输入 端与砂温检测装置相连。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述砂温检测装置包括砂温传 感器，所述砂温传感器通过温度微型控制器与所述PLC控制单元相连。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述PLC控制单元的信号输入 端还与环境温度检测装置相连。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述环境温度检测装置包括环 境温度传感器，所述环境温度传感器通过另一所述温度微型控制器与所述 PLC控制单元相连。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，沿所述混砂机砂子传送方向， 所述固化剂加入口位于所述粘结剂加入口的上游。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述PLC控制单元的信号输入 端还与泵检测单元、液位检测单元和混砂机检测单元连接，所述PLC控制单 元的信号输出端与用于控制所述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪和所述混 砂机同步运行的联锁控制单元相连，所述联锁控制单元的输出端与所述计量泵调速装置和混砂、机控制系统相连。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述固化剂混合管道和所述粘 结剂计量泵的输出端至少一处连接有压缩气体输入管道。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述粘结剂为自硬呋喃树脂。
上述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，所述固化剂罐的数量为两个或 两个以上。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点①本实用新型 提供的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，能够同时对固化剂和粘结剂的加
入量进行控制，使粘结剂和固化剂的配比达到最佳值，从而保证砂型质量； ②本实用新型提供的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，还进一步以砂温为
主控制信号，以环境温度为副控制信号，充分考虑了环境温度对砂温的影响， 能自动校正、调整固化剂和粘结剂的加入量，以保证砂型和砂芯的固化时间 和强度的稳定，使砂型质量更加有保障；③本实用新型提供的铸造用粘结剂 -固化剂配比控制仪，在固化剂混合管道和粘结剂输出管道的输出口位置均 与压缩气体输入管道连通，从而向混石少机的固化剂加入口和粘结剂加入口通 入压缩空气，以增加液体压力，4吏混砂、更加均匀。
附困说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的 具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 图i是本实用新型的工艺流程示意图； 图2是本实用新型的原理示意图。
图中附图标记表示为l-固化剂罐，2-球阀，3-Y型过滤器，4-计量泵，5_ 背压阀，6-緩沖器，7-安全阀，8-智能流量计，9-气动电磁阀，10-砂温传 感器，11-液位计，12-粘结剂罐
务体实施方式
如
图1所示，本实用新型的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪包括两个固化剂罐l、 一个粘结剂罐12和液位计11。所述固化剂罐1是用于储存生 产用固化剂的装置，两个所述固化剂罐1分别储存A固化剂(高酸值固化剂)
和B固化剂(低酸值固化剂)。所述粘结剂罐12用于储存生产用粘结剂的装 置，在本实施例中所述粘结剂罐12用于储存自硬呋喃树脂，当然在其他实 施例中还可以使用其他常用粘结剂。在每个所述固化剂罐1和所述粘结剂罐 12上均设有液位计11，用于显示固化剂或者粘结剂的液位水平，避免由于 所述固化剂罐l内的固化剂或者所述粘结剂罐12内的粘结剂过少甚至用完 而导致废砂型的产生。
