專利名稱：自控式低溫改性處理機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于材料改性的低溫處理裝置。
材料改性研究是目前國際的熱門課題，并產生了很多重大技術成果，直接服務于國民經濟，其中金屬材料改性研究最為突出成果顯著，中國專利91107231.4，名稱為真空室型低溫處理裝置就是一例重要的發明，對材料的低溫改性研究取得了很多重要成果。利用該裝置不僅可以對含碳量較高的碳素結構鋼、工具鋼、高合金鋼等金屬材料進行低溫改性研究，還可以對諸如塑料、人選金鋼石、石墨片、碳纖維等非金屬材料進行低溫改性研究。實驗表明利用該裝置對刀具、鉆頭(包括地質鉆頭)、模具(包括塑料模具)、齒輪、軸承、閥門等工件進行低溫處理，可以有效地提高其耐磨性，明顯地延長了使用壽命；對人造金鋼石的處理表明可以提高其質量等級。該裝置主要由冷卻容器、工作室、真空泵、提升機構及檢測與控制儀表等部分組成。其不足之處在于該裝置的自控系統不完善、溫度控制與時間控制彼此獨立、無報警系統，因而在工件的低溫處理過程中，由于液氮量減少而引起的溫度回升，或者是工件的保溫時間過程已達到，裝置不能做出報警提示，致使在很長的低溫工藝執行過程中，操作員一直不能離崗而帶來很多不便；另一方面由于控制系統不完善，造成控制精度不高，調節工作室在冷卻容器中的溫域位置準確性較差，因而實際執行的低溫處理工藝與設計的工藝有較大的偏差，對工件的處理質量有一定影響。
本實用新型的目的在于克服原裝置中存在的上述缺點，為用戶提供低溫處理工藝控制精度高、出現偏差能報警校正、工藝完成能警示并自動斷電停機的一種具有完善自動控制系統的自控式低溫改性處理機。
本實用新型的目的是通過實施下述技術方案來實現的自控式低溫改性處理機由機殼，底座，裝于機殼內底座上的冷卻容器，吊裝在冷卻容器上并能裝入其內的工作室，安裝在工作室頂蓋上的抽真空管，由真空閥接頭、規管接頭、溫度計引線接頭構成的三通接頭，真空泵，由油缸、活塞桿、吊臂及吊裝工作室的吊鉤、與油缸相聯的油路、給油路供油的油箱、裝于油路中的油泵、控制電動機及電磁換向閥、溢流閥、節流閥等構成的液壓系統等組件所組成，其特征在于還具有控制液壓系統工作、使工作室執行低溫處理工藝的微機自動控制系統。該系統包括有由開關電路控制的溫度微處理器、時間微處理器、及彼此建有通訊聯系協調完成低溫處理工藝對工件的溫度與時間控制過程的微處理器芯片電路，與時間微處理器相聯接的驅動電路、及與其匹配的顯示時間數碼的數碼管電路，與溫度微處理器相聯接的輸出驅動器電路、及由其控制的液壓系統中的電動機、操縱液壓系統升降工作室的機構，與工作室內溫度計引線相聯接的顯示工作室溫度的數字儀表、及聯接該儀表與溫度微處理器的中間輸出驅動接口電路，以及將220伏交流電轉換成5伏直流電的電源電路，以上這些電路機構組成了基本微機自動控制系統。其附加的技術特征是1)在主板電路上還分別裝有與溫度微處理器和時間微處理器芯片相聯接的報警電路；2)在機殼面板上裝有指示低溫處理工藝及秒鐘運行的指示燈及裝在主板上與時間微處理器芯片相聯接的指示燈電路；3)在機殼面板上裝有顯示液壓系統中油缸液壓下降的指示燈、及裝在主板上與輸出驅動器電路相聯接的指示燈電路；4)還裝有與溫度微處理器相聯接的、能控制工作室在冷卻容器內最大下降位置的限位開關電路；5)主板上與溫度微處理器相聯接的輸出驅動器電路，為由雙三極管、繼電器及反相二極管構成的跟隨驅動電路；6)在時間微處理器與溫度微處理器間，建立有由三極管及分壓電阻構成的、保證微處理器正常工作的三極管復位電路。