模具烘烤预热装置和方法

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体而言，涉及一种模具烘烤预热装置和方法。

背景技术

大型铝合金铸件在进行金属型铸造时，由于铸造工艺要求，需要对模具进行烘烤加热，以达到生产工艺所需温度。常规的大功率单火喷嘴或多火喷嘴烘烤方式。大型铝铸件模具型腔大且结构复杂，常规大功率单火喷嘴烘烤易使得模具受热不均匀，难以保证铸造工艺所需的温度要求，进而导致铸件产生气孔、缩孔等缺陷；同时还会导致模具不同部位变形抗力不一，进而发生模具变形开裂等问题，降低模具寿命。此外，现有的烘烤预热装置作业过程中，采用人工获取模具表面温度，准确性差，可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模具烘烤预热装置和方法，其能够实现模具表面温度的自动化监测，并且依据模具表面温度来控制模具的烘烤预热，使模具受热均匀，模具不同部位变形抗力一致，模具不易出现缺陷，烘烤预热质量高，模具的寿命长。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种模具烘烤预热装置，包括：

空气输送模块、天然气输送模块、混合器、表面燃烧器、温度传感器和控制器，空气输送模块以及天然气输送模块均与混合器连通，混合器用于将空气和天然气混合形成的混合气体输送至表面燃烧器；空气输送模块、天然气输送模块和温度传感器均与控制器通信连接，温度传感器用于监测模具的表面温度且将温度信息传输至控制器，控制器用于依据温度信息控制空气输送模块以及天然气输送模块的工作状态。

在可选的实施方式中，空气输送模块包括空气过滤器、空气消音器以及风机，空气过滤器设有进气口和出气口，出气口与空气消音器连通，空气消音器和风机均与混合器连通；风机用于使混合器内部产生负压，以利用负压将空气从进气口引入，从而使空气进入混合器内；风机与控制器通信连接。

在可选的实施方式中，天然气输送模块包括天然气接头、天然气过滤器和天然气控制阀门，天然气接头与天然气过滤器连通，天然气过滤器与混合器连通，天然气控制阀门设于混合器上，用于控制天然气的进气量；天然气控制阀门与控制器通信连接。

在可选的实施方式中，混合器设置为文丘里混合器。

在可选的实施方式中，表面燃烧器上设置有点火器。

在可选的实施方式中，表面燃烧器与混合器可拆卸地连接。

在可选的实施方式中，模具烘烤预热装置还包括机架，空气输送模块、天然气输送模块和混合器均设于机架上。

在可选的实施方式中，机架设置为可伸缩结构，以调节表面燃烧器与待烘烤模具之间的距离。

在可选的实施方式中，表面燃烧器包括外框和均火板，均火板设置有连通的且在同一平面内排布的多个出气孔，外框与混合器连接，多个出气孔均与混合器的混合气出口连通。

第二方面，本发明提供一种模具烘烤预热方法，适用于前述实施方式中任一项的模具烘烤预热装置，该方法包括：

控制器获取温度传感器监测的模具表面的温度信息，并依据该温度信息控制空气输送模块和天然气输送模块的工作状态，以调节空气和天然气的混合比例，从而控制表面燃烧器呈阶段式对模具进行烘烤预热。

本发明实施例的有益效果是：

本实施例提供的模具烘烤预热装置，空气输送模块输送的空气与天然气输送模块输送的天然气输送至混合器进行混合，混合后的混合气体从混合器进入到表面燃烧器，然后在表面燃烧器处燃烧，从而利用火焰对模具进行烘烤预热处理。同时，在热处理过程中，模具表面的温度通过温度传感器进行实时监控，温度的监测结果准确性高，且自动化程度高，效率高。温度传感器获取的温度信息传输至控制器，控制器依据温度信息对空气输送模块和天然气输送模块进行控制，从而调节表面燃烧器的工作状态，能够对模具分阶段进行烘烤加热，从而使模具控温精准，受热均匀，变形一致，热处理质量高，模具不易出现缺陷，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的模具烘烤预热装置的一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例的模具烘烤预热装置的另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例的模具烘烤预热装置的控制流程示意图。

图标:

100-空气输送模块；110-空气过滤器；120-空气消音器；130-空气管道；140-风机；200-天然气输送模块；210-天然气接头；220-天然气过滤器；230-天然气控制阀门；240-天然气管道；300-混合器；400-表面燃烧器；410-点火器；420-外框；430-均火板；500-温度传感器；600-控制器；700-机架。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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发明中的具体含义。