在固化剂输出管道和粘结剂输出管道上均设置有球阀2，所述球岡2与 Y型过滤器3相连接，通过所述球岡2的开启/关闭来分别控制两种固化剂 和粘结剂输送的通/断，方便设备^f企修。所述Y型过滤器3用于过滤固化剂 和粘结剂中的杂质，保证固化剂和粘结剂的质量，三个所述Y型过滤器3的 输出端分别连接三个计量泵4，即A计量泵、B计量泵和粘结剂计量泵，所 述A计量泵和所述B计量泵分別设置于A、 B两个所述固化剂输出管道上， 所述粘结剂计量泵设置于所述粘结剂输出管道上。在本实施例中所述A计量 泵、所述B计量泵和所述粘结剂计量泵均为隔膜计量泵，所述计量泵4用于 根据不同电源频率和泵的行程，来按比例输出液体。所述计量泵4的输出端 连接背压问5,所述背压阀5用于保持所述计量泵4出口压力的恒定，防止 所述输出管道内的固化剂或者粘结剂发生回流。所述背压阀5的输出端连接 有緩冲器6，所述緩冲器6用于减少所述计量泵4输出液体产生的脉沖，确 保输出液体的流量稳定。在所述背压阀5和所述緩冲器6之间的所述固化剂 输出管道和所述粘结剂输出管道上，均通过三通连接安全阀7的输入端，而 所述安全阀7的输出端分别连接回所述固化剂罐1和所述粘结剂罐12。当 所述计量泵4、所述固化剂输出管道或所述粘结剂输出管道中的压力过大以 致超压或者所述固化剂输出管道、所述粘结剂输出管道内有空气时，所述安 全阀7能够紧急将气体释放出来并将多余的固化剂或者粘结剂泄放回所述 固化剂罐1或所述粘结剂罐12中，这样既防止了所述计量泵4、输出管道 发生损坏，消除了安全隐患，又充分利用了有效资源，避免浪费。两条所述固化剂输出管道的输出端通过三通连接固化剂混合管道，所述 固化剂混合管道的输出口连接混砂1几的固化剂加入口 。所述粘结剂输出管道 的输出端与所述混砂机的粘结剂加入口直接连接。所述固化剂加入口和所述
粘结剂加入口沿所述混砂才;u少子的传送方向设置(如图l上箭头所示)，所
述固化剂加入口位于所述粘结剂加入口的上游，所述粘结剂加入口与所述固 化剂加入口相隔一定距离设置，在本实施例中所述粘结剂加入口与所述固化 剂加入口相隔的距离是16厘米，以保证砂子先与固化剂接触再与粘结剂接 触。在所述固化剂混合管道和所述粘结剂输出管道上均设置有流量检测装
置，所述流量检测装置用于分别测量A、 B两种固化剂和粘结剂的总流量。 在本实施例中所述流量检测装置为流量计，进一步说是智能流量计8，所述 智能流量计8连接所述PLC控制单元的信号输入端，通过所述PLC控制单元 和所述上位管理机连接，从而使操作人员能远程监控铸造用粘结剂-固化剂 配比控制仪的运行状况。两个所述智能流量计8的输出端还分别与电磁阀连 接，在本实施例中所述电磁阀为气动电磁阀9，进而使所述固化剂混合管道 和所述粘结剂输出管道与压缩气体输入管道连通，用于向所述混;少机的所述 固化剂加入口和所述粘结剂加入口位置分别通入压缩空气，以增加液体压 力，使混砂更加均匀，所述气动电磁阀9的通/断由所述PLC控制单元控制， 以实现对液体压力的控制、调节。
如图2所示，是本实用新型的原理示意图。所述铸造用粘结剂-固化剂 配比控制仪包括PLC (Programmable logic Controller,可编程控制器) 控制单元、与所述PLC控制单元的砂温检测信号输入端相连的砂温检测装 置、与所述PLC控制单元的环境温度检测信号输入端连接的环境温度检测装 置、以及与所述PLC控制单元的计量信号输入端连接的所述流量检测装置。 所述PLC控制单元为控制核心，通过中继器与上位管理机连接，发送/接收 各种信号，实现与所述上位管理机之间的通讯。所述中继器是一种连接网络 线路的装置，用于在两个网络节点之间双向转发物理信号。所述上位管理机 为 一种使人可以直接发出操控命令、进而管理控制所述铸造用粘结剂-固化 剂配比控制仪运行的计算机，其屏幕上能够显示各种信号变化， 一般采用PC (Personal Computer,个人计算机)。所述PLC控制单元还连接有触摸屏， 以方便操作人员进行控制操作。所述砂温检测装置包括砂温传感器10，所 述砂温传感器10用于测量砂温，进而向所述PLC控制单元提供砂温信号； 所述环境温度检测装置包括环境温度传感器，所述环境温度传感器用于测量 环境温度，进而向所述PLC控制单元提供环境温度信号。所述砂温传感器 10和所述环境温度传感器分别通过温度微型控制器与所述PLC控制单元相 连。所述PLC控制单元的信号输入端还与泵一全测单元、液位检测单元和混砂 机检测单元连接。所述泵检测单元连接控制三个所述计量泵4，用于监测所 述A计量泵、所述B计量泵和所述粘结剂计量泵是否运行正常；所述液位检 测单元连接控制所述液位计11，用于监测所述固化剂罐1和所述粘结剂罐 12内的液位水平；所述混砂机才企测单元与所述混砂机连接，用于监控所述 混砂机是否运行正常。
所述PLC控制单元的计量泵控制信号输出端通过三个计量泵调速装置 分别与所述A计量泵、B计量泵和所述粘结剂计量泵连接，所述计量泵调速 装置用于控制、调整所述计量泵4，进而调节固化剂和粘结剂的输出量，在 本实施例中所述计量泵调速装置为变频器，即A泵变频器、B泵变频器和粘 结剂泵变频器，所述变频器用于控制、调整所述计量泵4的频率。当然，在 其他实施例中，所述计量泵调速装置还可为直流调制器等装置。所述A泵变 频器、B泵变频器和所述粘结剂泵变频器分别连接并控制所述A计量泵、B 计量泵和所述粘结剂计量泵，进而分别控制A、 B两种固化剂和粘结剂的输 出量。
