БЛОК АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ К ПРЯМОТОЧНОМУ СУШИЛЬНОМУ БАРАБАНУ ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно песка, во вращающемся барабане и может быть использовано в различных отраслях промышленности и железнодорожном транспорте.

Известен прямоточный сушильный барабан для сыпучих материалов, содержащий вращающийся цилиндрический корпус, подключенный входной частью к горелочному устройству и загрузочной течке, причем входная часть корпуса вдвое превышает диаметр основной части корпуса (см. например, описание изобретения к патенту СССР N 1746170, кл. F 26 B 11/04, 1992г.).

Однако, такое устройство не обеспечивает постоянного соответствия мощности пламени форсунки горелочного устройства и количества загружаемого сыпучего материала, имеющего непостоянную влажность и химический состав, вследствие чего энергия факела используется неэффективно, возможен повышенный нагрев исходящих газов высушиваемого материала, перегрев и преждевременный износ корпуса барабана, а также увеличенный расход топлива.

Известна система автоматического управления режимом сушки во вращающемся барабане, содержащая регулятор расхода сырого материала, датчик температуры, установленный внутри барабана и связанный с регулятором расхода сырого материала через корректирующий блок, а также регулятор влажности на выходе барабана [1]
Недостатком устройства является достаточно сложное конструктивное исполнение, повышенная металлоемкость и сравнительно низкий срок безаварийной работы.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа блок автоматического управления к прямоточному сушильному барабану для сыпучих материалов, содержащий корректирующий узел, связанный с регулятором расхода сырого материала и установленным внутри сушильного объема датчиком температуры сушильного агента [2]
Недостатком данного устройства является сложная система регулирования и отсутствие согласованной работы регулятора расхода сырого материала и системы подачи топлива.

Технический результат от использования данного изобретения повышение эффективности работы за счет исключения несоответствия количества подаваемого на сушку сырого материала мощности пламени горелочного устройства сушильного барабана.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату.

В заявленном блоке автоматического управления к прямоточному сушильному барабану для сыпучих материалов, содержащем корректирующий узел, связанный с регулятором расхода сырого материала и установленным внутри сушильного объема датчиком температуры сушильного агента, регулятор расхода сырого материала выполнен в виде тарельчатого питателя, установленного с возможностью дискретной регулировки по ступеням времени его вращения при изменении температуры сушильного агента, а корректирующий узел выполнен ступенчатым с реле времени, установленными, соответственно, в каждой ступени и связанными соответствующими реле управления.

Новизна предложенного устройства усматривается в том, что регулятор расхода сырого материала выполнен в виде тарельчатого питателя, установленного с возможностью дискретной регулировки по ступеням времени его вращения при изменении температуры сушильного агента, а корректирующий узел выполнен ступенчатым с реле времени, установленными, соответственно, в каждой ступени и связанными с соответствующими реле управления.

Сравнение заявленного устройства с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", т.к. оно не известно из существующего уровня техники.

Предложенное устройство является промышленно применимым существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень", т. к. оно явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлены какие-либо преобразования, характеризуемые отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата.

Таким образом, предложенное устройство характеризуется установленными в настоящее время критериями патентоспособности.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

На фиг.1 представлен общий вид прямоточного сушильного барабана, на фиг. 2 принципиальная электрическая схема блока автоматического управления.

Прямоточный сушильный барабан для сыпучих материалов преимущественно песка, содержит цилиндрический корпус 1, загрузочную течку 2 для подачи на сушку сырого песка, датчик температуры 3 исходящих газов, блок автоматического управления 4, тарельчатый питатель 5 для подачи сырого песка, горелочное устройство 6 с форсункой и трубопроводной арматурой для подачи топлива и воздуха.

Электрическое питание к блоку автоматического управления осуществляется через рубильник от трехфазной сети 380 В, все цепи управления получают питание от однофазной сети.

Управление питателем производится тумблером 22. Конечной целью работы блока автоматического управления является получение пяти автоматических режимов работы тарельчатого питателя 5 по времени: работа в течение одной минуты, 50 сек, 40 сек, 30 сек, 20 сек, в течение 10 сек, соответствующая самому слабому факелу распыла топлива горелочного устройства.

