本发明涉及镁合金及其他合金铸造生产设备技术领域，特别是涉及一种镁合金快速熔化装置及其定量控制出料系统。

背景技术：

目前，镁合金作为目前最轻的金属结构材料，具有广泛的应用前景，特别是在当前节能减排的世界工业发展趋势之下，镁合金材料因为其比重轻、可回收及资源丰富等特点成为多个行业的首选材料，比如汽车、高铁、航空、建材以及电子等行业。因此，镁合金材料一度被称为“21世纪最有发展前景的绿色工程材料”。

但长期以来，镁合金的生产加工过程中存在如下问题：

1、镁合金由于其化学性质活泼，熔化之后的镁合金更加易燃易爆，在熔炼和铸造过程都需要采用熔剂或者保护气体(sf6、so2或者hfc134a以及n2等混合气)或其他溶剂保护，熔炼和铸造会产生大量废气污染环境，因此冶炼环节污染是主要问题。

2、镁合金材料在精加工环节，比如压铸或者砂型铸造生产，需要镁合金重熔成液态，然后浇注入模具成型制造产品，目前现有技术是根据压铸机的大小配备500～3000kg不同容量的镁合金熔化炉把镁合金熔化成液体，在重熔过程中需要耗费大量能量。

3、在熔炼和铸造过程的设备自动化水平低，熔化保温过程中产生的氧化渣需要配备人工清理，需要人工维护，人工成本高且效率低下；同时熔炼和铸造过程的环境恶劣，危险性高，严重危害工人健康。

4、镁合金在熔化保温过程中产生的氧化渣造成材料杂质含量增高，影响铸件产品的品质。

技术实现要素：

本发明提供一种镁合金快速熔化装置及其定量控制出料系统以解决现有技术镁合金生产加工过程中出现的污染环境，耗能高且耗费人力，质量和效率低下，工作环境危险性高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种镁合金快速熔化装置，其包括浇嘴机构、气压出料机构、提升送料机构、推锭进料机构、顶升送料机构、液压缸和熔化装置，所述浇嘴机构的进料端连接于所述气压出料机构的出料端，所述气压出料机构的进料端连接于所述熔化装置的出料端；所述推锭进料机构的一端连接于所述熔化装置，以将原材料推送至所述熔化装置；所述液压缸的缸体连接到所述熔化装置，所述液压缸的活塞杆连接于所述推锭进料机构，以带动所述推锭进料机构进行推送原材料的动作；所述顶升送料机构的一端可转动地连接于所述熔化装置，以将原材料由所述推锭进料机构的初始位顶至所述推锭进料机构的上料位；所述提升送料机构与所述顶升送料机构正对设置，以提升多个原材料至所述推锭进料机构的初始位。

作为优选方案，所述推锭进料机构包括导向滑轨、推锭板和顶柱，所述导向滑轨一端连接于所述熔化装置的进料端，所述推锭板可滑动地连接于所述导向滑轨，所述液压缸的活塞杆连接于所述推锭板，所述顶柱一端连接到所述推锭板上，且所述顶柱与所述熔化装置平行设置，所述顶柱与所述熔的进料口正对设置。

作为优选方案，该装置还包括第一加热装置，所述第一加热装置包裹于所述熔化装置外侧，以将原材料熔化。

作为优选方案，顶升送料机构包括气缸和托板，所述托板的一端转动地连接于所述熔化装置，所述气缸的活塞杆转动地连接于所述托板的另一端，且所述气缸的缸体转动地连接到固定架上。

作为优选方案，所述顶升送料机构还包括输送板，所述输送板的一端连接于所述托板，所述输送板的另一端延伸至所述提升送料机构的出料端，以引导原材料由所述提升送料机构的出料端至所述托板。

作为优选方案，所述熔化装置和所述气压出料机构的连接处设置有隔热减流板，所述隔热减流板上设置有多个通孔，多个所述通孔均匀布置，以使得所述隔热减流板限定未熔化的原材料于所述熔化装置内。

