Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор

Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации процесса вакуумирования стали при внепечной обработке и может . быть направлено на совершенствование устройств вакуумной обработки расплавов путем автоматизации процессов подачи сыпучих материалов в вакууматор и улучшения качества управления. Цель изобретения - повышение зффективности вакуумной обработки. Это достигается дополнительным вводом двух элементов И, двух компараторов, двух суммирующих счетчиков, генератора импульсов и двух элементов НЕ. Система может быть реализована как аппаратным, так и программным путем на микропроцессорной технике. Изобретение позволяет наряду с дегазацией металла в вакууматоре осуществлять присадку легирующих материалов всех компанентов одновременно, а также проводить коррекцию заданий добавок в процессе каждого цикла дозирования. 2 ил. S (Л с:

1452845

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использоВано при производстве стали и сплаВов и направлено на совершенство5 ванне устройства вакуумной обработки расплавов.

Цель изобретения — повышение эффективности вакуумной обработки,обеспечение дозирования материалов в за- 10

° ° анной последовательности по ходу роцесса вакуумирования.

На фиг.1 приведена структурная схема системы управления циклами по,цачи сыпучих материалов в вакуума- 15 тор; на фиг.2 — циклограмма откры|тия и закрытия клапаном шлюзового

1 ( устройства.

Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор 20 содержит приемный бункер 1 с верхним клапаном 2,клапан 3 атмосферы, камеру 4 шлюзования с нижним клапа ном 5, соединенную с вакуум-камерой, 1 клапан 6 вакуума. При этом верхний 25 клапан 2 соединен с первым гидроцилиндром 7, шток которого в крайних положениях клапана связан соответст( венно с конечными выключателями 8 и 9 Открыто" и "Закрыто . Клапан 3 ат- 30 мосферы соединен с вторым гидроцилиндром 10, шток которого при откры" том клапане связан с конечным выключателем 11 "Открыто". Нижний кпапан

5 соединен с третьим гидроцилиндром

12, шток которого в крайних положениях клапана связан соответственно с конечными выключателями 13 и 14 "3aкрыто" и "Открыто". Клапан 6 вакуума соединен с четвертым гидроцилиндром 40

15, шток которого при открытом клапане связан с конечным выключателем

16 "Открыто".

Первый 7 и второй 10 гидроцилиндры связаны с источником жидкости высокого давления и сливом через первый электрогидравлический золотник

17, а третий 12 и четвертый 15 гидроцилиндры — через второй электрогидравлический золотник 18. Электромагниты 19 и 20 открытия и электромагниты 21 и 22 закрытия первого

17 и второго 18 электрогидравлических золотников соединены соответственно с выходом первого 23 и второго 24 блокбв управления, каждый из

55 которых состоит из первого 25 и второго 26 усилителей, первого 27 и второго 28 триггеров, собранных на элементах ИЛИ-НЕ, выходы которых спе-динены соответственно с входами первого 25 и второго 26 усилителей. Выход первого триггера 27 соединен также с первым входом сброса второго триггера 28, второй вход сброса которого соединен с размыкающим контактом соответствующих конечных выключателей 8 и 13 "Закрыто" первого 7 и третьего 12 гидроцилиндров, Выход второго триггера 28 соединен с первым входом сброса первого триггера

27, второй вход сброса которого соединен с размыкающим контактом соответствующих конечных выключателей

9 и 14 "Открыто" первого 7 и третьего 12 гидроцилиндров. При этом конечные выключатели 8, 9, 13 и 14 последовательно подключены к шике логического "0 через размыкающий контакт кнопки 29 "Стоп".

Вторые входы сброса первого 27 и второго 28 триггеров соединены непосредственно с шиной логическои "1".

Дополнительно введены первый 30 и второй 3 1 элементы И, первые и вторые входы которых соединены соответственно с первым 32, вторым 33, третьим 34 и четвертым 35 входами системы.

Выход первого элемента И 30 соединен с входом открытия первого блока 23 управления и с первым входом закрытия второго блока 24 управления.