所述PLC控制单元的控制信号输出端还连接有联锁控制单元，所述联锁 控制单元用于控制所述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪和所述混砂机同步 运行，所述联锁控制单元，可为继电器或其他电路装置。所述联锁控制单元 的输出端与所述A泵变频器、B泵变频器、所述粘结剂泵变频器和混砂机控 制系统相连，进而通过所述变频器控制所述A计量泵、B计量泵和所述粘结 剂计量泵的启动/停止，通过所述混砂机控制系统控制所述混砂机的启动/ 停止，上述控制可以采用切断动力电路或其他控制方式，使得所述铸造用粘结剂_固化剂配比控制仪与所述混砂机能够同步运行。其具体控制过程如下 由所述泵检测单元和所述混砂机检测单元分别监控所述A计量泵、B计
量泵、所述粘结剂计量泵和所述混砂、机是否运行正常，并由所述液位;险测单 元监控所述固化剂罐和所述粘结剂罐内的液位水平是否低于警戒值， 一旦发 现所述计量泵运行异常、所述混砂机运行异常或者所述液位计显示所述固化 剂罐或所述粘结剂罐里的液体过少低于警戒值时，上述泵检测单元、液位检 测单元或混砂机检测单元便及时将异常信号发送给所述PLC控制单元，由所 述PLC控制单元向所述联锁控制单元发出控制信号，再由所述联锁控制单元 分别向所述变频器和所述混砂机控制系统发出控制信号，使所述铸造用粘结 剂-固化剂配比控制仪和所述混砂机停止运行并进行报警，以提示操作人员 和设备维护人员及时排除故障，而已经由所述计量泵4泵出的固化剂和粘结 剂可以分別通过所述安全阀7回流到所述固化剂罐1和所述粘结剂罐12中， 从而在能够充分保证生产安全的前提下，降低砂型废品率，确保生产效率， 也节约了资源。
本实用新型提供的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪的具体工作过程如
下
1、 首先，向两个所述固化剂罐l中分别加入A固化剂和B固化剂， 向所述粘结剂罐12中加入自硬呋喃树脂；按下所述铸造用粘结 剂-固化剂配比控制仪控制面板上的电源开关，所述控制面板上 的电源指示灯亮起，在所述触摸屏上将显示出砂温、环境温度、 所述A泵变频器、B泵变频器和所述粘结剂泵变频器的频率、 固化剂的瞬时流量和累计流量、粘结剂的瞬时流量和累计流量、 以及混砂机运行时间。
2、 操作所述触摸屏，使所述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪处于 自动运4亍^犬态。
3、 根据铸造工艺的实际情况，通过操作所述触摸屏选择适当的固 化速度。4、 通过操作所述触摸屏，定期测量固化剂和粘结剂的加入量，以 保证砂、粘结剂和固化剂三种物质的最佳配比。
5、 操作所述触摸屏，根据生产的进展情况，定期校验并修正铸造 工艺曲线。
6、 操作所述触摸屏，在线监控所述上位管理机的操作运行情况。
7、 操作所述触摸屏，在线监控所述铸造用粘结剂-固化剂配比控制
仪的运行情况，定期打印输出固化剂消耗量班月、年报表。
8、 工作结束后，按下所述电源开关，使所述铸造用粘结剂-固化剂 配比控制仪停机。
由于砂子曝露于空气中，砂温必然会受到环境温度的影响，砂温值将趋 于与环境温度一致。而且不同季节的环境温度差别又比较大，如果只依据测 量的砂温调节固化剂和粘结剂的配比，是非常不准确的，会影响砂型质量。 本实用新型所提供的所述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪以砂温为主控制 信号，以环境温度为副控制信号，再进行数据处理，并将其与预先设定的铸 造工艺曲线进行比较，校正固化剂和粘结剂加入量的偏差，以使之达到最佳 的配比值。上述原理详述如下
① 通过砂温传感器和环境温度传感器分别测定砂温L和环境温度T2;
② 将所述砂温L和环境温度T2传送到PLC控制单元，并按照公式AT= T「 T2，计算出砂温变化值；
③ 根据石少温变化值AT确定出固化剂加入最大偏差AQ和粘结剂加入最大 偏差AP,通过工艺试验分别确定出固化剂实际加入量与理论加入量和最大偏 差AQ的关系，以及粘结剂实际加入量与理论加入量和最大偏差AP的关系， 再根据铸造工艺曲线最终确定出A、 B两种固化剂和粘结剂的实际加入量QA、 Qb和P。
本实用新型所提供的所述铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，在系统软 件的控制下，PLC控制单元通过循环扫描从与所述PLC控制单元输入端连接的温度微型控制器中获取砂温L和环境温度L的数据信号；然后依照上述 原理、按照预定程序进行数据运算处理；之后将处理结果与预先设定的铸造 工艺曲线进行比较，从而确定A、 B两种固化剂和粘结剂的加入量QA、 Qb和P; 再由PLC控制单元向的输出端输出相应的控制信号来调节所述A计量泵、B 计量泵和所述粘结剂计量泵的频率，从而实现对A、 B两种固化剂和粘结剂 配比的自动调整，以及对A、 B两种固化剂和粘结剂输入速度和流量的调整， 使A、 B两种固化剂和粘结剂达到最佳配比，保证砂型、砂芯的固化时间和 强度的稳定，确保产品质量。
