Устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном нагреве металла

Устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном нагреве металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТЮ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОМ НАГРЕВЕ МЕТАЛЛА, содержащее источник тока, соединенный с контактными роликами, датчик температуры , датчик и задатчик тока, задатчик температуры, с мматор, выход которого соединен с источником тока. отличающееся тем, что, с целью повышения качества термообработки путем повышения точности регулирования температуры на выходе из зоны нагрева, оно содержит дополнительные контактные элементы, релейные элементы по числу дополнительных контактных элементов и соединенные последовательно датчик скорости, генератор , коммутатор, вычислительный блок и блок управления, выходы которого соединены с входами релейных элементов, размыкающие контакты которых включены между дополнительными контактными элементами, выход датчиi ка температуры соединен с вторьм , входом коммутатора, другой вход вычислительного блока соединен с выходом задатчика температуры, а датчик тока соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком тока. 9 Эд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Е

РЕСПУБЛИН

0% (11) А з ц) С 21 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (21) 3615360/22-02 (22) 06.07.83 (46) 23.12.84. Бюл. N 47 (72) В,И. Гусак, Г.P. Золотарев, В.И. Корнейчук и В.П. Ляшенко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (53) 621.785.545(088.8) (56) 1. Патент Японии В 44-64592, НКИ, 10А 715,2, ° 1972.

?. Авторское свидетельство СССР

В 696061, кл. С 21 D 11/00, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОМ НАГРЕВЕ МЕТАЛЛА, содержащее источник тока, соединенный с контактными роликами, датчик температуры, датчик ы задатчик тока, задатчик температуры, сумматор, выход которого соединен с источником тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества термооб-. работки путем повышения точности регулирования температуры на выходе из зоны нагрева, оно содержит дополнительные контактные элементы, релейные элементы по числу дополнительных контактных элементов и соединенные последовательно датчик скорости, генератор, коммутатор, вычислительный блок и блок управления, выходы которого соединены с входами релейныхэлементов, размыкающие контакты которых включены между дополнительными контактными элементами, выход датчика температуры соединен с вторым входом коммутатора, другой вход вычислительного блока соединен с выходом задатчика температуры, а датчик тока соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком тока.

10 2 кого состава материала проволоки), так как два соседних "элементарных" участка проволоки с момента входа второго из них в зону до момента выхода первого из зоны электронагрева нагреваются одновременно и нагрев первого по ходу движения элементарного" участка проволоки до заданной температуры может вызвать (например, при увеличении диаметра) нагрев вто рого до более: высокой температуры (перегрев).

Цель изобретения — повышение качества термообработки путем повышения точности регулирования температуры на выходе из зоны нагрева.

Указанная цель достигается тем, что в устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном нагреве металла, содержащее источник тока, соединенный с контактными роликами, датчик температуры, датчик и задатчик тока, задатчик температуры, сумматор, выход которого соединен с источником тока, введе ны дополнительные контактные элементы, релейные элементы по числу дополнительных контактных элементов и соединенные последовательно датчик скорости, генератор, коммутатор, вычислительный блок и блок управления, выходы которого соединены с входами релейных элементов, размыкающие контакты которых включены между дополнительными контактными элементами, выход датчика температуры соединен с вторым входом коммутатора, а дрУгой вход вычислительного блока соединен с выходом задатчика температуры, датчик тока соединен с первым входом сумматора, второй. вход которого соединен с задатчиком тока.

На фиг. 1 изображена, блок-схема устройства; на фиг. 2 †.блок-схема вычислительного блока; на фиг.- 3— блок-схема блока управления.

Устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном:нагреве металла (фиг. 1) содержит датчик 1 температуры, регулируемый источник 2 тока с контактными роликами 3 и соединенный с ним сумматор 4, один из входов которого соединен с датчиком 5 тока, другой вход сумматора соединен с выходом задатчика 6 тока. Устройство содержит также датчик 7 скорости, генератор 8, коммутатор 9, вычислительный блок 10, V

I = — — const . ʄ

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает постоянства температуры на выходе иззоны электронагрева при изменении Ы геометрических и физико-химических параметров проволоки вдоль эоны на,грена (например, диаметра,и химичес50

t 11306

Изобретение относится к устрой- 1 ствам электроконтактного нагрева проволоки и может быть использовано при отжиге проволоки.

Известна установка непрерывного отжига проволоки переменным током, содержащая датчик скорости протягивания проволоки, блок управления и систему изменения. напряжения. В известной установке при автоматичес- 10 ком нагреве переменным током, непосредственно подводимым к непрерывно

Йагреваемому изделию, теоретически определяется подъем температуры изделия в зависимости от временного зна- 15 чения скорости перемещения при движении или останове. В качестве нормы, принимается соотношение

I Ч = const, где I — - ток,, пропускаемый через изде- 20 лие, А;

V — - линейная скорость перемещения, и/с (1)..

