專利名稱：一種壓差控制閥及使用該閥的反重力鑄造壓力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體壓力調(diào)節(jié)閥領(lǐng)域，是一種壓差控制閥及使用該閥的反重力鑄造壓力 控制方法。二、 背景技術(shù)膜片式調(diào)節(jié)閥是一種流體流量及壓力控制中常用的閥門結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥中通常 使用一個膜片或活塞結(jié)構(gòu)接受控制端施加的壓力，并在壓力控制下驅(qū)動閥芯在閥體內(nèi)的 動作，實(shí)現(xiàn)閥門的開閉并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閥門開度的控制。如專利文件ZL02274971.3提出的一 種壓力鑄造用薄膜調(diào)節(jié)閥，通過接受來自于閉環(huán)反饋系統(tǒng)的控制信號并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)膜片的 」二下移動并帶動閥芯動作獲得不同的閥門開度。這種薄膜調(diào)節(jié)閥已經(jīng)在多個行業(yè)中得到 應(yīng)用，其缺點(diǎn)在于需要一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)向其輸入壓力信號，因而難以直接實(shí)現(xiàn)壓差的 反饋和控制，也難于直接實(shí)現(xiàn)闊門開啟壓差閾值的預(yù)設(shè)。使用現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥進(jìn)行壓力或流量控制時，由于其僅接受一路壓力的輸入作用，因而 通常只能實(shí)現(xiàn)單路壓力或流量的控制。對于某些需要在兩個流體回路之間控制一定壓差 的使用場合，則需要使用前級傳感裝置對壓差數(shù)值進(jìn)行檢測，進(jìn)而調(diào)整調(diào)節(jié)閥的輸入壓 力，控制不同的調(diào)節(jié)閥開度，功能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。利用專利文件ZL01807958.X所提出的一種自動調(diào)節(jié)閥，可以通過判斷兩路壓力的大 小并進(jìn)而控制閥門的通斷，但這種閥門僅僅是比較兩路壓力的大小而非壓差的數(shù)值，難 以實(shí)現(xiàn)閥門開啟壓差的調(diào)整，同時使用這種閥門也不能實(shí)現(xiàn)高精度的流量控制。使用自力式壓差控制閥也可以實(shí)現(xiàn)壓差的控制，但壓差值的調(diào)整不便，同時自力式 壓差控制閥多用于精確度要求不高且響應(yīng)速度較快的場合，對于被控對象響應(yīng)滯后明顯 的場合并不適合。如對于國防專利申報(bào)文件200410029119.8所述及的一種反重力鑄造壓力控制系統(tǒng)來 說，需要在控制中實(shí)現(xiàn)反重力鑄造機(jī)上F壓室壓力的控制并在其間建立一定大小的壓差， 以驅(qū)動金屬液在可控的壓差條件下完成充型和凝固。在壓差控制的過程中，要求上下壓 室的壓差能夠穩(wěn)定的控制在某限值以內(nèi)，從而避免上下壓室壓差過大導(dǎo)致鑄型破壞或充 型失敗。