目前，模具烘烤预热的设备采用单喷头或多喷头模具表面加热，加热过程中，人工监测模具表面温度，如此，温度监测结果不准确，从而影响模具的表面加热作业，模具表面加热效果差，铸件成型质量差，模具使用寿命短。

请参阅图1-图3，鉴于此，设计者设计了一种模具烘烤预热装置，自动监测模具表面温度，温度监测结果准确性高，利用温度信息反馈至控制器600，自动化控制火焰温度，提高模具烘烤预热质量，模具加热质量高，使用寿命长。

请参阅图1和图2，本实施例中，模具烘烤预热装置包括空气输送模块100、天然气输送模块200、混合器300、表面燃烧器400、温度传感器500和控制器600。空气输送模块100以及天然气输送模块200均与混合器300连通，混合器300用于将空气和天然气混合形成的混合气体输送至表面燃烧器400；空气输送模块100、天然气输送模块200和温度传感器500均与控制器600通信连接，温度传感器500用于监测模具的表面温度且将温度信息传输至控制器600，控制器600用于依据温度信息控制空气输送模块100以及天然气输送模块200的工作状态。

本实施例中，空气输送模块100输送的空气与天然气输送模块200输送的天然气输送至混合器300进行混合，混合后的混合气体从混合器300进入到表面燃烧器400，然后在表面燃烧器400处燃烧，从而利用燃烧产生的火焰对模具进行烘烤预热热处理。同时，在热处理过程中，模具表面的温度通过温度传感器500进行实时监控，温度的监测结果准确性高，且自动化程度高，效率高。温度传感器500获取的温度信息能够及时地传输至控制器600，控制器600依据温度信息对空气输送模块100和天然气输送模块200进行控制，从而调节表面燃烧器400的工作状态，能够对模具分阶段进行烘烤加热，从而使模具温度精准，受热均匀，变形一致，热处理质量高，模具不易出现缺陷，使用寿命长。

需要说明的是，控制器600控制空气输送模块100和天然气输送模块200的工作状态时，主要是控制空气输送模块100输送空气的量，以及控制天然气模块输送天然气的量，从而调节空气和天然气的混合比例，以在不同阶段形成设定比例的混合气输送至表面燃烧器，调节火焰大小，以适应不同阶段的模具加热。

例如，在烘烤预热的初始阶段时，此时模具表面温度低，与所设计的模具所要达到的最终温度温差大，此时，温度传感器500获取到模具表面温度较低，反馈给控制器600后，控制器600控制空气输送模块100和天然气输送模块200输送较大量的空气和天然气至混合器300，混合后输送到表面燃烧器400进行燃烧。此时，火焰较大，温度高，能够对模具表面进行快速加热。然后，当模具表面的温度上升后，温度传感器500监测到温度值达到中间设定温度时，中间设定温度与最终温度温差减小，此时，控制器600依据温度信息调小空气量和天然气量，火焰减小，模具温度缓慢上升，避免模具温度超出最终温度，如此，能够实现模具的阶段式加热，每个阶段能够通过温度传感器500监测到模具实时温度后反馈至控制器600，通过控制器600自动控制空气输送模块100和天然气输送模块200的送气量，最终实现表面燃烧器400的火焰大小的控制，使得在每个阶段模具均受热均匀，模具受热过程中温度稳定上升，便于控制模具温度，模具加热完成时模具的实时温度与最终温度温差小，模具的热处理质量高，模具的使用寿命长。

应当理解，阶段式烘烤预热是阶段数量按需设置，可以分为两个阶段、三个阶段或四个阶段等，本实施例中不进行具体限制。

本实施例中，可选的，空气输送模块100包括空气过滤器110、空气消音器120、空气管道130和风机140，空气过滤器110设有进气口和出气口，出气口与空气消音器120连通，空气消音器120通过空气管道130与混合器300连通，风机140设于混合器300上且与混合器300连通。风机140用于使混合器300内部产生负压，以利用负压将空气从空气过滤器110的进气口引入，从而使空气依次经过空气过滤器110、空气消音器120和空气管道130后进入混合器300内；风机140与控制器600通信连接，控制器600依据温度传感器500监测得到的温度信息控制风机140的工作状态，从而调节空气量。

