專利名稱：鎂熔液供給泵及鎂熔液供給泵的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂熔液供給泵。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為可利用于汽車或電子設(shè)備的筐體的金屬材料，兼具輕量性和高剛性 的鎂及其合金受到矚目。在對(duì)鎂進(jìn)行鑄造時(shí)，通過(guò)加熱使鎂的坯料、回流材料、端材、NG材 料等材料熔融，并通過(guò)熔液供給泵將熔液從坩堝或罐等容器汲取并提供給成型機(jī)。作為鎂 熔液供給泵，已知有使用了電磁泵的供給泵、使用了活塞的供給泵、使用了氣體加壓的供給栗等。專利文獻(xiàn)1 日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)“特開(kāi)2000-U6861號(hào)公報(bào)”專利文獻(xiàn)2 日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)“特開(kāi)2001-9561號(hào)公報(bào)”專利文獻(xiàn)3 日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)“特開(kāi)2003-117649號(hào)公報(bào)”專利文獻(xiàn)4 日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)“特開(kāi)2001-131650號(hào)公報(bào)”鎂熔液供給泵需要向成型機(jī)供給一定量的鎂熔液，供給精度對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)、運(yùn)轉(zhuǎn) 費(fèi)用有較大影響。如果從供給精度的觀點(diǎn)出發(fā)，那么活塞型的泵優(yōu)良，但存在成本較高、保 養(yǎng)性較低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，其實(shí)施方式所例示的一個(gè)目的是提供具有高供給精 度的鎂熔液供給泵。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及鎂熔液供給泵。鎂熔液供給泵具備向熔液導(dǎo)管輸送 被貯藏在容器中的鎂熔液的葉片泵；以及對(duì)葉片泵的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制的控制部?？刂?部根據(jù)容器內(nèi)的鎂熔液的液面高度改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)該實(shí)施方式，利用低成本且保養(yǎng)性高的葉片泵，從而能夠以較高的精度排出 熔液。另外，本發(fā)明可以進(jìn)一步構(gòu)成為控制部進(jìn)行控制使得轉(zhuǎn)子進(jìn)行工作期間和停止 期間反復(fù)交替的間歇工作，其中，在所述工作期間使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定時(shí)間，在所述停止期間使 轉(zhuǎn)子停止一定時(shí)間；控制部在每個(gè)工作期間提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)。另外，本發(fā)明可以進(jìn)一步構(gòu)成為控制部確定轉(zhuǎn)數(shù)N使其滿足Ah = aXN2+b，其 中，Ah為基準(zhǔn)液面高度與當(dāng)前液面高度的差值，a、b為實(shí)數(shù)。本發(fā)明的其他實(shí)施方式涉及葉片泵的控制方法，該葉片泵向熔液導(dǎo)管輸送被貯藏 在容器中的鎂熔液。該控制方法包括獲取基準(zhǔn)液面高度與當(dāng)前液面高度的差值A(chǔ)h的步 驟；以及根據(jù)差值控制葉片泵的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)的步驟。此外，以上結(jié)構(gòu)要素的任意組合、本發(fā)明的構(gòu)成要素或表現(xiàn)形式在方法、裝置、系 統(tǒng)等之間相互變換的內(nèi)容作為本發(fā)明的實(shí)施方式是有效的。根據(jù)本發(fā)明，能夠以高精度供給鎂熔液。


圖1是表示實(shí)施方式的鎂熔液供給裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是實(shí)施方式的熔液供給泵的正面截面圖。圖3是實(shí)施方式的熔液供給泵的平面圖。圖4是實(shí)施方式的熔液供給泵的左視圖。圖5是實(shí)施方式的熔液供給泵的A-A線截面圖。圖6是變形例的熔液供給泵的左視圖。圖7是表示圖1的鎂熔液供給裝置的液面變化的圖。附圖標(biāo)記的說(shuō)明100...鎂熔液供給裝置、102...熔液導(dǎo)管、104...容器、106...熔液供給泵、 108...坯料投入室、110...熔解室、112...加熱器、114...熔液、116...可動(dòng)式擋板、 120...控制部、1...馬達(dá)、2...馬達(dá)安裝凸緣、3...軸承箱、4...中間管道、5...隔熱 材 軸承箱、6...連接套筒、7...泵底板、8...泵安裝底座、9...桿、10...葉輪用軸、 11...泵殼、12...葉輪、13...泵蓋、14...板、15、16···熔液導(dǎo)管插入口、17、18...開(kāi)口、 19...連接套筒。