作为优选方案，气压出料机构包括第一导气管、第二导气管和熔体缓存区，所述第一导气管的出气端伸入到所述熔体缓存区的内腔底，所述第二导气管的出气端伸入到所述熔体缓存区的内腔顶，所述熔体缓存区的进液端连接到所述熔化装置的出液端，所述熔体缓存区的出液端与所述浇嘴机构相连接。

作为优选方案，所述熔体缓存区的进液端和所述熔化装置在竖直方向上的高度相同设置，且所述熔化装置与水平面之间的角度a的取值范围为：10°≤a≤80°，所述引导管与水平面之间的角度b的取值范围为:10°≤a≤80°；所述熔体缓存区在竖直方向上的高度大于所述引导管在竖直方向上的高度。

作为优选方案，所述熔体缓存区外侧包裹有第二加热装置。

作为优选方案，所述气压出料机构还包括搅拌叶和电机，所述电机的壳体连接到所述熔体缓存区，所述电机的电机轴延伸到所述熔体缓存区的内腔，且所述电机的电机轴连接于所述搅拌叶，所述搅拌叶位于所述熔体缓存区的内腔底端。

本发明还提供了一种镁合金快速熔化装置的定量控制出料系统，所述系统包括控制器、第一压力传感器、第二压力传感器、伺服电机和调压阀体；所述第一压力传感器，用于获取氩气源的排气端的压力值大小；所述第二压力传感器，用于获取氮气源的排气端动态压力值的大小；所述控制器，用于根据接收到的所述压力值和动态压力值来反馈信号到所述伺服电机，以控制调压阀体的开度；当所述熔体缓存区内氮气压力达到预设阈值时，所述熔体缓存区内液态的原材料被压出所述熔体缓存区，且由所述浇嘴机构将液态的原材料排出。

作为优选方案，所述系统还包括氩气瓶、氮气瓶、氩气管和氮气管；所述氩气管的一端连接于所述氩气瓶，所述氩气管的另一端连接于所述第一导气管的进气端；所述氮气管的一端连接于所述氮气瓶，所述氮气管的另一端连接于所述第二导气管的进气端。

作为优选方案，所述第一压力传感器设置于所述氩气罐与所述第一导气管之间，且所述第一压力传感器连接到所述氩气管上；所述第二压力传感器设置于所述氮气罐与所述第一导气管之间，且所述第二压力传感器连接到所述氮气管上；所述调压阀体连接到所述氮气管，且所述调压阀体位于所述氩气瓶与所述第二压力传感器之间。

作为优选方案，所述控制器电性连接于所述第一压力传感器，所述控制器电性连接于第二压力传感器，所述伺服电机电性连接于所述控制器，且所述伺服电机的电机轴连接于所述控制调压阀体。

作为优选方案，所述系统还包括三通管件和排气电磁阀，所述三通管件连接到所述氮气管，且所述三通管件位于所述压力传感器和所述第二导气管之间，所述排气电磁阀连接到所述三通管件上；所述排气电磁阀电性连接于所述控制器，且所述控制器根据所述动态压力值反馈信号到所述排气电磁阀。

作为优选方案，所述系统还包括第一开关电磁阀、第二开关电磁阀、第三开关电磁阀、手动开关和进气电磁阀，所述第一开关电磁阀和所述手动开关均连接到所述氩气管，所述第二开关电磁阀体、第三开关电磁阀体和进气电磁阀均连接到所述氮气管；所述第一开关电磁阀位于所述第一压力传感器与所述氩气罐之间；所述第二开关电磁阀位于所述调压阀体所述氮气罐之间；所述第三开关电磁阀位于所述调压阀体和所述第二压力传感器之间；所述手动开关位于所述第一压力传感器和所述第一开关电磁阀之间；所述进气电磁阀位于所述第二压力传感器和所述三通管件之间。

