PL68873B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 27.VI.1968 Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich Opublikowano: 30.X.1973 KI. 21h,16/60 MKP H05b 7/00 UKD CZYTELNIA Urzedu P-j hUliii Iw---- ::J Wspóltwórcy wynalazku: Igor Pawlowicz Brukowskij, Pawel Borisowicz Jakowlew, Kiril Dawidowiez Gutterman Wlasciciel patentu: Moskowskij ordiena Lenina energieticzeskij institut, Moskwa (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Sposób automatycznej regulacji elektrycznych warunków pracy elektrotermicznego urzadzenia z wyrzutnia elektronowa oraz uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób automa¬ tycznej regulacji elektrycznych warunków pracy urzadzenia elektrotermicznego z wyrzutnia elek¬ tronowa oraz uklad do istosowania tego sposobu.Znane sa sposoby regulacji pradu zarzenia katod bezposrednio zarzonych przez jego zmiane w okreslonych granicach w drodze ciaglej detekcji wynikowych zmian natezenia strumienia elektro¬ nowego, które to zmiany sa porównywane z zada¬ nym sygnalem a isygnal róznicowy jest wykorzy¬ stywany do regulacji pradu zarzenia.Znane jest urzadzenie do realizacji podanego sposobu zawierajace zródlo pradu elektrycznego o zmiennym natezeniu do zasilania zarzenia, Uklad do1 nakladania na prad zarzenia /sygnalu o stalej czestotliwosci w celu uzyskania tetnien poziomu pradu, uklad czujnikowy do pomiaru zmian emisji strumienia elektronowego powstajacych w wyniku tetnienia pradu zarzenia, ukladu porównujacego sygnal zmian z sygnalem znamionowym wytwa¬ rzajacego sygnal regulacyjny, oraz ukladu do re¬ gulacji Wartosci pradu zarzenia w celu sprowadze¬ nia do zera" róznicy pomiedzy sygnalem otrzyma¬ nym w Wyniku tetnien i sygnalu znamionowego i osiagniecie przez prad zarzenia zalozonej war¬ tosci.Tego typu rozwiazania nie zapewniaja wysokiej stabilnosci warunków pracy urzadzenia elektro¬ termicznego z wyrzutnia elektronowa a zwlasz¬ cza nie zapewniaja zabezpieczenia przed przepie¬ lo 15 20 25 30 ciami, które moga wystapic przy zmianie prze¬ wodnosci wyrzutni elektronowej.Celem wynalazku jest Usuniecie podanych uprzednio wad. Wynalazek polega na opracowaniu takiego sposobu automatycznej regulacji elek¬ trycznych warunków pracy urzadzenia elektroter¬ micznego z wyrzutnia elektronowa, zasilanego ze stabilizowanego pradowo zródla zasilania i ukladu do stosowania tego sposobu, który zapewnia auto¬ matyczna regulacje elektrycznych warunków pra¬ cy urzadzenia i ochrone przed uszkodzeniem w razie zmiany przewodnosci wyrzutni elektronowej urzadzenia.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie automatycznego ukladu regulacji elektrycznych warunków pracy urzadzenia elektrotermicznego z wyrzutnia elektronowa zawierajacego zespól ste¬ rowania stabilizowanym pradowo zródlem zasila¬ nia urzadzenia i zespól zasilania termisyjnej ka¬ tody utrzymujacy na zadanym poziomie przewod¬ nosc wyrzutni elektronowej poprzez zmiany tem¬ peratury termoemisyjnej katody. Regulacje tem¬ peratury katody uzyskuje sie przez zmiane mocy pobieranej przez katode z jej zródla zasilania, sterowanego nadaznie za zmianami przewodnosci ustalanymi w zespole kontroli przewodnosci, któ¬ rego wyjscie jest polaczone co najmniej z jednym zespolem- zasilania.Zespól kontroli przewodnosci wyrzutni elektro¬ nowej Jest zaopatrzony w sorrde umieSzctfong w ?, 68 87368 3 poblizu termoemisyjnej katody oraz w zródlo za¬ silania, którego jeden biegun jest polaczony z sonda a drugi z termoemisyjna katoda. Ponadto temperature termoemisyjnej katody zmienia sie takze w zaleznosci od zmian strumienia promie¬ niowania cieplnego z powierzchni nagrzewanego wyrobu ogrzewajacego dodatkowo katode.Sposób i uklad wedlug wynalazku zapewniaja automatyczne sterowanie warunkami pracy urza¬ dzenia elektrotermicznego z wyrzutnia elektrono¬ wa, przez co