具體實(shí)施例方式以下，基于優(yōu)選的實(shí)施方式參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)各附圖所示的相同或 同等的結(jié)構(gòu)要素、部件、處理賦予相同的附圖標(biāo)記，并適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。此外，實(shí)施方式 不對(duì)發(fā)明進(jìn)行限定而僅為例示，實(shí)施方式中記述的全部特征或其組合，未必是發(fā)明的必要 技術(shù)特征。圖1是表示實(shí)施方式的鎂熔液供給裝置的結(jié)構(gòu)的圖。鎂熔液供給裝置100主要具 備熔液導(dǎo)管102、容器(坩堝)104、熔液供給泵106、控制部120。向坯料投入室108中適 當(dāng)投入通過(guò)未圖示的坯料預(yù)熱裝置加熱的鎂的坯料或回流材料等(以下，稱為坯料等或材 料)。坯料投入室108與容器104內(nèi)部的熔解室110連通，熔解的鎂(或其合金)的熔液 114貯藏在熔解室110中。為了控制熔液114的溫度而設(shè)置有加熱器112。可動(dòng)式擋板116用于防止熔解室110的浮渣流出至熔液供給泵106側(cè)，作為分隔 坯料投入室108和熔液供給泵106的隔板來(lái)發(fā)揮作用。通過(guò)可動(dòng)式擋板116，能夠防止熔解 前的鎂對(duì)熔液供給泵106造成的損傷。熔液供給泵106相對(duì)容器104是可拆裝的。熔液供給泵106為所謂的葉片泵，將 貯藏在容器104中的鎂熔液送出到熔液導(dǎo)管102。熔液供給泵106主要具備馬達(dá)1、葉輪用 軸10、泵殼11、葉輪12。葉輪12具備呈同心放射狀配置的多枚葉片(翼)，其中心與葉輪用軸10的一端連 結(jié)。葉輪用軸10的另一端與馬達(dá)1的轉(zhuǎn)子連接。通過(guò)使馬達(dá)1旋轉(zhuǎn)，葉輪12在泵殼11的 內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，從而將泵殼11內(nèi)部的熔液114輸送至熔液導(dǎo)管102側(cè)。熔液導(dǎo)管102可以相對(duì) 于熔液供給泵106固定，但優(yōu)選以可拆裝的方式構(gòu)成。此外，熔液導(dǎo)管102的形狀沒(méi)有特別 限制，可以使用虹吸型。控制部120通過(guò)控制熔液供給泵106的馬達(dá)1的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)控制從熔液導(dǎo)管102排出的熔液114的量。關(guān)于控制部120對(duì)馬達(dá)1進(jìn)行的控制，之后進(jìn)行敘述。另外，泵殼11的 位置可以更接近容器104的底部。以上為鎂熔液供給裝置100的整體結(jié)構(gòu)。下面，對(duì)熔液供給泵106的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說(shuō)明。圖2 圖5是表示實(shí)施方式的熔液供給泵106的結(jié)構(gòu)的圖。圖2為正面截面圖， 圖3為平面圖，圖4為左視圖，圖5為A-A線截面圖。馬達(dá)1緊固在馬達(dá)安裝凸緣2上。馬達(dá)1的轉(zhuǎn)子與葉輪用軸10連接。馬達(dá)安裝 凸緣2與中間管道4緊固在一起。中間管道4的內(nèi)部設(shè)置有軸承箱3及隔熱材 軸承箱5。 軸承箱3及隔熱材·軸承箱5將葉輪用軸10的軸方向固定并支撐。軸承箱3和隔熱材 軸承箱5優(yōu)選設(shè)置在中間管道4的2個(gè)位置。通過(guò)以2個(gè)位 置支撐葉輪用軸10，能夠降低葉輪用軸10的搖晃，由此能夠使排出量穩(wěn)定。具體而言，在使 用1個(gè)軸的情況下，可得到士5%的精度，與此相對(duì)在使用2個(gè)軸的情況下，能夠得到士3% 以下的高精度。此外，通過(guò)使用2個(gè)軸，能夠抑制熔液供給泵106的震動(dòng)，從而降低聲噪。連接套筒6以可拆裝的方式與中間管道4和泵底板7連接。泵底板7上開(kāi)有供熔 液導(dǎo)管102插入的熔液導(dǎo)管插入口 15。通過(guò)泵安裝底座8，相對(duì)圖1的容器104將熔液供 給泵106固定。通過(guò)多個(gè)桿9，相對(duì)泵安裝底座8將泵殼11固定。泵殼11的頂面設(shè)置有開(kāi)口 17， 熔液114從該開(kāi)口 17流入泵殼11內(nèi)。泵殼11的底部設(shè)置有泵蓋13。泵蓋13的中央也設(shè) 置有開(kāi)口 18，從該開(kāi)口 18將泵殼11內(nèi)蓄積的淤渣排出。