Устройство для управления процессом получения жаростойкой нити Советский патент 1983 года по МПК C01B31/36 G05D27/00 

сл

4 Изобретение относится к производству специальных волокон, в час ности к устройствам для автоматиче кого контроля технологического про цесса получения волокна на основе карбида кремния, карбида бора и др гих жаростойких волокон методом высокотемпературного пиролиза на электропроводящей подложке, и может быть использовано в химической промышленности. Известно устройство для управле ния процессом получения жаростойкого волокна на электропроводящей подложке, содержащее последовательно включенные блок управления тири торами, тиристорный усилитель, трансформатор напряжения, детектор фильтр, соединенный с подложкой посредством затворов из жидкого ме талла, и датчики тока через подложку, напряжения на затворах и диаметра подложки, а также источники смещения, ,два операционных усилителя и два фотоэлектронных прибора Cl). Однако указанное устройство не обеспечивает требуемой стандартиза ции. геометрических размеров жаростойкой нити (диаметра). Кроме того из-за технической сложности учета переходного сопротивления затворов реактора погрешность контроля температуры подложки высока. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для управления процессом получения жаростойкой нити на электропроводящей подложке, содержа щее датчики диаметра и натяжения подложки и нити, преобразователи температуры подложки в камерахреак тора, высоковольтный регулируемый блок питания реактора постоянным током с регулятором температуры под ложки, контуры автоматического регу лирования натяжения с тормозным двигателем и диаметра нити с двигателем намотки Г2 3, Недостатком известного устройства является влияние температуры и натяжения проволоки на величину омического сопротивления проволоки Цель изобретения - улучшение физико-механических свойств нити путем автоматического регулирования режимных и выходных параметров и исключения взаимного влияния регули рующих контуров друг на друга через объект регулирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления процессом получения жаростойкой ;Нитк на электропроводящей подложке дополнительно содержит блок ввода суммарного возмущения от контуров автоматического регулирования натяжения и диаметра нити, соединенный своим первым входом с выходом дат-чика натяжения нити контура регулирования натяжения, вторым входом с выходом датчика диаметра нити контура регулирования диаметра, а выход блока ввода связан с входом регулятора температуры подложки. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит катушку 1 с исходной подложкой и тормозным двигателем, подложку 2, датчик 3 натяжения, датчик 4 диаметра подложки, многокамерный реактор 5, камерные i затворы 6, нить 7, датчик 8 диа 1етра нити, приемную катушку 9 с двигателем намотки, регуляторы 10 и 11 диаметра и натяжения нити, высокого/ вольтный регулируемый блок 12 питания реактора, состоящий из преобразователей ВЧ напряжения в унифицированный сигнал и вычислительного блока 13, регулятора 14 температуры подложки и исполнительного блока 15, а также блок 16 ввода суммарного, возмущения по натяжению и диаметру нити, первый вход которого соединен с выходом датчика диаметра нити и первым входом регулятора диаметра нити, на второй вход которого подается напряжение задания Х , а выход подключен к двигателю намотки приемной катушки. Второй вход блока ввода суммарного возмущения по натяжению и диаметру: нити соединен с выходом датчика натяжения нити и первым входом регулятора натяжения нити, на второй вход которого подается напряжение. задания х , а выход подключен к: тормозному двигат-елю катушки с исходной подложкой. Выход блока ввода суммарного возмущения по натяжениюг и диаметру нити подключен к первому входу регулятора температуры подложкИ, на второй вход которого подается напряжение задания Ху , а третий вход подключен к выходу: вычис.лительного блока, первый вход которого соединен с датчиком диаметра подложки, второй вход - с первым выходом исполнительного блока и первым затвором- многокамерного реактора, третий вход - с вторым выходом исполнительного блока и вторым затвором многокамерного реактора, четвертый вход - с третьим выходом исполнительного блока и третьим затвором многокамерного реактора, ПЯТЫЙ вход - с четвертым выходом исполнительного блока и четвертым затвором многокамерного реактора. Выход регулятора температуры подложки соединен с входом исполнительного блока.

Устройство работает следующим образом,

С катушки 1 исходная подложка 2 проходит через датчики 3 и 4 натяжения и диаметра и поступает сначала в камеру отжига, а затем в камеру пиролиза многокамерного реактора 5 с затворами б.

В камере пиролиза в результате высокотемпературного разложения парогазовой смеси на поверхности подложки образуется жаростойкое покрытие, диаметр которого растет в направлении движения подложки. Таким образом, образуется нить 7, которая, выходя из реактора, проходит через датчик 8 диаметра нити и наматывается на приемную катушку 9 посредством двигателя намотки. Датчики 3 и 8 натяжения и диаметра нити образуют с регуляторами 10 и 11 диаметра и натяжения нити контуры автоматического регулирования, исполнительными устройствами котоых являются тормозной двигат.ель и двигатель намотки соответственно.

Высоковольтный регулируемый блок 12 питания реактора посредст вом преобразователей 13 ВЧ напряжения в унифицированный сигнал и датика 4 обеспечивает измерение и оценку температуры подложки в камеах реактора по формуле

Т, KU,.dJ-8.

де Т. - температура подложки в 1-и , камере;

и,- - падение ВЧ напряжения на

подложке 1-й камеры; d - диаметр подложки;

К|В - физические константы.

Вычисленное значение Т на входе суммирующего звена регулятора 14 сравнивается с уставкой у и а&тем по закону регулирования преобразуется в регулирующее воздействие, которое поступает на вход исполнительного блока 15, выходное напряжение которого подводится к затворам камер :реактора. Под действием этих постоянных напряжений подпожIка в камерах нагревается, что приjводит к изменению сопротивлений участков подложки и падений напряжения на них от ВЧ тока стабилизированной силы, обеспечиваемого блоком 13. ВЧ напряжения преобразуются в унифицированные сигналы посредством преобразователей 13 и т.д.

Возмущения по натяжению и диаметру нити дифференцируются, алгебраически суммируются в блоке 16 ввода 25 суммарного возмущения и приводятся к третьему входу регулятора 14 температуры, чем обеспечивается инвариантность температуры к указанным возмущениям.

Использование предлагаемого устройства позволяет значительно улучшить физико-механические свойства нити и, как следствие, повысить качество готовой продукции, в частности уменьшить колебания дигилетра волокна и повысить его прочность.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОЙ НИТИ на электропроводящей подложке, содержащее датчики диаметра и натяжения подложки и нити, преобразова-, телй. температуры подложки в камерах реактора, высоковольтный регулируемый блок питания реактора постоянным током с регулятором температуры подложки, контуры автоматического регулирова:ния натяжения с тормозным двигателем и диаметра нити с двигателем намотки, отличающееся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств нити, оно дополнительно содержит блок ввода суммарного возмущения от контуров автоматического регулирования натяжения и диаметра нити, соединен«1 ный своим первым входом с выходом датчика натяжения нити контура регулярования натяжения, вторым входом с выходом датчика диаметра нити контура регулирования диаметра, , § а выход блока ввода связан с вхо- дом регулятора температуры подйбж- ки.