在其他实施例中，混妙i几的固化剂加入口和粘结剂加入口相隔的距离还 可以是10厘米或20厘米，其距离范围是10-20厘米。如果该距离太大没有 必要；如果距离太小，有可能使砂子与固化剂、粘结剂同时发生接触，致使 砂型质量受到影响。因此这个距离只要保证砂子能先与固化剂接触再与粘结 剂发生作用即可。
在其他实施例中，可以只在固化剂混合管道和粘结剂计量泵的输出端中 的 一处设置流量检测装置，也可以只在固化剂混合管道和粘结剂计量泵的输 出端的其中 一处连接压缩气体输入管道。
当然在其他实施例中，可以依据所需固化剂和粘结剂的种类设置一个或 多个固化剂罐和粘结剂罐、以及相应的变频器、计量泵。
当然在其他实施例中，还可以通过使用双头计量泵来减小输出管道内的 液体脉沖，确保液体流量的稳定，而无需再设置緩冲器、背压阀等。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷 举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护 范围之中。
权利要求1. 一种铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在于包括PLC控制单元、至少一个固化剂罐、至少一个粘结剂罐、以及多个计量泵；所述计量泵包括与所述固化剂罐输出口连接的固化剂计量泵和与所述粘结剂罐输出口连接的粘结剂计量泵；所述固化剂计量泵的输出端均与一固化剂混合管道的输入口连通，所述固化剂混合管道的输出口与混砂机的固化剂加入口连接，所述粘结剂计量泵的输出端与所述混砂机的粘结剂加入口连接；与所述各计量泵电连接的计量泵调速装置与所述PLC控制单元的信息输出端相连。
2. 根据权利要求1所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在 于所述固化剂罐的数量为至少两个。
3. 根据权利要求1所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在 于所述PLC控制单元的信号输入端与砂温检测装置相连。
4. 根据权利要求3所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在 于所述砂温检测装置包括砂温传感器，所述砂温传感器通过温度微型控制 器与所述PLC控制单元相连。
5. 根据权利要求4所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在 于所述PLC控制单元的信号输入端还与环境温度检测装置相连。
6. 根据权利要求5所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在 于所述环境温度检测装置包括环境温度传感器，所述环境温度传感器通过 另 一所述温度^f效型控制器与所述PLC控制单元相连。
7. 根据权利要求1-6任一所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其 特征在于所述PLC控制单元的信号输入端还与泵检测单元、液位检测单元和混砂机检测单元连接，所述PLC控制单元的信号输出端与用于控制所述铸 造用粘结剂-固化剂配比控制仪和所述混砂机同步运行的联锁控制单元相连， 所述联锁控制单元的输出端与所述计量泵调速装置和混砂机控制系统相连。
8. 根据权利要求1所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其特征在 于所述固化剂混合管道和所述粘结剂计量泵的输出端至少一处连接有压缩 气体输入管道。
9. 根据权利要求1-6任一所述的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，其 特征在于所述粘结剂为自硬呋喃树脂。
专利摘要一种铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪，包括PLC控制单元、至少一个固化剂罐、至少一个粘结剂罐、以及多个计量泵；所述计量泵包括与所述固化剂罐输出口连接的固化剂计量泵和与所述粘结剂罐输出口连接的粘结剂计量泵；所述固化剂计量泵的输出端均与一固化剂混合管道的输入口连通，所述固化剂混合管道的输出口与混砂机的固化剂加入口连接，所述粘结剂计量泵的输出端与所述混砂机的粘结剂加入口连接；与所述各计量泵电连接的计量泵调速装置与所述PLC控制单元的信息输出端相连；本实用新型提供的铸造用粘结剂-固化剂配比控制仪能自动调整固化剂和粘结剂的加入量，使之达到最佳配比值。
文档编号G05D11/13GK201259637SQ200820132428
公开日2009年6月17日 申请日期2008年8月13日 优先权日2007年12月29日
发明者尹明娟, 朱能山, 王玉成, 祝建勋 申请人:济南圣泉集团股份有限公司