在這一例子中使用現(xiàn)有膜片式調(diào)節(jié)閥會導(dǎo)致氣路構(gòu)造復(fù)雜，如現(xiàn)有技術(shù)中使用 了四個調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)兩個壓室的壓力控制并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一定的壓差，控制難度較大，當(dāng)系 統(tǒng)控制特性不良時可能出現(xiàn)明顯的超調(diào)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致壓差超限并造成事故。而使用現(xiàn) 有壓差控制閥難于實(shí)現(xiàn)便利的壓差調(diào)節(jié)，同時鑄造壓室壓力對氣路壓力的明顯滯后也使 得現(xiàn)有的壓差控制閥難于應(yīng)用。 三、發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有膜片式調(diào)節(jié)閥僅能通過檢測單路壓力并進(jìn)而控制單路流量或壓力，同時難 以直接實(shí)現(xiàn)可調(diào)壓差控制的問題，本發(fā)明提出了一種壓差控制閥及其在反重力鑄造壓力 控制中的使用方法。本發(fā)明中的壓差控制裝置包括壓差閾值調(diào)整器、壓差比較器和調(diào)節(jié)閥。壓差閾值調(diào) 整器由調(diào)節(jié)手柄和彈簧構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)手柄對彈簧一端施加預(yù)緊力，以實(shí)現(xiàn)可調(diào)的預(yù)設(shè) 閥門開啟閾值。壓差比較器是由上膜室蓋、膜片和下膜室蓋構(gòu)成的空腔殼體，膜片位于 膜室中間，其外側(cè)與上膜室蓋和下膜室蓋固定連接在一起，形成上膜室與下膜室兩個相 互隔離的腔體；上膜室蓋和下膜室蓋上有測壓口；膜片的中心有閥桿通孔。壓差調(diào)節(jié)閥 由閥桿、閥蓋、閥體、閥芯構(gòu)成，倒三角形的閥芯被吊裝在閥桿的端頭，置于閥蓋和閥 體內(nèi)部，并穿過壓差比較器中的膜片與彈簧另一端連接；同時閥桿穿透膜片中心通孔時 與膜片固定連接，同時確保上膜室與下膜室之間的密封。本發(fā)明中，調(diào)節(jié)閥中閥芯的運(yùn)動由膜片接受到的壓差和彈簧預(yù)緊力共同驅(qū)動當(dāng)通 過壓差閾值調(diào)整器預(yù)設(shè)閥門開啟閾值，使閥桿產(chǎn)生向下的力，若此時膜片室無壓差，則 膜片在閥桿的帶動下，產(chǎn)生變形向下運(yùn)動，使位于閥桿端頭的閥芯向下運(yùn)動，將閥體封 閉，使調(diào)節(jié)閥進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)；若上膜室和下膜室的壓差值足以抵消彈簧的作用力時，壓 差控制閥進(jìn)入開啟狀態(tài)，同時可根據(jù)測得壓差與預(yù)設(shè)閾值之間的偏差大小自動實(shí)現(xiàn)閥門 開度的控制，閥門的開度取決于偏差的大小以及彈簧、膜片結(jié)構(gòu)的彈性模量，從而實(shí)現(xiàn) 流體流量和壓差的有效控制。在本發(fā)明中，還提出了一種使用上述壓差控制闊的反重力鑄造壓力控制方法。實(shí)現(xiàn) 此控制方法的裝置連接方式是將壓力主控閥連接于高壓氣罐和主機(jī)下壓室之間，將壓 差控制閥連接于高壓氣罐和主機(jī)上壓室之間，并將反重力鑄造主機(jī)的上、下壓室通過管 路分別與壓差控制閥中的上、下測壓口連接，通過壓力主控閥控制反重力鑄造主機(jī)下壓 室的壓力，通過上述的壓差控制閥檢測反重力鑄造主機(jī)兩壓室之間的壓差，依據(jù)兩壓室 壓差與設(shè)定閾值的比較結(jié)果控制氣體進(jìn)入另一壓室的流量，將上下壓室的壓差控制在適 當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。具體控制過程是首先根據(jù)鑄件尺寸、合金種類以及充型凝固過程的要求，參照附圖3的形式，按減 壓操作、差壓充型、加壓凝固、卸除壓力四個環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)反重力鑄造壓力控制目標(biāo)曲線；將壓差控制器的開啟閾值設(shè)置在所控制的最大壓差，即當(dāng)上下壓室壓差小于所需的 最大壓差時，壓差控制閥關(guān)閉，當(dāng)上下壓室壓差大于等于所需的最大壓差時，壓差控制
