SU711131A1

SU711131A1 - Device for medium cooling ability control

Info

Publication number: SU711131A1
Application number: SU772535345A
Authority: SU
Inventors: Леонид Яковлевич Кащеев
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6205
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1977-10-18
Publication date: 1980-01-25

Description

II

Устройство предназначено дл регулировани интенсивности охлаждени при термической обработке металлов дл направленного воздействи на структуру и свойства металла.The device is intended to control the intensity of cooling during heat treatment of metals in order to influence the structure and properties of the metal.

Известно устройство дл измеренн охлаждающей способности среды, представл ющее 20-миллнметровый сферический серебр ный датчик. В центре датчика намерени охлаждающей способности среды устанавливаетс константановый элемент термопары , а вторым элементом термопары вл етс корпус датчика (1J.A device for measuring the cooling capacity of the medium, which is a 20-millimeter spherical silver sensor, is known. A constantan thermocouple element is installed in the center of the sensor for the intent of the cooling capacity of the medium, and the second element of the thermocouple is the sensor body (1J.

Дл измерени охлаждающей способности среды датчик нагревают в отдельной камере до определенной температуры, например до 800°С, затем быстро перенос т его в охлаждающую среду и производ т замер скорости охлаждени датчика. Запись измерени температуры датчика производитс на установке, состо щей из вибратора осциллографа и равномерно вращающейс фотокассеты .To measure the cooling capacity of the medium, the sensor is heated in a separate chamber to a certain temperature, for example, up to 800 ° C, then quickly transferred to the cooling medium and the sensor cooling rate is measured. A sensor temperature measurement recording is made on a setup consisting of an oscilloscope vibrator and a uniformly rotating photo cassette.

По этим данным стро тс крнвые скорости охлаждени как функции температурыFrom these data, the cooling rates as a function of temperature are constructed.

22

центра датчика, характеризующие охлаждающую способность среды.center sensor characterizing the cooling capacity of the medium.

Недостатком этого устройства вл етс то, что замеры охлаждающей способностн среды выполн ютс периодически (дискретно ). Дл нагрева образца необходимо иметь специальное нагревательное устройство. Замеры включают погрещностн нестабнльного характера из-за потерь тепла нагретого датчика в процессе переноса его нз нагревательного устройства в охлаждающую среду.A disadvantage of this device is that the measurements of the cooling capacity of the medium are performed periodically (discretely). To heat the sample, it is necessary to have a special heating device. Measurements include irregularities due to heat losses of the heated sensor during its transfer from the heating device to the cooling medium.

Цель изобретени - увеличение выхода годного.The purpose of the invention is to increase the yield.

Поставленна цель достнгаетс тем, что датчик со встроенной термопарой, соединенной с потенциометром, снабжен вмонтированным в корпусе датчика электронагревательным элементом, обеспечивающим подвод к датчику, помещенному в охлаждающуюс среду, посто нного количества тепла от стабилнзированного по мощности неточника электропитани .The goal is achieved by the fact that the sensor with a built-in thermocouple connected to the potentiometer is equipped with an electric heating element mounted in the sensor housing, providing a constant amount of heat from the power-adjusted non-power supply to the sensor placed in the cooling medium.

При посто нстве условий нагрева и охлажде1т корпуса датчика в точке установки сп термопары устанавливаетс температурное равновесие, котор х, например приWhen the heating conditions are constant and the sensor housing is cooled, the temperature equilibrium is established at the point of installation of the thermocouple, for example,

удовлетворенин требований к скорости охлаждени (к охлаждающей способности среды ), может быть прин то за исходный параметр . При изменении охлаждающей способности среды наступает нарущение температурного равновеси . При понижении (повыщении ) температуры воздуха в воздушной охлаждающей смеси, при неизменности прочих условий увеличитс (снизитс ) охлаждающа способность среды.satisfying the cooling rate requirements (to the cooling capacity of the medium) may be taken as the initial parameter. When the cooling capacity of a medium changes, a violation of the temperature equilibrium occurs. With a decrease (increase) of the air temperature in the air cooling mixture, with other conditions remaining unchanged, the cooling capacity of the medium will increase (decrease).