Режим работы тарельчатого питателя 5 задается переключением галетного переключателя режима работы.

При работе в ручном режиме (тумблер 7 выключен) выбранный режим работы тарельчатого питателя не меняется.

При изменении температуры исходящих газов за пределы установки рабочего диапазона рабочих температур термодатчика 40 загораются лампы 41 или 45.

Вся схема задания времени работы и задержки включения тарельчатого питателя собрана на реле времени 29, 31, 33, 35, 37, 39 по числу ступеней регулирования, соответствующему выбранным режимам работы. Все реле времени настраиваются на время срабатывания десять секунд.

При включении тумблера 7 (работа в автоматическом режиме) срабатывает реле 8 и своими контактами 43 и 47 соберет цепи реле 44 и 48. Одновременно с этим реле 49 разберет цепь реле 53, а контакты 52 соберут другую цепь реле 53 через нормально замкнутые контакты реле 44 и 48 (на схеме контакты 50 и 51). В данном режиме изменение температуры исходящих газов за пределы рабочей установки термодатчика 40 приведет к переключению через блокировки реле 44 и 48 режима работы тарельчатого питателя на одну ступень.

Оптимальный режим регулировки термодатчика 40: минимальная температура исходящих газов составляет 110^oC максимальная температура составляет 120^oC и поддерживается за счет изменения продолжительности работы тарельчатого питателя 5.

При работе в автоматическом режиме в случае изменения температуры исходящих газов за пределы установки термодатчика 25 сработает реле 27, контакты его включают реле 18 и отключится вентиль 20 подачи топлива.

Кроме того, другой контакт 23 реле 27 разомкнет цепь управления тарельчатым питателем. То же самое происходит при понижении ниже установки давления сжатого воздуха, питающие горелочное устройство, т.е. при размыкании контакта воздушного вентиля 14.

Контактор 12 включает цепь электропривода дымососа (условно не показан).

Тумблер 7 имеет два положения: "выключено" ручной режим работы питателя и "включено" работа в автоматическом режиме и воздействует на реле управления 8, которое имеет блокировочные контакты 26, нормально открытые в цепи термодатчика 25 температуры исходящих газов и реле управления 27, а также нормально открытой блокировочный контакт 43 в цепи термодатчика 40 и реле управления 44, нормально открытый блокировочный контакт 47 в цепи термодатчика 40 и реле управления 48, нормально замкнутый блокировочный контакт 49 в цепи управления 53, блокировочный контакт 52 нормально открытый в цепи управления 53.

Магнитный пускатель 12 включения привода вентилятора дымососа питается через выключатель 9, выключатель 10, блокировочный контакт "самоподхвата" 11.

Кроме того, имеется параллельная пускателю 12 цепь через выключатель 13 питания реле управления 18.

Реле включается от кнопки 15 и удерживается во включенном состоянии блокировочным контактом 17 "самоподхвата" нормально замкнутым блокировочным контактом 16 реле управления 27, и контакт 14 пневматического выключателя, который размыкает цепь при понижении давления сжатого воздуха, питающего горелочное устройство, ниже давления установки, равного 1,5 2,5 кгс/см².

Нормально открытый блокировочный контакт 24 реле 18 находится в цепи вентиля 20 подачи топлива к горелочному устройству. При отключении реле 18 подача топлива прекращается.

Реле управления 27 имеет нормально замкнутый блокировочный контакт 23, замыкающий все цепи и блок автоматического управления с режимами работы тарельчатого питателя и, в конечном итоге, магнитного пускателя 74.

Катушка реле управления 27 находится в цепи термодатчика 25 и контакта 26 нормально открытого реле управления 8. При достижении тока уставки термодатчика 25 в аварийном режиме срабатывает реле 27 и тарельчатый питатель останавливается, т.к. контакты 54 пускателя 74 разрывают цепь электродвигателя 55 вращения тарельчатого питателя. Кроме того, в цепи управления питающий магнитный пускатель 74, установлен тумблер 22.

Блоком создания режимов работы тарельчатого питателя управляют реле времени 29, 31, 33, 35, 37, 39.

