Устройство для регулирования теплового режима методической индукционной установки

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - сокращение времени переходного процесса в нестационарных режимах работы установки. Наличие узла 13 охлаждения с регулятором 14 расхода охлаждающей среды и блоком 15 управления позволяет вкладывать в изделие большую мощность на интервалах выравнивания температуры и поэтому ускорять переходный процесс. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А2

ИЮ 01) (51) 5 H 05 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБАТЕ НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и откРытиям пРи Гннт сссР (61) 1107347 (21) 4345319/24-07 (22j 16. 12.87 (46) 07.07.90. Бюл. № 25 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) А.И.Данилушкин, Л.С.Зимин, Э.Ч.Рапопорт и В.И.Руднев (53) 621.365.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1107347, кл. Н 05 В 6/06, 1983.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАИЬЧ ТЕ11ЛОВОГО РЕЖИИА МЕТОДИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИОН-НОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - сокращение времени переходного проиесса в н:; стациопарнчх режимах работы установк -.

Наличие узла 13 охлаждения с регулятором 14 расхода охлаждающей среды и блоком 15 управления позволяет вкладывать в изделие большую мощность га интервалах выравнивания температур. и поэтому ускорять переходный процесс.

3.п. ф лы 3 ил.

1577081

Изобретение может быть использовано в металлургий и машиностроении, гце применяются нагревательные установки непрерывного действия, или в йагревательных установках периодичес.кого действия при ускоренном изотерМическом нагреве и является усоверШенствованием изобретения по авт.св.

У 1 577081. 10

Цель изобретения — сокращение вреь1ени переходного процесса в нестациоЦарных режимах работы установки. . На фиг. 1 изображена блок-схема

yñTðoécòâà; на фиг. 2. — схема узла 15 охлаждения; на фиг.3 — графики изме- йения мощности и тепловых потерь при пуске с помощью предлагаемого устройс тва.

Устройство нагрева -изделия 1 содер- 20 т индуктор 2, источник 3 питания, регулирующий блок 4, выполненный, наг ример, на базе стандартного суббло а и имеющий четыре входа, блок 5 кор-, екции задания, датчики 6 — 8 темпе- 25 атуры, датчик 9 скорости, ключи 10

12, узел 13 охлаждения, регулятор 14. у1асхода охлажцающей среды (воздуха), блок 15 управления, компаратор 16, второй и третий источники 17 и 18 опорного напряжения..Блок 5 коррек4ии задания состоит из сумматора 19, :, ервого источника 20 опорного напря,ения, аналогового блока 21 памяти, 1люча 22, времязадающего счетного лока 23. Индуктор 2 подсоединен к

I °

Выходу источника 3 питания, соединенного с регулирующим блоком 4, первый

Вход которого соединен с выходом датчика 9 скорости перемещения изделия 1, щ0 второй — через первый ключ 10 с датчиком 6 температуры, третий — через второй ключ 11 с выходом аналогового блока 21 памяти, четвертый вход через четвертйй ключ 12 с источником 18 опорного напряжения, первый вход компаратора 16 подсоединен к источнику

I8 опорного напряжения, второй — к выходу блока 21 памяти, выход компаратора 16 подсоединен к управляющему входу четвертого ключа 12 и к второму входу блока 15 управления, к первому входу которого подсоедйнен выход датчика 6 температуры, выход блока 15 управления подсоединен к входу Регуля- тора 14 расхода, подсоединенного к входу узла 13 охлажцения, один вход времязадающего устройства 23 подсоединен к выходу датчика 9 скорости, второй вход — к выходу датчика 6 температуры, один вход сумматора 19 подсоеди- нен к выходу датчика 7 температуры, второй — к выходу датчика 8 температуры, третий - к источнику 20 опорного напряжения, а выход сумматора 19 через ключ 22 подсоединен к входу блока 21 памяти.

Узел 13 охлаждения содержит исполнительньп механизм 24, соединенный с дроссельной заслонкой 25,,а.сопла

26, расположенные йа входе в индуктор.

