Устройство для термической обработки сосудов высокого давления

 

Союз Советских.

Соцнапнстнческни

Республик

О П И С А Н И Е (750247

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву % 5627 12

3 (22} Заявлено 02,06.78 (2! ) 2624740/22-02 (5 l ) M. КЛ. с присоединением заявки РЙ—

F 27 D 19/00

Гевударстевииый «омитет (23) Приоритет ю делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень Рй 27 (53) УДК 621.783:

;246.2-5 2 (088.8) Дата опубликования описания 23.07.80 (72) Авторы изобретения

М. Е. Гуревич, Л. Н, Лариков и В. И. Чередниченко

Институт металлофизики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СОСУДОВ

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматического управления термической обработки изделий.

Из основного авт. св. ¹ 562712 известно устройство. для термической обработки сосудов высокого давления, содер5 жащее контур регулирования температуры, состояший из печи, соединенных последомт ел ьно задатчика теплового режима, регулятора и нагревателя печи,. датчика теплового режима, включенного на вход регулятора, кон тур Регулирования уровня воздействия, состоящий из соединенных последовательно измерителя уровня. воздействия, схемы сравнения, регулятора уровня воздействия и регулирую- щего клапана, контур оптимизации термической обработки, состоящий из термостата, в Который помещены контрольное изделие и эталон, соединенные последовательно дифференциальный механизм, датчик перемещения, преобразователь, интегратор и схема сравнения, на второй вход которой включен задатчик суммарной величины объемного эффекта, а схема сравнения включена на второй вход регулятора уровня воздействия и регулятора теплового режима. Выход преобразователя включен на второй вход схемы сравнения, выход регулятора соединен с нагревателем термостата, а вход — со схемой сравнения, на входы которой включены датчики теплового режима обрабатываемого изделия и эталона, дополнительные нагреватели, датчики тепловото режима контрольного изделия и эталона, регулятор тепло юго режима, на вход

Которого через схему сравнения включены датчики теплового режима контрольного изделия и эталона, а выход соединен с дополнительными нагревателями термостата.

Недостатками известного устройства для термической обработки сосудов высокого давления является низкая проиэво,щттепьность, связанная с тем, что при выбранном для данного материала температурном режиме время приложения наг:рузки для формирования заданных свойств ааВНсНТ от величины приклапываемого давлений, которая, в свою очередь, ограни- . чена прочность изделия и непригодность устройства для обработки сосудов с низким уровнем прочности, в связи с тем, что воздействие давления, ограниченное прочностью изделия, может оказаться недостаточным дпя интенсификации процессов, с гветственпых за формирование прочностных свойств.

Целью изобретения является повышение производительности и расширения возможностей применения устройства для обработ- 10 ки сосудов с низким уровнем прочности эа счет приложения знакопеременной нагрузки

Поставленная цель достигается за счет

-того, что в устройство для термичеекой обработки сосудов высокого давления до- 15 полнительно введены фазочувствительный элемент, блок регулируемого запаздывания, спусковая схема, регулятор и регулируемый клапан, причем фазочувствительный элемент, вход которого соединен с выходом схемы сравнения контура регулирования ( уровня воздействия, через блок регулиро. вания уровня воздействия, через блок регули15уемого запаздывания и спусковую схему подключен к первому входу регулятора, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения контура оптимизации термической обработки, а выход подключен к Регулируемому клапану, включенному в магистраль давления параллельно Обрабатываемому изделию.

На чертеже гредставлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит контуо 1 регулирования температуры, состоящий из печи

2, задатчика 3 теплового режима, регулятора 4 и нагревателя 5,датчика 6 теплового режима, включенного .на вход регулятора 4, контур 7 регулирования уровня

40 воздействия, состоящий из соединенных последовательно измерителя 8 уровня воздействия, схемы 9 сравнения, регулятора 10 уровня воздействия и регулирующего клапана 11, контур 12 оптимизации

45 термической обработки, состоящий иэ тер» мостата 13, в который помещены контрольное изделие 14 и эталон 15, соединенных последовательно дифференциального механизма 16, датчика 17 перемещений, 50 преобразователя 18, интегратора 19 и схемы 20 сравнения, на второй вход кс торой вкпючен эадатчик 21 суммарной величины объемного эффекта, а схема 20 сравнения вклк чена на второй вход регуля55 тора 10 уровня воздействия и регулягора

4 теплового режима. Выход преобразователя 18 включен на второй вход схемы

9 сравнения, выход регулятора 22 соеди47 4 нен с нагревателем 23 те мостата, а вход со схемой сравнения, на входы которой включены датчики 6 и 24теплового режима обрабатываемого изделия и эталона.

Устройство также содержиг дополнительные нагреватели 25 и 26, датчики 24 и 27 теплового режима контрольного издепйя и эталона, регулятор 28 теплового режима, фазочувствительный элемент 29, подключены к выходу схемы 9 сравнения контура регулирования уровня воздействия, блок 30 регулируемого запаздывания, спусковую схему 31, регулятор 32 и регулируемый клапан 33, включенный в магистраль давления параллельно обрабатываемому изделию, второй вход регулятора 32 соединен со схемой 20 сравнения контура оптимизации давления.