Выход второго элемента И 31 соединен с входом открытия второго блока 24 управления и с первым входом закрытия первого блока 23 управления, второй вход закрытия которого соединен с выходом первого компаратора 36, первые разрядные входы которого соединены поразрядно с выходами первого задатчика 37 времени.

Второй вход закрытия второго блока 24 управления соединен с выходом второго компаратора 38, первые разрядные входы которого соединены .поразрядно с выходами второго задатчика 39 времени

Вторые разрядные входы первого 36 и второго 38 компараторов соединены соответственно с выходами первого

40 и второго 41 счетчиков С-входы которых объединены и. соединены с выходом генератора 42 импульсов. R-вход

% первого счетчика 40 через первый элемент НЕ 43 соединен с размыкающим контактом конечного выключателя 11

1452845

"Открыто" второго гидроцилиндра 10 и подключен к шине логического "О" и объединен с размыкающим контактом конечного выключателя 16 "Открыто" четвертого гидроцилиндра 15, соединенного одновременно с шиной логической "1" и с входом второго элемента НЕ 44, выход которого соединен с

R-входом второго счетчика 41, 10

В качестве элемента ИЛИ-НЕ может быть использована микросхема типа

К155ЛЕ2, а в качестве элемента HE— микросхема типа К155ЛН2 °

Первый 36 и второй 38 компаратор 15 можно выполнить на микросхемах

К155ИКЗ, .или К555КП2,К561ИП2, а первый 40 и второй 41 счетчики — на микросхемах типа К155ИЕ2.

Система управления циклами пода†20 чи сыпучих материалов в вакууматор работает следующим образом.

Перед началом вакуумирования приемный бункер 1 при закрытом верхнем клапане 2 заполняется заранее взвешенный порцией тот или иной добавки сыпучих материалов.

В момент начала погружения патрубка вакуум-камеры в ковш с металлом клапан 3 атмосферы открывается, 30 происходит напуск воздуха в камеру

4 шлюзования и давление в ней выравнивается с атмосферным. Открывается верхний клапан 2 и сыпучие материалы из приемного бункера 1 ссыпаются в камеру 4 шлюзования. При этом нижний клапан 5 и клапан 6 вакуума закрыты. Когда начинает закрываться клапан 3 атмосферы, то начинает закрываться верхний клапан 2. После 40 полного закрытия верхнего клапана

2, определяемого временем паузы и при ходе вакуум-камеры из верхнего положения вниз, открывается клапан 6 вакуума (фиг.2). В камере 4 шлюзо- 45 вания создается разрежение, равное разрежению вакуум-камеры. Открывается нижний клапан 5 и порция добавки из камеры 4 шлюзования осыпается в вакууматор одновременно с заполнением вакуум-камеры жидкой сталью.Периодический и кратковременный характер пребывания металла в камере обуславливает необходимость присадки добавок порциями одновременно с заполнением вакуум-камеры жидкой сталью (как это предусмотрено аналогом), так как при ранней присадке камера еще пуста и сыпучие материалы добавок попадают на футеровку камеры к вызывают преждевременный ее износ.

Поздняя присадка приводит к. неполному растворению материалов и снижению эффективности вакуумной обработки.

Когда начинает закрываться клапан

6 вакуума, то происходит и закрывание нижнего клапана 5. После полного закрытия нижнего клапана 5, определяемого ходом вакуум-камеры, с нижнего положения в верхнее, приемный бункер 1 заполняется новой порцией добавки, клапан 3 открывается, давление в камере 4 шлюзования выравнивается с атмосферным и цикл подачи сыпучих в вакууматор повторяется.

Порция добавки вводится из камеры 4 шлюзования в вакууматор при кажцом заполнении вакуум-камеры жидкой стал ью.

Открытие и закрытие верхнего клапана 2 произвоцится гидроцилиндром 7.

Крайние положения верхнего клапана 2 фиксируются размыкающими контактами соответствующих конечных выключателей 8 и 9 "Закрыто" и "Открыто".

Гидроцилиндр 10 управляет клапаном 3 атмосферы, открытое положение которого фиксируется размыкающим кон- тактом конечного выключателя 11 "Открыто". Гидроцилиндр 12 управляет нижним клапаном 5, крайние положения которого фиксируются размыкающими контактами конечных выключателей 13 и 14 "Закрыто" и "Открыто".

