SU1577081A2 - Устройство дл регулировани теплового режима методической индукционной установки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Цель изобретени  - сокращение времени переходного процесса в нестационарных режимах работы установки. Наличие узла 13 охлаждени  с регул тором 14 расхода охлаждающей среды и блоком 15 управлени  позвол ет вкладывать в изделие большую мощность на интервалах выравнивани  температуры и поэтому ускор ть переходный процесс. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Фаг.1

Изобретение может быть использовано в металлургии и машиностроении, где примен ютс  нагревательные установки непрерывного действи , или в . нагревательных установках периодического действи  при ускоренном изотермическом нагреве и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт.св. № 1577081.Ш

Цель изобретени  - сокращение времени переходного процесса в нестацио- ндрных режимах работы установки.

На фиг. 1 изображена блок-схема Устройства; на фиг. 2 - схема узла охлаждени ; на фиг.З - графики измерени  мощности и тепловых потерь при пуске с помощью предлагаемого устройства .

Устройство нагрева издели  1 содер- 2 индуктор 2, источник 3 питани , регулирующий блок 4, выполненный, например , на базе стандартного суббло- Ja и имеющий четыре входа, блок 5 коррекции задани , датчики 6-8 темпе- 2 ратуры, датчик 9 скорости, ключи 10 - 12, узел 13 охлаждени , регул тор 14 расхода охлаждающей среды (воздуха), блок 15 управлени , компаратор 16, Второй и третий источники 17 и 18 3 Опорного напр жени . Блок 5 коррек- фт задани  состоит из сумматора 19, первого источника 20 опорного напр жени , аналогового блока 21 пам ти, клкыа 22, врем задающего счетного 3

блока 23. Индуктор 2 подсоединен к

I

Выходу источника 3 питани , соединенного с регулирующим блоком 4, первый Вход которого соединен с выходом датчика 9 скорости перемещени  издели  1, 4 второй - через первый ключ 10 с датчиком 6 температуры, третий - через второй ключ 11 с выходом аналогового блока 21 пам ти, четвертый вход через - четвертый ключ 12 с источником 18 4 опорного напр жени , первый вход компаратора 16 подсоединен к источнику 8 опорного напр жени , второй - к выходу блока 21 пам ти, выход компаратора 16 подсоединен к управл ющему « входу четвертого ключа 12 и к второму входу блока 15 управлени , к первому входу которого подсоединен выход датчика 6 температуры, выход блока 15 управлени  подсоединен к входу регул - тора 14 расхода, подсоединенного к входу узла 13 охлаждени , один вход врем тадающего устройства 23 подсоеди- к выходу датчика 9 скорости, второй вход - к выходу датчика 6 температуры , один вход сумматора 19 подсоединен к выходу датчика 7 температуры, второй - к выходу датчика 8 температуры , третий - к источнику 20 опорного напр жени , а выход сумматора 19 через ключ 22 подсоединен к входу блока 21 пам ти.

Узел 13 охлаждени  содержит исполнительный механизм 24, соединенный с дроссельной заслонкой 25, а сопла 26, расположенные на входе в индуктор Наличие минимум трех сопел позвол ет более равномерно обдувать изделие (фиг. 2).

ч Устройство работает следующим образом .

В установившемс  режиме с посто нной скоростью перемещени  изделий ключ 11 замкнут, а ключ 10 разомкнут. Сигналы с датчика 6 воздействуют на регулирующий блок 4, который отрабатывает сигнал отклонени  фактической температуры металла на выходе индуктора 2 от заданной, устанавливаемой в функции скорости перемещени  нагреваемых заготовок. Регулирующий блок 4 воздейству  на источник 3 питани , измен ет мощность, подводимую к индуктору 2 таким образом, чтобы компенсировать возникшее отклонение температуры . При пуске индуктора 2 из произвольного состо ни  блок 5 коррекции формирует на своем втором выходе сигнал управлени , который воздействует на ключи 10 и 11, замыка  ключ 10 и размыка  ключ 11, подключа  регулирующий блок 4 к первому выходу блока 5 коррекции. Одновременно сигнал с первого выхода блока 5 коррекции воздействует на регулирующий блок 4, который воздействует на источник 3 питани , подвод  к индуктору 2 требуемый уровень мощности, определ емый сигналом с первого выхода блока 5 коррекции.

В момент пуска из холодного состо ни  сигнал с датчика 9 скорости воздействует на блок 23, разреша  отсчет времени первого интервала управлени . Одновременно врем задающий счетный блок 23 воздействует на управл ющие входы ключей 10 и 11, отсоедин   ключом 10 второй вход регулирующего блока 4 и подсоедин   ключом 11 третий вход регулирующего блока 4 к выходу блока 21 пам ти. Так как температуры издели  на выходе из нагревател  на

первом интервале меньше заданной, датчик 6 температуры воздействует на сумматор 19 и через ключ 22 суммарный сигнал поступает на блок 21 пам ти, который формирует на выходе сигнал, соответствующий максимальной мощности индуктора (1-й интервал). При достижении изделием заданной температуры на выходе из индуктора сигнала с выхода датчика 6 температуры воздействует на блок 23, который формирует кратковременный импульс управлени , воздействующий на управл ющий вход ключа 22. Ключ 22 вновь кратковременно подсоедин ет вход блока 21 пам ти к выходу сумматора 19. Блок 21 пам ти формирует новый уровень сигнала управлени , поступающий через ключ 1 1 на вход регулирующего блока 4 (11-й интервал). Ключ 10 при этом в течение всего времени выхода на установившийс  режим остаетс  разомкнутым, так как на него воздействует управл ющий сигнал с выхода врем задающего блока 23.

