【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸造，具体涉及一种vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置。
技术介绍
1、co2水玻璃砂硬化工艺的关键在于co2气体对水玻璃粘结剂的硬化行为。多年来的实践表明，co2水玻璃砂强度低，存放性差，易过吹，主要是由于co2气体没有得到有效地控制。所以出现了真空置换硬化法(vacuum replacing hardening，简称vrh)、脉冲吹气法，微波硬化，吹热空气法。vrh-co2法造型具有铸型紧实度高、铸型表面质量好的优点，用该法制作的铸型生产铸钢件，其表面质量高、力学性能好。
2、采用vrh硬化方法，可以有效地控制co2吹气硬化工艺。但在实际生产中，存在生产不稳定，工艺控制难度大；铸型起模困难。
3、因此，有必要制备试验模拟装置，研究工艺参数对造型强度的影响规律。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，解决vrh实验中co2浪费的问题，减少水玻璃使用量，提高co2与水玻璃反应速率，保证砂型硬化的均匀性。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，包括：
4、第一部分，第一部分包含co2气源和第一减压器，所述第一减压器能够对co2气源中的co2进行初步减压；
5、第二部分，第二部分包含手动进气阀、第二减压器、1mpa压力传感器、节流阀、co2进气电
6、第三部分，第三部分包含vrh真空工作室、上盖、0-100℃温度变送器、0-100kpa压力传感器、0-100％co2气体传感器、第三减压器、手动放空阀、放空电磁阀和真空泵，所述vrh真空工作室、第三减压器、手动放空阀、放空电磁阀和真空泵依次连接，所述0-100％co2气体传感器安装在vrh真空工作室外桶壁，所述0-100℃温度变送器和0-100kpa压力传感器安装在上盖，实验时可随时观测仪表数据；
7、第四部分，第四部分包含放空电磁阀、co2回收电磁阀、流量计、1mpa压力传感器、co2回收缓冲罐和co2进气电磁阀，所述放空电磁阀安装在co2回收电磁阀上方，所述co2回收电磁阀、流量计、1mpa压力传感器、co2回收缓冲罐和co2进气电磁阀依次连接。
8、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，所述mcgs设备分别与0-100℃温度变送器、0-100kpa压力传感器、0-100％co2气体传感器信号相连。
9、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，所述上盖在实验时放置在vrh真空工作室上方，当实验结束后，通过取下上盖来取出砂型。
10、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，所述mcgs设备分别与co2回收电磁阀、流量计、1mpa压力传感器、co2进气电磁阀信号相连。
11、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，第一部分的第一减压器与第二部分的手动进气阀连接；第二部分的手动进气阀与第三部分的vrh真空工作室连接，实验时可将回收后的co2通入到第三部分的vrh真空工作室进行回收再利用；第三部分的真空泵与第四部分的co2回收电磁阀连接；第四部分的co2进气电磁阀与第二部分的co2流量计连接。
12、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，所述mcgs设备能够通过第二减压器、1mpa压力传感器、co2流量计对通入的co2进行设置。
13、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，所述mcgs设备能够通过0-100℃温度变送器、0-100kpa压力传感器、0-100％co2气体传感器对vrh真空工作室内co2与水玻璃的反应进程进行实时监测。
14、进一步地，上述vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置中，所述mcgs设备能够通过流量计、1mpa压力传感器来监测co2浓度，判断其是否需要回收，需要回收则控制co2回收电磁阀打开，不需要则打开放空电磁阀；当所述co2回收缓冲罐满后，将控制co2进气电磁阀打开，使回收的co2重复利用。
15、本专利技术还提供一种水玻璃砂型的co2吹气硬化及co2回收工艺，基于上述的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置实现，包括如下步骤：
16、s1、将水玻璃和原砂放入搅拌机中进行充分混合；混合好后将砂装至模具中按压紧实，处理完成后得到砂型试样，将砂型试样随模具一起置于vrh真空工作室中，将上盖放置在真空箱上；
17、s2、在mcgs设备屏幕上设置好一定的vrh真空工作室内压强，co2压强、浓度值、温度、通气时间、反应时间和规定的回收co2压强值和浓度值，点击开始；
18、s3、真空泵先抽取真空箱内空气达到设定的压强，co2气罐及减压阀组通入的co2先经减压器降低了压强，又经流量计降低了流量，最后经过加热器改变了温度，输送至vrh真空工作室内；到达通入时间后，关闭co2通气阀，co2与水玻璃砂型静置反应，到达反应时间后，真空泵抽取vrh真空工作室内co2；
19、s4、反应过后的co2会经过流量计和1mpa压力传感器，如此时co2浓度达到回收标准，mcgs设备将控制co2回收电磁阀开启，co2将进入co2回收缓冲罐，如未达到规定浓度，mcgs设备将控制放空电磁阀开启，co2将进入空气中，此时可打开手动放空阀破坏真空状态，待mcgs设备屏幕上vrh真空工作室内压强变回0，打开上盖，取出模具，得到水玻璃砂型。
