Устройство для управления процессом получения жаростойкого волокна

Свез Сове тскнкСоцналнстнческнкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 1930293(23) Приоритет -3 ЬвудввстевквыЯ квинтет СССР ав делам взабрвтенвЯ н вткрытвЯ(53) УДК 66.Ц 12- -52(088.8) Дата опубликования описания 23.05.82 Ю. В. Думченко, Ви А. Новопашин, А.цен 2) Авторы изобретен) Заявитель на кии филиал Опытно-конструкто автоматики 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИ ЖАРОСТОЙКОГО ВОЛОКНАя,к производн и может быт ой промышленИзобретение относитсству специальных волокоиспользовано в химическности.Известно устройство контроля иуправления процессом получения волона.:;на основе карбида кремния, содерщаее последовательно включенные регулирующий орган, трансформатор напряжения, выпрямитель, фильтр, соединенный через ртутные затворы сэлектропроводящей подложкой, амперметр и вольтметр для измерений силытока через подложку и напряжения,приложенного к затворам 1,Недостаток известного решения со стоит в том, что в нем установка си лы тока в подложке производится посредством регулирующего органа опер тором вручную по показаниям микроам перметра, т, е, неоперативно и сбольшой погрешностью измерения и уп равления,Известно также устройство контроля и управления процессом полученияжаростойкого волокна на электропроводящей подложке, содержащее последовательно включенные блок управлениятиристорами, тиристорный усилитель,трансформатор напряжения, детектор,фильтр, соединенный с подложкой посредством затворов из жидкого метал О .ла, и датчики тока через подложку идиаметр подложки.Это устройство обеспечивает автоматическую стабилизацию тока черезподложку 2.15Недостаток этого устройства состоит в том, что при изменении условийохлаждения нити парогазовой смесьюили при колебаниях диаметра подложки(которые неизбежны) электрическаямощность, подведенная к подложке непостоянна, так как величина сопротивления зависит от диаметра подложкии температуры. При этом температураволокна также не остается постоянной,3 930что приводит к колебаниям структурыосадка карбида бора, а следовательно к изменениям прочности волокна.Цель изобретения - повышение прочности волокна.Поставленная цель достигается тем,что устройство дополнительно содержит аналогово-цифровой преобразователь, датчик расхода воды с задатчиком, датчики температуры воды до ипосле ее контакта с затвором, датчикнапряжения на затворах и задатчиктемпературного режима в камере пиролиза, связанные с входами аналогоцифрового преобразователя, блбк управления, подключенный своими входамик выходам аналого-цифрового преобразователя, а выходом - к входу "блокатиристорного управления.На чертеже изображено предлагаемоеустройство.Устройство содержит подложку 1,камеру 2,пиролиза, жидкие затворы 3,блок 4 тиристорного управления, трансформатор 5 напряжения, детектор 6,фильтр 7, парогаэовую фазу 8, датчик9 диаметра подложки, датчик 1 О токачерез подложку, датчик 11 напряженияна затворах, трубопровод 12 воды дляохлаждения затвора, датчик 13 температуры воды до контакта с затвором,датчик 14 температуры воды после контакта с затвором, датчик 15 расходаводы, первый задатчик 6 второй задатчик 17, многоканальный аналогоциФровой преобразователь 8, блок 19 управления. Устройство работает следующим образом,. Нить 1 (подложка) проходит через камеру 2 пиролиза, ограниченную жид-. кими затворами 3, и нагревается под действием тока, получаемого от источника питания, образованного блоком 4 тиристорного управления, трансформатором 5 напряжения, детектором 6 и фильтром 7, выходы которого соединены с электродами затворов 3. Подаваемая в камеру 2 парогазовая фаза 8 подвергается пиролизу на раскаленной поверхности нити 1, в результате чего на последней осаждается мелкокристаллический осадок карбида кремния (БАС) факторы, определяющие кинетику процесса, контролируются посредством датчиков 9, 10, 1, диаметра подложки тока через подложку и напряжения на.затворах 3. 293 4Выходной затвор охлаждается водой,подаваемой по трубопроводу 12, Темпе, ратура воды контролируется датчиком13 до и датчиком 14 после ее контакта с выходным затвором, а ее постоянный расход обеспечивается датчиком 15 расхода воды. Первым задатчиком 16 устанавливается необходимый расход воды, поступающий на охлаждение выход ного затвора. Вторым задатчиком 17задается температурный режим в камере пиролиза 2. Выходы датчиков 9, 1 О, 11, 13, 4 и задатчиков 16, 17 соединены с соответствующими входами мно гоканального аналого-циФрового преобразователя 18, цифровые выходы которого соединены с цифровыми входами блока 19 управления. Далее, в соответствии с принятымв устройстве способом обработки информации, с помощью микроЭВМ выполняют операции определения температуры волокна по уравнению" т",с:мс", р т,-т,)-в,где 3, В, и К - физические константы;Д - диаметр электропро 30водящей подложки;У - напряжение на затворах;1 - сила тока через подложку;35Т Т - темп ературы охлажда 2ющей воды до и послеконтакта с выходнымизатворами;С - расход воды на охлаждение,4 О.в основе которого лежит известнаязависимость сопротивления подложкиот температуры, известный прием определения сопротивления нагрузки пометоду амперметра - .вольтметра и но 45вый прием определения поправки к результату на основе калометрическихизмерений (Ь -(Т 2-Т) - второе слаЭгаемое уравнение, - сравнения вычислительного значения температуры во 50 локна с заданным значением, определяемым сигналом задатчиком 17,-формирования регулирующего воздействия наблок тиристорного управления 4 по типовому ПИД закону регулирования в ви 55 де последовательности синхронных почастоте с напряжением сети, Но широтно модулированных импульсов напряжения на цифровом выходе микроЭВМ.формула изобретения 5 9Так как величина удельного сопротивления подложки зависит только от материала и его температуры, очевидно, цто такое техническое решение обеспечивает изотермический режим на поверхности нити так как удельное сопротивление осадка на 6-8 порядков выше, чем, например, у вольфрама. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать температурный режим пиролиза на оптимальном уровне 1250 С,О что способствует получению волокон с максимальной разрывной прочностью. Устройство для управления процессом получения жаростойкого волокна в камере пиролиза, содержащее последо-. вательно соединенные блок тиристорного управления, трансформатор напряжения, детектор, фильтр, соединенныйс подложкой через затворы из жидкого металла, и датчики тока через подложку и диаметр подложки, о т л и ц а 30293,6ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности волокна, оно дополнительно содержит аналого-цифровойпреобразователь, датчик расхода воды5 с задатциком, датчики температурыводы.до и после ее контакта с затвором, датчик напряжения на затворахи задатчик температурного режима вкамере пиролиза, связанные с входамианалого-цифрового преобразователя,блок управления, подключенный своимивходами к выходам аналого-цифровогопреобразователя, а выходом - к входублока тиристорного управления. 15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Прилуцкий 3. 8. Исследованиепроцесса полуцения непрерывных воло 20. кон карбида кремния их структуры исвойств. Реферат диссертации. Киев,1976, СКТБ ИЛИ АН УССР.2. Техническое рещение ОКБА НПО"Химавтоматика" по автоматизации опыт 25 ных установОк по производству волокна на основе карбида. бора, 1977. ВНИИПИ Заказ 3171(6 Тираж 908 Подписное филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул,Проектная,