Существующие устройства для автоматического регулирования температуры печей имеют тот недостаток, что они весьма дороги, очень сложны для монтажа, автоматическое регулирование производится ими весьма грубо вследствие малого числа даваемых ими позиций (обычно 3-5), требуют изготовления на специально оборудованном заводе, должны обслуживаться квалифицированными работниками и требуют довольно часто весьма сложного ремонта.
Настоящее изобретение имеет своей целью дать устройство для ручного дистанционного регулирования температуры печей, могущее быть изготовленным в любой мастерской, имеющее большое число позиций (10-15) и весьма простую конструкцию, дешевое в изготовлении и не требующее обслуживания квалифицированными работниками.
Сущность изобретения заключается в том, что для включения электродвигателя исполнительного механизма на зависящий от значения температуры в печи промежуток времени в цепь электродвигателя включен прерыватель тока, устанавливаемый от руки в зависимости от требуемого и существующего режима в печи и управляющий подачей соответствующего числа импульсов тока электродвигателю исполнительного механизма.
На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства и фиг. 2 - общий вид устройства.
Предлагаемое устройство состоит (фиг. 1 и 2) из механизма управления I исполнительного механизма II, клапана III исполнительного механизма, термопары IV и гальванометра V.
Механизм управления (фиг. 1) состоит из храпового диска 1, зубцы которого (10-15 по числу позиций) снабжены контактными пластинами 3, электрически соединенными с расположенным на диске 1 контактным кольцом 2, соединенным с одним из проводов а электрической цепи через контактную пластику 4, являющуюся щеткой.
Диск 1 находится под действием вращающей его заводной пружины 12 и удерживается от вращения под действием последней посредством электропроводной собачки 5, прижимающейся к контактным пластинам 3 зубцов и соединенной проводом 6 через электродвигатель 14 исполнительного механизма II со вторым проводом электрической цепи в. Для отвода собачки 5 и освобождения тем самым диска 1 в механизме управления применен электромагнит 6, включенный в электрическую цепь через провод г параллельно электродвигателю.
Для остановки вращения диска 1 через определенное число оборотов под действием пружины 12 он снабжен стопорным пальцем 13, а для указания исправности действия механизма управления применена сигнальная лампа 7, соединенная одним полюсом с проводом а, а вторым - с проводом г.
Исполнительный механизм 0 состоит из электродвигателя 14, который связан червячной передачей с клапанами III для подачи воздуха и топлива и на оси которого насажен кулачный диск 8. К периферии диска 8 прижат под действием собственного веса контактный рычаг 9, поворотный вокруг оси и предназначенный для периодического, замыкания контакта 10 цепи электромагнита 6 мезанизма управления. Рычаг 9 присоединен к проводу г цепи электромагнита, а контакт 10 соединен с проводом в электрической цепи. В замыкаемую контактом 10 цепь включена сигнальная лампа 11 для указания исправности работы исполнительного механизма.
Следовательно общая схема устройства имеет такой вид: от сети постоянного тока (110 вольт) провод а соединяет одновременно лампочку 7 и промежуточную контактную пластину 4. Через пластину 4 ток направляется на контактное кольцо 2, спаянное со всеми контактными пластинами 3 храпового диска 1. По контактным пластинам 3 в замкнутом состоянии собачкой 5 ток направляется в провод 6, который соединяет одновременно первые концы: обмотки электромагнита 6, обмотки электродвигателя исполнительного механизма II и сигнальной лампочки 11.
Второй провод в от сети соединяет одновременно вторые концы обмотки электродвигателя, лампочки 11 и идет к контакту 10, через который в замкнутом состоянии ток проходит по собачке 9 в провод г. Провод г соединяет одновременно вторые концы обмотки электромагнита 6 и лампочки 7.
Механизм управления I и гальванометр (лабораторного или заводского типа) V устанавливаются (фиг. 2) в центральном диспетчерском помещении. Количество устройств устанавливается в зависимости от количества печей и форсунок, например, если имеется 5 печей, работающих на одной форсунке, каждая из 5 печей, работающих на 2 форсунках (при этом регулировать надо каждую форсунку отдельно), то ставить следует 15 комплектов устройства, 15 термопар и 15 (или один общий с переключением) гальванометров.
Исполнительный механизм II устанавливается в цехе на небольшом расстоянии от печи. Клапаны III, связанные общим валом с механизмом II, включаются в топливный и воздушный трубопроводы. Термопара IV погружается в печь.
