阅读说明：本技术 一种自动补液装置 (Automatic liquid supplementing device ) 是由 王果 肖小亭 邓俊 黎沃光 余业球 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本申请涉及补液装置技术领域,特别涉及一种自动补液装置,包括箱体、液面探测棒、塞杆和控制器；箱体包括第一液腔和第二液腔；塞杆封堵住补液孔；液面探测棒包括导电棒和导电浮子；导电浮子悬浮于第二液腔的导电液体中；导电浮子包覆导电棒的第一端且导电浮子可沿导电棒的第一端上下移动,使得导电棒的第一端可与导电浮子的底壁相互靠近并发生电性接触,从而使得导电棒、导电浮子和第二液腔内的导电液体形成液位开关；控制器包括工作电路和选择电路,工作电路用于控制塞杆上下移动；液位开关接入于选择电路中,选择电路用于控制工作电路断路或通路。本申请有效地解决现有技术存在补液不及时的技术问题,可以及时为拉铸作业补充新的导电液体。(The application relates to the technical field of liquid supplementing devices, in particular to an automatic liquid supplementing device, which comprises a box body, a liquid level detection rod, a plug rod and a controller; the box body comprises a first liquid cavity and a second liquid cavity; the plug rod blocks the liquid replenishing hole; the liquid level detection rod comprises a conductive rod and a conductive floater; the conductive floater is suspended in the conductive liquid in the second liquid cavity; the conductive floater coats the first end of the conductive rod and can move up and down along the first end of the conductive rod, so that the first end of the conductive rod can be close to the bottom wall of the conductive floater and electrically contacted with the bottom wall of the conductive rod, and the conductive rod, the conductive floater and the conductive liquid in the second liquid cavity form a liquid level switch; the controller comprises a working circuit and a selection circuit, and the working circuit is used for controlling the plug rod to move up and down; the liquid level switch is connected into a selection circuit, and the selection circuit is used for controlling the open circuit or the close circuit of the working circuit. The application effectively solves the technical problem that the liquid supplementing is not timely in the prior art, and can supplement new conductive liquid for the drawing casting operation in time.)

一种自动补液装置

技术领域

本申请涉及补液装置技术领域，特别涉及一种自动补液装置。

背景技术

热型连铸技术(Ohno Continuous Casting简称OCC)是日本千叶工业大学大野笃美与1978年发明，是一种金属定向凝固技术。热型连铸技术能生产出长度不受限的单晶和柱状晶金属，且铸件杂质、缩孔缩松都很少，表面光洁。此外铸件的横截面形状可由铸型决定，可连铸具有复杂横截面形状的铸件。热型连铸按装置分类可分为水平热型连铸、竖直下拉热型连铸、竖直上拉热型连铸等。竖直下拉热型连铸主要用于连铸大直径铸件。

竖直下拉热型连铸装置包括坩埚以及设置于坩埚下方的铸型，铸型设有供金属液通过的铸孔。随着热型连铸装置不断进行拉铸作业，坩埚内的金属液会逐渐降低，为了保证热型连铸装置能够连续拉铸，需要往坩埚内补充新的金属液。为了能够及时补充新的金属液，往往需要设置有自动补液装置。现有的自动补液装置在液面下降时，由于液面探测棒的探头与金属液的润湿，金属液容易粘住液面探测棒的探头，使得液面并不会立即与液面探测棒的探头脱离接触，还需下降一定的高度才脱离，导致液面探测棒的检测灵敏度低，使得补液装置难于及时启动，从而导致坩埚内的金属液难于及时补充，影响拉铸作业的连续进行。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种自动补液装置，有效地解决现有技术存在补液不及时的技术问题，可以及时启动补液装置，进而及时为箱体补充新的金属液。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种自动补液装置，包括箱体、液面探测棒、塞杆和控制器；所述箱体内设有隔板，使得所述箱体的内腔分为上下分布的第一液腔和第二液腔；所述隔板设有补液孔，所述塞杆封堵住所述补液孔；所述液面探测棒插设于所述箱体的内部，所述液面探测棒包括导电棒和导电浮子；所述导电浮子呈中空结构，所述导电浮子悬浮于所述第二液腔的导电液体中；所述导电浮子包覆所述导电棒的第一端且所述导电浮子可沿所述导电棒的第一端上下移动，使得所述导电棒的第一端可与所述导电浮子的底壁相互靠近并发生电性接触，从而使得所述导电棒、所述导电浮子和所述第二液腔内的导电液体形成液位开关；所述控制器包括工作电路和选择电路，所述工作电路用于控制所述塞杆上下移动；所述液位开关接入于所述选择电路中，所述选择电路用于控制所述工作电路断路或通路。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述控制器包括继电器和补液控制模块；所述液位开关与所述继电器串联形成继电器控制模块，所述继电器控制模块和所述继电器的常开开关并联形成所述选择电路；所述补液控制模块与所述继电器的常闭开关串联形成所述工作电路。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述补液控制模块具体为电磁铁。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述电磁铁具体为推拉式电磁铁，所述电磁铁的可动铁芯与所述塞杆连接。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述补液控制模块具体为电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与所述塞杆连接。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述继电器的常开开关串联连接有指示灯和滑动变阻器。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述导电棒的外壁套设有绝缘套。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述导电棒的第一端设有防脱环。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述导电棒的第二端设有接线端子，所述接线端子为所述液位开关的第一接入端。

