[发明专利]用于离心铸造物理模拟实验的定量浇注系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种用于离心铸造物理模拟实验的定量浇注系统，储料箱位于机架上的基架顶部的第一支撑架上，储料箱通过压力泵与储料输送连接；储料箱底部通过浇注管道连接浇注口，所述的浇注口正对模具及其平台；浇注管道上安装有节流阀、流量计、电磁阀和控制柜；所述电磁阀、流量计分别与控制柜相连；压力传感器封装于浇注口内壁，并与信号采集与发射系统连接，所述的信号采集与发射系统与上位机通讯连接。本发明提供的用于离心铸造物理模拟实验的定量浇注系统及其控制方法，针对重复浇注模拟实验与研究充型速度与压力对充型流场的影响而设计，具有操作简单、可远程控制的优点。

技术领域

本发明属于流量与压力监测与控制领域，特别的涉及一种用于离心铸造物理模拟实验的定量浇注系统及其控制方法。

背景技术

铸造是一种生产各种金属制品的重要方法，实际的铸造过程常在真空封闭的不透明环境中进行，充型过程中流体温度高达一千多摄氏度，目前的设备无法直接观察充型流体的运动过程。为深入研究铸造过程中充型流体的运动规律例如流体对型壁的压力的分布、流体充型速度场、流体充型时的形貌规律等，常常采用物理模拟实验的方法。

而在铸造物理模拟实验中，初始充型速度和压力是两项基本而关键的数据。为了保证实验的可重复性和全面采集实验参数，准确监测与控制充型流体的初始速度与压力参数尤为重要。

目前的铸造物理模拟实验中，流体出初始速度控制和压力采集都采用独立的操作系统控制，在实验操作中，流程复杂，步骤繁琐，不易于实现高精度、可重复的铸造物理模拟实验。

发明内容

为此，本发明提出一种用于离心铸造物理模拟实验的定量浇注系统及其控制方法，克服了手动操作时不可避免的偶然不利因素，使立式离心铸造物理模拟实验可重复且操作简单。并且本系统还可以实现铸造物理模拟实验浇注系统中浇注流量、初始充型速度和压力的远程控制；具有操作简单、可远程控制、系统一体化的优点，对于重复与研究铸造物理模拟实验具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于离心铸造物理模拟实验的定量浇注系统，包括基架、压力泵、储料箱、流量控制系统、压力检测系统和上位机；

所述储料箱位于机架上的基架顶部的第一支撑架上，储料箱通过压力泵与储料输送连接；

储料箱底部通过浇注管道连接浇注口，所述的浇注口正对模具及其平台；浇注管道上安装有流量控制系统，所述的流量控制系统包括节流阀、流量计、电磁阀和控制柜；所述电磁阀、流量计分别与控制柜相连；

所述的压力检测系统包括压力传感器和信号采集与发射系统；压力传感器封装于浇注口内壁，并与信号采集与发射系统连接，所述的信号采集与发射系统与上位机通讯连接。

所述基架由底部导轨和上部钢铁架构成，钢铁架底部设置滚轮，在导轨上可横向移动。

所述压力泵用于将实验流体抽至储料箱中，提前存储实验流体。储料箱置于基架上的支撑架上，通过重力势能提供充型流体所需的初速度。支撑架通过螺纹连接固定在基架上。所述的基架不同高度依次等距设有多个螺纹孔，第一支撑架通过选择不同高度的螺纹孔通过螺栓安装，还包括第二支撑架，同样以螺栓固定在基架上，用于固定和支撑浇注管道。

所述节流阀位于流量计前面，通过控制其节流截面大小辅助调节流体速度。

所述脉冲流量计口径与充型管道配合，公称压力与流量范围须大于实验时最大压力与流量。

考虑到实验流体可能有一定酸碱度，所述流量计及电磁阀均采用316不锈钢。

所述控制柜、流量计、电磁阀依次连接，流量计为脉冲流量计。其将通过的流量以电信号传输给控制柜，控制柜读取流量计数据并通过供电与否控制电磁阀开关。

所述控制柜与上位机连接，可实时输出流量数据，便于实验时远程观察和控制。