Вс?ооюз^ая_аям. кл. с 21d 1/34 f 27d 19/00 g 05d 23/00удк 621.789.223 (088.8)

 

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 31.XI I.1968 (№ 1293978/22-1) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05,IV.1973. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 27Х11.1973 йомитет по делам иэооретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

М. Б. Милич, Э. А. Соскин, Г. А. Гельман, М. Д. Бершицкий, В. H. Аптерман, В. Б. Штивельмаи и А. Г. Пономаренко

Государственный проектный институт «Тяжпромэлектропроект» и

Государственный проектный институт «Стальпроект»

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В

ЗОНАХ НАГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ ПЕЧИ

Изобретение относится к печам, нагревательным или охладительным аппаратам непрерывного действия, преимущественно с большой тепловой инерцией, например башенным, горизонтальным, тоннельным, трубчатым и другим печам и аппаратам непрерывной термообработки.

Известно устройство для регулирования теплового режима, содержащее вариатор количества тепла с органом, регулирующим его тепловую мощность и имеющим на входе задатчик требуемой тепловой мощности, связанный с датчиком перемещения материала через печь. Однако это устройство обеспечивает лишь ограниченную точность поддержания заданного теплового режима.

Цель изобретения — повышение качества термообработки материала, непрерывно движущегося через зону нагрева (охлаждения) полосы. Это достигается за счет того, что вход регулирующего органа присоединен к задатчику, а также к измерителю тепловой мощности через релейный элемент, имеющий на входе схему сравнения сигналов датчика и задатчика температуры в зоне и при превышающем уставку рассоглясовании этих сигналов переключающий вход регулирующего органа на схему сравнения сигналов датчика и задатчика температуры в зоне. В случае термообработки при покрытии качество его может быть дополнительно повышено путем изменения мощности вариатора в зависимости от содержания в обрабатываемом материале жидкости. В этом случае целесооб5 разна модификация устройства, в котором вход задатчика тепловой мощности вариатора соединен также с датчиком содер>канин жидкости в обрабатываемом материале. Таким образом, предло>кенное устройство пред10 ставляет собой регулятор с переменной структурой, содержащий контур регулирования по производительности печи, контур регулирования по отклонению температуры и элемент, подключающий к регулирующему органу ва15 риатора наиболее рациональный для данного режима конту р.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства.

Основными узлами устройства для регули20 рования теплового режима в зонах нагрева и охлаждения печи 1 являются Вяриатор 2 количества тепла в зоне с органом, регулирующим его тепловую мощность, измеритель фактической тепловой мощности вариатора, 2S задатчик 4 требуемой тепловой мощности вариатора, датчик 5 скорости перемещения материала через печь, релейный элемент 6, датчик 7 температуры в зоне и задатчик 8 температуры в зоне. В предложенных модифи30 кациях устройства задатчик 8 содержит функ376457

65 циональный преобразователь 9, элемент 10 задания оптимальной температуры в зоне (например, вычислительное устройство) и узел

11 сравнения оптимальной и максимально допустимой температур, дающий на выходе меньшую из двух величин. В случае применения устройства для термообработки при покрытии оно может включать датчик 12 содержания жидкости в обрабатываемом материале 18.

Вариатор 2 количества тепла в зоне представляет собой регулируемый нагреватель, регулируемый охладитель или охладитель в сочетании с нагревателем и может работать на различных видах энергии. Например, при использовании энергии газа или другого топлива для подогрева вариатор может представлять собой совокупность горелок с дросселирующим элементом или питатель регулируемой производительности. В качестве измерителя мощности 8 при электрическом нагревателе может использоваться датчик активной мощности, потребляемой из сети, а при газовом нагревателе — датчик расхода газа.

Задатчик 4 требуемой тепловой мощности вариатора выполнен в виде функционального преобразователя, реализующего установленную зависимость требуемой мощности от скорости перемещения материала, и содержит элементы, изменяющие масштаб выходного сигнала в зависимостя от III (plHHbI,è толщины обрабатываемого материала, т. е., в конечном счете, от производительности печи (в зависимости от толщины слоя покрытия). Датчиком скорости 5 может служить тахогенератор на валу привода перемещения материала, тахометрический мост и т. п. Релейный элемент б может быть либо бесконтактным, либо контактным. Элемент б выбирается с таким пороговым сигналом (сигналом на входе, производящим переключение элемента), чтобы до определенной величины отклонения температуры от заданной осуществлялось регулирование по возмущению (по фактической производительности печи) и лишь при превышении этого предельного отклонения устройство переключалось элементом б на регулирование по отклонению, пока отклонение не уменьшится до величины, определяемой коэффициентом возврата релейного элемента.