作为优选方案，所述系统还包括氩气流量计，安装到所述氩气管上，且所述氩气流量计位于所述第一开关电磁阀体与所述手动开关之间。

本申请中的镁合金快速熔化装置设置的熔化装置具有很好的气密性，不再需要保护气，实现了镁合金无污染的熔炼和铸造过程；不需设置保护气避免了镁合金在熔化保温过程中被保护气体氧化产生氧化渣，提升了镁合金生产的质量，且降低了人工成本；通过第一加热装置的设置，降低了耗能；通过将镁合金快速熔化装置设置于封闭体系环境中，避免了工人接触危险环境，保证了工人的健康；且镁合金快速熔化装置配合应用定量控制出料系统，系统熔炼和铸造的过程无需人工操，提升了镁合金熔炼和铸造设备的自动化水平，保证了安全性，大大提升了熔炼和铸造的效率，且实现了精准控制出汤量，保证了本装置的准确性，实现生产安排的灵活。

附图说明

图1是本发明实施例一种镁合金快速熔化装置的结构示意图之一；

图2是本发明实施例一种镁合金快速熔化装置的结构示意图之一；

图3是本发明实施例一种镁合金快速熔化装置的结构示意图之一；

图4是本发明实施例一种镁合金快速熔化装置的定量控制出料系统的示意图。

图中，

1、浇嘴机构；

2、气压出料机构；21、第一导气管；22、第二导气管；23、熔体缓存区；24、引导管；25、隔热减流板；

3、提升送料机构；

4、推锭进料机构；41、导向滑轨；42、推锭板；43、顶柱；

5、顶升送料机构；51、气缸；52、托板；53、输送板；

6、液压缸；

7、熔化装置；71、第一加热装置；

8、固定架；

91、第一压力传感器；92、第二压力传感器；93、伺服电机；94、调压阀体；95、氩气瓶；951、氩气管；952、氩气流量计；96、氮气瓶；961、氮气管；97、三通管件；98、排气电磁阀；991、第一开关电磁阀；992、第二开关电磁阀；993、第三开关电磁阀；994、手动开关；995、进气电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

下文是结合附图1-4对本发明的优选的实施例说明。

如图1-3所示，本发明的实施例优选实施了一种镁合金快速熔化装置，其包括浇嘴机构1、气压出料机构2、提升送料机构3、推锭进料机构4、顶升送料机构5、液压缸和熔化装置7，浇嘴机构1的进料端连接于气压出料机构2的出料端，气压出料机构2的进料端连接于熔化装置7的出料端；推锭进料机构4的一端连接于熔化装置7，以将原材料推送至熔化装置7；液压缸的缸体连接到熔化装置7，液压缸的活塞杆连接于推锭进料机构4，以带动推锭进料机构4进行推送原材料的动作；顶升送料机构5的一端可转动地连接于熔化装置7，以将原材料由推锭进料机构4的初始位顶至推锭进料机构4的上料位；提升送料机构3与顶升送料机构5正对设置，以提升多个原材料至推锭进料机构4的初始位。本申请中的镁合金快速熔化装置实现了无污染生产，降低了能耗，减少了人工，且不会产生氧化渣；该装置在封闭体系中工作，且采用的定量控制出料系统，能够实现自动化生产，提升安全性能的同时，保证了熔炼和铸造的质量和效率，且能够精确控制出汤量，实现生产安排的灵活。

需要说明的是，本申请中的镁合金快速熔化装置的熔化装置7内腔的形状构造与镁合金原材料的形状相同，该形状构造可以保证熔化装置7内的气密性，确保镁合金熔化工作在封闭体系中进行，不再需要其他保护气体，实现了无污染的生产过程；同时避免了镁合金材料被保护气体氧化产生氧化渣，无需人工清理，节省人工、且不会由于镁液氧化产生燃烧爆炸的问题，安全性大大提升。推锭进料机构4的一端与熔化装置7相连接，另一端与固定架8上端相连接，能够促使原材料在液压缸活塞杆的作用下推送进熔化装置7。

