[发明专利]一种气动熔体运输包系统与熔体输送方法

权利要求书

1.一种全封闭的气动熔体运输包系统，其特征在于：

全封闭的气动熔体运输包系统包括封闭式运输包(11)、控温系统、气压系统以及控制器(13)；

所述封闭式运输包(11)包括包体(17)，包体(17)上装有包盖(19)，包盖(19)固定密封在包体(17)上；包体(17)上设有进气口(27)；所述包盖(19)上设有金属液出口(12)以及用于加注金属液的炉口(25)，炉口(25)上设有炉门(24)；

所述封闭式运输包(11)用以储存金属熔体，将金属熔体由熔解炉运送到铸造车间的保温炉处，并将金属熔体输送入保温炉内；所述封闭式运输包(11)还包括熔体定量输送装置，该熔体定量输送装置包括升液管(18)和金属液输送管路(20)，所述升液管(18)固定安装在包盖(19)的金属液出口(12)处，升液管(18)的下端插入所述包体(17)的下部；所述金属液输送管路(20)的一端与升液管(18)固定连接，金属液输送管路(20)的另一端与铸造机保温炉相连；

全封闭的气动熔体运输包系统实现铝液输送；

所述控温系统包括测温装置和加热装置，测温装置安装在所述包盖(19)上，加热装置安装在所述包体(17)上；

所述测温装置用以实时测量输送过程中封闭式运输包(11)内的金属熔体温度，所述控温系统用以加热封闭式运输包(11)内的熔体；

所述气压系统使气体进入封闭式运输包(11)，并将封闭式运输包(11)内熔体压至铸造车间的保温炉内，实现封闭式运输包(11)内金属熔体的输送；

所述控制器控制气压系统根据测温机构采集的温度数据，控制加热机构对封闭运输包内熔体进行加热，并控制气压系统实现熔体的输送；控制器为保证封闭式运输包(11)的压力恒定；

所述气压系统包括第一压力变送器(2)、第二压力变送器(8)、通气管路(5)、数字组合阀(4)以及用于控制气体通断的进气阀(3)，所述通气管路(5)与所述进气口(27)连通，所述第一压力变送器(2)、进气阀(3)以及数字组合阀(4)按照进气方向依次设置在通气管路(5)上，所述第二压力变送器(8)设置在所述包盖(19)上；

所述控制器(13)能够接收所述测温装置采集的温度信号以及所述第一压力变送器(2)和第二压力变送器(8)采集的压力信号，指挥所述加热装置对封闭式运输包(11)内熔体进行加热，以及指挥数字组合阀(4)工作；

所述控制器(13)对数字组合阀(4)进行死区控制，死区控制根据数字组合阀(4)中各个阀芯截面积的大小和需要的阀门开度变化量做比值，即式中，r为比值，Q_Yi为单个阀芯的开度值，i为阀芯的标识号，ΔQ为需要的阀门开度值的增量，需要的阀门总开度乘以比值得到一个乘积，阀门开度值小于所述乘积的阀门属于控制失效；

所述包盖(19)上设有液位检测装置(21)，用于实时监测封闭式运输包(11)内熔体的液面高度；

所述气压系统还包括泄压阀，该泄压阀设置在所述通气管路(5)上，并且位于所述进气口(27)与数字组合阀(4)之间。

2.根据权利要求1所述的全封闭的气动熔体运输包系统，其特征在于：所述测温装置为热电偶(9)，所述加热装置为高温电阻丝加热器(10)。

3.根据权利要求1所述的全封闭的气动熔体运输包系统，其特征在于：所述包盖(19)通过螺栓固定密封在包体(17)上，包盖(19)和包体(17)的结合面采用石墨盘根(26)压紧密封。

4.利用权利要求1～3任意一项所述的全封闭的气动熔体运输包系统进行的熔体输送方法，其特征在于：依次包括下列步骤：

第一步，对已经加注了金属液的所述封闭式运输包(11)进行温度控制：所述测温装置实时测量输送和浇注过程中封闭式运输包(11)内金属熔体的温度，并将采集到的温度信号发送给所述控制器(13)，控制器(13)指挥所述加热装置对封闭式运输包(11)内熔体进行加热；

第二步，对所述封闭式运输包(11)进行压力控制：打开所述进气阀(3)，气体进入到数字组合阀(4)中，所述第一压力变送器(2)监控气体的进气压力，所述第二压力变送器(8)监控封闭式运输包(11)内的气体压力；第一压力变送器(2)和第二压力变送器(8)将采集到的压力信号发送给控制器(13)，控制器(13)经过计算将压力值与气体量进行换算，数字组合阀(4)接收控制器(13)发送的二进制的阀门开度值，根据气体流量的需要，控制器(13)控制数字组合阀(4)中对应的阀门开度值的电磁阀打开；

第三步，气体经过所述进气口(27)后进入到包体(17)内，随着包体(17)内压力的增大，气体将封闭式运输包(11)内的金属液压出至金属液出口(12)，通过金属液输送管路(20)直至铸造机保温炉内，完成金属液的输送和浇铸；

所述控制器(13)内部的程序采用闭环PID算法，PID的输出结果通过线性比例关系换算后限定在0～511之间，设定的压力值与压力信号的偏差，经过PID计算后输出一个计算结果；

所述控制器(13)对数字组合阀(4)进行死区控制，死区控制根据数字组合阀(4)中各个阀芯截面积的大小和需要的阀门开度变化量做比值，即式中，r为比值，Q_Yi为单个阀芯的开度值，i为阀芯的标识号，ΔQ为需要的阀门开度值的增量，需要的阀门总开度乘以比值得到一个乘积，阀门开度值小于所述乘积的阀门属于控制失效。