本实施例中，可选的，天然气输送模块200包括天然气接头210、天然气过滤器220、天然气控制阀门230和天然气管道240。天然气接头210用于与气源连接，天然气接头210通过天然气管道240与天然气过滤器220连通，天然气过滤器220与混合器300连通。天然气控制阀门设于混合器300上，用于控制天然气的进气量。天然气控制阀门与控制器600通信连接，控制器600依据温度传感器500监测得到的温度信息控制天然气阀门的工作状态，从而调节天然气输送量。

本实施例中，可选的，混合器300设置为文丘里混合器300，混合器300上还可以设置气压开关，气压开关与控制器600通信连接。

需要说明的是，风机140、天然气阀门、气压开关和温度传感器500均可以通过无线模块与控制器600通信连接，或者，风机140、天然气阀门、气压开关和温度传感器500均可以通过数据线与控制器600通信连接。

并且，当温度传感器500监测到模具表面的温度满足最终设定温度范围时，例如，最终温度为300℃，最终设定温度范围为290℃-310℃，控制器600依据温度信息可以直接关闭天然气阀门和风机140，从而停止对模具的烘烤预热。

本实施例中，可选的，表面燃烧器400上设置有点火器410，点火器410为自动点火结构，自动化程度高。

在其他实施例中，表面燃烧器400与混合器300可拆卸地连接，如此，便于根据模具型号更换对应的表面燃烧器400，降低成本，扩大使用范围。例如，混合器300上设置有第一接头，每个表面燃烧器400上设置有第二接头，不同型号尺寸的表面燃烧器400上的第二接头均能够与第一接头可拆卸地连接，在烘烤预热模具时，先根据模具的型号尺寸选择合适的表面燃烧器400，将表面燃烧器400的第二接头与混合器300上的第一接头对接。

可选的，第一接头和第二接头可以为相互配合的法兰结构。

可选的，表面燃烧器400包括外框420和均火板430，均火板430设置有连通的且在同一平面内排布的多个出气孔，外框420与混合器300连接，多个出气孔均与混合器300的混合气出口连通。通过设置均火板430，从表面燃烧器400的多个出气孔喷出的火焰均匀，能够对模具表面进行均匀加热，模具加热效果好。

本实施例中，可选的，模具烘烤预热装置还包括机架700，空气输送模块100、天然气输送模块200和混合器300均设于机架700上。模具烘烤预热装置的结构紧凑，占用空间小，便于布设，也便于调节位置。

可选的，机架700设置为可伸缩结构，以调节表面燃烧器400与待烘烤模具之间的距离。例如，当模具的高度较低时，此时，调低机架700的高度，使表面燃烧器400与模具之间的距离减小，以满足需求。同理，当模具的高度较高时，对应的调高机架700的高度，表面燃烧器400的高度增加，满足与模具之间的距离需求即可。表面燃烧器400的高度能够根据不同尺寸类型的模具相应调整，使用灵活，使用范围广，加热效果好。

应当理解，机架700的伸缩运动可以通过气缸或液压缸等实现。

本实施例提供的模具烘烤预热装置，能够实现模具表面温度的自动化监测，并且依据模具表面实时温度来控制模具的烘烤预热，使模具受热均匀，模具不同部位变形抗力一致，模具不易出现缺陷，烘烤预热质量高，模具的寿命长。

请参阅图3，本实施例还提供了一种模具烘烤预热方法，适用于前述实施例的模具烘烤预热装置，该方法包括：

控制器600获取温度传感器500监测的模具表面的温度信息，并依据该温度信息控制空气输送模块100和天然气输送模块200的工作状态，以调节空气和天然气的混合比例，从而控制表面燃烧器400呈阶段式对模具进行烘烤预热；在模具表面温度达到预设温度范围时，控制器600控制空气输送模块100和天然气输送模块200停止作业，停止加热。

采用阶段式对模具进行加热，并且每个阶段能够通过温度传感器500监测到模具实时温度后反馈至控制器600，通过控制器600自动控制空气输送模块100和天然气输送模块200的送气量，最终实现表面燃烧器400的火焰大小的控制，使得在每个阶段模具均受热均匀，模具受热过程中温度稳定上升，便于控制模具温度，模具加热完成时模具的实时温度与最终温度温差小，模具的热处理质量高，模具的使用寿命长。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。