具体的，推锭进料机构4包括导向滑轨41、推锭板42和顶柱43，导向滑轨41一端连接于熔化装置7的进料端，推锭板42可滑动地连接于导向滑轨41，液压缸的活塞杆连接于推锭板42，顶柱43一端连接到推锭板42上，且顶柱43与熔化装置7平行设置，顶柱43与熔化装置7的进料口正对设置。

需要说明的是，推锭进料机构4的上料位处于顶柱43的自由端与熔化装置7的进料口之间位置，上料位置与顶柱43和熔化装置7正对且平行，推锭板42在液压缸活塞杆的作用下沿导向滑轨41滑动将原材料推送至进料口，使原材料进入熔化装置7；推锭板42上可安装有滑块，将滑块连接到滑轨上，以实现推锭板42在滑轨上滑动。

另外需要说明的是，镁合金快速熔化装置的整体构造是倾斜设置的，便于熔化后的原材料流入熔体缓存区23。

具体的，镁合金快速熔化装置还包括第一加热装置71，第一加热装置71包裹于熔化装置7外侧。

需要说明的是，第一加热装置71优选的采用感应加热圈，且感应加热圈均匀的设置在熔化装置7的外壁上，且感应加热圈可感应到熔化装置内是否有原材料，可实现实时或间断性加热；同时使进入熔化装置7的原材料能够均匀受热并快速熔化，第一加热装置71的加热方式具有很好的安全性能，同时比原始的镁合金熔化装置熔化方式节能30％，保证了本发明镁合金快速熔化装置的节能环保性能。

具体的，顶升送料机构5包括气缸51和托板52，托板52的一端转动地连接于熔化装置7，气缸51的活塞杆转动地连接于托板52的另一端，且气缸51的缸体转动地连接到固定架8上。

需要说明的是，气缸51的缸体的底端与固定架8相连接。

具体的，顶升送料机构5还包括输送板53，输送板53的一端连接于托板52，输送板53的另一端延伸至提升送料机构3的出料端，以引导原材料由提升送料机构3的出料端至托板52。

需要说明的是，提升送料机构3的出料端高于托板52，即输送板53是倾斜设置的，使得输送板53能够引导原材料由提升送料机构3的出料端至托板52上。

具体的，熔化装置7和气压出料机构2的连接处设置有隔热减流板25，隔热减流板25上设置有多个通孔，多个通孔均匀布置，以使得隔热减流板25限定未熔化的原材料于熔化装置7内。

需要说明的是，隔热减流板25上均匀布置的多个通孔，使得熔化装置7内未熔化的原材料不能通过气压出料机构2的隔热减流板25流入浇嘴机构1内，未熔化的原材料将会被留存在熔化装置7内，且通过隔热减流板25可以减缓熔化后的原材料由熔化装置7流入熔体缓存区23。

具体的，气压出料机构2包括第一导气管21、第二导气管22、熔体缓存区23和引导管24，第一导气管21的出气端伸入到熔体缓存区23的内腔底，第二导气管22的出气端伸入到熔体缓存区23的内腔顶，熔体缓存区23的进液端连接到熔化装置7的出液端，引导管24的一端连接到熔体缓存区23的出液端。

具体的，引导管24和熔化装置7在竖直方向上的高度相同设置，且熔化装置7与水平面之间的角度a的取值范围为：10°≤a≤80°，引导管24与所述水平面之间的角度b的取值范围为:10°≤a≤80°；熔体缓存区23在竖直方向上的高度大于引导管24在竖直方向上的高度。

在此需要说明的是，引导管24和熔化装置7在竖直方向上的高度相同设置，避免了因液态的原材料的在引导管24和熔化装置7内的液面高度产生的压强而影响本发明镁合金快速熔化装置出料的精准度；且所述熔化装置7与水平面之间的角度a的取值范围为：10°≤a≤80°可保证熔化装置7内的液态的原材料具有很好的流动性，所述引导管24与水平面之间的角度b的取值范围为:10°≤a≤80°可保证引导管24内的液态的原材料具有很好的流动性，且可提升本装置应用的定量控制出料系统的出料速率；熔体缓存区23在竖直方向上的高度大于引导管24在竖直方向上的高度，使得第二导气管22的出气端始终处于液态原材料液面以上，保证了本发明的镁合金快速熔化装置的工作稳定性。