本實用新型工作過程如下首先接通5伏電源，系統開始上電，微處理器處于等待狀態，數碼管亮，顯示為“00 00”；操作員將機殼面板上的“自動一手動”按鈕設為“自動”，并根據處理工件的工藝需要，選擇工藝一、工藝二、工藝三中的某一個工藝，按下對應的開關按鈕，所選工藝的指示燈亮，按下“開始”按鈕，兩只微處理器同時進入工作狀態，此時由時間微處理器通過驅動電路控制數碼管電路，數碼管顯示的時間數據，即是被處理工件的低溫處理時間，而顯示溫度的數字儀表—數字溫度顯示儀所顯示的溫度，是低溫處理過程中工作室內的溫度；當所選工藝的處理時間已到，而工作室內溫度尚未達到要求值時，位于工作室內的溫度計將溫度信息通過數字溫度顯示儀及其輸出驅動接口電路，傳輸給溫度微處理器，溫度微處理器發出降溫指令，傳送給輸出驅動器電路，該電路中的繼電器即被接通，如果不采用繼電器而是采用可控硅，則可控硅被導通，于是打開液壓系統中的電動機開關，啟動電機運行，驅動油泵工作，迫使油路中的液壓油流入油缸推動活塞桿往下運動，帶動工作室下降至冷卻容器中深層液氮內，加速工件降溫；當工作室達到最大下降位置時，由限位開關電路將信息傳至溫度微處理器，后者發出停止指令，由報警電路報警并同時關掉運行的電動機；在整個低溫處理過程中，溫度微處理器隨時對工作室內的溫度進行監控，發現有溫度回升現象，即啟動報警電路報警，提示操作員往冷卻容器內添補液氮降溫。
本實用新型優點在于由于改進后的低溫改性處理機裝有完善的自動控制系統，因此可以在沒有人經常看守的情況下自動完成處理工藝，不但功能完善、控制精度高、執行處理工藝準確、提高了工件的處理質量，而且也節省了人力。
本實用新型有如下附圖
圖1為本實用新型機械結構正視圖圖2為本實用新型機殼面板上的自控顯示操作板圖3為本實用新型自動控制系統原理圖圖4為本實用新型自動控制系統主板電路圖圖5為未改進前真空室型低溫處理裝置結構圖圖中標記1為冷卻容器，2為工作室，3為真空泵，4為未改進裝置中的提升機構，5為抽真空管，6、7、8為由真空閥接頭、規管接頭及溫度計引線接頭構成的三通接頭，9為底座，10為機殼，11為油缸，12為活塞桿，13為吊臂，14為吊鉤，15為電動機，16為電磁換向閥，17為油箱，18為固定法蘭，19為機殼面板上的溫度與時間數字顯示屏，20為限位指示燈，21為液壓下降指示燈，22為低溫處理工藝一指示燈，23為工藝一按鈕，24為處理工藝二指示燈，25為工藝二按鈕，26為處理工藝三指示燈，27為工藝三按鈕，28為冷卻容器缺氮指示燈，29為復位按鈕，30為處理工藝結束指示燈，31為啟動按鈕；圖中虛線框內為主板電路。
實施例圖4為本實用新型自動控制系統主板電路。電路中溫度微處理器和時間微處理器均采用Microchip公司的P1C 8位系列微處理器中的16C57，具有指令簡潔、速度快、穩定性好、抗干擾能力強等優點，適于工業控制應用；顯示溫度的儀表采用TD1-102數字溫度顯示儀，其與溫度微處理器P1C16C57相聯接要配以輸出驅動接口電路，本實例采用4069進行兩次反相，起到隔離干擾和跟隨作用；在與溫度微處理器P1C16C57的B7腳相聯接的輸出驅動器電路，采用基極與基極相聯，發射極與發射極相聯，集電極與集電極相聯的雙三極管8050跟隨驅動電路，在其一個集電極電路中串接液壓下降指示燈，另一個集電極電路中串接繼電器，為保護繼電器工作安全，在繼電器兩端并聯有反相二極管1n4007電路；當B7腳出現5伏高電平時，兩個三極管8050同時導通，液壓下降指示燈亮，繼電器觸頭到接觸器，打開液壓系統中的電機開關，當B7腳為低電平時這兩個三極管被截止，液壓指示燈熄滅，繼電器被切斷，電機停止工作；在溫度微處理器P1C16C57的B6腳，聯接有指示處理工藝結束的指示燈電路；在溫度和時間兩個微處理器P1C16C57之間，裝置有由三極管3CG21和分壓電阻組成的三極管復位電路，保證微處理器正常工作；而與時間微處理器P1C16C57相聯接的驅動電路，采用4塊CD4511芯片與4個數碼管相匹配，原因是在時間數碼顯示中，有二位數是小時，二位數是分鐘。
