установка для контроля охлаждающей способности закалочной среды
Классы МПК: | C21D11/00 Процесс контроля или регулирования термообработки G01N25/20 с помощью калориметрических измерений, например путем измерения теплоемкости или теплопроводности |
Автор(ы): | Шолом Владимир Юрьевич (RU), Абрамов Алексей Николаевич (RU), Каримов Эльдар Наилевич (RU), Варламов Пётр Александрович (RU), Казаков Андрей Михайлович (RU), Искаков Касим Минвалеевич (RU), Колос Андрей Николаевич (RU), Савельева Наталья Владимировна (RU), Корнилова Ольга Павловна (RU), Саранцева Светлана Александровна (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-10-14 публикация патента:
10.07.2006 |
Использование: изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов с целью повышения их механических свойств и может быть применено для построения кадастра закалочных сред по их охлаждающей способности. Технический результат: заявляемое изобретение позволяет обеспечить уменьшение массогабаритных показателей и повышение автоматизации управления. Сущность изобретения: установка для контроля охлаждающей способности закалочных сред включает основание с вертикальной стойкой, датчик теплового потока, емкость с закалочной средой, печь трубчатого типа, нагреватель закалочной среды, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, выполненный в виде механизма тройного шарнирного параллелограмма, электрического моторедуктора, системы автоматического управления. 1 ил.
Формула изобретения
Установка для контроля охлаждающей способности закалочной среды, содержащая основание, печь трубчатого типа, емкость с закалочной средой, датчик теплового потока с встроенной термопарой, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, систему автоматического контроля и управления, отличающаяся тем, что введен нагреватель закалочной среды, расположенный на основании, которое имеет вертикальную стойку, а механизм переноса выполнен в виде тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а ко второму диску прикреплен датчик теплового потока таким образом, что он всегда находится в вертикальном положении, с возможностью движения по траектории в виде дуги окружности, крайние точки которой расположены в центре зоны нагрева печи трубчатого типа и центре объема закалочной среды, при этом один из шарниров первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединен с валом электрического моторедуктора и имеет закрепленные на нем выключатели для отключения электрического моторедуктора.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов с целью повышения их механических свойств и может быть применено для построения кадастра жидкостей по их охлаждающей способности.
Известно устройство для определения параметров охлаждающей способности закалочных жидкостей, содержащее нагреватель и датчик теплового потока с термопарой, соединенной с измерительным прибором. Датчик теплового потока, выполненный с полостью для протока жидкости неподвижно, укреплен в нагревателе, при этом термопара расположена внутри датчика (А.С. СССР №1057557, МКИ3 С 21 D 1/56, 30.11.1983).
Указанное устройство имеет ряд недостатков:
1. При смене закалочных жидкостей все емкости и трубопроводы необходимо вычищать, прокачивая через них, например, растворитель;
2. После ряда опытов с внутренней поверхности датчика теплового потока необходимо убрать нагар;
3. Не соблюдаются условия подобия по тепломассообмену в натурных и опытных процессах;
4. Громоздкость и переусложненность устройства.
Известно устройство для определения параметров охлаждающей способности закалочных жидкостей, в котором датчик теплового потока расположен неподвижно, подвижные нагреватель и емкость с закалочной средой, перемещающиеся одновременно и обеспечивающие прохождение через них датчика теплового потока, снабженного термопарой, подсоединенной к измерительному прибору (Патент Франции №2080270, кл. G 01 N 25/00, 27.02.1970).
В указанном устройстве для обеспечения надежного контакта спая термопары с датчиком теплового потока необходимы дополнительные приспособления, искажающие температурное поле датчика и вызывающие систематическую погрешность. Кроме того, необходимость движения нагревателя и емкости приводит к громоздкости и переусложнению устройства.
Известно устройство для определения охлаждающей способности закалочной среды по французскому методу, содержащее основание, шток, закрепленный на основании, емкость с закалочной средой, над которой установлен нагреватель, датчик теплового потока, в котором закреплен спай термопары, термоэлектроды которой через трубчатую ножку соединены с приборами измерения и регистрации температуры, систему пневматического перемещения датчика теплового потока. (В. Люты. Закалочные среды. Справочник. Металлургия. Челябинск. 1990. 190 с. С.48-50).
Недостатком устройства является громоздкость конструкции и переусложненность схемы. Схема может работать лишь при наличии центральной пневмосистемы или компрессора с сопутствующими аппаратами и приборами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предложенному является установка для контроля параметров закалочной среды, содержащая основание, нагреватель, емкость с закалочной средой, датчик теплового потока с встроенной в него термопарой, копир (механизм) переноса датчика теплового потока из нагревателя в емкость с закалочной средой и систему автоматизации обработки сигнала термопары. (А.С. СССР №1278364, МКИ4 С 21 D 11/00 23.12.1986).