閥開啟；將低壓氣罐的壓力設(shè)置在低于預(yù)設(shè)壓室最低壓力的水平，將高壓氣罐的壓力設(shè) 置在高于預(yù)設(shè)壓室最高壓力的水平；在減壓操作階段，關(guān)閉壓力主控閥，打開互通閥、上壓室排氣閥及下壓室排氣閥， 卸除上壓室和下壓室的壓力至預(yù)設(shè)的壓室最低壓力，在此期間下壓室壓力與上壓室壓力 相等，壓差控制閥關(guān)閉，上下壓室同步完成減壓操作；在差壓充型階段，關(guān)閉互通閥和上壓室下壓室排氣閥，打開壓力主控閥將高壓氣體 導(dǎo)入下壓室，使下壓室壓力上升并在上下壓室之間形成充型壓差，在此期間下壓室壓力 與上壓室壓力之差值小于所控制的最大壓差，壓差控制閥關(guān)閉，上壓室壓力保持不變；在差壓充型階段，繼續(xù)關(guān)閉互通閥和上壓室下壓室排氣閥，打開壓力主控閥將高壓 氣體導(dǎo)入下壓室，使下壓室壓力上升至設(shè)定的壓室最高壓力并維持若上下壓室壓差升 高，當(dāng)其大于所控制的最大壓差時，壓差控制閥開啟，氣體進(jìn)入上壓室使其壓力升高， 使上下壓室壓差減??；當(dāng)上下壓室壓差小于所控制的最大壓差時，壓差控制閥關(guān)閉，使 上下壓室壓差增大；在壓差控制閥動作的過程中，即可將上下壓室壓差維持在接近于所 控制最大壓差的水平；在卸除壓力階段，關(guān)閉壓力主控閥，打開互通閥和上壓室下壓室排氣閥，將上下壓 室內(nèi)的氣體同步卸除到低壓氣罐，使其壓力降低到常壓；在此期間上下壓室壓差小于所 控制的最大壓差，故壓差控制閥關(guān)閉，上下壓室同步完成卸壓操作。使用本發(fā)明提供的開啟閾值可調(diào)的壓差控制閥能方便地調(diào)整閥門開啟閾值，并根據(jù) 一個位置與另一個位置之間的壓差大小與設(shè)定壓差閾值的偏差自動關(guān)閉或打丌，并能根 據(jù)偏差數(shù)值控制閥門的開度，實(shí)現(xiàn)壓差的有效控制。將此壓差控制閥應(yīng)用于反重力壓力 控制系統(tǒng)中時，可顯著降低氣路的復(fù)雜性和控制的實(shí)施難度，可有效簡化氣路，將反重 力鑄造的上下壓室壓差控制在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，具有運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)簡單，可靠高的 特點(diǎn)。四

附圖1是壓差控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是具有上述壓差控制閥門的反重力鑄造壓力控制裝置結(jié)構(gòu)圖；附圖3是反重力鑄造壓力控制裝置需實(shí)現(xiàn)的壓力曲線圖。其中2.調(diào)節(jié)螺孔 3.調(diào)節(jié)螺桿 4.上托盤7.上測壓口 8.上膜室蓋 9.膜片12.支撐體 13.閥桿 14.閥蓋17.下壓室 18.坩堝 19.升液管1. 6.調(diào)節(jié)手柄 下托盤 11.下測壓口 16.閥芯10.下膜室蓋 15.閥體 20.鑄型 21.上壓室 22.低壓氣罐23.壓力表24.上壓室排氣閥25.下壓室排氣閥 26.互通閥 27.