При работе устройства в установившемся тепловом режиме происходит регулирование тепловой мощности вариатора 2 по отклонению фактической мощности вариатора от задания, устанавливаемого по фактической производительности печи. При превышении определенного значения отклонения температуры в зоне от заданной (при изменении задания или при накоплении ошибки, вызванной неточной настройкой исходного контура регулирования по возмущению или изменением условий настройки) релейный элемент 6 пе. реключает вход регулирующего органа вариатора 2 на схему сравнения сигналов датчика

7 и задатчика 8 температуры в зоне, форсированно ликвидируя возникшее отклонение, пока оно не уменьшится до величины, определяемой коэффициентом возврата релейного элемента. При включении устройства сигнал задания по температуре значительно выше сигнала измерителя температуры и релейный элемент б подключает вход вариатора 2 количества тепла в зоне на схему сравнения сигналов датчика 7 и задатчика 8 температуры. Вариатор при этом может выдавать максимальное количество тепла, пока температура в зоне не приблизится на установленную величину к заданному значению. После этого элемент б переключит вход вариатора на схему сравнения сигналов измерителя 8 тепловой мощности вариатора и задатчика 4 тепловой мощности по производительности печи. Раним образом, устройство обеспечивает автоматический разогрев зоны до заданной температуры.

Изменение задания по температуре в зоне производится в соответствии с выбранным режимом термообработки с учетом изменения условий теплоотдачи между обрабатываемым материалом и окружающей его в зоне средой в зависимости от температуры. При изменении сигнала задатчика 8 температуры в зоне соответственно изменяется и сигнал задатчика 4 тепловой мощности вариатора. Надежность поддержания заданного теплового режима при использовании предложенного устройства увеличивается. Исходный контур регулирования по фактической производительности печи остается в устройстве неизменным и надежность его работы не меняется. Добавление контура регулирования по отклонению температуры, заменяющего собой исходный контур при превышении определенной величины отклонения и тем самым «подстраховывающего» исходный контур, лишь повышает надежность поддержания заданного теплового режима.

Предложенное устройство относительно просто внедрить на действующих установках, имеющих регулирование по производительности печи, так как все необходимые датчики (температуры в зоне, скорости перемещения материала) в этом случае уже имеются.

Экономическая эффективность устройства определяется тем, что оно обеспечивает повышение качества термообработки материала; экономию энергии; ликвидацию брака, имеющего место из-за перегрева материала при резком снижении скорости его перемещения; снижение трудозатрат за счет автоматизации процесса разогрева зон при включении печи.

Предмет изобретения

1. Устройство для регулирования теплового режима в зонах нагрева и охлаждения печи, содержащее вариатор количества тепла с органом, регулирующим его тепловую мощность и имеющим на входе задатчик требуемой тепловой мощности, связанный с датчиком ско376457

Г

1 !

Составитель H. Абросимов

Редактор О. Филиппова Техред Л. Грачева Корректор А. Степанова

Заказ 2040/3 Изд, № 525 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 рости перемещения материала через печь, отличающееся тем, что, с целью повышения качества термообработки материала и экономии энергии, вход регулирующего органа присоединен к задатчику, а также к измерителю тепловой мощности через релейный элемент, имеющий на входе схему сравнения сигналов датчика и задатчика температуры в зоне и при превышающем уставку рассогласовании этих сигналов переключающий вход регулирующего органа на схему сравнения сигналов датчика и задатчика температуры в зоне.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства при изменениях заданной температуры в зоне, вход задатчика тепловой мощности вариатора соединен с выходом задатчика температуры.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ликвидации брака, вызванного перегревом материала при резком снижении скорости перемещения, задатчик температуры соединен с датчиком скорости и содержит функциональный преобразователь, дающий сигнал максимально допустимой температуры, уменьшающейся по мере снижения скорости.

4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что, с целью повышения качества термообработки путем задания оптимальной темпе10 ратуры в зоне в пределах максимально до пустимой при данной скорости перемещени материала, задатчик температуры содержит элемент задания оптимальной температуры к узел сравнения оптимальной и максимально

15 допустимой температуры, дающий на выходе меньшую из двух величин.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения качества термообработки, вход задатчика тепловой мощности ва20 риатора соединен также с датчиком содержания жидкости в обрабатываемом материале.