Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1191 111) 150 4 С 03 В 20/01 пр СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ, СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета(56) Автоматизация процессов роста кристаллов.-Обзорная информация. М.; НИИТЭхим, 1984, с.44-46.Ке 1 зз Р.А. СгоыгЬ РгоЬ 1 ешз оГ БаррЬ 1 ге апй КцЬу ог Орг 1 са 1 Яиа 1 гу. - Арр 1 дей Орг 1 сз, 1966, ч,5, Ф 12, с . 1902-1906.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАПЛАВЛЕНИЯ БЛОКА КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА В ГАЗОПЛАМЕННОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение относится к области управления процессом наппавления блоков кварцевого стекла в газопламенных печах, может быть использовано в смежных отраслях, например при выращивании монокристаллов методом ВернеЙля, и позволяет повысить точность управления. Для достижения этой цели подачу управляющих воздействий на расход шихты и скорость опускания блока осуществляют с помощью изменения высоты и диаметра головки блока, причем для определения отклонения этих величин от заданных вычисляют отношсние отклонений высоты к диаметру головки блока дЬ/ Дд и при -2 с дЬ/ д д с 1 и Дй с 0 увеличивают расход шихты и уменьшают скорость опускания блока, при - 2 1 Ь/ Д д с 1 и Д Й0 уменьшают расход шихтм и увеличивают скорость опускания блока, при ДЬ/ дй с - 2 и дЬ ) 0 или д Ь/ дй ) 1 и дЬ ) 0 уменьшают расход шихты и скорость опускания блока,и 1 Ь/ддс -2 иД Ь 0 или ЬЬ/д й ) 1 и дЬ ( 0 увеличивают расход шихты и скорость опускания блока. 2 ил..з 71 зоб)РтРНИР отцоГитГЛ к облдГти УИИДвлс ЦИЯ пРспсРгСОМ ЦДПЛДВЛЕЦЦЯ блок в кварцевого стРклд в гдзоплдмеццых печах ц может быть исцользовано в смежных отраслях, например,при вырдщипдции моцокристаллов методом Верцейля,ель изобретения - повышение точцости упрдвлеция. 10Сущность способа заключается в том, чтобы стабилизировать не только положения вершины наплавляемого блока, но всего профиля его верхней части, что обеспечивает получение неизменного диаметра блока. На фиг,изображены фазовые плоскости траекторий движения управляемого процесса; на фиг2 - система 2 О управлеция, реализующая данный способ.Координаты фазовой плоскости: д Х, - отклонение высоты блокд вдоль его центральной оси от заданного зцачения, дХ - отклонение диаметра верхней части блока от заданного значения. Этих двух измерений достаточно для точного определения профиля верхней части блока в том спуччае, ес- ЗО ли он может быть аппроксимирован, например, симметричной относительно оси блока параболой.Фазовая плоскость разделена на восемь секторов, в каждом из которых изображена форма блока, при этом сплошной линией - заданная, пунктиром - фактическая форма, Стрелками показаны тенденции изменения фактической формы блока, которые вызываются 4 О действием управлений: сплошными линиями - расход шихты Б пунктирными линиями - скоростью опускания блока "2Линия раздела фазовой плоскости 45 Ц - О и с - О являются линиями релейного переключения управляющих воздействии 11, и 02 . Управление (скорость опускания блока)влияет на форму блока преимущественно измене нием его высоты, ДХ поэтому линией переключения 12 целесообразно выбрать прямую с =О, Д Х,с дХ, которая переводит форму блока из заостренной к пологой. Управление Б, (расход шихты) расширяет или сужает всю фор 55 му блока, поэтому линней переключения 1 выбирается прямая, определяющая предельно допустимое соотношение мгжду Д Х, и Д Х . ЛРГ ь рассматриваетсяя прямдя (,О, ДХ,= -2 ДХля стдбилц здццц формы вс р хне й чдс ти блокд цсобходимо, чтобы Д Х, - /11-11 /и ДХ =/с -г / были свеле 92 (р 3цы к нулю, либо сведГцы к нулю их дддидтивцыР. функции С.7 =- Ь Х, - К ДХ и С 2 = ДХ,+ Д Х, гдР 11 и с - фактичес:кие а Ь и с 1- здддцныР высота2 Эи диаметр верхней части блока.В зависимости от знака с 2, и( имеют место следующие управления:Ц, ) О, С ) О, З = 1 м,н 132="2 максс 1,О, с 20, 1 - -1 мр н 22 12 максО 2 Ц 2 О ф О .1,чако 12 2 мамс Эти же функции могут быть представлены в цдтурдльцой форме, т.