20、进一步地，步骤s1中，水玻璃溶液模数为2～5，水玻璃溶液加入量为原砂质量的2.5～5％，水玻璃和原砂混合时间为1～2min；
21、步骤s2中，mcgs设备设置抽真空范围为-80～0kpa，通气时间设置为10s～2min，硬化反应时间设置为10s～2min，加热温度设置为20～80℃。
22、本专利技术的有益效果是：
23、1、本专利技术提供了一种智能的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂装置系统，通过mcgs控制减压器、气体加热器和流量计对通入的co2进行控制，使其在通入真空室之前能达到最合适的值，同时mcgs与真空室的0-100％ co2气体传感器、0-100℃温度变送器和0-100kpa压力传感器，可实时监控co2与水玻璃的反应进程，整个实验的流程都可在mcgs设备屏幕上实时观测，也能对实验数值进行保存，方便记录和保存。防止co2过吹，砂型质量受影响。减少水玻璃加入量，让旧砂更容易再次利用。
24、2、本专利技术提供了一种智能的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述MCGS设备(2-8)分别与0-100℃温度变送器(3-3)、0-100Kpa压力传感器(3-4)、0-100％CO2气体传感器(3-5)信号相连。
3.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述上盖(3-2)在实验时放置在VRH真空工作室(3-1)上方，当实验结束后，通过取下上盖(3-2)来取出砂型。
4.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述MCGS设备(2-8)分别与CO2回收电磁阀(4-2)、流量计(4-3)、1Mpa压力传感器(4-4)、CO2进气电磁阀(4-6)信号相连。
5.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，第一部分的第一减压器(1-2)与第二部分的手动进气阀(2-1)连接；第二部分的手动进气阀(2-1)与第三部分的VRH真空工作室(3-1)连接，实验时可
6.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述MCGS设备(2-8)能够通过第二减压器(2-2)、1Mpa压力传感器(2-3)、CO2流量计(2-6)对通入的CO2进行设置。
7.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述MCGS设备(2-8)能够通过0-100℃温度变送器(3-3)、0-100Kpa压力传感器(3-4)、0-100％CO2气体传感器(3-5)对VRH真空工作室内CO2与水玻璃的反应进程进行实时监测。
8.根据权利要求1所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述MCGS设备(2-8)能够通过流量计(4-3)、1Mpa压力传感器(4-4)来监测CO2浓度，判断其是否需要回收，需要回收则控制CO2回收电磁阀(4-2)打开，不需要则打开放空电磁阀(4-1)；当所述CO2回收缓冲罐(4-5)满后，将控制CO2进气电磁阀(4-6)打开，使回收的CO2重复利用。
9.一种水玻璃砂型的CO2吹气硬化及CO2回收工艺，基于权利要求1-8任一项所述的VRH-CO2法智能硬化水玻璃砂试验装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的水玻璃砂型的CO2吹气硬化及CO2回收工艺，其特征在于，步骤S1中，水玻璃溶液模数为2～5，水玻璃溶液加入量为原砂质量的2.5～5％，水玻璃和原砂混合时间为1～2min；
...【技术特征摘要】
1.一种vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述mcgs设备(2-8)分别与0-100℃温度变送器(3-3)、0-100kpa压力传感器(3-4)、0-100％co2气体传感器(3-5)信号相连。
3.根据权利要求1所述的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述上盖(3-2)在实验时放置在vrh真空工作室(3-1)上方，当实验结束后，通过取下上盖(3-2)来取出砂型。
4.根据权利要求1所述的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，所述mcgs设备(2-8)分别与co2回收电磁阀(4-2)、流量计(4-3)、1mpa压力传感器(4-4)、co2进气电磁阀(4-6)信号相连。
5.根据权利要求1所述的vrh-co2法智能硬化水玻璃砂试验装置，其特征在于，第一部分的第一减压器(1-2)与第二部分的手动进气阀(2-1)连接；第二部分的手动进气阀(2-1)与第三部分的vrh真空工作室(3-1)连接，实验时可将回收后的co2通入到第三部分的vrh真空工作室(3-1)进行回收再利用；第三部分的真空泵(3-9)与第四部分的co2回收电磁阀(4-2)连接；第四部分的co2进气电磁阀(4-6)与第二部分的co2流量计(2-6)连接。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李灿华，张琳琳，王瑞营，陈继平，黄毅春，于彦奇，都刚，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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