В такой схеме постоянство температуры нагрева изделия не может сохраняться, так как колебания поперечного сечения при.постоянно заданной длине и даже незначительных изменениях,хим состава вызывает изменение массы на-30 греваемого изделия, величины конечной температуры нагрева и, соответственно, ! качества отжига.

Наиболее близким к изобретению

Ъ по технической сущности является устройство автоматического регулирования35 температуры при электроконтактном нагреве металла, содержащее источник тока с контактными роликами, датчик температуры, датчик тока,. задатчик температуры, сумматор, выход которого40 соединен с источником тока. В известном устройстве учитывается влияние контактного сопротивления между про.волокой и роликами,так как при увели. чении или уменьшении значений переход- 45 ных сопротивлений Кя уменьшается или увеличивается напряжение Ч источника тока I так, что

Введя обозначения передаточную функцию записывают в виде

КЕ (v+ в)- с, Э = Е(х;в)-с где В, С, С, К вЂ” постоянные величины. ! у

Сигнал, характеризующий длину дополнительного участка нагрева, поступает в блок 11 управления, который определяет режимы работы каждого из релейных контактов 14 реле 13. При замкнутом положении i-ro контакта 14 обеспечивается шунтирование i-й части дополнительного участка нагрева проволоки. Таким образом зона электроконтактного нагрева движущейся проволоки условно разделяется на две зоны — основную (первый по ходу дЬикения основной контакт (ролик 3) первый дополнительный контакт (элемент 15) и дополнительную, длина которой в каждый момент времени определяется состоянием ключей и зависит от скорости движения проволоки и ее (° I температуры в зоне действия датчика 1 гемпературы.

Поддерживая пострянство тока в зо не нагрева и регулируя ее длину, а значит и длительность нагрева каждого элементарного участка, можно достичь заданной температуры на выходе из эоны нагрева.

В устройстве за счет введения а дополнительных элементов и контура управления режимом их работы выравнивание температуры на аномальных участках происходит при попадании их в зону между дополнительными кон тактными телами, при этом не проис.ходит колебаний температуры в основ3 1130610 блок 11 управления, выходы которого соединены с управляющими элементами 12 реле 13 входами, размыкающие контакты 14 которых соединены с дополнительными контактными элементами 15.

Другой вход коммутатора 9 соединен с выходом датчика 1 температуры, а другой вход вычислительного блока 10 соединен с выходом задатчика 16 температуры. 10

Вычислительный блок 10 (фиг. 2) содержит источник напряжения 17, четыре сумматора 18-21, два логарифмических усилителя 22 и 23 и схему 24 деления. 15

Блок 11 управления содержит пороговый элемент 25, коммутатор 26, интегратор 27, компараторы 28, элементы задержки 29 ° источник опорного напряжения 30 и делитель 31 напряжения. 2О

Устройство работает следующим образом.

Контур регулирования, состоящий из регулируемого источника 2 тока с контактными роликами,3, сумматора 4, датчика 5 тока и задатчика 6 тока обеспечивает постоянство протекаемого по нагревательному участку проволоки тока. В вычислительный блок 10 через коммутатор 9 периодически поступает сигнал х; от датчика 1 температуры, характеризующий температуру ее нагрева перед допол нительными контактными элементами 15, периодичность поступления сигнала х; задается генератором 8 и зависит от скорости движения проволоки. На дру гой вход вычислительного блока 10 поступает сигнап у от задатчика 16 температуры. В вычислительном блоке опре 4б, деляется длина дополнительного участ-. ка нагрева проволоки.

Передаточная функция (I) вычислительного блока 10 определяется на основании решения уравнения теплопровод-45 ности движущейся осесимметричной среды с учетом температуры, измеряемой в контрольной точке (перед первым дополнительным контактом), следующим образом: Г„ (>(1> pZ(E„i) Е„(1, рт,1 5О

Е, = Е. 1.РЦЕ,11-Е.(Рт.>

1 где — расстояние от начала зоны нагрева до точки контроля температуры, 55

Е» — длина дополнительного участка нагрева (с учее,),.

P — температурный коэффициент сопротивления;

Т(Ц,7®,Т вЂ” соответственно технологически необходимая температура, темпера-. тура в контролируемой точке и начальная температура проволоки.

С,-Е,С„(1 Р т, ; С- „(1У . к=Е.;v,=Е,; в=цв;

v = т(е„ ; х; = т(е,, 610

S . 1130

Ной эоне нагрева. Точность регулирования тем вышее, чем больше установлено дополнительных контактных элемен: тов и меньше расстояние между ними» 5

При нагреве вольфрамовой проволоки диаметром 2,6 мм перед волочением экономический эффект составляет

0,031 руб. на каждый килограмм протягивання проволоки.

1130610 1130610

Фм. 3

Составитель Г. Демин

Редактор Н. Яцола Техред А.Кикемезей Корректор Е. Сирохман

Заказ 9583/23 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4