优选地，在上述的自动补液装置中，所述箱体由导电材料制成，所述箱体为所述液位开关的第二接入端。

与现有技术相比，本申请的有益效果：

本申请在使用时，(1)对工作电路和选择电路进行供电，当第二液腔的液面过低，导电浮子的底壁与导电棒的第一端处于分离状态，液位开关断开，选择电路处于断路状态，而工作电路处于通路状态，工作电路会驱动塞杆向上移动，使得第一液腔的导电液体会通过隔板的补液孔进入到第二液腔中；(2)随着第二液腔的液面不断升高，导电浮子在导电液体的浮力作用向上运动，直至导电浮子的底壁与导电棒的第一端接触通电，使得液位开关闭合，使得选择电路处于通路状态，工作电路处于断路状态，塞杆在重力作用下会向下运动并且堵住补液孔，第一液腔的导电液体不再流入第二液腔中；(3)同样随着作业的进行，第二液腔内的导电液体会逐渐减少，液面会逐渐下降，直至导电浮子的底壁与导电棒的第一端分离时，液位开关会断开，选择电路处于断路状态，工作电路处于通路状态，工作电路会驱动塞杆向上移动，使得第一液腔的导电液体又会通过隔板的补液孔进入到第二液腔中，使得第二液腔的导电液体再次得到补充；(4)如此重复，随着作业的进行，工作电路和选择电路会交替通电运行，始终使得第二液腔有充足的导电液体，实现对第二液腔的自动补液的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种自动补液装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种液面探测棒的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种自动补液装置的电路原理图；

图4为本申请实施例提供的普通下拉连铸装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的分层式下拉连铸装置的结构示意图。

图中：

1为箱体、11为隔板、2为液面探测棒、21为导电浮子、22为导电棒、23为防脱环、24为绝缘套、25为接线端子、3为继电器、4为电磁铁、5为塞杆、6为指示灯、7为电源。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请提供了一种自动补液装置，有效地解决现有技术存在补液不及时的技术问题，可以及时启动补液装置，进而及时为第二液腔补充新的导电液体。

请参阅图1-图3，本申请实施例提供了一种自动补液装置，包括箱体1、液面探测棒2、塞杆5和控制器；箱体1内设有隔板11，使得箱体1的内腔分为上下分布的第一液腔和第二液腔；隔板11设有补液孔，塞杆5封堵住补液孔；液面探测棒2插设于箱体1的内部，液面探测棒2包括导电棒22和导电浮子21；导电浮子21呈中空结构，导电浮子21悬浮于第二液腔的导电液体中；导电浮子21包覆导电棒22的第一端且导电浮子21可沿导电棒22的第一端上下移动，使得导电棒22的第一端可与导电浮子21的底壁相互靠近并发生电性接触，从而使得导电棒22、导电浮子21和第二液腔内的导电液体形成液位开关；控制器包括工作电路和选择电路，工作电路用于控制塞杆5上下移动；液位开关接入于选择电路中，选择电路用于控制工作电路断路或通路。

本申请在使用时，(1)对工作电路和选择电路进行供电，当第二液腔的液面过低，导电浮子21的底壁与导电棒22的第一端处于分离状态，液位开关断开，选择电路处于断路状态，而工作电路处于通路状态，工作电路会驱动塞杆5向上移动，使得第一液腔的导电液体会通过隔板11的补液孔进入到第二液腔中；(2)随着第二液腔的液面不断升高，导电浮子21在导电液体的浮力作用向上运动，直至导电浮子21的底壁与导电棒22的第一端接触通电，使得液位开关闭合，使得选择电路处于通路状态，工作电路处于断路状态，塞杆5在重力作用下会向下运动并且堵住补液孔，第一液腔的导电液体不再流入第二液腔中；(3)同样随着作业的进行，第二液腔内的导电液体会逐渐减少，液面会逐渐下降，直至导电浮子21的底壁与导电棒22的第一端分离时，液位开关会断开，选择电路处于断路状态，工作电路处于通路状态，工作电路会驱动塞杆5向上移动，使得第一液腔的导电液体又会通过隔板11的补液孔进入到第二液腔中，使得第二液腔的导电液体再次得到补充；(4)如此重复，随着作业的进行，工作电路和选择电路会交替通电运行，始终使得第二液腔有充足的导电液体，实现对第二液腔的自动补液的目的。

