CN203556878U - 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置 - Google Patents
金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203556878U CN203556878U CN201320678728.0U CN201320678728U CN203556878U CN 203556878 U CN203556878 U CN 203556878U CN 201320678728 U CN201320678728 U CN 201320678728U CN 203556878 U CN203556878 U CN 203556878U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermocouple
- temperature
- control device
- cascade control
- metal powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 title abstract 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 18
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 101000609957 Homo sapiens PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Proteins 0.000 description 2
- 102100039157 PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Human genes 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 101150109471 PID2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
本实用新型涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，公开了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，包括设置在烧结炉炉体内的保温材、发热体和料箱，还包括主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、前端置于料箱内部的第一热电偶和前端置于烧结炉炉体内的第二热电偶，第一热电偶通过开设在料箱壁上的热电偶孔设置在料箱上。本实用新型设置两个调节器和分别与两个调节器连接的热电偶，组成了串级控制装置，用该串级控制装置来实施串级控制方法，来解决现有技术中出现的不足，可真实显示产品本身的温度；改善了过程的动态特性，提高了温度的跟随性，利于改进工艺，缩短工时；能迅速克服进入副回路***的二次扰动。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉，尤其涉及了一种金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置。
背景技术
一般的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温控设计如图1所示，烧结炉炉体1内部设置保温材9和发热体2，料箱3置于烧结炉炉体1内中部，料箱3内设有料板4，产品5置于料板4上，热电偶6设置在料箱3外部。工作原理如图2所示，采用单回路控制***，其中SV为温度设定值，PV为热电偶6实际温度监测值，调节器PID根据输入的SV与PV，进行自动计算，把计算结果输给功率控制器，功率控制器进行功率百分比输出来控制发热体2的加热功率。热电偶6命名为Thc。
金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的热量传导主要是靠热辐射，发热体发热，热量辐射到料箱上，料箱由石墨制成，由于石墨在低温度段（≤600℃）辐射最强的波长是在红外区，料箱壁辐射到产品上的热量会很少，产品温度比控制温度滞后。且在加压的情况下，二次扰动（气体对流）对单回路控制***的影响较大，使烧结炉炉体内上下温差较大，影响产品性能。
在单回路***控制中，如果热电偶位置放在料箱内即监测产品本身的温度时，由于石墨低温段热辐射原因，料箱内温度比控制温度滞后会导致发热体不断加热而出现温度超调现象。例如温度设定值为400℃，料箱内温度为300℃，热电偶放在料箱内，就会以300℃为PV值，而料箱外温度实际已有400℃,但此时发热体会加大功率加热，这样导致料箱内温度达到温度设定值时，而实际料箱外温度已经超过温度设定值，料箱外温度会辐射到料箱内，导致料箱内温度超出温度设定值。所以热电偶设置在料箱外并靠近料箱外壁，一方面能监控料箱外壁温度，另一方面是监控发热体加热温度。料箱内与料箱外的温度差只能通过工艺时间等待来平衡，例如当热电偶检测的料箱外温度为400℃，此时料箱内温度为300℃时，发热体停止升温即保温一段时间或发热体升温速度减慢，来等待料箱内温度升至与料箱外温度接近。但是热电偶放置在料箱外具有如下缺点：升温等待时间较长，且需要人为推测，导致其精度不高。因产品所需的温度与实际监测温度有异，导致产品性能下降。另外，在强气体对流的状态下，料箱上下温度波动较大，影响产品性能。因此需要提供一种串级控制装置来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种能真实显示箱内温度、克服扰动、改善温度的跟随性的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，包括设置在烧结炉炉体内的保温材、发热体和料箱，还包括主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、前端置于料箱内部的第一热电偶和前端置于烧结炉炉体内的第二热电偶，第一热电偶通过开设在料箱壁上的热电偶孔设置在料箱上。
作为优选，第一热电偶与主调节器的输入端连接，第二热电偶与副调节器的输入端连接。
作为优选，第一热电偶通过热电偶孔装置设置在热电偶孔上。
作为优选，热电偶孔装置包括设置在热电偶孔内的孔塞，孔塞下方设有塞帽，孔塞与塞帽间的间隙内设有垫片。
作为优选，垫片包括与孔塞连接的第一垫片、与塞帽连接的第二垫片和设置在第一垫片和第二垫片间的第三垫片。
作为优选，第一热电偶上套有热电偶保护管。
作为优选，热电偶保护管与孔塞间有热膨胀间隙。
作为优选，热电偶保护管与第三垫片间有热膨胀间隙。
作为优选，塞帽的侧壁与第一垫片、第二垫片间均有热膨胀间隙。
作为优选，还包括功率控制器，功率控制器与副调节器的输出端连接。