具体的，熔体缓存区23外侧包裹有第二加热装置。

需要说明的是，第二加热装置优选的采用加热丝，且加热丝均匀的缠绕在熔体缓存区23的外壁上，可以保持熔体缓存区23内部的温度，使熔化了的原材料不至于结晶，即使熔体缓存区23内储存的熔化了的原材料保持熔化的状态并可以对未完全熔化的原材料进行二次熔化。

具体的，气压出料机构2还包括搅拌叶和电机，电机的壳体连接到熔体缓存区23，电机的电机轴延伸到熔体缓存区23的内腔，且电机的电机轴连接于搅拌叶，搅拌叶位于熔体缓存区23的内腔底端。

需要说明的是，熔体缓存区23内熔化了的原材料在搅拌叶的作用下处于流动状态，能够在电机的作用下由熔体缓存区23流入引导管24内，进而流入浇嘴机构1排出。

如图4所示，本发明的实施例还优选实施了一种基于镁合金快速熔化装置的定量控制出料系统，镁合金快速熔化装置的定量控制出料系统包括控制器、第一压力传感器91、第二压力传感器92、伺服电机93和调压阀体94；第一压力传感器91，用于获取氩气源的排气端的压力值的大小；第二压力传感器92，用于获取氮气源的排气端的动态压力值的大小；控制器，用于根据接收到的压力值和动态压力值来反馈信号到伺服电机93，以控制调压阀体94的开度；当熔体缓存区23内氮气压力达到预设阈值时，熔体缓存区23内液态的原材料被压出熔体缓存区23，且由浇嘴机构1将液态的原材料排出。

具体的，该定量控制出料系统还包括氩气瓶95、氮气瓶96、氩气管951和氮气管961；氩气管951的一端连接于氩气瓶95，氩气管951的另一端连接于第一导气管21的进气端，以实现氩气瓶951为熔体缓存区23内提供稳定量的氮气；氮气管961的一端连接于氮气瓶96，氮气管961的另一端连接于第二导气管22的进气端。

需要说明的是，氮气管961的一端连接于氮气瓶96，氮气管961的另一端连接于第二导气管22的进气端，使得氮气瓶96向熔体缓存区23内腔提供氮气，本发明的镁合金快速熔化装置的定量控制出料系统通过控制氮气管961内的氮气量，以实现调控熔体缓存区23内的氮气气压值，进而精准地将液态的原材料压出熔体缓存区23并由浇嘴机构排出本发明的镁合金快速熔化装置，保证了本发明装置的精准性。

具体的，第一压力传感器91设置于氩气罐与第一导气管21之间，且第一压力传感器91连接到氩气管951上；第二压力传感器92设置于氮气罐与第二导气管22之间，且第二压力传感器92连接到氮气管961上；调压阀体94连接到氮气管961，且调压阀体94位于氩气瓶95与第二压力传感器92之间。

需要说明的是，第一压力传感器91设置于氩气罐与第一导气管21之间，第一压力传感器91与氩气管951相连接，可使得第一压力传感器91获取到氩气管951内的压力值。第二压力传感器92设置于氮气罐与第二导气管22之间，第二压力传感器92与氮气管961相连接，调压阀体94设置于氩气管951与第二压力传感器92之间，使第二压力传感器92可以及时获取氩气管951内的动态压力值。

具体的，控制器电性连接于第一压力传感器91，控制器电性连接于第二压力传感器92，伺服电机93电性连接于控制器，且伺服电机93的电机轴连接于控制调压阀体94。

需要说明的是，控制器电性连接于第一压力传感器91，使得控制器可接收第一压力传感器91传输出的压力值；控制器电性连接于第二压力传感器92，控制器可以接收第二压力传感器92传输出的动态压力值；伺服电机93电性连接于控制器，可以接收控制器反馈来的信号；伺服电机93的电机轴连接于控制调压阀体94，可以控制调压阀体94的开度，进而控制氮气管961内氮气量。