本申请可以用于对热型连铸装置进行补液，也可以用于其他领域的补液作业中，特别可以用于需要严格控制箱体1内的液面高度的作业中，本申请不再一一赘述。

当本申请用于对热型连铸装置进行补液，与现有技术相比，本申请的有益效果是(1)通过将可相互靠近并电性接触的导电浮子21和导电棒22设置成液位开关，其中导电浮子21可随着液面的升降而升降，实现利用液面的升降来控制液位开关的闭合和断开，从而实现选择电路的通电和断开、工作的断开和通电，从而实现塞杆5的上升和下降，从而实现补液孔的开和闭，进而实现对第二液腔的及时补液和断开补液，不仅保证了拉铸作业的持续进行，不易出现铸件横截面缺失的问题，而且又起到了控制第二液腔的液面高度的目的，降低了金属液对铸型的横截面的压强，不易出现拉漏问题；(2)将液面探测棒2的导电触点变换为导电棒22的第一端和导电浮子21的底壁，且导电棒22的第一端和导电浮子21的底壁容易分离，相比于传统的液面探测棒2和金属液液面作为导电触点，可以避免金属液粘着导电触点的问题，提高液面探测棒2的探测灵敏度，有利于及时进行补液和断开补液；(3)通过隔板11将箱体1上下层的金属液隔开，可以避免箱体1内所有的金属液的重力作用于位于下部的铸型的横截面上，降低了金属液对铸型的横截面的压强，不易出现拉漏问题。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，其中图3的a电路为选择电路，b电路为工作电路。控制器包括继电器3和补液控制模块；液位开关与继电器3串联形成继电器控制模块，继电器控制模块和继电器3的常开开关并联形成选择电路；补液控制模块与继电器3的常闭开关串联形成工作电路。继电器4采用转换型(Z型)继电器，也就是触点组型继电器。这种继电器4的触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中第一个静触点断开，动触点和第二个静触点闭合；线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合状态(也就是动触点与第一个静触点闭合)，原来闭合的成断开状态(也就是动触点与第二静触点断开)，达到转换的目的。采用转换型继电器作为选择电路的主要部件具有动作快、工作稳定的优点。

进一步地，在本实施例中，补液控制模块具体为电磁铁4。电磁铁4可以为普通电磁铁，普通电磁铁通电后可以得到磁性。并且塞杆5的顶端镶嵌有磁铁或铁磁性块，当工作电路通电时，电磁铁4可以得到磁性，吸引塞杆5向上运动不再封堵补液孔；当工作电路断路时，电磁铁4会失去磁性，塞杆5在重力的作用下会向下运动再次封堵住补液孔。

进一步地，在本实施例中，电磁铁4最优选为采用推拉式电磁铁，电磁铁4的可动铁芯与塞杆5连接。线圈、动铁芯、静铁芯和电源控制器等配件组成了推拉式电磁铁。它运用了螺旋管的漏磁通原理，利用电磁铁4的可动铁芯和静铁心长距离吸合，可以实现塞杆5的直线往复运动，可以满足于塞杆5对补液孔的间隙封堵作业，从而实现对第二液腔的间隙补液，满足自动补液装置控制第二液腔的液面高度的需求，使得导电液体对铸型的横截面的压强一直很低，不易出现拉漏问题。

进一步地，在本实施例中，补液控制模块具体为电动伸缩杆，电动伸缩杆与塞杆5连接。当第二液腔内的液面过低时，选择电路断开，工作电路通电，电动伸缩杆会收缩，使得塞杆5向上抬升，第一液腔通过补液孔为第二液腔补液；当第二液腔内的液面过低时，选择电路通电，工作电路断开，电动伸缩杆会恢复原长，使得塞杆5封堵住补液孔，第一液腔停止为第二液腔补液。