壓力主控闊 28.壓差控制閥29.壓力表30.高壓氣罐 五具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施過程。 實(shí)施例一本實(shí)施例是一種開啟閾值可調(diào)的壓差控制閥，包括壓差閾值調(diào)整器、壓差比較器、 調(diào)節(jié)閥。壓差閾值調(diào)整器包括調(diào)節(jié)手柄l、調(diào)節(jié)螺桿3、彈簧5、彈簧托盤4和6、支撐體12。 支撐體12為框架結(jié)構(gòu)，框架上部有調(diào)節(jié)螺孔2，調(diào)節(jié)螺桿3穿過該螺孔，兩端分別與調(diào) 節(jié)手柄1和彈簧上托盤4連接。壓差比較器的膜片室包括上膜室蓋8、下膜室蓋10和膜片9，由上膜室蓋、膜片和 下膜室蓋構(gòu)成的空腔殼體，膜片位于膜室中間，其外側(cè)通過螺栓夾緊固定在上膜室蓋和 下膜室之間，并密閉形成封閉的上膜室和下膜室；上膜室蓋和下膜室蓋上有測壓口；膜 片的中心有閥桿通孔。壓差調(diào)節(jié)閥由闊桿13、閥蓋14、閥體15和閥芯16構(gòu)成，閥體分為上閥室和下閥室， 中間有隔板，該隔板中心部位有截面呈倒梯形的開孔；閥桿13貫穿閥體15和膜室，-端與彈簧下托盤6連接，另一端位于閥體內(nèi)；倒梯形的閥芯被吊裝在閥桿的端頭，其外形與隔板開孔外形一致，兩者間可緊密閉合。本實(shí)施例的安裝方式如下將閥芯16通過螺紋與閥桿13連接，置于閥體15內(nèi)，蓋 上閥蓋14并以螺栓緊固，以墊圈密封其安裝間隙；在闊蓋14上以螺栓安裝支撐體12， 降下膜室蓋10以螺栓安裝于支撐體12上，閥桿13經(jīng)由支撐體12及下膜室蓋10上的通 孔進(jìn)入膜室，并通過螺帽以及閥桿上的螺紋與膜片9固定夾緊實(shí)現(xiàn)聯(lián)動；閥桿13經(jīng)由上 膜室蓋8伸出膜室；上膜室蓋8、膜片9、下膜室蓋IO通過螺栓在邊緣處緊固并密閉形 成封閉的膜室；閥桿13上端通過螺紋與簧片下托盤6緊固，簧片下托盤6上連接彈簧5， 彈簧5上端與簧片上托盤連接；在支撐體螺口 2處旋入調(diào)節(jié)螺桿3，調(diào)節(jié)螺桿3下端通過 螺紋與簧片上托盤4緊固，調(diào)節(jié)螺桿3上端通過螺紋與調(diào)節(jié)手柄1緊固；在閥桿13與閥 蓋14、下膜室蓋10、上膜室蓋8貼合的位置以填料密封，防止流體泄漏；閥芯16的外 形與閥體15上對應(yīng)的閥孔完全一致，以保證閥門關(guān)閉時閥芯16與閥體15密實(shí)防止流體 泄漏。為描述閥門的動作方式，將上測壓嘴7處測得的流體壓力記為P1，也即膜片上表面 承受的壓力數(shù)值；下測壓嘴11處測得的流體壓力記為P2，也即膜片下表面承受的壓力 數(shù)值。
當(dāng)彈簧5處于壓縮狀態(tài)時，記彈簧預(yù)緊壓力為F，彈簧彈性模量為k，膜片面積為A， 上述裝置在使用過程中的動作原理是當(dāng)PI > P2 - F/A時，閥桿13在上下膜室810的壓差及彈簧5壓力的作用下并不提升， 閥芯16與閥體15保持密封狀態(tài)，流體不能通過閥流動；當(dāng)Pl《P2 - F/A時，閥桿13在上下膜室810的壓差作用下克服彈簧5的壓力向上運(yùn) 動，閥芯16與閥體15之間出現(xiàn)縫隙，流體開始通過閥流動，同時閥芯16升起的高度h 與實(shí)際壓差和設(shè)定壓差的偏差大小相關(guān)，其表達(dá)式為hKP2-PlfA/k-F/k，從而實(shí)現(xiàn)不同 的閥門開度，實(shí)現(xiàn)不同的流體流量。上述裝置的開啟閾值由預(yù)緊壓力F和膜片面積A的比值給定，而壓差響應(yīng)特性則與 膜片面積A和彈簧彈性模量k的比值相關(guān)。