一种两室低压铸造保温炉及低压铸造方法

摘要

本发明涉及一种两室低压铸造保温炉及低压铸造方法。所述两室低压铸造保温炉包括保温室、低压铸造室、连通腔、升液管、第一进气管以及液口：所述保温室包括沉淀腔、汇流腔；所述连通腔包括进液段、过渡段以及出液段。与现有技术相对比，本保温炉的保温室与低压铸造室直接连通，去掉了中间阀，其受压能力得到较大的上升，通过设置第二进气管，与第一进气管相互配合，即可产生较大的压力，跨越性地提高了本保温炉的整体工作性能，令本保温炉能够生产更大投影面积的薄结构件，例如汽车底盘件，A柱B柱等，极大提高了本保温炉的实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及铸造设备技术领域，尤其涉及一种两室低压铸造保温炉及低压铸造方法。

背景技术

现在汽车行业的轮毂制造一般采用低压铸造，由保温炉、模具机台、控制系统等组成。铝液通过转运煲加到保温炉中，密封保温炉。工作时控制气压把保温炉中的铝液通过升液管压到机台模具上，根据特定的加压、冷却工艺可以得到合格的产品。

参照图1所示，现有技术中的低压铸造保温炉主要工作过程如下，初始保温室中的铝液液面比低压铸造室铝液液面高，当低压铸造室中的铝液使用一定量后，铝液中间阀打开，保温室中的铝液在自重下流入低压铸造室，当到达低压铸造室液面探针后中间阀瞬间关闭，这时压缩空气通过低压铸造室进气管进入低压铸造室，将铝液通过升液管压到模具型腔中。其优点在于低压铸造室的液面一直在一个很小的范围内波动，压铸机无须进行压力补偿，产品均一性好，成品率高，其主要用于汽车发动机缸体缸盖，汽车轮毂等部件的生产，但是多年的使用也暴露了一些问题：

1.铝液中间阀由于采用高硬度陶瓷，所以有磨损的风险，磨损后的铝液中间阀有微渗透的风险。

2.磨损后的铝液中间阀密封能力不足，同时由于保温室处于常压状态，因此加压室压力不能过大，因为过大的压力会使低压铸造室的铝液从铝液中间阀周围微渗漏，这会导致低压铸造室液位变动甚至发生安全事故。同时随着新能源车的推出，大投影面积；力学性能要求高的铸件越来越多，这需要在铸造时提高加压室的压力，最大需要6bar，因此陶瓷中间阀很难胜任。例如新能源车的底盘件，A柱B柱等。

3.铝液中间阀为了保证密封性能，通常将通道小型化设计(约φ40mm)，所以经常发生堵塞的故障，需要定期进行清理。

综上特此开发新式样的两室低压铸造保温炉。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种两室低压铸造保温炉，保温室与低压铸造室之间直接连通，具有承压能力强以及保温效果显著的优点。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种两室低压铸造保温炉，包括保温室、低压铸造室以及连通腔，所述保温室通过所述连通腔与所述低压铸造室连通，所述低压铸造室内连接有升液管以及第一进气管，所述保温室内设置有进液口：

所述保温室包括相互连通的沉淀腔、汇流腔，所述汇流腔的高度比所述沉淀腔高，所述进液口位于所述沉淀腔；

所述连通腔包括进液段、过渡段以及出液段，所述进液段与所述汇流腔连接，所述出液段与所述低压铸造室连接。

与现有技术相对比，本保温炉的保温室与低压铸造室直接连通，去掉了中间阀，其受压能力得到较大的上升，通过设置第二进气管，与第一进气管相互配合，即可产生较大的压力，跨越性地提高了本保温炉的整体工作性能，令本保温炉能够生产更大投影面积的薄结构件，例如汽车底盘件，A柱B柱等，极为提高了本保温炉的实用性。

优选地，还包括清堵装置，其包括第一清堵部以及第二清堵部，所述第一清堵部包括第一清堵头以及驱动所述第一清堵头于所述进液段内进行活塞运动的第一驱动件；所述第二清堵部包括第二清堵头以及驱动第二清堵头于所述进液段与所述汇流腔的连接处进行活塞运动的第二驱动件，所述第二清堵头设置于所述汇流腔底部。

优选地，还包括杂物挤压集中装置，所述沉淀腔内设置有单侧敞开式的挤压腔，所述杂物挤压集中装置包括挤压头以及驱动所述挤压头于所述沉淀腔内向所述挤压腔内推进的第三驱动件。