更具体的说，如图3所示，其中图3的a电路为选择电路，b电路为工作电路。选择电路采用6V直流电源，工作电路采用24V直流电源。由于选择电路主要是为了能够实现继电器3的常开开关断开或闭合，选择电路所需要的电压很低，故采用6V直流电源；而电磁铁4(或电动伸缩杆)用于控制塞杆5上下移动，需要将电能转化成塞杆5的动能，工作电路的电压直接影响到电磁铁4(或电动伸缩杆)的电压，进而影响到电磁铁4(或电动伸缩杆)对塞杆5的驱动效果，故采用24V直流电源，可以满足通电后的电磁铁4(或电动伸缩杆)对塞杆5的驱动效果。如图3所示，选择电路和工作电路均设有手动开关。其中选择电路为总开关，通过手动开关的设置可以方便工作人员及时断开电路或者闭合电路，使得工作人员可以根据实际需要选择停止作业或者开始作业。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，箱体1由导电材料制成，箱体1为液位开关的第二接入端。由于液位开关由导电棒22、导电浮子21以及第二液腔的导电液体组成，液位开关的第一端通过导电棒22的第二端与外部导电连接，而液位开关的第二端通过第二液腔的导电液体与外部导电连接，但是由于导电液体难于安装导线，可以通过箱体1作为导电液体与外部的导电介质，如图1所示，也就是箱体1外壁接有导线与电路连通，使得导电棒22、导电浮子21、第二液腔的导电液体和导电箱体1形成液位开关，而液位开关的通电状态由导电棒22的第二端和导电浮子21的底壁是否电性接触控制，而导电棒22的第二端和导电浮子21的底壁是否电性接触由第二液腔的液面高度控制。箱体1由导电物质制成，可以是金属、石墨、石墨烯等等。其中箱体1在铸造作业中可以为坩埚、铸造炉等等铸造装置，箱体1的最优选是选择石墨坩埚，石墨坩埚具有导电性能好、耐高温等等。

进一步地，在本实施例中，如图2所示，导电棒22的第二端设有接线端子25，所述接线端子为所述液位开关的第一接入端。由于导电棒22的第二端无法直接通过导线于外部线路连通，可以通过在导电棒22的第二端埋设接线端子25，方便导电棒22与外部线路的连接。

进一步地，在本实施例中，如图2所示，导电棒22的外壁套设有绝缘套24。由于导电棒22如果与第一液腔的导电液体导电，会导致液面探测棒2失去对第二液腔的液面高度的探测功能，为了避免液面探测棒2与第一液腔的导电液体导电，需要在导电棒22的外壁套设有绝缘套24，绝缘套24由耐高温的绝缘材料制成，绝缘套24可以采用耐高温陶瓷制成。

进一步地，在本实施例中，如图2所示，导电棒22的第一端设有防脱环23，防脱环23可以对导电浮子21起到限位作用，使得导电浮子21只能上下移动，不会脱离导电棒22。当需要对停止拉铸作业时，如果没有设置有防脱环23，导电浮子21会随着液面降低到箱体1的底壁上，导电浮子21就无法为下一次的拉铸作业提供液位检测，而防脱环23的设置可以保证液面探测棒2能够可持续使用。

更具体地说，请参阅图2，导电浮子21有上壳体和底板密封组装而成，上壳体设有允许导电棒22通过的通孔，并且通孔的宽度小于防脱环23的宽度，而底板由石墨制成，导电棒22也是由石墨制成，满足于导电棒22和底板可以相互靠近并电性接触的要求。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，继电器3的常开开关串联连接有指示灯6和滑动变阻器，指示灯6用于显示工作电路和选择电路的通电运行情况。指示灯6不亮说明选择电路处于断路状态，第一液腔正在通过补液孔对第二液腔进行补液；指示灯6亮说明工作电路处于断路状态，第二液腔内具有充足的导电液体用于拉铸。一方面滑动变阻器可以充当指示灯6的保护电阻，当然也可以采用普通电阻作为指示灯6的保护电阻，另一方面也可以通过调节滑动变阻器自身的阻值，来控制线路上的电流大小，从而控制指示灯6的亮度情况，使得工作人员可以根据实际需要来调节指示灯6的亮度。

更具体的说，由于导线和常开开关的电阻都比较小，如果直接通电容易造成选择电路短路，而指示灯6和滑动变阻器设置在继电器3的常开开关的电路上，可以起到增加线路的电阻的作用，有利于避免选择电路短路；当然在没有设置指示灯6和滑动变阻器时，需要额外设有电阻与继电器3的常开开关串联连接。

另外，本申请还发现普通的竖直下拉式连铸装置还存在压头很大、很容易出现拉漏的问题。请参阅图4，图4为现有普通连铸装置的导电液体分布图，箱体1内所有导电液体(高度为H)的作用力都集中于铸型的横截面上，图5为本申请分层式连铸装置的导电液体分布图，坩埚内只有部分导电液体(高度为h)的作用力集中于铸型的横截面上，图4和图5相比较，很明显分层式连接装置的铸型6受到的压强较小。分层式结构的箱体1不仅可以将上下层的导电液体隔开，以避免箱体1内所有导电液体的重力都作用于位于下部的铸型的横截面上，降低了导电液体对铸型的横截面的压强，降低导电液体出现拉漏的几率，而且还可以在上层的第一液腔熔化生成供第二液腔待用的导电液体，铸造消耗导电液体和熔化生成导电液体的同时进行，保证了导电液体的持续补给，使得装置能够完成连续拉铸，具有效率高的优点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。