具体的，定量控制出料系统还包括三通管件97和排气电磁阀98，三通管件97连接到氮气管961，且三通管件97位于压力传感器和第二导气管22之间，排气电磁阀98连接到三通管件97上；排气电磁阀98电性连接于控制器，且控制器根据动态压力值反馈信号到排气电磁阀98。

需要说明的是，连接在三通管件97上的排气电磁阀98根据压力传感器的压力值，来调节氮气管961内压力，电性连接着排气电磁阀98的控制器可以将动态压力值反馈信号传递给排气电磁阀98，进而控制排气电磁阀98的开启或闭合，保证了氮气管961内的氮气气压值在安全的可用范围，提升了本装置的稳定性及安全性能。

具体的，定量控制出料系统还包括第一开关电磁阀991、第二开关电磁阀992、第三开关电磁阀993、手动开关994和进气电磁阀，第一开关电磁阀991和手动开关994均连接到氩气管951，第二开关电磁阀992体、第三开关电磁阀993和进气电磁阀均连接到氮气管961；第一开关电磁阀991位于第一压力传感器91与氩气罐之间；第二开关电磁阀992位于调压阀体94氮气罐之间；第三开关电磁阀993位于调压阀体94和第二压力传感器92之间；手动开关994位于第一压力传感器91和第一开关电磁阀991之间；进气电磁阀位于第二压力传感器92和三通管件97之间。

需说明的是，第一开关电磁阀991、第二开关电磁阀992、第三开关电磁阀993和进气电磁阀995均电性连接于控制器，以实现第一开关电磁阀991、第二开关电磁阀992、第三开关电磁阀993和进气电磁阀995的开启或关闭。

具体的，定量控制出料系统还包括氩气流量计952，氩气流量计952安装到氩气管951上，且氩气流量计952位于第一开关电磁阀991体与手动开关994之间，氩气流量计952的设置可实时反映氩气管内氩气的流量值，进而保证氩气瓶96可向熔体缓存区23提供稳定量的氩气。

在此需要说明的是，镁合金快速熔化装置的运行过程：原材料由提升送料机构3运输至顶升送料机构5上，在输送板53的运输下使原材料落入托板52内，托板52在气缸51的作用下运输至推锭进料机构4的推锭板42上，使原材料在顶柱43的作用下沿导向滑轨41推送进熔化装置7内，熔化后的原材料在气压出料机构2的作用下由熔体缓存区23流入浇嘴机构1并在镁合金快速熔化装置的定量控制出料系统的控制下精确出汤。

综上，本发明所提供的一种镁合金快速熔化装置及其定量控制出料系统，其中镁合金快速熔化装置包括浇嘴机构、气压出料机构、提升送料机构、推锭进料机构、顶升送料机构、液压缸和熔化装置，浇嘴机构的进料端连接于气压出料机构的出料端，气压出料机构的进料端连接于熔化装置的出料端。本申请中的镁合金快速熔化装置设置的熔化装置具有很好的气密性，不再需要保护气，实现了镁合金无污染的熔炼和铸造过程；不需设置保护气避免了镁合金在熔化保温过程中被保护气体氧化产生氧化渣，提升了镁合金生产的质量，且降低了人工成本；通过第一加热装置的设置，降低了耗能；通过将镁合金快速熔化装置设置于封闭体系环境中，避免了工人接触危险环境，保证了工人的健康；且镁合金快速熔化装置配合应用定量控制出料系统，系统熔炼和铸造的过程无需人工操，提升了镁合金熔炼和铸造设备的自动化水平，保证了安全性，大大提升了熔炼和铸造的效率，且实现了精准控制出汤量，保证了本装置的准确性，实现生产安排的灵活。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。