本实用新型设有主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、与主调节器的输入端连接第一热电偶和与副调节器的输入端连接第二热电偶，副调节器的输出端与功率控制器连接，该结构组成了串级控制装置，用该串级控制装置来实施串级控制方法，从而来解决现有技术中出现的不足；该串级控制装置有以下三个优点：
1.真实显示料箱内的温度，即产品本身的温度。
第一热电偶***料箱内，与产品接近，就能真实显示料箱内的温度。
2.改善了过程的动态特性，提高了温度的跟随性，利于改进工艺，缩短工时。
有了串级控制，对料箱内的温度能时时监测，并通过晶闸管SCR快速响应控制发热体加热，使料箱内温度与用户设定的值接近，即改善温度的跟随性。
3.能迅速克服进入副回路***的二次扰动。
在加压的情况下，料箱外会有气体对流产生，串级控制把剧烈变化大的扰动设计在副回路***中，二次扰动通过主回路***和副回路***的调节使其对主被控量的影响很小，能被迅速克服掉。
设有的热电偶孔装置具有密封和避免由热膨胀引起第一热电偶受力的作用，第一垫片顶部与孔塞之间有很小的间隙，而不是锁紧，这样能使垫片由膨胀引起移动；第一垫片内径和第二垫片内径与热电偶保护管间的缝隙很小，这样气体进入会很少，对料箱内外压差无影响；热膨胀间隙用来防止温度升高时，由于热膨胀引起料箱和热电偶孔装置零件移动而使热电偶保护管受力破损。
附图说明
图1是现有技术中温控设计图。
图2是图1的原理图。
图3是本实用新型的温控设计图。
图4是本实用新型的温度串级控制方法原理框图。
图5是热电偶孔装置热膨胀前的剖面图。
图6是热膨胀引起料箱及热电偶孔装置等部件移动的剖面图。
图7是温度-时间曲线图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—烧结炉炉体、2—发热体、3—料箱、4—料板、5—产品、6—热电偶、7—第一热电偶、8—第二热电偶、9—保温材、10—孔塞、11—塞帽、12—第一垫片、13—第二垫片、14—第三垫片、15—热电偶保护管、16—热膨胀间隙、17—陶瓷板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，如图3至图6所示，包括设置在烧结炉炉体1内的保温材9、发热体2和料箱3，料箱3内设有料板4，料板4上设有陶瓷板17，产品5放置在陶瓷板17上。
还包括主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、前端置于料箱3内部的第一热电偶7和前端置于烧结炉炉体1内的第二热电偶8，第一热电偶7通过开设在料箱3壁上的热电偶孔设置在料箱3上。
第一热电偶7与主调节器的输入端连接，第二热电偶8与副调节器的输入端连接。
第一热电偶7通过热电偶孔装置设置在热电偶孔上。
热电偶孔装置包括设置在热电偶孔内的孔塞10，孔塞10下方设有塞帽11，孔塞10与塞帽11间的间隙内设有垫片。
垫片包括与孔塞10连接的第一垫片12、与塞帽11连接的第二垫片13和设置在第一垫片12和第二垫片13间的第三垫片14。第一垫片12、第二垫片13和第三垫片14均采用陶瓷材料。陶瓷材料具有端面与端面密封的作用。
第一热电偶7上套有热电偶保护管15。热电偶保护管15与孔塞10间有热膨胀间隙16。热电偶保护管15与第三垫片14间有热膨胀间隙16。塞帽11的侧壁与第一垫片12、第二垫片13间均有热膨胀间隙16。
还包括功率控制器，功率控制器与副调节器的输出端连接。
温度串级控制的方法是通过主调节器来检测和控制以料箱3内构成的主回路***，通过副调节器来检测和控制以料箱3外构成的副回路***，主回路***为控制对象区域，副回路***为能源对象区域，人机界面通过通讯线与PLC连接，人为的按工艺控制指标在人机界面设定好加热温度，该加热温度为温度设定值SV1，人机界面将该加热温度的信号传输到PLC，PLC根据该信号找到相关地址信号并将其传输到主调节器，并将检测到的主回路***的温度值PV1输入到主调节器，主调节器根据SV1与PV1的输入值进行自动计算，再将主调节器的输出值作为副调节器的设定值SV2，副调节器根据SV2和检测到的副回路***的温度值PV2进行自动计算，计算出发热体2需要的加热功率，再将该加热功率输送到功率控制器，功率控制器进行功率百分比输出，功率控制器通过该输出来控制发热体2的加热功率，使PV1与SV1接近。PLC与主调节器、主调节器与副调节器、主调节器与第一热电偶7、副调节器与第二热电偶8、副调节器与功率控制器两两间的连接都是通过通讯来传送数据。
在本实施例中，主回路***的温度值PV1通过第一热电偶7来监测，控制对象为产品5，第一热电偶7测得的数据最接近产品5的真实温度；副回路***的温度值通过第二热电偶8来监测。
在本实施例中，功率控制器为晶闸管SCR，主调节器为PID1，副调节器为PID2。
在本实施例中，PID1的输出值命名为SV2，第一热电偶7命名为Thc1，第二热电偶8命名为Thc2。
图7中，A为温度设定值的曲线，B为温度串级控制的实际温度曲线，C为现有技术中的控制的实际温度曲线。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (10)
1.金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，包括设置在烧结炉炉体（1）内的保温材（9）、发热体（2）和料箱（3），其特征在于：还包括主调节器、与主调节器信号输出端串联的副调节器、前端置于料箱（3）内部的第一热电偶（7）和前端置于烧结炉炉体（1）内的第二热电偶（8），第一热电偶（7）通过开设在料箱（3）壁上的热电偶孔设置在料箱（3）上。
2.根据权利要求1所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：第一热电偶（7）与主调节器的输入端连接，第二热电偶（8）与副调节器的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：第一热电偶（7）通过热电偶孔装置设置在热电偶孔上。
4.根据权利要求3所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：热电偶孔装置包括设置在热电偶孔内的孔塞（10），孔塞（10）下方设有塞帽（11），孔塞（10）与塞帽（11）间的间隙内设有垫片。
5.根据权利要求4所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：垫片包括与孔塞（10）连接的第一垫片（12）、与塞帽（11）连接的第二垫片（13）和设置在第一垫片（12）和第二垫片（13）间的第三垫片（14）。
6.根据权利要求5所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：第一热电偶（7）上套有热电偶保护管（15）。
7.根据权利要求6所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：热电偶保护管（15）与孔塞（10）间有热膨胀间隙（16）。