權利要求1.一種自控式低溫改性處理機，由機殼(10)，底座(9)，裝于機殼(10)內底座(9)上的冷卻容器(1)，吊裝在冷卻容器(1)上并能裝入冷卻容器(1)內的工作室(2)，安裝在工作室(2)頂蓋上的抽真空管(5)，抽真空管(5)頂端由真空閥接頭(6)、規管接頭(7)、溫度計引線接頭(8)構成的三通接頭，真空泵(3)，由油缸(11)，活塞桿(12)，吊臂(13)及吊裝工作室(2)的吊鉤(14)，與油缸(11)相聯的油路，給油路供油的油箱(17)，裝于油路中的油泵、控制電動機(15)、及電磁換向閥(16)，溢流閥，節流閥等閥門構成的液壓系統等組件所組成，其特征在于還具有控制液壓系統工作，使工作室(2)執行低溫處理工藝的微機自動控制系統。
2.按照權利要求1所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于具有由開關電路控制的溫度微處理器、時間微處理器及彼此建有通訊聯系、協調完成低溫處理工藝對工件的溫度與時間控制過程的電路，與時間微處理器相聯接的驅動電路、及與其匹配的顯示時間的數碼管電路，與溫度微處理器相聯接的輸出驅動器電路、及由其控制的液壓系統電動機、操縱液壓系統升降工作室的機構，與工作室(2)內溫度計引線相聯接的顯示工作室內溫度的數字溫度顯示儀，及聯接該溫度顯示儀與溫度微處理器的中間輸出驅動接口電路，以及將220伏交流電轉換成5伏直流電源的電源電路，以上這些電路機構組成了基本的微機自動控制系統。
3.按照權利要求2所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于在主板電路上還分別裝有與溫度微處理器和時間微處理相聯接的報警電路。
4.按照權利要求3所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于在機殼(10)面板上裝有指示低溫處理工藝及秒鐘運行的指示燈及裝在主板上與間微處理器相聯接的指示燈電路。
5.按照權利要求4所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于在機殼(10)面板上裝有顯示液壓系統中油缸(11)液壓下降的指示燈、及裝在主板上與輸出驅動器電路相聯接的指示燈電路。
6.按照權利要求5所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于還裝有與溫度微處理器相聯接的、能控制工作室(2)在冷卻容器(1)內最大下降位置的限位開關電路。
7.按照權利要求6所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于主板上與溫度微處理器相聯接的輸出驅動器電路，為由雙三極管、繼電器及反相二極管構成的跟隨驅動電路。
8.按照權利要求7所述的自控式低溫改性處理機，其特征在于在時間微處理器與溫度微處理器間，建立有由三極管及分壓電阻構成的保證微處理器正常工作的三極管復位電路。
專利摘要本設計是對真空型低溫處理裝置的改進。基本特征是具有由開關電路控制的溫度、時間兩個微處理器及其聯接電路,與時間微處理器聯接的驅動電路及其匹配的數碼管電路,與溫度微處理器聯接、控制液壓系統的輸出驅動器電路,顯示工作室溫度的數字溫度顯示儀、及聯接它溫度微處理器的中間接口電路以及電源電路等組成的自控系統。可以自動控制處理工藝的執行,偏離工藝及結束工藝自動報警。具有控制精度高、執行工藝準確、節省人力等突出優點。
文檔編號C21D6/04GK2444959SQ0024490
公開日2001年8月29日 申請日期2000年11月6日 優先權日2000年11月6日
發明者劉昭全, 李裔紅, 呂麗英, 陳榮光, 孫文哲 申請人:核工業西南物理研究院