Действие предлагаемого устройства следующее. Храповой диск 1 имеет возвратно-поступательное движение, которое сообщает ему заводная пружина 12. Поворачивая только вправо храповик на нужное число зубцов (в зависимости от отклонения температуры печи от заданной или перехода с одного режима на другой), одна из пластин 3 упирается в собачку 5 (фиг. 1). При этом включаются электродвигатель исполнительного механизма II, передающий вращение через червячный редуктор кулачковому диску 8 и сигнальная лампа 11, указывающая на исправное действие аппаратуры в цехе. Как только выступ кулачного диска 8 поднимет рычаг 9 и замкнет его с контактом 10, так мгновенно от сети, по проводу, ток устремляется в провод г и замыкает обмотку электромагнита 6, который притягивает к себе конец собачки 5. При этом на один момент зажигается лампочка 7, указывающая на исправность аппаратуры в диспетчерской. В момент подъема собачки 5 храповика 12 в противоположную заводу сторону между собачкой пластинкой 3 храпового диска ток прерывается, т.е. провод 6 остается разъединенным и, следовательно, питание электромагнита 6 и электродвигателя исполнительного механизма прекращается, электродвигатель останавливается. В момент выключения электромагнита собачка 5 отрывается от него, захватывая следующий зубец, и т.д. до тех пор, пока храповой диск I не придет в начальное положение. Если храповой диск 1 был заведен на несколько позиций, то такое же число раз произойдет замыкание и размыкание провода б. Выступающий стопорный палец 13 на храповике 1 в начальном положении храповика упирается в пластину 4 и мешает дальнейшему его вращению. В этом положении храповика пластина 3 не доходит до собачки 5, оставляя разомкнутым от сети провод б. На одной оси с кулачным диском 8 исполнительного механизма III укреплены воздушные клапаны III, которые сперва постепенно прикрывают отверстия для прохода топлива и воздуха, уменьшая подачу их к форсунке до минимума, а затем сразу открывают отверстия до максимальной подачи. Такой резкий переход от минимальной подачи топлива и воздуха до максимальной вызван тем, что храповик 8 вращается только в одну сторону. Число зубьев храповика 1 и 8 зависит от числа принятых позиций подачи топлива - практически вполне достаточно выбрать 10-15 позиций, т.е. подачу топлива от минимальной до максимальной следует делать в 10-15 приемов. Однако, независимо от числа позиций храповик 11 следует заводить в один прием, поворачивая его на нужное число зубьев.
Предположим, что устройство работает на 10 позиций. В начальном положении храпового диска 1 подача топлива максимальная (позиция первая), следовательно, при повороте его на девять зубьев, он при обратном вращении девять раз пустит ток в провод б и столько же раз прижмет клапан III к седлу, сократив подачу топлива до минимума.
1-й случай. Когда происходит полная подача топлива (храповый диск в начальном положении - 1-я позиция), температура печи начинает повышаться от заданной. В зависимости от быстроты возрастания температуры храповой диск 7, допустим, следует завести на три зубца и он встанет в 4-ю позицию, на это же количество позиций, по вышеизложенному методу, прикроются клапаны III и III.
2-й случай. При сильном уменьшении подачи топлива температура в печи падает, перейдя заданную. Значит топлива надо прибавить, предположим, на две позиции. Так как храповик 1 заводится в одну сторону и в первом примере был уже заведен на 4-ю позицию, то, если мы заведем его на две, поставив храповик в 6-ю позицию (а 6-я позиция дает топлива меньше, чем 4-я), темпера-тура упадет еще сильнее.
Во избежание этого нужно храповик перевести через все позиции с меньшей подачей топлива и, установив его на той, которая дает больший расход топлива по сравнению с ранее установленной. В нашем случае, чтобы прибавить расход топлива на две позиции, надо храповик поставить в 4-2=2 позицию, но, вращая его в одну, мы должны перевести храповик 1 через позиции с 5-й по 2-ю включительно, т.е. завести его на 10-4+4-2=8 позиций. Вообще же порядок завода храповика 1 такой: а) при уменьшении подачи топлива на нужное число позиций храповой диск переводится на это же число позиций; б) для увеличения подачи топлива на а позиций храповой диск должен встать на а позиций обратно от ранее установленной, т.е. в позицию б, а переведен должен быть на число позиций, оставшихся до минимальной подачи топлива плюс позиция б, например: если устройство имеет 15 позиций, а храповой диск был заведен в 8-ю позицию, топлива надо прибавить на 2 позиции, т.е. перевести храповик в 8-2=6 позицию. а завести его надо для этого на (15-8)+(8-2)=13 позиций.
Заведенный храповой диск при обратном ходе, сообщаемом пружиной 13, пройдет в 5-7 сек.
За такой короткий промежуток времени переходной момент изменения подачи топлива в печь на 13 позиций не повлияет практически на режим печи.
В случае неисправности исполнительного механизма в цехе горит непрерывно сигнальная лампа 11, а в диспетчерской не зажигается контрольная лампа 7 в случае неисправности аппарата управления I, исполнительный механизм II в цехе работать не будет и не зажгутся сигналы 7 и 11.
Устройство установлено в лаборатории Промышленных печей Ленинградского Индустриального Института на электрическую печь мощностью в 2 kW с реостатной 8-позиционной регулировкой. Вместо топливного и воздушного клапанов III установлен третий храповик с трещоткой для переключения реостата. Во время опытного испытания в печи постепенно устанавливались три режима: 400, 600 и 800° в течение 3 час. для каждого режима. Точность регулирования определялась в ±2-3°.
1. Устройство для ручного дистанционного регулирования температуры печей, отличающееся тем, что, с целью включения электродвигателя исполнительного механизма в цепь тока на зависящий от значения температуры в печи промежуток времени, в цепь электродвигателя включен управляющий подачей импульсов тока электродвигателю прерыватель тока, устанавливаемый от руки в зависимости от требуемого и существующего режима температуры в печи для подачи соответствующего числа импульсов тока электродвигателю.
2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что прерыватель тока выполнен в виде находящегося под действием пружины 12 храпового диска 1, зубцы которого снабжены соединенными с одним из проводов электрической цепи контактными пластинами 3, удерживаемого от вращения электропроводной, соединенной с другим проводом электрической цепи собачкой 5, освобождающей диск 1 при замыкании цепи электромагнита 6, включенного параллельно электродвигателю через управляемый последним прерыватель тока и отводящего собачку 5.
3. В устройстве по пп. 1 и 2 применение установленного на диске1 упорного пальца 13, служащего для остановки диска 1 в положении, соответствующем разомкнутой цепи электродвигателя.
4. В устройстве по пп. 1-3 применение в качестве прерывателя тока в цепи электромагнита 6 кулачного диска 8, насаженного на оси электродвигателя и воздействующего на контакты 10.