同樣，當(dāng)彈簧5處于拉伸狀態(tài)時，記彈簧預(yù)緊拉力為F，彈簧彈性模量為k，膜片面 積為A，上述裝置在使用過程中的動作原理是當(dāng)PI > P2 + F/A時，閥桿13在上下膜室810的壓差及彈簧5壓力的作用下并不提 升，閥芯16與閥體15保持密封狀態(tài)，流體不能通過閥流動；當(dāng)Pl S P2 + F/A時，閥桿13在上下膜室810的壓差作用下克服彈簧5的拉力向上 運(yùn)動，閥芯16與閥體15之間出現(xiàn)縫隙，流體開始通過閥流動，同時閥芯16升起的高度 h與實(shí)際壓差和設(shè)定壓差的偏差大小相關(guān)，其表達(dá)式為hKP2-PlfA/k + F/k，從而實(shí)現(xiàn)不 同的閥門開度。上述裝置的開啟閾值由預(yù)緊拉力F和膜片面積A的比值給定，而壓差響應(yīng)特性則與 膜片面積A和彈簧彈性模量k的比值相關(guān)。實(shí)施例二本實(shí)施例是一種基于實(shí)施例一所描述的壓差控制閥28的反重力鑄造壓力控制方法。 將壓差控制閥28應(yīng)用于反重力鑄造控制裝置，該裝置還包括上壓室21、下壓室17、塒 堝18、鑄型20、升液管19;壓力控制系統(tǒng)包括低壓氣罐22、高壓氣罐30、壓力主控閥 27、壓差控制閥28、上壓室排氣閥24、下壓室排氣閥25、互通閥26、壓力表23及29。反重力鑄造控制裝置的連接方式是上壓室21與下壓室17之間以隔板隔開，分別 形成封閉的空間；將盛有金屬液的坩堝18置于下壓室17，將鑄型20置于隔板之上、上 壓室21之內(nèi)，升液管19下端沒入金屬液，上端穿過隔板與鑄型20澆口對接；下壓室17 分別與壓力主控閥27和下壓室排氣閥25的一端連接，同時下壓室17還與互通閥26的 一端連接；上壓室21分別與壓差控制閥28和上壓室排氣閥24的一端連接，同時上壓室 21也與互通閥26的另一端連接;壓力主控閥27和壓差主控閥28的另一端均與高壓氣罐 30的出口連接，上壓室排氣閥24和下壓室排氣閥25的另一端均與低壓氣罐22的出口連 接；由下壓室17取得的氣體壓力經(jīng)由壓力傳送管分別接入下壓室壓力表29和壓差控制 閥28的下測壓端；由上壓室21取得的氣體壓力經(jīng)由壓力傳送管分別接入上壓室壓力表 23和壓差控制閥28的上測壓端。本實(shí)施例需實(shí)現(xiàn)如附圖三所示的壓力控制目標(biāo)曲線，Pl為下壓室壓力，P2為上壓 室壓力，AP為所需實(shí)現(xiàn)的上下壓室壓差。主要的功能是，首先在tl時間內(nèi)將上下壓室壓 力同步降低到低壓條件下的p5并保持到時間t2，以充分去除金屬液及鑄型內(nèi)的氣體和水 分，在時間t2 t3區(qū)間在上下壓室之間建立壓差p3驅(qū)動金屬液沿升液管上升進(jìn)入鑄型完 成充型，然后迅速對上下壓室同步加壓，使下壓室壓力在時間t3 t4區(qū)間升高到pl，同 時上下壓室之間保持壓差p3并維持到時間t5使金屬液在壓力條件下完成凝固，最后降 低上下壓室壓力到常壓，以便取出鑄件?？梢妶D中壓力值之間有以下關(guān)系p4 - p5 = pl - p2 = p3本實(shí)施例中，基于壓差控制閥的反重力鑄造壓力控制方法是，通過一個壓力主控閥 控制下壓室的壓力、通過使用壓差控制閥依據(jù)預(yù)設(shè)的壓差閾值控制上壓室的壓力，從而 將兩路流體之間的壓差控制在適當(dāng)?shù)乃?，?shí)現(xiàn)金屬液充型和加壓凝固的控制。為完成上述控制方法，首先將壓差控制器28的開啟閾值設(shè)置在AP的最大值p3，即 當(dāng)P1-P2〈p3時，壓差控制閥關(guān)閉，當(dāng)P1-P22p3時，壓差控制閥開啟；將低壓氣罐 22的壓力設(shè)置在低于p5的水平，將高壓氣罐30的壓力設(shè)置在高于pl的水平。