优选地，所述挤压头与所述挤压腔内壁呈间隙配合设置。

优选地，所述挤压头设置有第一压力传感器。

优选地，所述沉淀腔内设置有安装件，所述安装件底面与所述沉淀腔内壁以及底壁组合形成所述挤压腔。

优选地，所述安装件顶部设置有引流面，所述引流面从上至下向所述挤压腔的入口侧倾斜设置。

优选地，所述低压铸造室顶部设置有第一液面探针，所述保温室顶部设置有第二液面探针。

优选地，所述保温室顶部设置有第二进气管，所述低压铸造室内设置有第二压力传感器，所述保温室内设置有第三压力传感器。

本发明还提供一种两室低压铸造保温炉的低压铸造方法，其包括：

S1、通过进液口向沉淀腔内输入铝液，随着液面的升高，铝液逐渐上升到汇流腔内；铝液进入到汇流腔后，将会在自重的作用下，依序经进液段、过渡段以及出液段流入到低压铸造室内；

S2、控制第二进气管向低压铸造室内进行加压操作，通过第三压力传感器记录下保温室内的压力值，此时保温室内的铝液在压力的作用下，逐渐流入到低压铸造室内；

S3、铝液液面到达低压铸造室内的第一液面探针后，控制第一进气管通入压缩气体，即低压铸造室和保温室同时进行加压，低压铸造室的压力值比保温室的压力值小，位于低压铸造室内的铝液在气压的作用下被压入升液管，通过升液管压入到模具型腔中。

具体有益技术效果：

1.保温炉内的铝液流动，必将会促使铝液液面的上下波动，通过设置第一液面探针以及第二液面探针，即可得知保温炉内的铝液液面状况，提高了本保温炉的工作操作透明度，起到便于操作人员工作的效果，具有较强的实用性。

2.保温炉正常工作一段时间后，进液段处会存在堵塞的情况，此时工作人员即可启动第一驱动件，第一清堵头在第一驱动件的作用下捅入到进液段，将进液段处的堵塞杂物捅入到汇流腔的底部，随后启动第二驱动件，第二清堵头在第二驱动件的作用下将被捅出出的堵塞杂物推入到沉淀腔上分，此时堵塞杂物即可在自重的作用下逐渐下沉，当工作人员对保温炉进行维护时，即可将沉淀部内的杂物以及堵塞杂物一同清除。通过这样的设置，起到及时处理堵塞的作用。

3.为了进一步提高第一清堵头的清堵能力，第一清堵头顶部呈锥形设置，另外，第一清堵头与进液段的内壁呈间隙配合设置。

4.当沉淀腔内的杂物随着使用时长逐渐增多时，将会出现杂物溢出沉淀腔进入到汇流腔内的风险，而杂物挤压集中装置此时则起到挤压杂物，对杂物进行集中的效果。故本保温炉在日常使用的过程中，需要规划性地操作杂物挤压集中装置对杂物进行挤压集中处理，其工作过程如下，启动第三驱动件，挤压头在第三驱动件的驱动作用下将沉淀腔底部的杂物逐渐缓慢地推入到挤压腔内，推入的过程中对杂物进行挤压。

5.为了提高挤压头的挤压效果，在本实施例中，挤压头与挤压腔内壁呈间隙配合设置。随着挤压腔内的杂物增加，挤压头推进挤压所受到的压力将逐渐增大，通过第一压力传感器的设置，即可实时得知挤压头所受到的挤压压力，如此，工作人员即可大致推算出挤压腔内存在杂物的量，便于工作人员规划对保温炉的维护时间。

6.安装件通过螺钉与保温室的内壁可拆卸连接，如此的结构设置，可便于工作人员对保温炉的日常维护，便于工作人员对挤压腔内的杂物进行清理；为了对进入到沉淀腔内的杂物进行导流，安装件顶部设置有引流面。

7.本发明取消了铝液中间阀，降低成本且减少了中间阀带来的负面影响。低压铸造室和保温室两边分别加压可以让低压铸造室在更高的压力下工作，因为没有了中间阀的泄露风险，压力最大值可以达到6bar。

8.保温室的铝液液位无需比低压铸造室液位高，同时消除了现有技术因中间阀堵塞时铝液流动速度变慢的缺点，新设计中通道的直径可以达到φ100mm。

综上技术优势，本发明可以生产更大投影面积的薄结构件，例如汽车底盘件，A柱B柱等。

附图说明

图1是背景技术的具体结构示意图；

图2是本发明实施例1的具体结构示意图；

图3是本发明实施例2的具体结构示意图。

附图标记：

10、保温室；101、进液口；102、沉淀腔；1021、挤压腔；1022、安装件；1023、引流面；103、汇流腔；104、第二进气管；

20、低压铸造室；201、升液管；202、第一进气管；

30、连通腔；301、进液段；302、过渡段；303、出液段；

40、第一液面探针；

50、第二液面探针；

60、第二压力传感器；

70、第三压力传感器；

801、第一清堵头；802、第一驱动件；

901、第二清堵头；902、第二驱动件；

1001、挤压头；1002、第三驱动件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

参照图2所示，图2是本发明实施例的具体结构图。

一种两室低压铸造保温炉，包括保温室10、低压铸造室20以及连通腔30，保温室10通过连通腔30与低压铸造室20连通，低压铸造室20内连接有升液管201以及第一进气管202，保温室10内设置有进液口101。保温室10包括相互连通的沉淀腔102、汇流腔103，汇流腔103的高度比沉淀腔102高，进液口101位于沉淀腔102内。