В этом случае, произойдет некоторое понижение температуры корпуса датчика, о . чем сигнализирует вмонтированна в корпус датчика термопара.In this case, there will be some decrease in the temperature of the sensor body, oh. than signals mounted thermocouple in the sensor housing.

: На фиг. 1 схематически изображен датчик , разрез; на фиг. 2 - устройство дл регулировани охлаждающей способности среды с изображением структурныл элементов. В корпусе 1 датчика, выполненного из металла повышенной теплопроводности, например , из меди, и снабженного термопарой 2, вмонтирован термоэлектронагреватель 3, удерживаемый в корпусе 1 датчика с помощью крыщки 4. Корпус i и крышка 4 теплоизолированы по боковой поверхности и с тыльной стороны теплоизол ционным слоем 5. Через трубку 6 (державка датчика) осуществл етс ввод электропитани нагревательного элемента и вывод компенсационных проводов термопары.: FIG. 1 shows schematically a sensor, a slit; in fig. 2 shows a device for regulating the cooling capacity of a medium with an image of structural elements. In case 1 of the sensor, made of metal of high thermal conductivity, for example, of copper, and equipped with a thermocouple 2, a thermoelectric heater 3 is mounted, held in the sensor case 1 by means of a lid 4. Case i and cover 4 are insulated on the side surface and on the back side layer 5. Through the tube 6 (sensor holder), the power supply of the heating element is introduced and the thermocouple compensation wires are output.

Датчик 7 помещен в камеру 8 в зоне охлаждающей среды, вырабатываемой с помощью форсунок 9 дл термической обработки изделий Ю. Электропитание к нагревательному элементу подают от стабилизированного по мощности источника 11 через предохранительное отключающее устройство 12. ЭДС термопары подаетс на автоматический электронный потенциометр 13 с задатчиком 14. Электронный потенциометр св зан со вторичным прибором 15 и Исполнительным механизмом 16, воздействующим на регулирующий орган 17, установленный на линии подачи воды к форсункам.The sensor 7 is placed in the chamber 8 in the area of the cooling medium produced by the nozzles 9 for heat treatment of the products Y. The power supply to the heating element is supplied from the power-stable source 11 via a safety disconnecting device 12. The thermocouple emf is supplied to an automatic electronic potentiometer 13 with a setting device 14 The electronic potentiometer is connected to the secondary device 15 and the Actuator 16, acting on the regulator 17 installed on the water supply line to the nozzles.

Устройство работает следующим образом. Камера 8, в которой производитс термообработка издели 10 с помощью водовоздушных форсунок 9, содержит датчик , с : нагревательным элементом 3 и термопарой 2. К корпусу 1 датчика подводитс посто нный тепловой поток с помощью термоэлектронагревател 3 от стабилизированного по мощности электроисточника 11.The device works as follows. The chamber 8, in which the heat treatment of the product 10 is carried out using air-water nozzles 9, contains a sensor with: a heating element 3 and a thermocouple 2. A constant heat flux is supplied to the sensor body 1 by means of a thermoelectric heater 3 from a power source-stabilized electric source 11.

Таким образом, на корпус 1 датчика воздействует , с одной стороны поступление тепла от встроенного нагревательного элемента , а с другой стороны - отбор тепла охлаждающей средой камеры 8, в данном случае - водовоздушной смесью, распыл емой форсунками .Thus, the sensor body 1 is affected, on the one hand, by the heat input from the built-in heating element, and on the other hand, by the heat produced by the cooling medium of the chamber 8, in this case the water-air mixture sprayed by the nozzles.

Дл снижени мощности термоэлектронагревател 3 датчик теплоизолируетс слоем 5, выполненным из материала низкой теплопроводности. Теплообмен между корпусом I датчика и охлаждающей средой камеры идет в основном через поверхность, не имеющую тенлоизол цнонного покрыти , в данном случае через сферическую поверхность датчика. Дл снижени тепловой инерции датчика в качестве материала корпуса используютс металлы с высокой теплопроводностью , например медь и ее сплавы, серебро , алюминий и др. При установившемс режиме теплообмена в месте установки спа термопары 2 наступает температурное равновесие, которое при удовлетворении требований к скорости охлаждени издели 10, может быть прин то за исходный параметр.In order to reduce the power of the thermoelectric heater 3, the sensor is thermally insulated by a layer 5 made of a material of low thermal conductivity. Heat transfer between the sensor case I and the camera cooling medium takes place mainly through a surface that does not have a tenloisol crown coating, in this case, through a spherical sensor surface. To reduce the thermal inertia of the sensor, metals with high thermal conductivity, such as copper and its alloys, silver, aluminum, etc., are used as the body material. At steady-state heat exchange at the installation site of the thermocouple spa 2, temperature equilibrium occurs when satisfying the cooling rate requirements of the product 10 may be taken as the original parameter.

