发明内容

本发明为了解决现有反重力铸造装备压力调节控制系统功能单一或不够全面的问题，提供一种结构简单的全功能反重力铸造过程的压力调节控制系统及方法。

本发明所述的全功能反重力铸造的压力调节控制系统包括反重力铸造设备、压力调节模块；

反重力铸造设备包括上压力容器、下压力容器和真空缓冲罐；

压力调节模块包括中央控制器、截止阀、数字阀组和压差传感器；中央控制器与截止阀、数字阀组和压差传感器控制连接，构成闭环控制系统，压差传感器实时检测上下压力罐的压力差，并传送到中央控制器；中央控制器根据不同的反重力铸造过程和设定的加压曲线对上下压力罐的压力差进行实时调节和控制，实现反重力铸造压力调节和控制。截止阀包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀；数字阀组包括第一数字阀、第二数字阀、第三数字阀。

第一截止阀连通气源，第一截止阀、第一数字阀、第二截止阀与下压力容器依次连通；第一截止阀、第一数字阀、和第二截止阀组成低压铸造压力调节控制系统或调压铸造时下压力容器增压速度调节控制系统。

第二数字阀连通大气，第二数字阀、第四截止阀和上压力容器依次连通；第三截止阀分别与第四截止阀、第二截止阀连通；由截止阀控制气路的流通，通过第二数字阀控制气路的流通能力实现差压铸造的充型过程。第二数字阀和第四截止阀组成差压铸造充型过程压力调节控制系统，第一截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第二截止阀和第一数字阀组成差压铸造同步进气压力调节控制系统。

第三数字阀和第五截止阀组成真空吸铸时上压力容器的减压压力调节控制系统或调压铸造时上下压力容器同步减压压力调节控制系统：第三数字阀连接于真空缓冲罐和上压力容器之间，控制上压力容器的真空抽吸速度；第五截止阀连接于下压力容器和真空缓冲罐之间，控制下压力容器和真空缓冲罐之间的气体流通，实现真空吸铸过程；同时该气路在调压铸造的同步减压阶段控制上下压力容器的同步减压压力。

在所有反重力铸造过程中，中央控制器中储存反重力铸造压力调节曲线，中央控制器通过采集连接于上压力罐、下压力罐接的压差传感器数据以得到上下压力罐的压力差，并与储存加压曲线进行比较后，通过控制相应数字阀中电磁阀的通断以及截止阀的通断以调节控制上压力容器和下压力容器的压力差，保证上压力容器、下压力容器之间的压差按设定的工艺曲线进行调节，并控制在设定的误差范围内。

进一步的，还包括第四数字阀，第四数字阀连通气源，第四数字阀与第四截止阀连通，能够对上压力容器进行压力控制；第四数字阀、第四截止阀组成反重力铸造过程中上压力容器有泄露时的补气调节控制系统和调压铸造时的增压速度调节控制系统；

进一步的，还包括第六截止阀；第六截止阀连通大气，第六截止阀分别与第三截止阀和第二截止阀连通，第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀组和第六截止阀成反重力铸造排气过程压力调节控制系统。

进一步的，截止阀为单向气动截止阀，控制不同反重力铸造过程中气路流向，与相应的数字阀组配合实现不同的反重力铸造过程。数字阀组为单向电磁阀组，用于调节不同反重力铸造过程中管路的通流能力。

本发明还公开了一种全功能反重力铸造的压力调节控制方法，压差传感器实时采集上下压力容器的压力差，并将检测到的压力差值发送给中央控制器；

当实施低压铸造时，通过第一截止阀和第二截止阀控制气路的流通，通过第一数字阀控制低压铸造充型的速度；

当实施差压铸造时，首先打开第一截止阀、第一数字阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀管路，控制差压铸造中的同步进气过程，然后打开第四截止阀控制气路的流通，打开第二数字阀控制气路的流量，实现差压铸造的充型、保压过程，最后排气泄压，完成铸造；

当实施真空吸铸时，通过连接于真空缓冲罐和上压力容器的第三数字阀控制上压力容器的真空抽吸速度，通过第五截止阀控制下压力容器和真空缓冲罐的流通，实现真空吸铸过程。

进一步的，当实施调压铸造时，首先通过连接于真空缓冲罐和上压力容器的第三数字阀、连接于下压力容器和真空缓冲罐的第五截止阀完成上下压力容器的同步减压；当上下压力容器达到预定真空度时，通过依次连接的第一截止阀、第一数字阀、第二截止阀控制下压力容器的增压速度，完成调压铸造的充型过程；充型结束后，通过依次连接的第一截止阀、第一数字阀、第二截止阀管路，结合上压力容器增压气路完成上下压力容器的同步增压，直至达到预定的保压压力；上压力容器增压气路由连接于气源和上压力容器之间的第四数字阀和第四截止阀组成，第四截止阀控制气路的流通，第四数字阀则调节和控制上压力容器的增压速度。

进一步的，在调压铸造的同步减压阶段，通过连接于真空缓冲罐和上压力容器的第三数字阀、连接于下压力容器和真空缓冲罐的第五截止阀，控制上下压力容器的同步减压。

进一步的，当检测到与上压力容器连接的气路上有泄露时，通过上压力容器增压气路实现实时补气。

进一步的，全功能反重力铸造压力调节控制系统实施反重力铸造过程中，在排气泄压时均可通过由第六截止阀、第三截止阀、第四截止阀和第二截止阀组成的排气气路完成，第四截止阀、第二截止阀分别连接上、下压力容器，第三截止阀与第四截止阀和第二截止阀连接，第六截止阀分别与第三截止阀和第二截止阀连接，通过各截止阀的通断控制，实现不同反重力铸造时的排气过程。

进一步的，为保证数字阀组中电磁阀内气体流向与电磁阀规定流向的匹配，第四截止阀和第二截止阀在上、下压力容器负压减压过程中处于常闭状态，第五截止阀和第三数字阀在上、下压力容器为正压时处于常闭状态。

本发明利用组合阀和截止阀的相互协调，实现一机多能的目的，具备了包含低压铸造、差压铸造、调压铸造以及真空吸铸在内的所有反重力铸造过程中的压力调节与控制，并可根据各种复杂构件的需要而采用不同的反重力铸造过程进行生产，极大地扩展了反重力铸造装备的功能，且较现有技术大大简化结构、节省成本。在反重力铸造过程中气路有泄露时，可对上下压力容器进行实时补气，提高了反重力铸造装备的适应性，是一种全功能复合的反重力铸造压力调节控制系统。本发明也可为铸件生产工艺的制定和优化提供一种必要手段。