而且，泵殼11還設(shè)置有供熔液導(dǎo) 管102插入的熔液導(dǎo)管插入口 16。葉輪12被葉輪用軸10軸支撐，葉輪12根據(jù)馬達(dá)1的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。當(dāng)葉輪12旋 轉(zhuǎn)時(shí)，泵殼11內(nèi)的熔液114通過(guò)與連接套筒6連接的熔液導(dǎo)管102被送出。在實(shí)際使用時(shí)，因容器104的液面的鎂化學(xué)性質(zhì)活潑、或者因從熔液內(nèi)析出而產(chǎn) 生浮渣，它們作為沉淀物(淤渣)蓄積在容器104的底部。如果沉淀物進(jìn)入葉輪12內(nèi)，那 么葉輪12將無(wú)法旋轉(zhuǎn)、或可能造成損傷。為了防止上述問(wèn)題，將葉輪12的底面制成直徑大 于開(kāi)口 18的圓盤(pán)狀，從而防止沉淀物從泵蓋13側(cè)的開(kāi)口 18流入。而且，在泵殼11的上部設(shè)置有圓盤(pán)狀的板14。板14的直徑以完全覆蓋開(kāi)口 17的 方式確定。板14的安裝高度優(yōu)選與泵殼11之間的距離為3cm IOcm的范圍內(nèi)，在圖2中 安裝在約5cm的位置。通過(guò)設(shè)置板14，能夠減少沉淀物從與泵殼11相對(duì)的開(kāi)口 17流入、或 者減少開(kāi)口 17的堵塞。此外，由于沉淀物的流入被抑制，因此能夠提高排出量的精度。圖6是變形例中的熔液供給泵106a的左視圖。在圖6的熔液供給泵106a中，桿 9分割為上側(cè)桿9a和下側(cè)桿％。而且，相對(duì)應(yīng)的桿9a和9b通過(guò)連接套管19連接。分割 的位置是假定的熔液114的液面高度。即，通過(guò)連接套筒19防止桿9a和9b暴露于液面。 液面的高度根據(jù)坯料的投入或根據(jù)熔液供給泵106進(jìn)行的熔液114的送出而變化。因此， 連接套管19的長(zhǎng)度以覆蓋假定的液面范圍20的方式確定。在熔解室110內(nèi)的熔液114的上部填充有保護(hù)氣體(惰性氣體)。但在現(xiàn)實(shí)中，保 護(hù)氣體由于熱而分解或活性化，腐蝕、磨耗與保護(hù)氣體接觸的液面附近的桿9或葉輪用軸 10。根據(jù)圖6的熔液供給泵106a，由于連接套筒19與液面接觸，因此更換連接套筒19即 可。即，由于不需要更換桿9，因此容易保養(yǎng)，能夠降低維護(hù)成本。另一方面，如果對(duì)葉輪用 軸10設(shè)置連接套筒，那么排出量的穩(wěn)定性可能受損，因而沒(méi)有制成套筒式。因此，關(guān)于葉輪用軸10，雖然需要根據(jù)磨耗度來(lái)進(jìn)行更換，但桿9幾乎在成本和工時(shí)方面均不存在問(wèn)題。在得到必要充分的排出量的精度的情況下，也可以與桿9 一樣將葉輪用軸10分 割，并通過(guò)連接套筒連接液面接觸部分。下面，對(duì)圖1的控制部120進(jìn)行的熔液供給泵106的控制方法進(jìn)行說(shuō)明?？刂撇?120根據(jù)容器104內(nèi)的熔液114的液面高度改變馬達(dá)1的轉(zhuǎn)數(shù)?？刂撇?20進(jìn)行控制使得轉(zhuǎn)子進(jìn)行工作期間和停止期間反復(fù)交替的間歇工作，其 中，在上述工作期間使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定時(shí)間，在停止期間使轉(zhuǎn)子停止一定時(shí)間。將通過(guò)1次工 作期間進(jìn)行的熔液114的排出稱為1次注料(shot)。圖7是表示圖1的鎂熔液供給裝置100的液面變化的圖。在初始狀態(tài)下，液 面高度為H[mm](以下，稱為基準(zhǔn)高度)。而且，每次注料，液面高度依次變化為hp h2、 h3......[mm]。這里，將各注料后的液面高度h與基準(zhǔn)高度H間的差值記為AH[mm]。理想地，希望熔液114的排出量在全部的注料中保持一定。但現(xiàn)實(shí)中，泵的能力根 據(jù)熔液導(dǎo)管102內(nèi)的熔液的高度級(jí)而變化，因此在排出時(shí)間保持一定的情況下，隨著每次 注料中液面高度減小，排出量也減少。通常，可以考慮通過(guò)控制坯料等材料的投入來(lái)使液面 高度保持一定，但在現(xiàn)實(shí)中，進(jìn)行控制以使得在全部的注料中液面高度不發(fā)生變化是困難 的。這里，為了解決該問(wèn)題，控制部120在每次注料時(shí)提高工作期間的馬達(dá)1的轉(zhuǎn)數(shù)。控制部120確定轉(zhuǎn)數(shù)N使其滿足下述式(1)，Ah = aXN2+b . . . (1)其中，Ah( = H_h)為基準(zhǔn)液面高度H與當(dāng)前液面高度h的差值(變化量)，a、b 為實(shí)數(shù)。假定容器104的表面積為S [mm2]、排出量V [mm3] —定，那么每次注料的液面高度 變化可通過(guò)Ahs = V/S [mm]來(lái)求得。于是，第k次注料的高度變化量Δ hk為Ahk = kX Ahs[mm]。