wzrasta jego wydajnosc, polepsza sie jakosc otrzymywanego wyrobu, udoskonala sie ochrona osprzetu urzadzenia w warunkach awa¬ ryjnych, staja sie lzejszymi warunki pracy per¬ sonelu obslugi oraz zmniejsza sie ilosc personelu.W przypadku zasilania elektronowych urzadzen termicznych ze zródlem zasilania zapewniajacym stala wartosc pradu na obciazeniu, moc urzadze¬ nia i wartosc napiecia zródla zasilania jest okres¬ lona przewodnoscia wyrzutni elektronowej. Zwiek¬ szenie przewodnosci wyrzutni elektronowej wy¬ woluje zmniejszenie napiecia zródla zasilania i odwrotnie zmniejszenie przewodnosci powoduje wzrost napiecia zródla zasilania. Zmiana, z jakich¬ kolwiek powodów, przewodnosci wyrzutni elektro¬ nowej wywoluje wahania jego mocy a przy znacz¬ nym zmniejszeniu przewodnosci napiecie zródla zasilania moze osiagnac wartosc niebezpieczna dla normalnej pracy instalacji.Przyczyna zmiany przewodnosci urzadzenia elektrotermicznego z wyrzutnia elektronowa pod¬ czas jego pracy w warunkach rózniacych sie od warunków jakie wystepuja przy ograniczaniu pradu ladunkiem przestrzennym (co jest charak¬ terystyczne dla wiekszosci stosowanych w prze¬ mysle urzadzen elektrotermicznych) moga byc zmiany temperatury katody i zanieczyszczenia jej powierzchni czynnej przez pary nagrzewanego wy¬ robu.Zmiana temperatury termoemisyjnej katody moze okazac sie rezultatem zmiany mocy pobiera¬ nej przez katode ze zródla zasilania przy waha¬ niach napiecia zasilania.Ponadto, w wielu urzadzeniach, termoemisyjna katoda i nagrzewany wyrób sa umieszczone w strefie wzajemnego napromieniowania cieplnego.W takich przypadkach temperatura . termoemisyj¬ nej katody, a zatem i przewodnosc jest okreslona zarówno moca pobierana przez termoemisyjna ka¬ tode ze zródla zasilania, jak i sumarycznym stru¬ mieniem cieplnym wypromieniowanym z po¬ wierzchni nagrzewanego wyrobu na termoemisyj¬ na katode, przy czym wartosc tego strumienia zalezy od temperatury nagrzewanego wyrobu, a zatem i od mocy urzadzenia.Podczas przebicia miedzy termoemisyjna katoda i anoda i przy powstaniu wyladowania w gazie miedzy elektrodami urzadzenia (co stanowi cha¬ rakterystyczne warunki pracy wiekszosci urzadzen przemyslowych), moc wydzielana w nagrzewanym wyrobie zmniejsza sie, co wywoluje obnizenie jego temperatury. Zmniejsza sie wówczas strumien cieplny z powierzchni nagrzewanego wyrobu na termoemisyjna katode, co przy stalej mocy zródla zasilania katody wywoluje obnizenie jej tempe- 873 4 ratury, a w rezultacie zmniejszenie przewodnosci wynzutni elektronowej urzadzenia.W wyniku tego, po przywróceniu napiecia zasi¬ lajacego (dzieki niestalemu charakterowi wylado- 5 wania miedzy elektrodami urzadzenia, lub dzieki ponownemu wlaczeniu zródla zasilania urzadze¬ nia) na elementach ukladu moga powstac niebez¬ pieczne dla calosci urzadzenia przepiecia.W szeregu procesów technologicznych, na przy- 10 klad przy wytapianiu wsadu kawalkowego, sred¬ nia temperatura powierzchni kapieli roztopionego metalu, a zatem i sumaryczny strumien cieplny z tej powierzchni na katode okresowo zmienia sie, co przy stalej mocy zródla zasilania katody po- 15 woduje wahania mocy urzadzenia. Zanieczyszcze¬ nie powierzchni termoemisyjnej katody parami nagrzewanego materialu powoduje zmniejszenie gestosci pradu termoemisji z powierzchni katody i obnizenie przewodnosci urzadzenia, co w przy- 20 padku zasilania ze zródla, zapewniajacego stala wartosc pradu na obciazeniu, oraz przy stalej mo¬ cy nagrzewania katody, moze doprowadzic do nie¬ dopuszczalnego zwiekszenia napiecia na elemen¬ tach ukladów zródel zasilania. 