JPH01245120A - 流動可能な媒体を計量する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容器の内部に導入されるガス状媒体によって
圧力が形成され、この圧力により流動可能な媒体が容器
から押し出される、レベル検出装置のある流出片を持つ
気密にＮ５鎖可能な容器の中に入っている流動可能な媒
体、特に溶融金属、を計量する方法及び装置に関する。

〔従来の技術Ｊ ドイツ連邦共和国特許第２０２２９８９号明細書から、
この種の装置は公知であり、この装置では、溶融金属の
送り出しの際に必要な圧力は複数の圧力センサによって
検出される。この装置の欠点は、溶融金属の収容のため
に使われる、気密に閉鎖可能な容器に複数の圧力測定管
路が接続されなければならず、それによって容器の絶縁
が困噸にされることである。その上、測定結果が誤って
伝えられる。最後に、センサは時々交換されなければな
らず、それによって装置の有効寿命が損われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、弱い構成部材の数が減少され、それに
よって、容器の充填度に関係なく、流動可能な媒体、特
に溶融金属の正確な計量が可能である、冒頭に奈げた種
類の方法及び装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は上述したような方法を用いて、容器の流出片
内の流動可能な媒体の所定レベル、すなわち出口高さに
達したことがレベル検出装置により表示される場合にも
、気密な容器の内部へのガス状媒体の流入が所定時間の
間維持されることによって解決される。それによって流
出片内の液状媒体のレベルはレベル検出装置により検知
されたレベルを越えて上昇し、そして液状金属は流出す
る。ガス状媒体の更なる流入により、そのために必要な
ｔｔ盪正圧力形成される。

容器の内部の圧力は、ガス状媒体が時間制御されて容器
内へ導入されることによって制御される。この場合、入
流時間はなるべくガスの流量に関係して選ばれるのが好
ましい。

この諜曙を解決するために、次のような段階を特徴とす
る、冒頭に挙げたような方法も使われる。

容器内の圧力は圧力検出器によって検出される。流出片
内の流動可能な媒体が、レベル検出Ｗｆ１により検知さ
れる所定レベルに達したらすぐ、容器内に生ずる圧力が
検出及び記憶される。

容器内゛の圧力は、所望の流出速度のために必要な計量
ｔ力が得られかつ圧力検出器の出力信号が比較信号に一
致するまでの間上昇せしめられる。その後、容器内の圧
力が一定であるようにするためにガス状媒体の導入が中
止される。溌後に、容器は設定可能な計量時間の経過後
に、容器内の正圧が減少されるようにするために排気さ
れる。従って容器から送り出される液状金晴量は、容器
の内部の圧力が制御されることによって制御される。こ
れらの過程の制御は制御％ｆｉｌにより行なわれかつ監
視される。

方法のそれ以外の利点及び実施例は、特許請求の範囲の
実施態様項に示されている。

この課嘲を解決するためにさらに、時間検出装置と、容
器内へ流入するガス状媒体の流入を制御するための制御
装置と、容器内へ流入するガス状ａ体の圧力を制御する
ための装置とが設けられていることを特徴とする特許請
求の筒間第１８項の上位概念に記戴の装置が使用される
。この装置の利点は、流動可能な媒体の計量が装置の簡
単な構成にも拘らず非常に正確に実施でき、この場合、
流動可能な媒体が、容器の圧力のない状態の間に達する
レベルから、レベル検出装置により検知される流出片肉
の所定レベルまで、流入するガス状媒体の作用を受けて
上昇するまで経過する時間が可変であるということであ
る。

さらにこの諜嘲は、容器の内部に生ずる圧力を検出する
ための圧力検出器と、容器内へ流入するガス状媒体の流
入を制御するための制御装置とを持つ、冒頭に挙げた種
類の装置によって解決される。この装置の利点は、容器
の内部の測定された圧力が、ｉｔ量正圧力制御するため
の出力信号として直接使用できることである。この場合
、送り出される材料を正確に計量することができる。

それ以外の利点及び構成は特許請求の範囲の実施態様項
から明らかである。

〔実噸例） 本発明を図面によりＩ以下に詳■に説明する。

８１図に、流ＩＩｎ可卵な４体を収容するための気密な
容器が概略的に示されている。これは、液状金属を収容
する容Ｗｌである。この容器は流出片２を備えており、
この流出片は、任意の角度をなして、なるべく約４５°
傾けられて、容器ｌ内へはめ込まれている。この流出片
は大体において耐熱管から成り、この管の材料は溶喝を
汚さないように選ばれている。管の下側端部は容器の底
のすぐ上に配電されている。流出片の上側端部は容器１
から突き出ている。流出片の上側端部に送り出し口が存
在する。この送り出し口の範囲にレベル検出装置３が配
置されており、このレベル検出装置は制御装置４と接続
されている。