Наличие минимум трех сопел позволяет более равномерно обдувать изделие

{фиг. 2) .

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме с постоянной скоростью перемещения изделий ключ 11. замкнут, а ключ 10 разомкнут.

Сигналы с датчика 6 воздействуют на регулирующии блок 4, который отрабатывает сигнал отклонения фактической температуры .металла на выходе индуктора 2 от заданной, устанавливаемой в функции скорости перемещения нагреваемых заготовок. Регулирующий блок 4, воздействуя на источник 3 питания, изменяет мощность, подводнмую к индуктору 2 таким образом, чтобы компенсировать возникшее отклонение температуры. При пуске индуктора 2 из произвольного состояния блок 5 коррекции формирует на своем втором выходе сигнал правления, который воздействует на ключи 10 и 11, замыкая ключ

10 и размыкая ключ 11, подключая регулирующий блок 4 к первому выходу блока 5 коррекции. Одновременно сигнал с первого выхода блока 5 коррекции воздействует на регулирующий блок .

4, который воздействует на источник 3 питания, подводя к индуктору 2 требуемый уровень мощности, определяемый сигналом с первого выхода блока 5 коррекции.

В момент. пуска из холодного состояния сигнал с датчика 9 скорости воздействует на блок 23, разрешая отсчет времени первого интервала управления.

Одновременно времязадающий счетный блок 23 воздействует на управляющие входы ключей 10 и 11, отсоединяя ключом 10 второй вход регулирующего блока 4 и подсоединяя ключом 11 третий вход регулирующего блока 4 к выходу блока 21 памяти. Так как температуры изделия на выходе из нагревателя на

15770 первом интервале меньше заданной, датчик 6 температуры воздействует на сумматор 19 и через ключ 22 суммарный сигнал поступает на блок 21 памяти, который формирует на выходе сигнал, соответствующий максимальной мощности индуктора (I é интервал). При достижении иэделием заданной температуры на выходе из индуктора сигнала с вы10 хода датчика 6 температуры воздействует на блок 23, который формирует кратковременный импульс управления, воздействующий на управляющий вход клю- ча 22. Ключ 22 вновь кратковременно подсоединяет вход .блока 2) памяти к выходу сумматора 19. Блок 21 памяти формирует новый уровень сигнала управления, поступающийчерез ключ 11 на вход регулирующего блока 4 (II-й интервал). Ключ 10 при этом в течение

20 всего времени выхода на установившийся режим остается разомкнутым, так как на него воздействует управляющий сигнал с выхода времязадающего блока 23.

В начале III-ro интервала (фиг.3) времязадающий блок 23 вновь кратковременно подсоединяет, с помощью ключа 22 выход сумматора 19 к входу блока 21 памяти, который формирует сигнал, соответствующий мощности нагре30 ва, необходимой для поддержания температуры изделия на выходе из нагревателя на заданном уровне. Величина этой мощности больше, чем в стационарном режиме Р„,, однако меньше, чем максимально возможная. Сигнал с выхода блока 21 памяти через ключ 11 воздействует на регулирующий блок 4 и на компаратор 16, на второй вход которого поступает сигнал с выхода источника 17 опорного напряжения, уровень которого соответствует уровню мощности индуктора в установившемся режиме .

Так как на третьем интервале управления сигнал с выхода блока.21 памяти выше, чем опорный сигнал с выхода источника 18, компаратор 16 формирует сигнал, цапР™р 1", который воздействует на ключ 12, подсоединяя источник 18 опорного напряжения к четвертому входу регулирующего блока 4.

Величину -напряжения на выходе источника 17 напряжения устанавливает рав55 ной разности между сигналом, соответствующим уровню мощности в установившемся режиме. Этот сигнал совместно с сигналом, поступающим с выхода бло81 6 ка 21 памяти, воздействует на регулирующий блок 4 таким образом, что последний формирует сигнал управления, соответствующий максимальной мощности индуктора. Одновременно сигнал с выхода компаратора 16 воздействует на блок 15 управления, который формирует сигнал управления, разрешающий включение регулятора 14 расхода воздуха.

