Устройство для регулирования теплового режима методической индукционной установки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51)5 Н 05 В 6/06 ЕТЕЛЬСТВУ РСЯОМУ К ЕГУЛИРОВА 1 ИЧ ТЕ 11 ЕСКОЙ ИНДУКЦИОН" ится к электро ния - сокращетопарнь режимах13 охлаждда охлаждравленцяелие больыравниван Нали ие узлрасх м 15 у ьвиз ром бло дыва инте алах и р и поэтому у 1 з.п. ф-лы орять пе ил СЛ.7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЭ(71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЛОВОГО РЕЖИИА ИЕТОДИНОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение отнтехнике. Цель изобрение времени переходи го пропесса в н:. работыстановкг ения с регулятоающей среды и позволяет вклашую мощностьая температуры еходный процессИзобретение можетбыть 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 1577081. 10Цель изобретения - сокращение времени переходного процесса в нестациоЦарных режимах работы установки.. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на Фиг. 2. - схема узла 5 охлаждения; на фиг.3 - графики изме- йения мощности и тепловых потерь при цуске с помощью предлагаемого устройства.Устройство нагрева .изделия 1 содерт индуктор 2, источник 3 питания, регулирующий блок 4, выполненный, наример, на базе стандартного субблоа и имеющий четыре входа, блок 5 кор., екции задания, датчики 6 - 8 темпеатуры, датчик 9 скорости, ключи 10 12, узел 13 охлаждения, регулятор 14. 1 асхода охлажцающей среды (воздуха), блок 15 управления, компаратор 16, второй и третий источники 17 и 18 30 опорного напряженияБлок 5 коррекции задания состоит из сумматора 19, :, ервого источника 20 опорного напря,ения, аналогового блока 21 памяти, ключа 22, времязадающего счетного лока 23. Индуктор 2 подсоединен кВыходу источника 3 питания, соединенного с регулирующим блоком 4, первый Вход которого соединен с выходом датчика 9 скорости перемещения изделия 1, 40 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 18 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 регулятора 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 опорногонапряжения, а выход сумматора 19 через ключ 22 подсоединен к входу блока 21 памяти,Узел 13 охлаждения содержит исполнительньп механизм 24, соединенныйс дроссельной заслонкой 25 а сопла26, расположенные йа входе в индуктор.Наличие минимум трех сопел позволяетболее равномерно обдувать изделиефиг. 2).Устройство работает следующим образом.В установившемся режиме с постоянной скоростью перемещения изделийключ 11 замкнут, а ключ 10 разомкнут.Сигналы с датчика 6 воздействуют нарегулирующии блок 4, который отрабатывает сигнал отклонения Фактическойтемпературы .металла на выходе индуктора 2 от заданной, устанавливаемойв 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 изпроизвольного состояния блок 5 коррекции формирует на своем втором выходесигнал правления, который воздействует на ключи 10 и 11, замыкая ключ10 и размыкая ключ 11, подключая регулирующий блок 4 к первому выходуЭблока 5 коррекции. Одновременно сигнал с первого выхода блока 5 коррекции воздействует на регулирующий блок .4, который воздействует на источник 3питания, подводя к индуктору 2 требуемый уровень мощности, определяемыйсигналом с первого выхода блока 5коррекции.В момент, пуска из холодного состояния сигнал с датчика 9 скорости воздействует на блок 23, разрешая отсчетвремени первого интервала управления.Одновременно времязадающий счетныйблок 23 воздействует на управляющиевходы ключей 10 и 11, отсоединяя ключом 10 второй вход регулирующего блока 4 и подсоединяя ключом 11 третийвход регулирующего блока 4 к выходублока 21 памяти. Так как температурыизделия на выходе иэ нагревателя на15770 первом интервале меньше заданной, датчик 6 температуры воздействует на сумматор 19 и через ключ 22 суммарныйсигнал поступает на блок 21 памяти,который формирует на выходе сигнал,соответствующий максимальной мощностииндуктора (1-й интервал). При достижении иэдерием заданной температурына выходе из индуктора сигнала с вы 10 хода датчика 6 температуры воздействует на блок 23, который формирует кратковременный импульс управления, воздействующий на управляющий вход клю-ча 22. Ключ 22 вновь кратковременноподсоединяет вход .блока 21 памятик выходу сумматора 19. Блок 21 памяти формирует новый уровень сигналауправления, поступающийчереэ ключ 11на вход регулирующего блока 4 (11-йинтервал). 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 111-го 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 нагре 30 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 опорныи сигнал с выхода источника 18, компаратор 16 Формирует сигнал, цапРимер, "1", который воздействует на ключ 12, подсоединяя источник 18 опорного напряжения к четвертому входу регулирующего блока 4.Величину -напряжения на выходе источника 1 напряжения устанавливает рав 55 ной разности между сигналом, соответствующим уровню мощности в установившемся режиме. Этот сигнал совместно с сигналом, поступающим с выхода бло 81 6ка 21 памяти, воздействует на регулирующий блох 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 резуль" тате совместного действия сигналов блок 15 управления изменяет расход воздуха таким образом, чтобы температуры изделия 1 на выходе иэ индуктора 2 при постоянной максимальной мощности поддерживалась на заданном уровне.На 17-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 больп;е, чем уровень мощности нагрева на четвертом интервале аналогичного пускового режима без принудительного воздушного охлаждения. Одновременно компаратор 16 Формирует сигнал, соответствующий "О, который воздействует на ключ 12, отсоединяя источник 17 напряжения от четвертого входа регулирующего блока 4, и на блок 15 управления, который Формирует сигнал управления, отличающий узел 13 охлаждения. На 17 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-"ход на установившийся режим в.предлагаемом устройстве происходит быстрее.1Ступенчатый 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 из- быток 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 изобретения1. Устройство для регулированиятеплового режима методической индукционной установки по авт,св.9 1107347, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью сокращения временипереходного процесса в нестационарныхрежимах работы установки, в устройство дополнительно введен узел охлаждения изделия с регулятором расходаохлаждающей среды, снабженным блоком управления, первый вход которогосоединен с выходом датчика темпера-,туры на выходе изделия из. индуктора,а второй вход - с выходом введенногокомпаратора и с управляющим входомвведенного четвертого ключа, черезкоторый введенныи второй источник 20 опорного напряжения подключен к четвертому входу регулирующего блока,к первому входу компаратора подключенвыход введенного третьего источникаопорного 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 триаэродинамических сопла,. установленных 30 на входе в индуктар,.выходы которыхнаправлены вдоль внутренней поверхности индуктора, а входы соединеныс общим патрубком подачи охлаждающейсреды, снабженным заслонкой регулятора. расхода газа.1577081 гУ Составитель О.Турпакактор Л.Зайцева Техред М,Ходанич Ко3 ор Л,Беск ираж 68 По н оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Узтород, ул. Гагарина, 1 аказ 185НИИПИ Го арственного комитета 1 13035, Москва, Ж изобретени Раушская и открытиям при ГКНТ Саб д. 4/5