容器ｌの上側被覆へ圧縮空気供給管路５及び排気管路６
が開口している。

圧縮空気供給管、路５は、なるべく６ないし１０ｂａｒ
の圧力を生ぜしめる圧縮空気源と接続されている。圧縮
空気源から生ぜしめられた圧力は、圧力調整器７により
所望の大きさに調節される。

並列接続された２つの管路部分は、第１の電磁弁８と第
１の絞り９と第２の電磁弁１ｏと第２の絞りＩＩとを持
っている。容器の内部は、排気管路６と第１の排気弁１
２とこの排気弁に対して平行に位置する第２の排気弁１
３と第３の絞り１４とを介して、例えば周囲空気と接続
されている。

第２図及び第３図には、容器１内に生ずる圧力が時間に
関して示されている。実線により、補償なしに生ずる圧
力経過が示されており、破線により、容器１内の低下す
るレベルの補償をした圧力経過が示されている。計量圧
力は、出口高さＡに達した後所定時間の開−量弁が開か
れていることによって調節される。

ｆｆｌｆｌ時間１０１の経過後、第２の排気弁１３が開
かれるので、第３の絞り１４を介して空気が排気管路６
を経て容器ｌから逃ることかできる。

それによって−Ａ低い所望のｔｔｆｉｔ力が生じ、そし
て−層中ない液状金属が流出片２から流出する。所定の
計攪時間ｔＤ２の経過後流出速度が再び上昇せしめられ
るべき場合は、第２の電磁弁１０が開かれるので、圧縮
空気供給管路及び第２の絞り１１を介して付加的に空気
が容器ｌの内部に入る。こうして別のｔｉｌｌ圧カレ圧
用レベルすることができる。その間、第２の排気弁１３
は閉じられている。

圧力形成及び減少を任意に繰り返すことができる。

鋳造過程の終わりに第１の排気弁！２が聞かれるので、
容器ｌ内の正圧は量終的に減少される。第２の絞り１１
及び第３の絞り１４は調節可能であるので、圧力形成又
は減少はこれらの過程において調節可能である。

第３図において、レベル検出装置３による出力信号の送
り出し後に第１の＠量弁８が寸１圧力の形成のために開
かれている所定時間がＴ４長されることによって、ｉｒ
ｅ圧力を浴レベルの低下と共に高めることができること
が、破線で示されている。

結局、正確な計量は時間制御によってのみ達成されるこ
とが分かる。

圧力制御による流動可能な媒体の計量について以下に述
べる。第４図ないし第６図により、液状金属のｉｔ量を
説明する。

第４図は、□容器１を持つ、液状溶融金属用炉の第２の
実施例を示している。第１図による装置に一致する部分
は、同じ符号を付けられている。これらの部分の説明は
ここでは省かれる。

レベル検出装置３は制御装置４と接続され、ている。時
間検出装置１５（第１図）はこの実施例では省略されて
いる。その代わりに圧力検出器１６が設けられており、
この圧力検出器は、気密な容器ｌの内部に生ずる圧力を
検出する。

圧力形成及び圧力の時間的経過はこの実施例では上述の
実施例の場合と同じである。しかし圧力の制御は異なる
、。

例えば開始信号により開始される計量過程の開始の際に
、第１の電磁弁８が開くので、圧縮空気は圧縮空気源か
ら圧力調整器７及び第１の絞り９を介して容器ｌの内部
へ流入する。この時点で容器が最高充填レベルＢまで液
状金属で満たされていることを前提とする。液状金属は
流出片２内において出口高さＡまで上昇するので、レベ
ル検出器＠３は出力信号、いわゆる高さ信号、を制御装
置４へ送り出す。その際圧力検出器１６は連続的な線状
信号を制御装置４へ送り出し、この信号は先ず圧力Ｏに
対応する。

レベル検出装置が１を送り出したらすぐ圧力検出器１６
の出力信号は記憶される。

炉内の有効圧力は充填度に応じて異なる。上述したよう
に、レベルが低下する際に流出片２の内部の金属を出口
高さＡまで送り出すために、上昇する圧力が発生されな
ければならない。