连通腔30包括进液段301、过渡段302以及出液段303，进液段301与汇流腔103连接，出液段303与低压铸造室20连接。为了便于铝液的流通，在本实施例中，进液段301呈竖直圆柱状设置，过渡段302呈水平状设置，出液段303呈开口逐渐向低压铸造室20扩张设置。

需要说明的是，在本实施例中，低压铸造室20的水平高度与沉淀腔102的水平高度相等。

本发明的基本工作过程如下，在本实施例中，本保温炉的流通介质为铝液，使用的过程中，铝液通过进液口101流入到沉淀腔102内，随着液面的升高，铝液逐渐上升到汇流腔103内。铝液进入到沉淀腔102时，因沉淀腔102与汇流腔103两者之间存在高度差，铝液中夹杂的氧化物将会沉淀到沉淀腔102底部，此处的高度差起到提升铝液纯净度的作用。铝液进入到汇流腔103后，将会在自重的作用下，依序经进液段301、过渡段302以及出液段303流入到低压铸造室20内。进行铸造加工时，保温炉整体呈密封状态，此时通过第一进气管202向低压铸造室20内进行加压操作，位于低压铸造室20内的铝液在气压的作用下被压入升液管201，通过升液管201压入到模具型腔中，如此为本保温炉的基本工作过程。

更优的是，在本实施例中，低压铸造室20顶部设置有第一液面探针40，保温室10顶部设置有第二液面探针50。

示例性的，保温炉内的铝液流动，必将会促使铝液液面的上下波动，通过设置第一液面探针40以及第二液面探针50，即可得知保温炉内的铝液液面状况，提高了本保温炉的工作操作透明度，起到便于操作人员工作的效果，具有较强的实用性。实际工作时，保温室10与低压铸造室20的液位保持一致，第二进气管104向低压铸造室20内进行加压操作，此时保温室10内的铝液在压力的作用下，逐渐流入到低压铸造室20内，当液面到达低压铸造室20内的第一液面探针40后，操作人员即可控制第一进气管202通入压缩气体，此时相当于低压铸造室20和保温室10同时进行加压，铝液在气压的作用下通过升液管201压入到模具型腔中。

更优的是，在本实施例中，保温室10顶部设置有第二进气管104。与现有技术相对比，本保温炉的保温室10与低压铸造室20直接连通，去掉了中间阀，其受压能力得到较大的上升，通过设置第二进气管104，与第一进气管202相互配合，即可产生较大的压力，跨越性地提高了本保温炉的整体工作性能，令本保温炉能够生产更大投影面积的薄结构件，例如汽车底盘件，A柱B柱等，极为提高了本保温炉的实用性。

更优的是，同样，为了便于操作人员对保温炉内的状况进行了解，低压铸造室20内设置有第二压力传感器60，保温室10内设置有第三压力传感器70。

需要说明的是，在本实施例中，加入控制器对保温炉进行自动化控制，其中，具体连接方式如下，第一进气管202、第二进气管104、第一液面探针40、第二液面探针50、第二压力传感器60以及第三压力传感器70均与控制器电性连接。

具体工作过程：

保温炉正常过程时，铝液通过进液口101流入到沉淀腔102内，随着液面的升高，铝液逐渐上升到汇流腔103内。铝液进入到汇流腔103后，将会在自重的作用下，依序经进液段301、过渡段302以及出液段303流入到低压铸造室20内，铝液添加结束后，保温炉进入待工作状态。

进行铸造加工时，保温炉整体呈密封状态，此时控制器控制第二进气管104向低压铸造室20内进行加压操作，控制器通过第三压力传感器70记录下保温室10内的压力值，此时保温室10内的铝液在压力的作用下，逐渐流入到低压铸造室20内，当液面到达低压铸造室20内的第一液面探针40后，控制器控制第一进气管202通入压缩气体，此时相当于低压铸造室20和保温室10同时进行加压，位于低压铸造室20内的铝液在气压的作用下被压入升液管201，通过升液管201压入到模具型腔中，如此为本保温炉的铸造加工工作过程。

需要说明的是，在控制器的作用下，低压铸造室20和保温室10分别维持在不同的压力值，低压铸造室20的压力值需要比保温室10的压力值小，用于防止低压铸造室20的铝液向保温室10反向流动。