在時間區(qū)間0 t2，關(guān)閉壓力主控閥27，打開互通閥26和上下壓室排氣閥23、 24， 將上下壓室壓力同步卸除到低壓氣罐22，使P1、 P2降低到p5并維持到時間t2，在此期 間下壓室壓力P1與上壓室壓力P2相等，故壓差控制閥28關(guān)閉，上下壓室同步完成減壓 操作。在時間區(qū)間t2 t3，關(guān)閉互通閥26和上下壓室排氣閥23、 24，打開壓力主控閥27 將高壓氣罐30中的氣體導(dǎo)入下壓室17，使下壓室壓力Pl沿曲線上升至p4。在此期間下 壓室壓力P1與上壓室壓力P2之差值小于p3，作用在膜片上下表面的氣體壓力不足以抵 消彈簧5的壓力，閥桿13并不提升，閥芯16與閥體15保持密封狀態(tài)，故壓差控制閥28 關(guān)閉，上壓室壓力保持不變。在時間區(qū)間t3 t5，繼續(xù)關(guān)閉互通閥26和上下壓室排氣閥23、 24，打開壓力主控閥 27將高壓氣罐30中的氣體導(dǎo)入下壓室17，使下壓室壓力Pl沿曲線上升至pl并維持。 在此期間，若下壓室壓力P1與上壓室壓力P2之差值升高，當(dāng)其大于p3時，作用在膜片 上下表面的氣體壓力足以抵消彈簧5的壓力，閥桿13提升，閥芯16與閥體15之間出現(xiàn)
縫隙，壓差控制閥28開啟，上壓室21進(jìn)氣P2升高，使下壓室壓力Pl與上壓室壓力P2 之差值減小；當(dāng)下壓室壓力Pl與上壓室壓力P2之差值小于p3時，作用在膜片上下表面 的氣體壓力不足以抵消彈簧5的壓力，閥桿13并不提升，閥芯16與閥體15保持密封狀 態(tài)，故壓差控制閥28關(guān)閉，使下壓室壓力P1與上壓室壓力P2之差值增大；在壓差控制 閥28動作的過程中，即可將上下壓室壓差維持在接近于p3的水平。
在時間區(qū)間t5 t6，關(guān)閉壓力主控閥27，打開互通閥26和上下壓室排氣閥23、 24， 將上下壓室壓力同步卸除到低壓氣罐22，使P1、 P2降低到0。在此期間下壓室壓力P1 與上壓室壓力P2之差值小于p3，故壓差控制閥28關(guān)閉，上下壓室同步完成卸壓操作。
權(quán)利要求
1.一種壓差控制閥，包括壓差閾值調(diào)整器、壓差比較器和調(diào)節(jié)閥，其特征在于a.壓差閾值調(diào)整器由調(diào)節(jié)手柄(1)、調(diào)節(jié)螺桿(3)、支撐體(12)和彈簧(5)構(gòu)成，調(diào)節(jié)手柄(1)與調(diào)節(jié)螺桿(3)固定連接，調(diào)節(jié)螺桿(3)通過調(diào)節(jié)螺孔(2)與支撐體(12)連接，調(diào)節(jié)螺桿(3)另一端與彈簧(5)連接，并且支撐體(12)與壓差比較器外殼和調(diào)節(jié)閥體(15)固定連接；b.壓差比較器由上膜室蓋(8)、膜片(9)、下膜室蓋(10)構(gòu)成，上膜室蓋(8)和下膜室蓋(10)上分別有測壓口(7)、(11)，上膜室蓋(8)和下膜室蓋(10)中心有閥桿通孔；膜片(9)外沿分別固定在上膜室蓋(8)和下膜室蓋(10)之間；膜片中心有閥桿通孔，并將膜片(9)與閥桿(13)固定連接；c.調(diào)節(jié)閥由閥桿(13)、閥蓋(14)、閥體(15)、閥芯(16)構(gòu)成，閥桿(13)穿過上膜室蓋(8)與下膜室蓋(10)構(gòu)成的膜室，一端與彈簧(5)連接，另一端吊裝閥芯(16)置于閥體(15)內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述壓差控制閥，其特征還在于閥桿(13)與上膜室蓋(8)、下 膜室蓋(IO)、閥蓋(14)結(jié)合的位置用填料密封。