金属を出口高さＡまで送り出すために必要な圧力に加え
て、所望の流出速度に応じて異なる計量圧力も必要であ
る。この圧力の高さは圧力検出器の線状信号に対応する
。圧力形成の際及び計量圧力の経過中に圧力検出器１６
により送り出される信号は、可変信号の発生のために加
えられる。圧力検出器の出力信号は制御装置４において
比較値と比較される。圧力検出器の出力信号が比較値に
一致する場合は、第１の電磁弁８が閉じられかつ圧力は
所定の計量時間ｔＤにわたって保持される。この計量時
間の経過後に第１の排気弁１２は開くので、容器１内の
正圧が減少されかつ金属はもはや流出片から流出しない
。

ｔｔｆｉｉ圧力はｔｔｌｌ過程から計量過程へほんの少
し高められなければならない。なぜならば圧力損失が生
じかつ炉の充填レベルが低下するからである。金属を最
高充填高さＢから出口高さＡへ送り出すために必要な上
昇圧力は、いかなる炉型でも一定である。

低下する浴レベルにより、圧力検出器１６はレベル検出
装置の各出力信号において一層高い圧力を制御装置４へ
通報する。圧力上昇に応じて、レベル検出装置の出力信
号に追従する計量圧力が高められる。これは、可変圧力
の所定のほんの一部が圧力検出器の出力信号から取り出
されることによって行なわれる。流出片２内のレベルが
出口高さＡに達するまで容器！内の圧力が上昇する間、
圧力検出器１６の出力信号はこのほんの一部だけ小さい
。比較信号と比較された圧力検出器の測定信号は、−層
高い圧力においてはじめて所定の最高圧力に達する。取
り出される信号の大きさは調節可能である。

可変計量圧力による計量過程について以下に述べる。時
間制御の場合のように、鋳型及び砂型への注入のために
、可変圧力による流出曲線が必要になる。

第１段階で容器１の内部の圧力の形成が行なわれるので
、流出片２内の液状媒体のレベルが出口高さＡまで上昇
する。続いて、必要な計量圧力が形成される。これらの
過程においては、上述のことと比べて変化は生じない。

流出速度の低下を達成するために、時間ｔＤ１の経過後
の一層小さい計量圧力信号が設定される。容器の内部の
圧力を低下させるために第２の排気弁１３が開かれるの
で、圧縮空気は排気管路６、第３の絞り１４及び第２の
排気弁１３を介して容器ｌから逃げることができる。そ
れによって容器内の圧力が低下する。

一層低い計量圧力が望まれる計量時間ｔＤ２の経過後に
、再び圧力上昇が引き起こされる。そのために第２の排
気弁１３は再び閉じられかつ第２の電磁弁１０は開かれ
るので、付加的な圧縮空気が第２の絞り１１及び圧縮空
気供給管路５を介して容器ｌ内へ流入することができる
。

それにより所望の計量圧力が得られた後に、この計量圧
力は計量時間ＴＤ３の間保持される。

この計量時間ｔＤ３の経過後に第１の排気弁１２が開く
ので、炉又は容器ｌは圧力なしになり、金属流出は終わ
る。この圧力経過が第６図に示されている。

上述したように、この可変計量圧力においても圧力形成
の際に容器ｌの低下する充填度を考慮することができる
。そのために、出口高さＡに達した際に制御装置４へ送
り出される圧力検出器１６の出力信号の所定のほんの一
部が圧力検出器の出力信号から取り出されるので、−層
高いｉｔ量正圧力生ずる。