Парушение температурного равновеси наступает при изменении охлаждающей способности среды и фиксируетс с помощью термопары 2. ЭДС термопары подаетс на автоматический электронный потенциометр 13The temperature equilibrium occurs when the cooling capacity of the medium changes and is fixed by means of a thermocouple 2. The EMF of the thermocouple is fed to an automatic electronic potentiometer 13

с задатчиком 14. В зависимости от необхоДИМОЙ скорости охлаждени термообрабатываемых изделий 10, обусловленной охлаждающей способностью среды в камере 8, настраиваетс задатчик 14. При отклонени х от настроенного задатчиком температурногоwith the setting device 14. Depending on the required cooling rate of the heat treatable products 10, due to the cooling capacity of the medium in the chamber 8, the setting device 14 is adjusted. With deviations from the temperature setting

равновеси в корпусе 1 датчика 7 от электронного потенциометра 13 через вторичный прибор 15, выдаетс команда на исполнительный механизм 16, воздействующий на регулирующий орган 17, установленный в данном случае на линии подачи воды к форсункам 9. Измен регулирующим органом 17 концентрацию воды в водовоздушной смеси , вырабатываемой форсунками 9, легко достигаетс регулирование охлаждающей способности среды в камере 8. С помощьюequilibrium in the housing 1 of the sensor 7 from the electronic potentiometer 13 through the secondary device 15, a command is issued to the actuator 16, acting on the regulator 17, installed in this case on the water supply line to the nozzles 9. By changing the regulator 17 the concentration of water in the air / air mixture, produced by the nozzles 9, the regulation of the cooling capacity of the medium in the chamber 8 is easily achieved.

задатчика 14 можно измен ть охлаждающую способность среды по определенному заданному режиму и в зависимости от требований технологического процесса с целью направленного воздействи на структуру иThe setting device 14 can change the cooling capacity of the medium according to a certain predetermined mode and depending on the requirements of the technological process in order to influence the structure and

свойства металла.metal properties.

Предохранительное отключающее устройство 12 служит дл отключени источника питани И от нагревательного элемента 3 в случае, когда по каким-либо причинам не The safety shut-off device 12 serves to disconnect the power source AND from the heating element 3 in the case when for some reason it is not

работают форсунки 9 или датчик оказываетс вне охлаждающей среды и температура корпуса 1 датчика достигла выше допустимой .the nozzles 9 are working or the sensor is outside the cooling medium and the temperature of the sensor housing 1 has reached above the permissible value.

Предл°агаемое устройство позвол ет измер ть и регулировать охлаждающую способность среды в сложных услови х, когда охлаждающа способность среды нарушает ,с одновременно за счет изменени нескольких воздействующих факторов и осуществить более широкий переход от закалки вThe proposed device allows you to measure and regulate the cooling capacity of the medium in difficult conditions when the cooling capacity of the medium is disturbed, while simultaneously changing several factors and making a wider transition from quenching to heat.

масл ны;: средах к закалке в водовоздушных средах, как более дешевому способу закалки с обеспечением регулировани режима термообработки .oil;: quenching media in water-air environments as a cheaper quenching method with ensuring regulation of the heat treatment mode.

Claims

Claim

A device for controlling the cooling medium, the cooling chamber comprising cooling rate sensor with built therein a thermocouple, ^J rammno prog-setting unit, the cooling mode and the actuator with the regulator, characterized in that in order to increase the yield of usable, speed sensor The cooling system contains an electric heating element with a power switch, and a thermocouple is connected to the actuator of the cooler through a program-setting device.