Устройство охлаждения компенсирует избыток мощности, подводимой к индуктору, увеличением потерь с поверхности изделия. На первый вход блока 15 управления воздействует сигнал с выхода датчика 6 температуры. В результате совместного действия сигналов блок 15 управления изменяет расход воздуха таким образом,.чтобы температуры изделия 1 на выходе из индуктора 2 при постоянной максимальной мощности поддерживалась на заданном уровне.

На IV-и интервале управления блок

21 памяти формирует сигнал, саответс:вующий мощности нагрева, уровень ксторой меньше. чем установившееся значение мощности в стационарном режиме работы. Однако он будет больпге, чем уровень мощности нагрева на четвертом интервале аналогичного пускового режима без принудительного воздушного охлаждения. Одновременно компаратор 16 формирует сигнал, соответствующий "0", который воздействует на ключ 12, отсоединяя источник 17 напряження от четвертого входа регулирующего блока

4, и на блок 15 управления, который формирует сигнал управления, отличающий узел 13 охлаждения. На V интервале, когда мощность нагрева должна быть больше установившейся, компаратор 16 воздействует на блок 15 управления, вновь включая регулятор 14 расхода воздуха, и на ключ 12, подавая на регулирующий блок 4 сигнал, соответствующий максимальной мощности нагрева.

Процесс переключения происходит до тех пор, пока мощность нагрева на очередном интервале управления будет отличаться от установившейся, например, не более чем на 57. Этот момент определяет блок. 5 коррекции.

Так как уровень мощности, идущей на нагрев заготовок на четных интервалах времени с применением устройства охлаждения, больше, чем в аналогичном пусковом режиме без устройства охлаждения, процесс пуска и пере-"

1577081 ход на установившийся режим в.предлагаемом устройстве происходит быстрее.

Ступенчатый характер изменения мощности индуктора, обеспечивающий поддержание на выходе из нагревателя . постоянной заданной температуры нагреваемых заготовок, вызван различной динамикой нагрева. Причем на нечетных интервалах постоянства уровень мощности обеспечивает температуру выходной партии на заданном уровне, а входной партии при этом присущ избыток энтальпии относительно стационарного значения. На четных интервалах наоборот, у входной партии — дефицит энтальпии. Увеличение на нечетных интервалах подводимой к нагревателю мощности приводит к уменьшению дефицита энтальпии входной партии и к увеличению уровня мощности на четных интервалах, а это способствует сокращению числа. интервалов постоянства мощности и уменьшению времени .переходного режима.

Ввиду того, что с увеличением номера нечетного интервала увеличивается теплоотдача заготовок за счет создания дополнительных. потерь, нежелательного увеличения энтальпии входной и выходной партий на этих интервалах не произойдет.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования теплового режима методической индукционной установки по авт.св.

У 1107347, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени переходного процесса в нестационарных режимах работы установки, в устройство дополнительно введен узел охлаждения изделия с регулятором расхода охлаждающей среды, снабженным блоком управления, первый вход которого соединен с выходом датчика темпера-. туры на выходе изделия из. индуктора, а второй вход — с выходом введенного компаратора и с управляющим входом введенного четвертого ключа, через который введенный второй источник

g0 опорного напряжения подключен к четвертому входу регулирующего блока, к первому входу компаратора подключен выход введенного третьего источника опорного напряжения, а к второму— первый выход блока коррекции задания.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что"узел охлаждения содержит по меньшей мере три аэродинамических сопла,. установленных

30 на входе в индуктар,.выходы которых направлены вдоль внутренней поверхности индуктора, а входы соединены с общим патрубком подачи охлаждающей среды, снабженным. заслонкой регулятора. расхода газа.

157708 f

Составитель О.Турпак

Редактор Л.Зайцева Техред М.Ходанич Корректор «Ч.Бескид

Заказ 1856 Тираж 683 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101