8.根据权利要求6所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：热电偶保护管（15）与第三垫片（14）间有热膨胀间隙（16）。
9.根据权利要求5所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：塞帽（11）的侧壁与第一垫片（12）、第二垫片（13）间均有热膨胀间隙（16）。
10.根据权利要求1或2所述的金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置，其特征在于：还包括功率控制器，功率控制器与副调节器的输出端连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320678728.0U CN203556878U (zh) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320678728.0U CN203556878U (zh) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203556878U true CN203556878U (zh) | 2014-04-23 |
Family
ID=50506629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320678728.0U Expired - Lifetime CN203556878U (zh) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203556878U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107020376A (zh) * | 2016-01-31 | 2017-08-08 | 湖南大学 | 一种金属基砂轮气氛烧结装置 |
-
2013
- 2013-10-30 CN CN201320678728.0U patent/CN203556878U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107020376A (zh) * | 2016-01-31 | 2017-08-08 | 湖南大学 | 一种金属基砂轮气氛烧结装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111046457B (zh) | 一种施工全周期混凝土拱坝温控曲线模型 | |
| CN102398356A (zh) | 一种注塑机多段料筒温度控制方法及*** | |
| CN104388667B (zh) | 辊底式热处理炉的高精度高可靠炉温控制***和方法 | |
| CN203556878U (zh) | 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制装置 | |
| CN202329128U (zh) | 多温区管式炉 | |
| CN102175079B (zh) | 基于热平衡的陶瓷辊道窑炉温度解耦控制方法 | |
| CN103207562A (zh) | 一种针对真空下玻璃加热的改进型pid算法 | |
| CN205563299U (zh) | 一种用于烷氧基化反应单元的温度控制串级调节*** | |
| CN103586472B (zh) | 金属粉末注射成形真空脱脂烧结炉的温度串级控制方法 | |
| CN203901549U (zh) | 一种密炼机智能控制*** | |
| CN203135201U (zh) | 控制准分子气体激光器放电腔内温度的装置 | |
| CN104391524B (zh) | 一种马弗热处理炉级联温度控制*** | |
| CN203955205U (zh) | 一种热水循环加热增速*** | |
| CN206832605U (zh) | 一种单舱式原位干燥高低温冲击试验*** | |
| CN105397006A (zh) | 等温热成形液压机用的机内保温装置 | |
| CN210323915U (zh) | 一种新型六氟丙烯裂解温度控制*** | |
| CN103131830A (zh) | 一种真空油淬炉淬火冷却控制*** | |
| CN103983066A (zh) | 一种可分式使用液氮和液氦进行极低温深冷处理的装置 | |
| CN206094856U (zh) | 油压炉连续调节阀门角度控温*** | |
| CN202083216U (zh) | 用于箱式加热炉温场热电偶非线性修正*** | |
| CN204039379U (zh) | 一种啤酒杀菌*** | |
| CN103047768B (zh) | 一种热媒炉蒸发器温度控制方法 | |
| CN104075587B (zh) | 一种砂再生炉炉内温度稳定控制方法 | |
| CN104565807B (zh) | 无相变液态气体数字灌装装置 | |
| CN202973809U (zh) | 热风循环烘箱的温度控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.365, Xinxing 1st Road, Cixi hi tech Industrial Development Zone, Ningbo, Zhejiang, 315300 Patentee after: Ningbo Hengpu Vacuum Technology Co.,Ltd. Address before: 315300 no.488-560, North Youth Palace Road, Gutang street, Cixi City, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee before: NINGBO HIPER VACUUM TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 365, Xinxing 1st Road, Cixi hi tech Industrial Development Zone, Ningbo City, Zhejiang Province, 315300 Patentee after: Ningbo Hengpu Technology Co.,Ltd. Address before: No.365, Xinxing 1st Road, Cixi hi tech Industrial Development Zone, Ningbo, Zhejiang, 315300 Patentee before: Ningbo Hengpu Vacuum Technology Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140423 |