上述したことによれば、液状金属の計量は可変計量圧力
よっても簡単にでき、この場合、炉の容器１内に生ずる
圧力比だけが材料送り出しの制御のために援用される。

両方の実施例において、制御装置４をプロセス制御装置
として設計することができる。さらに両方の装置をダイ
カスト、鋳型及び／又は砂型鋳造装置と組み合わせるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流動可能な媒体を収容するための気密な容器の
第１の実施例の構成図、第２図は簡単な計量過程中の容
器の内部の圧力の経過を示す線図、第３図は可変計量圧
力による圧力経過における容器の内部の圧力の経過を示
す線図、第４図は流動可能な媒体を収容するための気密
な容器の第２の実施例の構成図、第５図は簡単な計量過
程における圧力経過を示す線区、第６図は可変計量圧力
による計量過程における圧力経過を示す線図である。 １・・・容器、２・・・流出片、３・・・レベル検出装
置、４・・・制御装置、５・・・圧縮空気供給管路、６
・・・排気管路、７・・・圧力調整器、８゜１０・・・
電磁弁、９４１１．１４・・・絞り、１２．１３・・・
排気弁、１５・・・時間検出袋ｆｉｔ、１６・・・圧力
検出器 ｉ　　、、、、、　、、ず：に＋　　　　　　　１０　
　、、、、、　ＩＦ　＠３や、イ。、１．−１□２　　
、、、、、滝川、、、　　　　　　　　１１　　、、、
、、絞り３　　、、、、、レベル検出器筒　　　１２　
　、、、、、　ｍ気弁４　　、、、、、：１ｒ１１ｆｌ
ｌｌｓ’、ｉｉｉ’ｌ　　　　　　　１３　、、−０．
ｊＪＶａｊｒ５　　、、、、、＋＋媚φλ１１（給管路
　　１４　　、、、、、　Ｒ＋）６　　、、、、、俳イ
こ管路　　　　　　Ｉｓ　　、、、、、時間検出４！／
＋７、、、、、＋ｒ：ノＪ＾１’ＫＳ：Ｍ４Ａ、、、、
、ｌｌ計量＋ｔ’５さ８　　　　・・・・・　ＩＥ　６
・ｉ　’！！　　’ａｔ　・往磁ｉｐ　　　　　　　　
　　　Ｂ　　　　　、、、、、ＩＮ　・ｔｈ　イＣ−゛
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　　Ｃ、、、、、最低光偵しベ２し１　−−・−’ｆｉ
’＋Ｅ＋　　　　　　　　　１０　　、、、、、ｌＥ鋸
空’＜Ｃ１１；磁ｔｒ２　　、、、、、あｌ：’１　’
：’　　　　　　　　　１１　’　　＝１０．絞り３　
計量１．ｕｓ＋、制ｔ、Ｖｚ：ｉ’！　　　　１２　、
、、、−ｊＪＶ＜’＝’Ｒ４・・・・・制御佐賀　　　
　　　１３　・・・・・排’、Ｃｔｒ５　−１−０．Ｉ
Ｉ：　ｅ＋４　空’ａｔ　供給’７路　　１４　　、、
、、、　Ｒ、）６　　　　　、、、、、　　を井　イら
７Ｙ路　　　　　　　　　　　　　　　　１６　　　　
　、、、、、ＩＩ：　力　険　出　；得７　　、、、、
、　ｎ：、　／Ｊ　；、ツ喀：！ｉｆ　　　　　　　Ａ
　　、、、、、出ｌ一層高さ８　　、、、、、　ＩＩ：
　６４　”！！　’＜４４ｉＫ　ｔ＆　ｔｒ　　　　Ｂ
　　、、、、、　１１ｋ　＋、’ｂ　（Ｑ　Ｗ□つ４．
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　容器の内部に導入されるガス状媒体によつて圧力が
   形成され、この圧力により液状金属が容器から押し出さ
   れる、レベル検出装置のある流出片を持つ気密に閉鎖可
   能な容器の中に入つている流動可能な媒体を計量する方
   法において、レベル検出装置により検知された流出片内
   の流動可能な媒体の所定のレベルに達した後にガス状媒
   体が所望の計量圧力の形成のために、設定された又は設
   定可能な時間の間さらに容器内へ導入されることを特徴
   とする、流動可能な媒体を計量する方法。 ２　所定の送り出し高さに達するまでに経過する時間が
   検出かつ記憶されることを特徴とする、請求項１に記載
   の方法。 ３　計量圧力の形成のために設定された時間が、容器の
   充填度に合わせるために変えられ、この設定された時間
   が、容器内の流動可能な媒体のレベルが低下した場合に
   、延長されることを特徴とする、請求項１又は２に記載
   の方法。 ４　計量圧力の形成のために設定された時間が、流出片
   内の所定の送り出し高さに達するまでに経過する時間の
   所定の一部だけ延長されることを特徴とする、請求項３
   に記載の方法。 ５　計量圧力を自動的に補償するために、液状媒体の送
   り出しの際の初期及び最終圧力が測定及び記憶され、こ
   れらの圧力値が所定の初期及び最終圧力値と比較される
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ６　計量圧力の形成のために設定された時間が、圧力容
   器内に実際に生ずる圧力と所定の圧力値との偏差に関係
   して変えられることを特徴とする、請求項５に記載の方
   法。 ７　送り出される流動可能な媒体の量が、圧力が容器内
