В начальной стадии экспериментальных работ была применена схема автоматики, разработанная инж. Ф. Д. Кармановым.
Схему можно условно разделить на две части:
1) схема регулирования величины рабочего давления;
2) схема регулирования скорости заполнения формы жидким сплавом.
Первая часть схемы показана на фиг. 99.
Сжатый воздух из сети или инертный газ баллона через двухкамерный кислородный редуктор поступает в герметическую полость электромагнитного клапана 1, находящегося в закрытом положении.
При включении замыкающего устройства 2 и одного из тумблеров 3, соединенных с платиновыми контактами, впаянными в стеклянную трубку V-образного ртутного манометра 4, цепь замыкается и открывается клапан 1. При этом сжатый воздух или газ будет поступать в ресивер 5 и одновременно в правое колено ртутного манометра, вызывая в нем понижение уровня ртути. По мере повышения давления в ресивере уровень ртути в манометре будет опускаться до тех пор, пока не выйдет за пределы включенного контакта. При этом электрическая цепь окажется разомкнутой и сердечник клапана опустится в свое гнездо, преграждая путь воздуху в ресивер.
Сжатый воздух, поступая в распределительную систему, а затем в тигель, и вытесняя сплав, уменьшит величину первоначального давления в ресивере. Снижение давления произойдет в результате расхода сжатого воздуха и частичной утечки его через неплотности системы (например, через соединение крышки с фланцем тигля). При этом уровень ртути в правой части манометра поднимется и замкнет платиновый контакт, сообщающийся с тумблером. При замыкании электрической цепи клапан вновь открывается, и свободно проходящий через него воздух поднимет давление в ресивере до первоначального значения. Давление, на которое настраивается ресивер путем включения того или иного тумблера, определяет собой величину скоростного напора, автоматически поддерживаемого в течение рабочей смены.
Вторая часть схемы показана на фиг. 100. Из ресивера воздух или инертный газ поступает по трубопроводу в полость герметичного клапана 1, который в закрытом положении преграждает ему дальнейший путь. Ртутный манометр 2 имеет впаянные платиновые контакты, установленные на разные величины рабочего давления. Ртутный манометр включен в электрическую цепь, состоящую из вторичной обмотки понижающего трансформатора, соленоидной катушки электромагнитного клапана 1, платинового контакта 3 и переключателя 4. Включением одного из тумблеров 5 на необходимую для отливаемой детали величину рабочего давления и замыканием электрической цепи выключателем 6 («Заливка») сердечник клапана 1 приподнимается в верхнее положение, открывая свободный проход воздуха .по трубопроводу 7 к золотниковому крану 8.
Золотниковый кран состоит из герметичного корпуса и подвижного золотника 9. На поверхности золотника по сечению А—А сделана калиброванная канавка, а по сечению Б—Б клиновидный или конический срез. Золотник крана может перемещаться в осевом направлении электродвигателем 10, соединенным со штоком золотника через планетарный редуктор. В начальный момент подачи давления в тигель золотник клапана неподвижен и находится в крайнем нижнем положении. Сжатый воздух, поступая в корпус крана, устремляется через калиброванную канавку в трубопровод и далее в тигель. Одновременно сжатый воздух поступает в правую трубку контактного ртутного манометра 2, где понижает уровень ртути. Сечение калиброванной канавки золотника рассчитано таким образом, что проходящий через него воздух обеспечивает подъем сплава до уровня коллектора в течение 7—10 сек. при давлении в ресивере P=350?400 мм рт. ст. После этого жидкий сплав замыкает электрический контакт, имеющийся в коллекторе литейной формы, включая тем самым электродвигатель 10, который, в свою очередь, перемещает золотник при помощи планетарного механизма в крайнее верхнее положение (показано тонкой линией). Клинообразный срез золотника, подходя под отверстие трубопровода, открывает широкий проход для воздуха. При этом скорость сплава возрастает. Одновременно с этим увеличивающееся давление продолжает понижать уровень ртути в манометре до тех пор, пока включенный в цепь электрический контакт, соединенный с тумблером 5, не окажется выше уровня ртути.
В этот момент цепь разрывается, и клапан 1 перекрывает подачу воздуха, прекращая тем самым дальнейшее вытеснение сплава из тигля в литейную форму. Ртуть, поднимающаяся в левой трубке манометра 2, несколько раньше замыкает контакт 11, включая в цепь питания обмотку возбуждения реле времени 12. Вследствие того, что в разогретом тигле и во всей системе трубопроводов трудно обеспечить полную герметичность, давление в тигле после перекрытия клапана 1 начнет падать, что недопустимо, так как в этот период происходит питание усадки кристаллизующихся слоев металла в отливке. Этот недостаток устраняется тем, что поднимающийся пропорционально понижению давления в тигле уровень ртути в правой трубке манометра вновь замкнет тумблер 5, в результате чего автоматически откроется клапан 1 и пропустит порцию сжатого воздуха, необходимую для восстановления давления в тигле. Подобная «подпитка» сжатым воздухом будет продолжаться до тех пор, пока не сработает реле времени 12, замыкая питающую цепь сбрасывающего клапана 13, через который полость тигля сообщается с атмосферой. Одновременно золотник 9 крана вернется в исходное положение, а выключатель 6 отключит обмотку трансформатора от сети питания. Реле времени вернется в исходное положение и схема будет подготовлена к следующему циклу. В случае необходимости немедленно снять давление в тигле, достаточно перевести переключатель 4 в положение б, показанное пунктиром, при этом цепь клапана 1 будет разомкнута, подача давления прекращена, а клапан 13 сообщит полость тигля с атомосферой.
На фиг. 101 показан экспериментальный щит с приборами автоматического управления:
1 — ресивер для создания рабочего давления газовой среды; 2— контактный ртутный манометр для .поддержания в ресивере заданного давления; 3 — электромагнитный клапан, сообщающий ресивер с сетью сжатого воздуха или с баллоном инертного газа; 4 — кнопка, открывающая электромагнитный клапан зарядки ресивера («Зарядка»); 5—контактный ртутный манометр, регулирующий величину давления при кристаллизации сплава; 6 — концевой выключатель; 7 — кнопка, открывающая электромагнитный клапан подачи давления в тигель («Заливка»); 8 — электродвигатель с .планетарным редуктором; 9 — золотниковый дифференциальный кран для ступенчатой подачи давления в тигель; 10 — реле времени технологической выдержки; 11 — электромагнитный клапан для сброса давления после затвердевания отливки; 12 — тумблеры для настройки величины давления при кристаллизации сплава; 13 — сигнальные лампы, позволяющие контролировать начало и конец заполнения формы сплавом.