Первый электрогидравлический золотник 17 управляет первым 7 и вторым

10 гидроцилиндрами, а второй электрогидравлический золотник 18 — треть" им 12 и четвертым 15 гидроцилиндрами.

Переключение первого 17 и второго

18 золотников для подачи источника жидкости высокого давления на перемешение поршней указанных гидроцилиндров «роизводится электромагнитами 19-22.

С выходов первого 23 и второго 24 блоков управления через усилители

25 и 26 поступают управляющие сигналы к электромагнитам 21 и 22 закрытия соответственно. При этом один из них срабатывает, а остальные обесточиваются.

На входы усилителей 25 и 26 постуI:àþò сигналы с выходов соответственно первого 27 и второго 28 триггеров первого 23 и второго 24 блоков управления. Кнопкой 29 "Стоп" обес1452845 точиваются все электромагниты 19-22 и перемещения клапанов прекращаются.

Первый .триггер 27 первого блока

23 управления фиксирует наличие командного сигнала открытия. Этот сигнал поступает с выхода первого эле-. мента И 30 на открытие клапанов 2 и 3.

Через первый усилитель 25 включается электромагнит 19 открытия.

При срабатывании последнего первый электрогидравлический золотник 17 подключает источник жидкости вы10 сокого давления к первому 7 и второму 10 гидроцилиндрам, поршни которых перемещаются вверх. Верхний клапан

2 и клапан 3 атмосферы открываются. линдров размыкают контакты конечных выключателей 8, 9 и 11. На вторых входах сброса соответственно второго 28, первого 27 триггеров первого блока 23 управления появляются сигналы логикой "1", которые отключают

25 эти триггеры. Сигнал на выходе первого блока 23 управления исчезает и электромагнит 19 открытия обесточивается, а первый электрогидравлический золотник 17 устанавливается в нейтральном положении. При этом перемещение клапанов 2 и 3 прекращается и они находятся в положении

"Открыто". Причем клапан 3 атмосферы открывается раньше, а затем клапан 2 (фиг .2).

Первый 27 и второй 28 триггеры . сблокированы между собой так, что может. быть включен только один из них. При включении первого тригге40 ра 27 сигнал "1" с выхода его поступает на первый вход сброса второго триггера 28,отключая его, и наоборот. При включении второго триггера

28 сигнал логической " 1" с выхода 45 его поступает на первый вход сброса первого триггера 27 и отключает последний.

Сигнал логической "1" с выхода первого элемента И 30 также поступает на первый вход закрытия второго блока 24 управления, блокируя

50 открытие его. По этому сигналу электромагнит 20 открытия обесточивает-ся, а электромагнит 22 закрытия срабатывает и второй электрогидравлический золотник 18 соединяет источВ конце открытия клапанов 2 и 3 што- 20 ки первого 7 и второго 10 гидроциник жидкости высокого давления с третьим 12 и четвертым 15 гидроцилиндрами на закрытие. При этом магистраль открытия этих гидроцилиндров соединена с баком слива, а нижний клапан 5 и клапан 6 вакуума нахоцятся в положениях Закрыто".

Сигнал логической "1" с выхода второго элемента И 11 поступает на вход открытия второго блока 24 управления. Первый триггер 27 второго блока 24 управления фиксирует наличие этого сигнала. Одновременно этот сигнал логической "1" поступает на первый вход закрытия первого блока

23 управления, блокируя случайное открытие его.

Через первый усилитель 25 второго блока 24 управления включается электромагнит 20 открытия. При этом второй электрогидравлический золотник 18 подключает источник жидкости высокого давления к третьему 12 и четвертому 15 гидроцилиндрам. Поршни в них перемещаются вверх и нижний клапан 5 и клапан 6 вакуума открываются. Конечные положения их определяются размыкающими контактами конечных выключателей 13, 14 и 16. При открытых клапанах 5 и Ь на вторых входах сброса соответственно второго 28, первого 27 триггеров второго блока 24 управления появляются сигналы логической "1", которые отключа" ют эти триггеры. Сигнал на выходе второго блока 24 управления исчезает и электромагнит 20 открытия обесточивается. При этом второй электрогидравлический золотник 18 устанавливается в нейтральном положении.Перемещения клапанов 5 и 6 прекращаются и они находятся в положении "Открыто". Так как ход поршня четвертого гидроцилиндра 15 меньше хода поршня третьего гидроцилиндра 16, то клапан 6 вакуума открывается раньше, а открытие нижнего клапана 5 происходит на некоторое запаздывание (фиг. 2).