   で形成、保持又は減少される時間の変化により、調節さ
   れることを特徴とする、請求項１ないし６のうち１つに
   記載 の方法。 ８　容器の内部に導入されるガス状媒体によつて圧力が
   形成され、この圧力により液状金属が容器から押し出さ
   れる、レベル検出装置のある流出片を持つ気密に閉鎖可
   能な容器の中に入つている流動可能な媒体を計量する方
   法において、容器内に生ずる圧力が圧力検出器によつて
   検出され、流出片内の流動可能な媒体が、レベル検出装
   置により検知される所定レベルに達した場合に、容器内
   に生ずる圧力が記憶され、容器内の圧力が、所望の流出
   速度のために必要な計量圧力が得られかつ圧力検出器の
   信号が、比較圧力に達した際に送り出される比較信号に
   一致するまでの間上昇せしめられ、その後、容器内の圧
   力が一定であるようにするためにガス状媒体の導入が中
   止され、最後に、容器が計量時間の経過後に、容器内の
   正圧が減少されるようにするために排気されることを特
   調とする、流動可能な媒体を計量する方法。 ９　計量圧力が比較圧力以下に低下した際に、ガス状媒
   体を容器内へ導入するための供給弁が、計量圧力が比較
   圧力に一致するまでの間開かれることを特徴とする、請
   求項８に記載の方法。 １０　比較信号が少なくとも２つの信号の重畳により得
   られ、この場合、第１の信号が、所望のレベルに達する
   までの流出片内の流動可能な媒体の上昇中の圧力経過を
   記憶することにより得られ、第２の信号が、流動可能な
   媒体の流出中に生ずる計量圧力を検出することにより得
   られことを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。 １１　材料の送り出しにより低下する容器内のレベルと
   、それにより必要な一層高い計量圧力とを補償するため
   に、補償信号が圧力検出器の出力信号から取り出される
   ことを特徴とする、請求項８ないし１０のうち１つに記
   載の方法。 １２　補償信号が、前の計量過程で測定された計量圧力
   のほんの一部に対応することを特徴とする、請求項１１
   に記載の方法。 １３　流出する流動可能な媒体の量が、容器内に生ずる
   圧力の変化により調節されることを特徴とする、請求項
   ８ないし１２のうち１つに記載の方法。 １４　ガス状媒体が調節可能な流量で容器に導入される
   ことを特徴とする、請求項１ないし１３のうち１つに記
   載の方法。 １５　容器の内部のガス状媒体の時間的に制御される導
   入及び／又は流出により、所望の時間的圧力経過が達成
   されることを特徴とする、請求項１ないし１４のうち１
   つに記載の方法。 １６　送り出される流動可能な媒体の時間的圧力経過及
   び／又は量が、注入されるべき型の、コンピュータ援用
   による設計（ＣＡＤ）の際に得られるデータによつて制
   御されることを特徴とする、請求項１１ないし１５のう
   ち１つに記載の方法。 １７　送り出される流動可能な媒体の時間的圧力経過及
   び／又は量が、プログラムによつて制御されることを特
   徴とする、請求項１ないし１６のうち１つに記載の方法
   。 １８　時間検出装置（１５）と、容器（１）内へ流入す
   るガス状媒体の流入を制御するための制御装置と、容器
   （１）内へ流入するガス状媒体の圧力を制御するための
   装置（７）と、少なくとも１つの入口弁（５、６）と、
   少なくとも１つの排気弁（７、８）とが設けられている
   ことを特徴とする、請求項１ないし１７のうち１つに記
   載の方法を実施するための、流動可能な媒体を計量する
   装置。 １９　容器（１）の内部に生ずる圧力を検出するための
   圧力検出器（１６）と、容器（１）内へ流入するガス状
   媒体の流入を制御するための制御装置（４）と、容器（
   １）内へ流入するガス状媒体の圧力を制御するための装
   置（７）と、少なくとも１つの入口弁（８、１０）と、
   少なくとも１つの排気弁（１２、１３）とが設けられて
   いることを特徴とする、請求項１ないし１７のうち１つ
   に記載の方法を実施するための流動可能な媒体を計量す
   る装置。 ２０　入口及び／又は出口弁（８、１０；１２、１３）
   が絞り（９、１０、１１）と組み合わせ可能であること
   を特徴とする、請求項１８又は１９に記載の装置。 ２１　容器内の時間的圧力経過及び／又は送り出される
   流動可能な金属の量を制御するプロセス制御装置が設け
   られていることを特徴とする、請求項１８ないし２０の
   うち１つに記載の装置。 ２２　ダイカスト、鋳型及び／又は砂型鋳造装置と組み
   合わせ可能であることを特徴とする、請求項１８ないし
   ２１のうち１つに記載の装置。