由于表面積S和排出量V均為已知，因此控制部120能夠追蹤各注料的液面高度 h及變化量Ah。而且，根據(jù)變化量Ah對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行修正。式(1)中的參數(shù)a、b能夠 通過(guò)利用鎂熔液供給裝置100進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。另外，為了獲得液面高度的變化Ah，控制部120也可以具備液面高度傳感器。此 外，在因坯料等的投入而使液面高度上升時(shí)，控制部120將馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)重新設(shè)定為初始值， 再反復(fù)進(jìn)行相同的處理。由于投入的鎂材料的體積已知，因此通過(guò)計(jì)算可以獲得液面高度 的上升量。也可在控制部120中輸入告知坯料等投入的通知信號(hào)。另外，液面高度h可以 通過(guò)傳感器進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)進(jìn)行該控制，能夠較之于以往大幅改善每次注料的排出量的精度。基于實(shí)施方式，利用具體的語(yǔ)句對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但實(shí)施方式僅表示本發(fā)明 的原理、應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離權(quán)利要求書(shū)所規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)，存在許多 的變形例或配置的變更。
權(quán)利要求
1.鎂熔液供給泵，其特征在于，包括葉片泵，向熔液導(dǎo)管輸送被貯藏在容器中的鎂熔液；以及 控制部，控制所述葉片泵的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，其中，所述控制部根據(jù)所述容器內(nèi)的所述鎂熔液的液面高度改變所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的鎂熔液供給泵，其特征在于，所述控制部進(jìn)行控制使得所述轉(zhuǎn)子進(jìn)行工作期間和停止期間反復(fù)交替的間歇工作，并 在每個(gè)所述工作期間提高所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，其中，在所述工作期間使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定時(shí) 間，在所述停止期間使所述轉(zhuǎn)子停止一定時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鎂熔液供給泵，其特征在于，所述控制部確定轉(zhuǎn)數(shù)N使其滿足Ah = aXN2+b，其中，Ah為基準(zhǔn)液面高度與當(dāng)前液 面高度的差值，a、b為實(shí)數(shù)。
4.葉片泵的控制方法，該葉片泵向熔融導(dǎo)管輸送被貯藏在容器中的鎂熔液，其特征在 于，包括獲取基準(zhǔn)液面高度與當(dāng)前液面高度的差值A(chǔ)h的步驟；以及 根據(jù)所述差值A(chǔ)h控制所述葉片泵的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，確定轉(zhuǎn)數(shù)N使其滿足Ah = aXN2+b，其中，a、b為實(shí)數(shù)。
全文摘要
提供具有高供給精度的鎂熔液供給泵。葉片式的熔液供給泵(106)將貯藏在容器(104)中的鎂熔液(114)輸送到熔液導(dǎo)管(102)?？刂撇?120)根據(jù)容器(104)內(nèi)的鎂熔液(114)的液面高度改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)。控制部(120)進(jìn)行控制使得轉(zhuǎn)子進(jìn)行工作期間和停止期間反復(fù)交替的間歇工作，并在每個(gè)工作期間提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，其中，在所述工作期間使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定時(shí)間，在所述停止期間使轉(zhuǎn)子停止一定時(shí)間?？刂撇?120)確定轉(zhuǎn)數(shù)N使其滿足Δh＝a×N2+b，其中，Δh為基準(zhǔn)液面高度(H)與當(dāng)前液面高度(h)的差值，a、b為實(shí)數(shù)。
文檔編號(hào)B22D37/00GK102126020SQ201010623850
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者渡邊祥彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東海, 雅瑪頭株式會(huì)社