Первый 27 и второй 28 триггеры второго блока 24 управления сблокированы между собой также как в первом блоке 23 управления и может быть включен только один из них. Кроме того, в любом положении гидроцилиндров перемещения всех клапанов может быть прекращено нажатием кнопки 29 "Стоп".

7 145

На первый вход первого элемента

И 30 через первый вход 32 системы поступает сигнал логической "1" при движении вакуум-камеры вверх, а на второй вход элемента И 30 через второй вход 33 системы — команда подачи порции из приемного бункера в камеру 4 шлюзования. Через третий вход

34 системы на первый вход второго элемента И 31 поступает сигнал логической "1" при движении вакуум-камеры вниз, а через четвертый вход 35 системы на второй вход второго элемента И 31 — команда шлюзования vopции добавок из камеры 4 в вакууматор.

Подача сыпучих материалов в вакууматор производится в определенные циклы загрузки. Цикл загрузки одной порции добавки состоит из двух периодов: движение вакуум-камеры вниз, пауза в нижнем положении и движение вакуум-камеры вверх, пауза в верхнем положении (фиг.2).

Длительность пауз принята постоянной.

Первый компаратор 36 формирует команду на закрытие клапана 3 атмосферы и верхнего клапана 2. Начало закрытия устанавливается первым задатчиком 37 времени.

Команда на закрытие клапана 6 вакуума и нижнего клапана 5 формируется вторым компаратором 38. Начало закрытия клапанов 5 и 6 устанавливается после открытия их вторым задатчиком 39 времени.

Величина текущего времени от полного открытия клапана 3 атмосферы и клапана 6 вакуума определяется на разрядных выходах первого 40 и второго 41 счетчиков, которые запускаются сигналами от генератора 42 импульсов.

Первый 40 и второй 41 счетчики производят отсчет импульсов с момента размыкания контактов конечных выключателей 11 и 16 соответственно второго 10 и четвертого 15 гидроцилиндров.

При полном открытии клапана 3 атмосферы контакт конечного выключателя 11 размыкается и на выходе первого элемента HE 43 появляется сигнал логического "0", Первый счетчик 40 готов к приему импульсов.

Аналогично описанной работает схема управления закрытием клапанов ка2845 меры 4 шлюзования. При полном откр 1тии клапана 6 вакуума контакт конечного выключателя 16 размыкается и на выходе второго элемента НЕ 14 появляется уровень логического "0". С Rвхода второго счетчика 41 запрет снимается и счетчик начинает отсчет им10

55 пульсов.

Когда время, установленное первым задатчиком 37, и время на разрядных выходах первого счетчика сравниваются, то на выходе первого компаратора

36 появляется сигнал логической "1", который поступает на второй вход закрытия первого блока 23 управления.

Через второй усилитель 26 с выхода первого блока 23 управления поступает сигнал. При этом электромагнит

21 закрытия срабатывает, а электромагнит 19 открытия обесточивается и первый электрогидравлический золотник 17 подключает источник жидкости высокого давления к первому 7 и второму 10 гидроцилиндрам на закрытие клапанов 2 и 3, а магистраль открытия их — на слив.

Когда время, заданное на втором задатчике 39, и время, отсчитанное вторым счетчиком, сравниваются, то " на выходе второго компаратора 38 появляется сигнал логической "1".

По этому сигналу через второй усилитель 26 с выхода второго блока

24 управления срабатывает электромагнит закрытия 22, а электромагнит открытия 21 обесточивается. Второй электрогидравлический золотник 18 подключает источник жидкости высокого давления к третьему 12 и четвертому 15 гидроцилиндрам на закрытие клапанов 5 и 6, а магистраль открытия их — на слив.