Устройство работает следующим образом .

В термостат контура оптимизации помещают имеющие одинаковые геометрические размеры контрольное изделие и этапон из материала, идентичного обрабатывае»мому сосуду высокого давления, но прошедшему обработку до заданного уровня свойств. Нагрев обрабатываемого сосуда высокого давления производится по программе, задаваемой задатчиком 3 теплового режима с помощью регулятора 4. Нагрев контрольного изделия 14 и эталона 15 в термостате 13 производится синхронно с обрабатываемым изделием с помощью системы регулирования, содержащей датчик 6 теплового режима обрабатываемого изделия, датчика 24 теплового режима контрольного изделия и регулятора 22.

Изменение линейных размеров контрсльного изделия и эталона через систему толкателей, которыми она механически связана с дифференциальным механизмом 16, обеспечивающим получение разности из»менения размеров контрольного иэделия и эталона, передается на датчик 17 перемещений, сигнал с которого поступает на преобразователь 18. На одном из выходов преобразователя 1 8. формируется сигнал, опредюипощий урОвень дОпОлнительнОгО воздействия, который поступает на схему

9 сравнения. На второй вход схемы 9 сравнения поступает сигнал иэ измерителя 8 уровня воздействия. Результирующий сигнал со схемы 9 сравнения, явпяющийся сигналом, характеризующим состояние материала иэделия в процессе нагрева, поступает на регулятор 10 уровня воздействия, например регулятор давления в обрабатываемом сосуде, который с помощью регу5 7502 пирующего клапана 11, связанного с магистралью давления, повышает давление в обрабатываемом изделии до заданного уровня. Синхронно этот же сигнал поступает через фазочувствительный элемент 29 на блок 30 регулируемого запаздывания, который через заданный регулируемый промежуток времени, выдает сигнал через спусковую схему 31 на регулятор 32, который с помощью регулируемого клапана 10

ЗЗ сбрасывает давление в обрабатываемом изделии и возвращается в исходное положение.

Наличие сигнала, характеризующего состояние материала изделия в процессе наг- 15 рева, позволяет механикогермическую обработку на протяжении всего процесса в зависимости от реально чротекаюших процессов в обрабатываемом изделии, так как регулятор 10 уровня воздействия механи- 20 чески связан с регулирующим клапаном 11, стоящим в магистрали давления, а регулятор 32 сброса давления механически свя- . зан с регулируемым клапаном 33, стоящим в магистрали давления параллельно обраба-25 тываемому изделию.

Со второго выхода преобразователя сигнал поступает на интегратор 19, который включен на вход схемы 20 сравнения, на второй вход которой поступает сигнал за- 30 датчика 21 суммарной величины объемного эффекта, который наперед задан дпя данного обрабатываемого изделия. После того как величина суммарного объемного эффекта достигнет наперед заданного зна ения, 35 соответствующего необходимой степени протекания физических процессов в материале, с выхода схемы сравнения выдается сигнал об окончании термообработки, который поступает на вход регулятора 4 теп- 40 лового режима, регуляторов 10 и 32 уровня воздействия. Регулятор теплового режима регулируемого клапана 1 1 перекрывает магистраль давления, а регулятор 32 с помощью регулируемого клапана 33 сбра- 45 сывает давление с обрабатываемого изделияя.

В связи с тем, что контрольное иэделие и эталон разогреваются неодинаково, так как они находятся в разных состоя47 6 ниях (контрапьное изделие дополнительно разогревается. теплом происходящих в нем процессов и в зависимости от знака результирующего сигнала, поступающего со схемы сравнения между датчиками теплового режима контрольного изделия и эталона, регулятор 28 подогревает или контрольное иэделие, или эталон, тем самым компенсируя разность температур между контрольным изделием и эталоном).

Испол ьэование предложенного устройства дает возможность осуществить термическую обработку сосудов высокого давления, для которых верхний предел давления оказывается выше их конструктивной проч-" ности и применить энакопеременную нагрузку в случае, когда невозможно применение статического или монотонно изменяющегося давления.

Применение знакопеременной нагрузки интенсифицирует диффузионные процессы, что способствует "залечиванию" потенциальных очагов разрушения.

Формула изобретения

Устройство для термической обрабс гки сосудов высокого давления по авт. св.

% 562712, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения производительности и расширения возможностей применения устроиства для обработки сосудов с низким уровнем прочности, за счет приложения знакопеременной нагрузки, в него дополнительно введены фазочуе ствительньш элементу блок регулируемого запаздывания, спусковая схема, регулятор и регулируемый клапан, причем фазочувствительный элемент, вход которого соединен с выходом схемы сравнения контура регулирования уоовня воздействии, через блок регулируемого запаздывания и спусковую схему подключен к первому входу регулятора, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения контура оптимизации термической обработки, а выход подключен к регулируемому клапану, включенному в магистраль давления параллельно обрабатываемому иэделию.

750247

Составитель Т. Москаленко

Теехред A. Шепанская

Корректор М. Коста

Редактор П. Горькова

Подписное

Филиал ППП " Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 4616/30 Тираж 671

lLHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5