УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЕМ ИЗДЕЛИЯ В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ
DEVICE FOR COOLING CONTROL OF ITEM DURING ROLLING

Изобретение относится к области машиностроения, а именно предназначено для автоматизации охлаждения изделий в прокатном стане с использованием термоэлектричества.
Известно устройство для охлаждения труб в процессе осуществления термомеханической обработки труб с охлаждением во время деформации в многоклетьевом прокатном стане [патент на изобретение РФ №2254189, кл. В21В 45/02, C21D 9/08, опубл. 20.06.2005].
Основными недостатками известного устройства являются сложность конструкции, небольшая скорость охлаждения, значительные энергозатраты.
Наиболее близким к изобретению является устройство для управления охлаждением изделия, содержащее элемент сравнения, связанный с датчиком температуры и производящий сравнение фактической температуры изделия с заданной, при этом выход элемента сравнения подключен к блоку подачи охлаждающей жидкости [патент на изобретение KR 20110046638 А, кл. В21В 37/76, В21В 45/02, опубл. 06.05.2011].
Недостатком способа является управление расходом охлаждающей жидкости с помощью элементов, для которых нужны источники ЭДС, что приводит к повышению энергозатрат.
Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат при охлаждении изделий на основе эффекта Томсона.
Техническая задача изобретения решается тем, что в устройство для управления охлаждением изделия в процессе прокатки, состоящее из термоэлектических секций, выполненных с возможностью установки над дымовыми трубами нагревательных печей и блока подачи охлаждающей жидкости, выполненного с возможностью установки над прокатным станом добавлены токопровода, аккумулятор и коммутатор, элемент сравнения, датчик температуры изделия.
В устройстве для управления охлаждением изделия в процессе прокатки термоэлектические секции выполнены с возможностью установки над дымовыми трубами нагревательных печей с помощью токопроводов.
Ток поступает по токопроводам в аккумулятор. Выход аккумулятора соединен с преобразователем постоянного напряжения в переменный. Выход преобразователя постоянного напряжения в переменный соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Выход первого АЦП связан с первым входом логического элемента «И». Второй вход логического элемента «И» подключен к выходу второго АЦП. Вход второго АЦП соединен с выходом элемента сравнения. Вход элемента сравнения подключен к выходу датчика температуры. Выход логического элемента «И» соединен со вторым входом коммутатора. Также выход аккумулятора соединен с первым входом коммутатора. Выход коммутатора соединен с блоком подачи охлаждающей жидкости, выполненным с возможностью установки над прокатным станом.
На фиг. 1 представлена схема устройства для управления охлаждением изделия в процессе прокатки.
Устройство для управления охлаждением изделия в процессе прокатки содержит: нагревательные печи (нагревательные колодцы) 1, дымовые трубы 2, термоэлектрические секции 3, токопровод 4, аккумулятор 5, преобразователь постоянного напряжения в переменный 6, первый АЦП 7, логический элемент «И» 8, второй АЦП 9, элемент сравнения 10, датчик температуры 11, коммутатор 12, блок подачи охлаждающей жидкости 13, прокатный стан 14.
Связи в устройстве для управления охлаждением изделия в процессе прокатки расположены в следующем порядке: термоэлектические секции 3 выполнены с возможностью установки над дымовыми трубами 2 нагревательных печей 3, соединены друг с другом с помощью токопроводов 4. Ток поступает по токопроводам 4 в аккумулятор 5. Выход аккумулятора 5 соединен с преобразователем постоянного напряжения в переменный 6. Выход преобразователя постоянного напряжения в переменный 6 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7. Выход первого АЦП 7 связан с первым входом логического элемента «И» 8. Второй вход логического элемента «И» 8 подключен к выходу второго АЦП 9. Вход второго АЦП 9 соединен с выходом элемента сравнения 10. Вход элемента сравнения 10 подключен к выходу датчика температуры 11. Выход логического элемента «И» 8 соединен со вторым входом коммутатора 12. Также выход аккумулятора 5 соединен с первым входом коммутатора 12. Выход коммутатора 12 соединен с блоком подачи охлаждающей жидкости 13, выполненным с возможностью установки над прокатным станом 14.
факт
задан
факт
задан
задан
Устройство для управления охлаждением изделия в процессе прокатки работает следующим образом, когда происходит нагрев изделий в нагревательных печах (нагревательных колодцах) 1, уходящие горячие газы выходят через дымовые трубы 2 с температурой на выходе ≈1000°C, над трубами установлены термоэлектрические секции 3, в которых теплый воздух (температура уходящих газов) нагревает одни концы спаев термопары, а холодный воздух (температура цеха) охлаждает другие концы термопары, происходит получение термоЭДС, в результате чего выработанный ток поступает по токопроводам 4 в аккумуляторы 5. Из аккумулятора 5 ток поступает в преобразователь постоянного напряжения в переменный 6. Затем аналоговый сигнал, посредством первого АЦП 7 преобразуется в цифровой, и поступает на первый вход логического элемента «И» 8. В процессе охлаждения изделий на прокатном стане 14 датчик температуры 11 в режиме реального времени отслеживает температуру на изделии Т, которая с помощью элемента сравнения 10 сопоставляется с заданной температурой Т. Как только разность Т-Т станет меньше допустимой, на второй АЦП 9 от элемента сравнения 10 поступает аналоговый сигнал. Второй АЦП 9 преобразует его в цифровой и передает на второй вход логического элемента «И» 8. Как только на двух входах логического элемента «И» 8 появляются два сигнала логической единицы, происходит срабатывание коммутатора 12, который включает подачу охлаждающей жидкости с помощью блока подачи охлаждающей жидкости 13. Как только температура изделий на прокатном стане 14 станет равняться заданной Т, на выходе блока сравнения 10 формируется сигнал логического «0» и выключается подача охлаждающей жидкости с помощью блока 13. При выходе из строя одного из элементов цепи предусмотрена связь аккумулятора 5 токопроводом 4 с коммутатором 12.
Таким образом, предлагаемое устройство для управления охлаждением изделия в процессе прокатки позволяет контролировать подачу охлаждающей жидкости без затрат от дополнительных источников электроэнергии, что снижает энергозатраты и обеспечивает контроль над расходом охлаждающей жидкости.