Система может быть реализована как аппаратными, так и программными средства:.и.

Применение изобретения позволяет наряду с дегазацией металла в вакууматоре осуществлять присадку легирующих материалов всех компонентов одновременно, что снижает длительность цикла дозирования. Кроме того, эта система позволяет проводить коррекцию заданий добавок в процессе каждого цикла дозирования, что позволяет повысить эффективность вакуумной обработки и качество металла.

Экономическая эффективность системы связана с повышением качества

1452845 управления процессом и возрастает при автоматическом управлении вакуумной обработки металлов.

Формула изобретения

Система управления циклами подачи сыпучих материалов в вакууматор,содержащая приемный бункер с верхним б клапаном, клапан атмосферы, камеру шлюзования с нижним клапанол, соединенную с вакуум-камерой, клапан вакуума, причем верхний клапан соединен с первым гидроцилиндром, шток ( которого в крайних положениях клапана соединен соответственно с конечными выключателями "Закрыто", "Открыто", клапан атмосферы соединен с вторым гидроцилиндром штОк кОтО рого при открытом клапане соединен с конечным выключателем Открыто, нижний клапан соединен с третьим гидроцилиндром, шток которого в крайних положениях клапана соединен, со- 75 ответственно с конечными выключателями Закрыто"„ "Открыто", клапан вакуума соединен с четвертым гидроцилиндром, шток которого при открытом клапане соединен с конечным выключателем 10ткрыто", первый и второй гидроцилиндры соединены с источником жидкости высокого давления и сливом через первый электрогидравлический золотник, а третий и четвертый гид35 роцилиндры через второй электрогидравлический золотник, а электро магниты открытия и электромагниты закрытия первого и второго электрогидравлических золотников сое,цинены соответственно с выходом первого и второго блоков управления, каждый из которых состоит из первого и второго усилителей, первого и второго триггеров, собранных на элементах ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго усилителей, а выход первого триггера соединен также с первым входом сброса второго триггера, второй вход сброса которого соединен с размыкающимся контактом соответствующих конечных выключателей "Закрыто" первого и третьего гидроцилиндров, выход второго триггера соединен с первым входом сброса первого триггера, второй вход сброса которого соединен с размыкающим контактом соответствующих конечных выключателей "Открыто первого и третьего гидроцилиндров, при этом конечные выключатели после,цовательно подсоединены к шине логического нуля через размыкающий контакт кнопки

"Стоп", а вторые входы сброса первого и второго триггеров соединены непосредственно с шиной логической единицы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности вакуумной обработки и обеспечения дозирования материалов в заданной последовательности по ходу процесса вакуумной обработки, в нее введены первый и второй элементы И, первые и вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами системы, а выход первого элемента И соединен с входом открытия первого блока управления и с первым входом закрытия второго блока управления, выход второго элемента И соединен с входом открытия второго блока управления и с первым входом закрытия первого блока управления, второй вход закрытия которого соединен с выходом первого компаратора, первые разрядные входы которого соединены поразрядно с выходами первого задатчика времени, а второй вход закрытия второго блока управления соединен с выходом второго компаратора, первые разрядные входы которого соединены поразрядно с выходами второго задатчика времени, вторые разрядные входы первого и второго компараторов соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, С-входы которых объединены и соединены с выходами генератора импульсов, а R-вход первого счетчика через первый элемент НЕ соединен с размыкающим контактом конечного выключателя Открыто" второго гидроцилиндра, подключен к шине логического нуля, объединен с размыкающим контактом конечного выключателя "Открыто" второго гидроцилиндра, подключен к шине логического нуля и объединен с размыкающим контактом конечного выключателя Открыто" четвертого гидроцилиндра, соединенного одновременно с шиной логической единицы и с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с R-входом второго счетчика. !452845

Составитель A.Àáðoñèìîâ

Редактор Н.Гунько Техред А.Кравчук

Корректор С.11екмар

Проиавопственпо — п0. парр ф ческое tTред!приятие, 1 ..ужГород, ул. Провh ашная, Заказ 7136/18 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4 5