3. —種具有權(quán)利要求1所述控制閥的反重力鑄造控制裝置，包括上壓室(21)、 下壓室(17)、坩堝(1S)、鑄型(20)、升液管(19)、氣罐(22、 30)、壓力主控閥(27)、 壓差控制閥(28)、上壓室排氣斷24)、下壓室排氣閥(25)、互通閥(26)、壓力表(23、 29)，其特征在于將壓力主控閥連接于高壓氣罐和主機(jī)下壓室之間，將壓差控制 閥連接于高壓氣罐和主機(jī)上壓室之間，并將反重力鑄造主機(jī)的上、下壓室通過管 路分別與壓差控制閥中的上、下測壓口連接。
4. 一種基于權(quán)利要求1和3所述反重力鑄造壓力控制方法，其特征在于使 用壓力主控閥(27)控制反重力鑄造主機(jī)下壓室的壓力，使用壓差控制閥(28) 檢測反重力鑄造主機(jī)上壓室(21)和下壓室(17)之間的壓差，依據(jù)兩壓室壓差 與設(shè)定閾值的比較結(jié)果控制氣體進(jìn)入另-一壓室的流量，將上下壓室的壓差控制在 適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，具體控制過程是 根據(jù)鑄件尺寸、合金種類以及充型凝固過程的要求設(shè)計(jì)反重力鑄造壓力控制 目標(biāo)曲線；將壓差控制器的開啟閾值設(shè)置在所控制的最大壓差；將低壓氣罐的壓力設(shè)置 在低于預(yù)設(shè)壓室最低壓力的水平，將高壓氣罐的壓力設(shè)置在高于預(yù)設(shè)壓室最高壓 力的水平；關(guān)閉壓力主控閥，打開互通閥、上壓室排氣閥及下壓室排氣閥，卸除上壓室 和下壓室的壓力至預(yù)設(shè)壓力，上下壓室同步完成減壓操作；關(guān)閉互通閥和上壓室下壓室排氣閥，打開壓力主控閥將高壓氣體導(dǎo)入下壓 室，使下壓室壓力上升并在上下壓室之間形成充型壓差；繼續(xù)關(guān)閉互通閥和上壓室下壓室排氣闊，打開壓力主控閥將高壓氣體導(dǎo)入下 壓室，使下壓室壓力上升至設(shè)定壓力并維持，壓差控制閥根據(jù)上下壓室壓差開啟 或關(guān)閉，將上下壓室壓差維持在設(shè)定的水平；關(guān)閉壓力主控閥，打開互通閥和上壓室下壓室排氣閥，將上下壓室內(nèi)的氣體 同步卸除到低壓氣罐，使其壓力降低到常壓。
全文摘要
本發(fā)明是一種壓差控制閥及使用該閥的反重力鑄造壓力控制方法。壓差控制閥(28)的閾值調(diào)整器通過調(diào)節(jié)手柄(1)對彈簧(5)一端施加預(yù)緊力，以實(shí)現(xiàn)可調(diào)的預(yù)設(shè)閥門開啟閾值。壓差比較器通過膜片(9)根據(jù)測得壓差與預(yù)設(shè)閾值之間的偏差大小，自動實(shí)現(xiàn)閥門開度的控制，從而實(shí)現(xiàn)流體流量和壓差的有效控制。將該壓差控制閥(28)與壓力主控閥(27)共同用于反重力鑄造機(jī)的壓力控制系統(tǒng)中，通過反重力鑄造主機(jī)上下壓室(21、17)之間的壓差與設(shè)定閾值的比較，實(shí)現(xiàn)壓差的有效控制。本發(fā)明可顯著降低氣路的復(fù)雜性和控制的實(shí)施難度，可有效簡化氣路，將反重力鑄造的上下壓室壓差控制在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，具有運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)簡單，可靠高的特點(diǎn)。
文檔編號B22D17/32GK101116905SQ20061010441
公開日2008年2月6日 申請日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者鑫 林, 猛 王, 黃衛(wèi)東 申請人:西北工業(yè)大學(xué)