В начале III-го интервала (фиг.З) врем задающий блок 23 вновь кратковременно подсоедин ет с помощью ключа 22 выход сумматора 19 к входу блока 21 пам ти, который формирует сигнал , соответствующий мощности нагрева , необходимой дл  поддержани  температуры издели  на выходе из нагревател  на заданном уровне. Величина этой мощности больше, чем в стационарном

режиме Руст , однако меньше, чем максимально возможна . Сигнал с выхода блока 21 пам ти через ключ 11 воздействует на регулирующий блок 4 и на компаратор 16, на второй вход которого поступает сигнал с выхода источника 17 опорного напр жени , уровень которого соответствует уровню мощности индуктора в установившемс  режиме. Так как на третьем интервале управлени  сигнал с- выхода блока-21 пам ти выше, чем опорный сигнал с выхода источника 18, компаратор 16 формирует сигнал, например, 1, который воздействует на ключ 12, подсоедин   источник 18 опорного напр жени  к четвертому входу регулирующего блока 4. Величину -напр жени  на выходе источника 17 напр жени  устанавливает равной разности между сигналом, соответствующим уровню мощности в установившемс  режиме. Этот сигнал совместно с сигналом, поступающим с выхода бло0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ка 21 пам ти, воздействует на регулирующий блок 4 таким образом, что последний формирует сигнал управлени , соответствующий максимальной мощности индуктора. Одновременно сигнал с выхода компаратора 16 воздействует на блок 15 управлени , который формирует сигнал управлени , разрешающий включение регул тора 14 расхода воздуха. Устройство охлаждени  компенсирует избыток мощности, подводимой к индуктору , увеличением потерь с поверхности издели . На первый вход блока 15 управлени  воздействует сигнал с выхода датчика 6 температуры. В результате совместного действи  сигналов блок 15 управлени  измен ет расход воздуха таким образом, чтобы температуры издели  1 на выходе из индуктора 2 при посто нной максимальной мощности поддерживалась на заданном уровне.

На IV-м интервале управлени  блок 21 пам ти формирует сигнал, соответс вуюций мощности нагрева, уровень которой меньше, чем установившеес  значение мощности в стационарном режиме работы. Однако он будет больпге, чем уровень мощности нагрева иа четвертом интервале аналогичного пускового режима без принудительного воздушного охлаждени . Одновременно компаратор 16 формирует сигнал, соответствующий 0 :, который воздействует на ключ 12, отсоедин   источник 17 напр жени  от четвертого входа регулирующего блока 4, и на блок 15 управлени , который формирует сигнал управлени , отличающий узел 13 охлаждени . На V интервале , когда мощность нагрева должна быть больше установившейс , компаратор 16 воздействует на блок 15 управлени , вновь включа  регул тор 14 расхода воздуха, и на ключ 12, подава  на регулирующий блок 4 сигнал, соответствующий максимальной мощности нагрева.

Процесс переключени  происходит до тех пор, пока мощность нагрева на очередном интервале управлени  будет отличатьс  от установившейс , например , не более чем на 5%. Этот момент определ ет блок. 5 коррекции.

Так как уровень мощности, идущей на нагрев заготовок на четных интервалах времени с применением устройства охлаждени , больше, чем в аналогичном пусковом режиме без устройства охлаждени , процесс пуска и пере

ход на установившийс  режим в предлагаемом устройстве происходит быстрее„

i

Ступенчатый характер изменени  мощности индуктора, обеспечивающий поддержание на выходе из нагревател  посто нной заданной температуры нагреваемых заготовок, вызван различной динамикой,нагрева. -Причем на не- четных интервалах посто нства уровень мощности обеспечивает температуру выходной партии на заданном уровне, а входной партии при этом присущ избыток энтальпии относительно стационарного значени . 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 уровн  мощности на четных интервалах, а это способствует сокращению числа интервалов посто нства мощности и уменьшению времени переходного режима.

Ввиду того, что с увеличением номера нечетного интервала увеличиваетс  теплоотдача заготовок за счет соз- дани  дополнительных потерь, нежелательного увеличени  энтальпии входной и выходной партий на этих интервалах не произойдет.

о 5

0

5

Формул,а изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  регулировани  теплового режима методической индукционной установки по авт.св.

№ 1107347, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  времени переходного процесса в нестационарных режимах работы установки, в устройство дополнительно введен узел охлаждени  издели  с регул тором расхода охлаждающей среды, снабженным блоком управлени , первый вход которого соединен с выходом датчика темпера-, туры на выходе издели  из индуктора, а второй вход - с выходом введенного компаратора и с управл ющим входом введенного четвертого ключа5 через который введенный второй источник опорного напр жени  подключен к четвертому входу регулирующего блока, к первому входу компаратора подключен выход введенного третьего источника опорного напр жени , а к второму - первый выход блока коррекции задани .

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что узел охлаждени  содержит по меньшей мере три аэродинамических сопла, установленных на входе в индуктор, выходы которых направлены вдоль внутренней поверхности индуктора, а входы соединены

с общим патрубком подачи охлаждающей среды, снабженным заслонкой регул тора расхода газа.

Фиг.г

Тепловые потери.

Риг.З