Устройство для управления процессом получения жаростойкого волокна

Устройство для управления процессом получения жаростойкого волокна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сове тскик

Социалнстнческнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц1930293 (53)М. Кл.

6 05 D 27/00 (6! } Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 24; 07. 80 {21) 2970374/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

3ЬвудвустввквыФ квмвтет

СССР ав делам взабрвтенвй н вткрытвй

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень М 19 (53) УДК66.g12-52(088.8) Дата опубликования описания 23 .05. 82

Ю. В. Думченко, В. Ф. Новопашин, А. С и А. B. Янцен (72) Авторы изобретения

Барнаульский филиал Опытно-конструкто автоматики (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ

ЖАРОСТОЙКОГО ВОЛОКНА

Изобретение относится .к производству специальных волокон и может быть использовано в химической промышленности.

Известно устройство контроля и управления процессом получения волокна.-:.на основе карбида кремния, содерщаее последовательно включенные регулирующий орган, трансформатор напряжения, выпрямитель, фильтр, соединенный через ртутные затворы с электропроводящей подложкой, амперметр и вольтметр для измерений силы тока через подложку и напряжения, приложенного к затворам 1, Недостаток известного решения состоит в том, что в нем установка си-. лы тока в подложке производится посредством регулирующего органа оператором вручную по показаниям микроамперметра, т. е, неоперативно и с большой погрешностью измерения и управления.

2 Известно также устройство контроля и управления процессом получения жаростойкого волокна на электропроводящей подложке, содержащее последовательно включенные блок управления тиристорами, тиристорный усилитель, трансформатор напряжения, детектор, фильтр, соединенный с подложкой посредством затворов из жидкого метал1О. ла, и датчики тока через подложку и диаметр подложки.

Это устройство обеспечивает автоматическую стабилизацию тока через подложку P2).

Недостаток этого устройства состоит в том, что при изменении условий охлаждения нити парогазовой смесью или при колебаниях диаметра подложки (которые неизбежны) электрическая мощность, подведенная к подложке не постоянна, так как величина сопротивления зависит от диаметра подложки и температуры. При этом температура волокна также не остается постоянной, 3 930 что приводит к колебаниям структуры осадка карбида бора, а следовательно к изменениям прочности волокна.

Цель изобретения — повышение прочности волокна.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит аналогово-цифровой преобразователь, датчик расхода воды с задатчиком, датчики температуры воды до и после ее контакта с затвором, датчик напряжения на затворах и задатчик температурного режима в камере пиролиза, связанные с входами аналогоцифрового преобразователя, блбк управления, подключенный своими входами к выходам аналого-цифрового преобразователя, а выходом - к входу блока тиристорного управления.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит подложку 1, камеру 2,пиролиза, жидкие затворы 3, блок 4 тиристорного управления, трансформатор 5 напряжения, детектор 6, фильтр 7, парогаэовую фазу 8, датчик

9 диаметра подложки, датчик 10 тока через подложку, датчик 11 напряжения на затворах, трубопровод 12 воды для охлаждения затвора, датчик 13 температуры воды до контакта с затвором, датчик 14 температуры воды после контакта с затвором, датчик 15 расхода воды, первый задатчик !6 второй задатчик 17, многоканальный аналогоцифровой преобразователь !8, блок 19 управления.

Устройство работает следующим образом. . Нить 1 (подложка) проходит через камеру 2 пиролиза, ограниченную жидкими затворами 3, и нагревается под действием тока, получаемого от источника питания, образованного блоком 4 тиристорного управления, трансформатором 5 напряжения, детектором 6 и фильтром 7, выходы которого соединены с электродами затворов 3. Подаваемая в камеру 2 парогазовая фаза 8 подвергается пиролизу на раскаленной поверхности нити 1, в результате чего на последней осаждается мелкокристаллический осадок карбида кремния (SiC)

Факторы, определяющие кинетику процесса, контролируются посредством датчиков 9, 10, 1,1 диаметра подложки тока через подложку и напряжения на .затворах 3.

293 4

Выходной затвор охлаждается водой, подаваемой по трубопроводу 12. Темпе, ратура воды контролируется датчиком

13 до и датчиком 14 после ее контакта с выходным затвором, а ее постоянный расход обеспечивается датчиком 15 расхода воды. Первым задатчиком 16 устанавливается необходимый расход воды, поступающий на охлаждение выход-! в ного затвора. Вторым задатчиком 17 задается температурный режим в камере пиролиза 2. Выходы датчиков 9, 10, 11, 13, !4 и задатчиков 16, 17 соединены с соответствующими входами многоканального аналого-цифрового преобразователя 18, цифровые выходы которого соединены с цифровыми входами блока 19 управления.

Далее, в соответствии с принятым в устройстве способом обработки информации, с помощью микроЭВМ выполняют операции определения температуры волокна по уравнению

Ю

" т,с=и (" рф(т,-т,))-в, где (3, 8, и К вЂ” физические константы;

Д вЂ” диаметр электропрозо водящей подложки;

U — напряжение на затворах;

I — сила тока через подложку;

Т Т вЂ” темп ературы охлажда«(У 2 ющей воды до и после контакта с выходными затворами;

G — расход воды на охлаждение, 4О .в основе которого лежит известная зависимость сопротивления подложки от температуры, известный прием определения сопротивления нагрузки по методу амперметра - .вольтметра и но45 вый прием определения поправки к результату на основе калометрических измерений ((Ь вЂ” (Т2-Т ) — второе сла J гаемое уравнение, - сравнения вычислительного значения температуры волокна с заданным значением, определяемым сигналом задатчиком 17,-формирования регулирующего воздействия на блок тиристорного управления 4 по типовому ПИД закону регулирования в ви55 де последовательности синхронных по частоте с напряжением сети. Но широтно модулированных импульсов напряжения на цифровом выходе микроЭВМ.

Формула изобретения

5 9

Так как величина удельного сопротивления подложки зависит только от материала и его температуры, очевидно, что такое техническое решение обеспечивает изотермический режим на поверхности нити,, так как удельное сопротивление осадка на 6-8 порядков выше, чем, например, у вольфрама. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать температурный режим пиролиза на оптимальном уровне 1250 С, О что способствует получению волокон с максимальной разрывной прочностью.

Устройство для управления процессом получения жаростойкого волокна в камере пиролиза, содержащее последо-. вательно соединенные блок тиристорного управления, трансформатор напряжения, детектор, фильтр, соединенный. с подложкой через затворы из жидкого металла, и датчики тока через подложку и диаметр подложки, о т л и ч а30293

6 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности волокна, оно дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, датчик расхода воды

5 с задатчиком, датчики температуры воды.до и после ее контакта с затвором, датчик напряжения на затворах и задатчик температурного режима в камере пиролиза, связанные с входами аналого-цифрового преобразователя, блок управления, подключенный своими входами к выходам аналого-цифрового преобразователя, а выходом — к входу блока тиристорного управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Прилуцкий 3. В. Исследование процесса получения непрерывных воло 0. кон карбида кремния их структуры и свойств. Реферат диссертации. Киев, 1976, СКТБ ИЛИ АН УССР, 2. Техническое решение ОКБА НПО

"Химавтоматика" по автоматизации опыт25 ных установок по производству soJloK на на основе карбида. бора, 1977.

ВНИИПИ Заказ 3471/64

Тираж 908 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë,ÏðoåêTíàR,4