е, если Д 12-2(си дс с О, расход шихтыДс 1увсл 1 цивдеч Гя, - Гькорость опускания блока уменьшается, а придЬ-2 ((и Дс ) О наоборот:Ьсоко рос.ть шихты уменьшается, а скорость опускания увеличивается, при Д 11, дЬ( -2 илиуи д Ь ) О расход Дд Дс шихты и скорость опускания умецьшаютдЬ дЬ ся д црц( -2 или)Ьс Ь с 1 и Д 11 О соответственно увеличивд ются.Таким образом, приведение фактической формы блока к заданной происходит следуюшим путем. Например, всекторе 1 расход шихты устанавливается равным минимальному значению,Б), а скорость опускдция максимальному (с )их совместное дейст 2 масвие приводит фактическую форму блока к заданной, аналогично в секторе11,В секторе 1 Ч, где блок ниже и ши-ре, Б, расширяет блок, переводя егов сектор 111, и 1 поднимает блок,уменьшая рассогласование ЬХ В секторе 111 11 наоборот, сужает блок,переводя его в сектор 1 Ч, Таким образом, в окресности линии переключения устанавливается режим скольжения, вдоль прямой ц, = О,Аналогично действие 2 и Б в секторах Ч 11 и Ч 111,По тем же причинам, но в результате переключенияв окрестности прямой с = О, секторы Ч и Ч 1 такжецизмом опускания подложки. В зависимости от знака на выходе блока 12 блок 14 изменяет скорость электро- привода дозатора шихты 16.Таким образом, способ обеспечивает стабилизацию формы верхней части блока, что позволяет получать блоки заданного диаметра, а следовательно, экономить сырье эа счет уменьшения отходов при дальнейшей механической 35 40 14079 могут устдцдвлцвдться в скользящем режиме.Система содержит печь с муфелем 1, цаплавляемым блоком 2, бункер с ших 5 той 3, дозатор 4, кислородно-водородную горелку 5, подложку 6 для наплавлеция блока, механизм 7 опускания подложки, проекционное устройство 8, фотосчитывдющее устройство 9, вычисли- О тельное устройство 10, блоки 11 и 12 суммирования с умножением на постоянный коэФФициент, знакочувствительные релейные блоки 13 и 14, электропривод 15 механизма опускания под ложки, электропривод 16 дозатора шихты.Система работает следующим образом.Изображение верхней части блока 20 проецируется цд экран фотосчитывающего устройства, преобразуется в сигналы, пропорциональные форме блока, которые в вычислительцом устройстве 10 сравниваются с заданными зндчения ми. Сигналы отклонения от задания поступают на блоки 11 и 12, где производится их умножение на заданные коэффициенты и алгебраическое сложение. В зависимости от знака на выходе 30 блока 11 блок 13 изменяет скорость электропривода 15 управления мехаобработке блока. Кроме того, соблюдение заданных ограничений на управляющие воздействия обеспечивает необходимое количество кварцевого стекла.Использование способд позволяет добиться повышения выхода годного стекла за счет снижения потерь стекла при механической обработке,Получение блоков с погрешностью по геометрии + 1,57 приводит к повышению процента выхода годных труб.Формула изобретенияСпособ управления процессом наплавления блока кварцевого стеклав газопламенной печи путем подачиуправляющих воздействий на расходшихты и скорость опускания блока,отличающийся тем, что,с целью повышения точности управления, измеряют высоту и диаметр головки блока, определяют отклонения этихвеличин от заданных, вычисляют отношение отклонений высоты к диаметру головки блока ( дЬ/ Ьд) и придЬ-2 ( - - с и бд сО увеличиваютЬйрасход шихты и умен ьшают ск од ст ьопускания блока, при - 2 с - -с 1Ьйи Ьй ) 0 уменьшают расход шихты иувеличивают скорость опускания блока,ДЬ ЬЬпри -- с -2 идЬ сО цли г - -) 1Ьд Ьди д Ь0 уменьшают расход шихтыи скорость опускания блока, при6 Ь ЬЬд- -сидЬсОили - -)иЬсЬ Ь с 0 увеличивают расход шихтыи скорость опускания блока,140791 ч фиэ. 2 Составитель А,КузнецовТекред М,Ходанич Корректор А.Тяско Редактор Н.Рогули Заказ 3271/ 5 нного ком тений и о ушс оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул" Тираз 4 ВНИИПИ Государств по делам изобр 13035, Москва, Ж