Нагревательное устройство дляиСпыТАТЕльНыХ МАшиН Советский патент 1981 года по МПК G01N3/28 

1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в испытательных машинах для исследования прочностных свойств материалов.

При испытаниях (исследованиях) образцов нагревательные системы необходимы для поддержан{;я заданного температурного режима.

Известны нагревательные устройства для испытательных машин, содержащие электропечь, имеющую нагреватели захватов и рабочей части образца, автоматический регулятор температуры и блок ручной подстройки питания нагревателей. Нагреватель рабочей части образца выполнен одиоС5екционным. Все нагреватели подключены к блоку подстройки питания и к одноточечному автоматическому регулятору температуры. В этом нагревательном устройстве три нагревателя и подстройка питания нагревателей необходимы для создания такого распределения мощности между нагревателями, при котором достигается равномерное температурное поле по рабочей длине образца. Для контроля равномерности температурного поля располагают три термоэлектрических термометра, один из которых, как правило средний, является элементом системы автоматического регулирования (САР). Таким образом, температура

поддерживается автоматически только в одной точке, а именно в точке располсмсения рабочего конца термометра, включенного в САР.

Настройка температуры по двум

-другим те1 1ометрам, расположенным, например, в крайних точках рабочего участка образца, производится вручную. Учитывая большую инерционность печи, процесс этот длителен и не отличается стабильностью, так как во время испытания могут появиться возмущения воздействия, нарушакяцие установленное при настройке температурное равновесие.

Указанный недостаток устраняют введением нескольких регуляторов или нескольких каналов регулирования, поддерясивающих температуру на заданном уровне в нескольких точках

расчетной длины образца.

Известно нагревательное устройство для испытательных машин, содержащее электропечь, имеющую нагреватели захватов и двухсекциониый многоканальный автоматический

регулятор температуры, блок подстройки питания и управляемые элементы. Q

Недостатком устройства является то, что при переходе с одного температурного режима на другой, а в ряде случаев и при обработке одного температурного режима требуется постоянная корректировка мощности, подаваемой в нагреватель рабочей части образца, для поддержания температуры средней точки образца, на определенном уровне. Поэтому подключение нагревателей, захватов и нагревателей рабочей части образца к силовой цепи через регулятор температуры не .дает , возможности применить это устройствов режиме ненрерывного регулирования, которое в целом ряде случаев имеет преимущества перед позиционным регулированием благодаря уменьшению температурных колебаний .

Цель изобретения - расширение рабочих режимов устройства, повышение точности стабилизации температурного режима.

Эта цель достигается тем, что в нагревательном устройстве, содержащем электропечь с нагревателями захватов и двухсекционным нагревателем рабочей части образца, многоканальный автоматический регулятор температуры, блок подстройки питания нагревателей и управляемые элементы, нагреватели захватов -и обе секции нагревателя образца через управляемые элементы включены в силовую цепь через управляемые элементы, ко входам которых подключны соответствующие выходы блока подстройки питания нагревателей, ко входам которого подключены выходы каналов автоматического регулятора температуры.

На чертеже представлена блоксхема нагревательного устройства.

Устройство содержит электропечь 1, имеющую нагреватели 2 и 3 соответственно верхнего и нижнего захватов, верхнюю 4 и нижнюю 5 секции нагревателя рабочей части образца б многоканальный автоматический регулятор температуры 7 с регулирующими термоэлектрическими термометрами 8 и 9, блок 10 ручной подстройки питания нагревателей I управляемые элементы 11-14 (например, тиристоры) и контрольный термометр 15. Нагреватель 2 верхнего захвата и верхняя секция 4 нагревателя рабочей части образца подключены через управляемые элементы к выходам одного канала блока 10 ручной подстройки, а вход этого канала подключен к выходу одного из каналов автомати ческого регулятора температуры 7, к входу которого подключен термоэлектрический термометр 8. Структура второго канала регулирования аналогична.

В процессе работы происходит автматическое поддержание температуры в двух точках образца - точках расположения рабочих концов регулирующих термометров 8 и 9. Температура в центре образца, замеряемая контрольным термометром 15, устанавливается с помощью подстройки 10, регулирующей поступление мощности в верхнюю 4 и нижнюю 5 секции нагревателя рабочей части образца. Кроме того, блок подстройки при подключении к нему управляемых элементов, стоящих в цепи нагревателей захватов 2 и 3 дает возможность ограничить мощность этих нагревателей во время .выхода печи на заданный режим.

В результате регулирования осуществляется стабилизация температурного режима в двух точках, а наличие связи блока подстройки с выходами автоматического регулятора температуры обеспечивает синхронное изменение напряжений на нагревателе захвата и на соответствующей секции нагревателя рабочей части образца, т.е. имеет место автоматическое поддержание температуры в средней точке образца в широком диапазоне температур.

Такое построение устройства расширяет его рабочие возможности, увеличивает точность стабилизации температурного режима и повышает надежность благодаря возможности ограничения бросков мощности в момент включения печи и выхода ее на заданный температурный режим.

Настройка мощности нагревателя рабочей части образца производится, как правило, один раз при Общей наладке всего устройства. Как показывают эксперименты, при стабилизации температуры в крайних точка образца температура в средней точке меняется незначительно даже при больших вариациях мощности нагревателя рабо и части, что благоприятно сказы - -ется на результатах испытаний.

Формула изобретения

Нагревательное устройство для испытательных машин, содержащее электропечь, имеющую нагреватели захватов и двухсекционный нагреватель образца, многоканальный автоматический регулятор температуры,блок подстройки питания нагревателей и управляемые элементы, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочих режимов устройства и повышения тоуности стабилизации температурного режима, нагреватели захватов и обе секции нагревателя образца включены в силовую цепь через управляемые элементы, ко входам которых подключены

соответствующие выходы блока подст- ройки .питания нагревателей, а ко вхо.дам блока подстройки подключены выходы каналов автоматического регулятора; температуры.