В цепи реле времени 29 стоит нормально замкнутый блок-контакт 28 реле 39, в цепи реле 31 стоит нормально открытый блок-контакт 30 реле 29, в цепи реле33 стоит нормально открытый блок-контакт 32 реле 31, в цепи реле 35 стоит нормально открытый блок-контакт 34 реле 33, в цепи реле 37 стоит нормально открытый блок-контакт 35, в цепи реле 39 стоит нормально открытый блок-контакт 38 реле 37.

Реле управления 44 и 48 срабатывают от контактов термодатчика температуры исходящих газов 40 по достижении максимальной и минимальной температур уставки. При всех промежуточных значениях температур выхлопных газов включается реле управления 53, в цепи которого для его включения стоят нормально замкнутые блок-контакты 50 реле 44 и 51 реле 48. Блок автоматического создания одного из пяти режимов работы тарельчатого питателя работает при сочетании включений нормально открытых блок-контактов 56, 57, 58, 59, 60 соответствующих реле времени 29, 31, 33, 35, 37 и нормально открытых блок-контактов 61-73 трех реле управления 44, 48, 53 блока автоматического управления.

Для создания любого из пяти автоматических режимов работы тарельчатого питателя служит переключатель режимов работы (условно не показан).

Для визуального контроля за работой блока автоматического управления служат сигнальные лампы 19, 41, 45 в цепи которых установлены балластные сопротивления 21, 42, 46.

Работа блока автоматического управления осуществляется следующим образом.

При подаче электрического питания от трехфазной сети 380 В все цепи управления получают питание от однофазной сети. Управление питателем осуществляется тумблером 22.

При изменении температуры исходящих газов за пределы рабочей установки термодатчика 40 загораются лампы 41 или 45.

При включении тумблера 7 (работа в автоматическом режиме) срабатывают реле 8 и своими контактами 43 и 47 соберет цепи реле 44 и 48. Одновременно с этим контакт реле 49 разберет цепь реле 53, а контакты 52 соберут другую цепь реле 53 через нормально-замкнутые контакты реле 44 и 48 (на схеме контакты 50 и 51).

В данном режиме изменения температуры исходящих газов за пределы рабочей уставки термодатчика 40 приведет к переключению через блокировки реле 44 и 48 режима работы тарельчатого питателя дискретно на одну ступень.

При работе в автоматическом режиме в случае изменения температуры исходящих газов за пределы рабочей установки термодатчика 25 сработает реле 27, контакты его выключат реле 18 и отключится вентиль 20 подачи топлива. Кроме того, другой контакт реле 27 разомкнет цепь управления тарельчатым питателем. То же самое произойдет и при понижении ниже уставки давления сжатого воздуха, питающего горелочное устройство, т.е. при размыкании контакта 14 воздушного вентиля.

Применение данного устройства обеспечивает эффективную работу сушильного барабана при исключении выгорания стенок корпуса за счет рациональной работы загрузки подаваемого на сушку сырого песка и экономию топлива, что в целом повышает культуру производства.

Использование: изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно песка, во вращающемся барабане и может быть использовано в различных отраслях промышленности и железнодорожном транспорте. Сущность изобретения: блок автоматического управления к прямоточному сушильному барабану для сыпучих материалов, преимущественно сырого песка, содержит корректирующий узел, связанный регулятором расхода сырого материала и установленным внутри сушильного объема датчиком температуры сушильного агента. Блок содержит регулятор расхода сырого материала, выполненный в виде тарельчатого питателя, установленного с возможностью дискретной регулировки по ступеням времени его вращения при изменении температуры сушильного агента в виде исходящих газов, а корректирующий узел выполнен ступенчатым с реле времени, установленными, соответственно, в каждой ступени и связанными с соответствующими реле управления. 2 ил.

Блок автоматического управления к прямоточному сушильному барабану для сыпучих материалов, содержащий корректирующий узел, связанный с регулятором расхода сырого материала и установленным внутри сушильного объема датчиком температуры сушильного агента, отличающийся тем, что регулятор расхода сырого материала выполнен в виде тарельчатого питателя, установленного с возможностью дискретной регулировки по ступеням времени его вращения при изменении температуры сушильного агента, а корректирующий узел выполнен ступенчатым с реле времени, установленными соответственно в каждой ступени и связанными с соответствующими реле управления.