25 Do stabilizacji elektrycznych warunków pracy urzadzenia i zapobiegania awaryjnym warunkom jego pracy mozna wykorzystac sposób automa¬ tycznej regulacji, przy którym przewodnosc urza¬ dzenia utrzymuje sie na zadanym poziomie dzieki 30 zmianie temperatury termoemisyjnej katody przez zmiane mocy zródla zasilania. Przy tym w tych przypadkach, gdy termoemisyjna katoda i na¬ grzewany wyrób umieszczone sa w strefie wza¬ jemnego napromieniowania temperatura termo- 25 emisyjnej katody zmienia sie w zaleznosci od zmiany strumienia cieplnego promieniowania z powierzchni nagrzewanego wyrobu.Przedmiot wynalazku wyjasniono w przykladach wykonania na podstawie rysunków na których 40 fig. 1 .przedstawia schemat blokowy ukladu we¬ dlug wynalazku, fig. 2 — schemat blokowy od¬ miany wykonania wspomnianego ukladu z wyko¬ rzystaniem sondy w zespole kontroli przewod¬ nosci, fig. 3 — schemat blokowy dalszej odmiany 45 wykonania wspomnianego ukladu z wykorzysta¬ niem w zespole kontroli przewodnosci elementu kontroli napiecia zródla zasilania; fig. 4 — sche¬ mat blokowy kolejnej odmiany wykonania; wspom¬ nianego ukladu z wykorzystaniem w zespole kon- 50 troli przewodnosci elementu kontroli temperatury elementów bioracych udzial w wymianie [strumie¬ nia cieplnego z powierzchni nagrzewanego wyrobu do powierzchni termoemisyjnej katody.Na fig. 1 przedstawiono schematycznie uklad 55 do stosowania opisanego sposobu automatycznej regulacji elektrycznych warunków pracy elektro¬ nicznego urzadzenia termicznego. Elektroniczne urzadzenie termiczne 1 jest zasilane ze zródla 2 zasilania, zapewniajacego niezmienna wartosc pra- 69 du w obciazeniu (zródlo pradowe), przy czym zródlo 2 jest sterowane za pomoca zespolu 3 ste¬ rowania zródlem zasilania urzadzenia. Zasilanie termoemisyjnej katody urzadzenia 1 odbywa sie ze zródla 4 zasilania tej katody, sterowanie któ- 65 rym wykonuje sie za pomoca zespolu 5 sterowa-68 5 nia zródlem zasilania katody. Przewodnosc urza¬ dzenia kontrolowana jest za pomoca zespolu 6 kontroli przewodnosci urzadzenia.W razie zmiany przewodnosci urzadzenia, na przyklad, w razie jej zmniejszenia, zespól 6 kon¬ troli przewodnosci urzadzenia oddzialywuje na zespól 5 sterowania zródlem zasilania termoemi¬ syjnej katody, w rezultacie czego wzrasta moc pobierana na nagrzewanie termoemisyjnej katody ze zródla 6 zasilania katody, podwyzsza sie tem¬ peratura katody i wartosc przewodnosci urzadze¬ nia powraca do zadanego poziomu.Jesli, pomimo zwiekszenia mocy, idacej * na na¬ grzewanie katody, przewodnosc urzadzenia, w re¬ zultacie znacznego zanieczyszczenia powierzchni katody lub bezwladnosci ukladu automatycznej regulacji, w dalszym ciagu zmniejsza sie i napie¬ cie zródla 2 osiaga wartosc niebezpieczna dla pra¬ cy urzadzenia 1, zespól 6 kontroli przewodnosci urzadzenia, dzialajac na zespól 3 sterowania zród¬ lem zasilania urzadzenia, powoduje odlaczenie zródla 2 i blokuje jego wlaczenie na przeciag czasu, potrzebny do tego, aby przewodnosc urza¬ dzenia powrócila do zadanej wartosci.Schemat odmiany ukladu wedlug wynalazku pokazany jest na fig. 2. Zespól 6 kontroli prze¬ wodnosci urzadzenia zawiera, umieszczona w bez¬ posredniej bliskosci katody sonde 7, polaczona poprzez zródlo zasilania 8 sondy 7 z elementem 9 pomiaru pradu wplywajacego do sondy 7.Zastosowanie zespolu 6 kontroli przewodnosci urzadzenia, wykonanego w uprzednio opisany spo¬ sób, umozliwia bezposrednia kontrole przewod¬ nosci urzadzenia 1 poprzez pomiar pradu, przeply¬ wajacego przez sonde 7, zarówno w normalnych warunkach pracy, jak i przy braku napiecia ano¬ dowego.Schemat zasadniczy innej odmiany urzadzenia pokazano na fig. 3. W tym przypadku, zespól 6 kontroli przewodnosci urzadzenia, jest zaopatrzony w element 10 kontroli napiecia zródla 2, na przy¬ klad, przekaznik maksymalnego napiecia i w ele¬ ment 11 kontroli warunków zasilania katody, za¬ wierajacy, na przyklad, przekaznik pradu mini¬ malnego i przekaznik zwloczny. Zespól 6 kontroli przewodnosci urzadzenia, wykonany wedlug tej odmiany, umozliwia kontrole przewodnosci urza¬ dzenia, sposobem posrednim.W razie zmiany przewodnosci urzadzenia wy¬ wolanej zanieczyszczeniem powierzchni termoe¬ misyjnej katody parami nagrzewanego wyrobu lub zmiana strumienia cieplnego z powierzchni nagrzewanego wyrobu na katode, kontrola prze¬ wodnosci urzadzenia 1 odbywa sie wedlug zmia¬ ny napiecia zródla 2 za pomoca elementu 10 kon¬ troli napiecia. W razie zmniejszenia przewodnosci urzadzenia w rezultacie zmiany mocy, zuzywanej przez termoemisyjna katode ze zródla 4, kontrola przewodnosci urzadzenia 1 odbywa sie za pomoca elementu 11 kontroli warunków zasilania katody.Aby zapobiec wlaczeniu urzadzenia przy niedo¬ statecznie nagrzanej katodzie, zespól 6 kontroli przewodnosci urzadzenia zaopatrzony jest ponadto 873 6 w przekaznik zwloczny, pozwalajacy wlaczac zród¬ lo 2 zasilania urzadzenia dopiero po uplywie cza¬ su, potrzebnego do zupelnego nagrzania katody od chwili wlaczenia jej zródla zasilania. 5 Na fig. 4 przedstawiono schemat kolejnej od¬ miany opisanego urzadzenia, w którym zespól 6 kontroli przewodnosci urzadzenia jest zaopatrzo¬ ny w eLement 12 kontroli temperatury elementów bioracych udzial w wymianie strumienia cieplne- io go z powierzchni nagrzewanego wyrobu na katode, na przyklad, fotoelektryczny pirometr. W tym przypadku kontrola przewodnosci urzadzenia od¬ bywa sie poprzez zdalny pomiar temperatury ka¬ tody, nagrzewanego wyrobu lub jakiegokolwiek 15 innego elementu, bioracego udzial w wymianie ciepla przez promieniowanie, na przyklad, elek- * trody ogniskujacej. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 20 1. Sposób automatycznej regulacji elektrycznych warunków pracy elektrotermicznego urzadzenia z wyrzutnia elektronowa, zawierajacego zespól sterowania stabilizowanym pradowo zródlem za- 25 silania termoemisyjnej katody, znamienny tym, ze utrzymuje sie na zadanym poziomie przewod¬ nosc wyrzutni elektronowej urzadzenia (1) poprzez zmiany temperatury termoemisyjnej katody wsku¬ tek odpowiadajacej zmiany mocy pobieranej przez 30 katode z jej zródla (4) zasilania, sterowanego na- daznie za zmianami ustalanymi w zespole (6) kon¬ troli przewodnosci.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperature termoemisyjnej katody zmienia sie 35 takze w zaleznosci od zmian strumienia promie¬ niowania cieplnego z powierzchni nagrzewanego wyrobu, ogrzewajacego dodatkowo katode, które to zmiany strumienia ustala sie równiez w zespo¬ le (6) kontroli przewodnosci. 4D

3. Uklad do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze wyjscie zespolu (6) kon¬ troli przewodnosci urzadzenia polaczone jest co najmniej z jednym ze wspomnianych 'zespolów, to jest zespolu (3) sterowania zródlem zasilania 45 urzadzenia lub zespolu (5) sterowania zródlem za¬ silania iermoemisyjmej katody.

4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zespól (6) kontroli przewodnosci urzadzenia (1) za¬ wiera sonde (7) umieszczona w bezposredniej blis¬ kosci termoemisyjnej katody oraz zródlo (8) za¬ silania, którego jeden biegun jest polaczony z sonda (7) a drugi z termoemisyjna katoda.

5. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zespól (6) kontroli przewodnosci urzadzenia (1) jest zaopatrzony w element (10) kontroli napiecia sta¬ bilizowanego pradowo zródla zasilania (2).

6. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zespól (6) kontroli przewodnosci urzadzenia (1) za¬ wiera element (12) kontroli temperatury co naj¬ mniej jednego z elementów bioracych udzial w wymianie strumienia cieplnego z powierzchni na¬ grzewanego wyrobu na powierzchnie termoemi¬ syjnej katody.[ KI. 21h, 16/60 68 873 MKP H05b 7/00 1 3 \~—\ 6l ' f/e./ i x .5 M ™ 3 I ' 2 \T\i i [Jo] nr 5 » -J4 --9 I I i 4 i , 4 •; s FIS. Z FIB.3 1 2 1 i \3 4 trfj = a r* pNL_, 5 ^o 3r i* -=j=^ _J W.4 PZG w Pal)., zam. 1161-73, naklad 125+20 egz. Cena zl 10.— PL PL