Недостатком установки является ее сложность, заключающаяся в громоздкости конструкции, и недостаточный уровень автоматизации.
Задача изобретения - уменьшение массогабаритных показателей, повышение автоматизации управления за счет применения механизма тройного шарнирного параллелограмма с электроприводом в качестве механизма переноса.
Поставленная задача достигается установкой для контроля охлаждающей способности закалочной среды, включающей основание, печь трубчатого типа, емкость с закалочной средой, датчик теплового потока с встроенной термопарой, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, систему автоматического контроля и управления, в которой в отличие от прототипа введен нагреватель закалочной среды, расположенный на основании, которое имеет вертикальную стойку, а механизм переноса выполнен в виде тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а ко второму диску прикреплен датчик теплового потока таким образом, что он всегда находится в вертикальном положении с возможностью движения по траектории в виде дуги окружности, крайние точки которой расположены в центре зоны нагрева печи трубчатого типа и центре объема закалочной среды, при этом один из шарниров первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединен с валом электрического моторедуктора и имеет закрепленные на нем выключатели для отключения электрического моторедуктора.
Существо изобретения поясняется чертежом, где изображена конструкция установки для контроля охлаждающей способности закалочной среды.
Установка содержит основание с вертикальной стойкой 1, на которой закреплен механизм тройного шарнирного параллелограмма (Артоболевский И.И. Элементы механизмов. Простейшие рычажные и шарнирно-рычажные механизмы. Том 1, 2-е изд., переработанное. - 1979. - 495 с.: иллюстрация №603, - 308 с.) 2, электрический моторедуктор 3, шарниры 4, выключатели 5 и 6, опора крайних положений 7, трубчатую печь 8, емкость с закалочной средой 9, нагреватель закалочной среды 10, датчик теплового потока с встроенной термопарой 11, крепление датчика теплового потока 12, панель управления 13, реверсную кнопку 14.
Установка для контроля параметров закалочной среды работает следующим образом. Перед проведением эксперимента через пользовательский интерфейс электронно-вычислительной машины (ЭВМ) задаются его параметры: требуемая температура датчика теплового потока, время выдержки, требуемая температура закалочной среды. Датчик теплового потока 11 помещается в трубчатую печь 8, емкость с закалочной средой 9 устанавливается на нагреватель закалочной среды 10. В автоматическом режиме выдерживаются все параметры эксперимента, что одновременно отображается на мониторе в графическом и численном виде, затем от ЭВМ поступает сигнал на включение электрического моторедуктора 3 и посредством приведения во вращение шарниров 4 механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 производится плоскопараллельный перенос датчика теплового потока 11 в емкость с закалочной средой 9. При прохождении механизмом точки А выключатель 5 отключает питание электрического моторедуктора 3 и доведение механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 до опоры 7 производится за счет силы тяжести и сил инерции, которым противодействуют магнитное поле и передаточный механизм моторедуктора 3, и движение механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 замедляется. Происходит охлаждение датчика теплового потока в закалочной среде и запись показаний термопары в файл сохранения программы для последующей обработки и вычислений. Далее посредством реверсной кнопки 14, расположенной на панели управления 13, механизм тройного шарнирного параллелограмма 2 отводит датчик теплового потока 11 в среднее положение В для его очистки и осмотра, затем он отводится в трубчатую печь 8 для начала следующего эксперимента, при этом для безударного доведения механизма тройного шарнирного параллелограмма 2 до крайнего положения, в точке С срабатывает выключатель 6.
Выполнение в установке для контроля охлаждающей способности закалочной среды копира переноса в виде механизма тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а к другому диску прикреплен датчик теплового потока таким образом, что он всегда находится в вертикальном положении, а при движении термопара в нем имеет траекторию в виде дуги окружности, крайние точки которой находятся в центре зоны нагрева печи трубчатого типа и центре объема закалочной жидкости, при этом один из шарниров первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединен с валом электрического моторедуктора и имеет закрепленные на нем выключатели для отключения электрического моторедуктора так, что бы доведение механизма до крайних положений производилось за счет свободного выбега моторедуктора и сил инерции, что позволило устранить удары в крайних положениях механизма. Итак, заявляемое изобретение позволяет обеспечить повышение автоматизации и уменьшение габаритных размеров.
Класс C21D11/00 Процесс контроля или регулирования термообработки
Класс G01N25/20 с помощью калориметрических измерений, например путем измерения теплоемкости или теплопроводности