实施例2：

参照图3所示，图3是本发明实施例2的具体结构图。

在本实施例中，本保温炉还包括清堵装置，其包括第一清堵部以及第二清堵部，第一清堵部包括第一清堵头801以及驱动第一清堵头801于进液段301内进行活塞运动的第一驱动件802；第二清堵部包括第二清堵头901以及驱动第二清堵头901于进液段301与汇流腔103的连接处进行活塞运动的第二驱动件902，第二清堵头901设置于汇流腔103底部。

需要说明的是，在本实施例中，第一驱动件802、第二驱动件902均为驱动气缸。第一驱动件802以及第二驱动件902均固定设置在保温炉内部，其活塞杆伸入到保温室10内，分别与对应的第一清堵头801、第二清堵头901固定连接，活塞杆与保温室10的内壁密封连接。清堵装置处于不需工作的状态时，第一清堵头801位于过渡段302内，第二清堵头901位于汇流腔103底部远离进液段301的一侧壁。

示例性的，保温炉正常工作一段时间后，进液段301处会存在堵塞的情况，此时工作人员即可启动第一驱动件802，第一清堵头801在第一驱动件802的作用下捅入到进液段301，将进液段301处的堵塞杂物捅入到汇流腔103的底部，随后启动第二驱动件902，第二清堵头901在第二驱动件902的作用下将被捅出出的堵塞杂物推入到沉淀腔102上分，此时堵塞杂物即可在自重的作用下逐渐下沉，当工作人员对保温炉进行维护时，即可将沉淀部内的杂物以及堵塞杂物一同清除。通过这样的设置，起到及时处理堵塞的作用。

更优的是，在本实施例中，为了进一步提高第一清堵头801的清堵能力，第一清堵头801顶部呈锥形设置，另外，第一清堵头801与进液段301的内壁呈间隙配合设置。

更优的是，在本实施例中，保温炉还包括杂物挤压集中装置，沉淀腔102内设置有单侧敞开式的挤压腔1021，杂物挤压集中装置包括挤压头1001以及驱动挤压头1001于沉淀腔102内向挤压腔1021内推进的第三驱动件1002。在本实施例中，第三驱动件1002为驱动气缸。

示例性的，当沉淀腔102内的杂物随着使用时长逐渐增多时，将会出现杂物溢出沉淀腔102进入到汇流腔103内的风险，而杂物挤压集中装置此时则起到挤压杂物，对杂物进行集中的效果。故本保温炉在日常使用的过程中，需要规划性地操作杂物挤压集中装置对杂物进行挤压集中处理，其工作过程如下，启动第三驱动件1002，挤压头1001在第三驱动件1002的驱动作用下将沉淀腔102底部的杂物逐渐缓慢地推入到挤压腔1021内，推入的过程中对杂物进行挤压。

更优的是，为了提高挤压头1001的挤压效果，在本实施例中，挤压头1001与挤压腔1021内壁呈间隙配合设置。

更优的是，在本实施例中，挤压头1001设置有第一压力传感器。控制器与第一压力传感器电性连接。

需要说明的是，随着挤压腔1021内的杂物增加，挤压头1001推进挤压所受到的压力将逐渐增大，通过第一压力传感器的设置，即可实时得知挤压头1001所受到的挤压压力，如此，工作人员即可大致推算出挤压腔1021内存在杂物的量，便于工作人员规划对保温炉的维护时间。

更优的是，在本实施例中，沉淀腔102内设置有安装件1022，安装件1022底面与沉淀腔102内壁以及底壁组合形成挤压腔1021。安装件1022通过螺钉与保温室10的内壁可拆卸连接，如此的结构设置，可便于工作人员对保温炉的日常维护，便于工作人员对挤压腔1021内的杂物进行清理。

更优的是，为了对进入到沉淀腔102内的杂物进行导流，安装件1022顶部设置有引流面1023，引流面1023从上至下向挤压腔1021的入口侧倾斜设置。

本发明还提供一种两室低压铸造保温炉的低压铸造方法，具体步骤包括：

S1、通过进液口101向沉淀腔102内输入铝液，随着液面的升高，铝液逐渐上升到汇流腔103内；铝液进入到汇流腔103后，将会在自重的作用下，依序经进液段301、过渡段302以及出液段303流入到低压铸造室20内；

S2、控制第二进气管104向低压铸造室20内进行加压操作，通过第三压力传感器70记录下保温室10内的压力值P

S3、铝液液面到达低压铸造室20内的第一液面探针40后，控制第一进气管202通入压缩气体，即低压铸造室20和保温室10同时进行加压，低压铸造室20的压力值P

需要说明的是，在控制器的作用下，低压铸造室20和保温室10分别维持在不同的压力值，低压铸造室20的压力值P

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。