УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКА ИЗ ОБЩЕГО КОЛЛЕКТОРА ПО ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИМ АППАРАТАМ Российский патент 2004 года по МПК C01D7/18 G05D21/00 

Изобретение относится к устройствам для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам и может найти применение в химической промышленности в производстве кальцинированной соды.

Известно устройство для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам, содержащее диафрагмы для измерения расхода, дроссельные заслонки на трубопроводах, подводящих известковое молоко из общего коллектора к аппарату, командный регулятор, изменяющий задание регуляторам расхода известкового молока в аппараты. /См., например, Шокин И.Н., Крашенинников С.А. Технология соды. М.: Химия, 1975, стр.109/
Недостатком известного устройства является сложность системы автоматического управления, обусловленная необходимостью измерения малых расходов известкового молока и поддержания этих расходов в заданном соотношении.

Известно устройство для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам, содержащее датчики и регуляторы расхода на выходе из общего коллектора, которые при всех изменениях величины заданного параметра выдают команду на изменение подачи извести в эти аппараты, датчик концентрации рН в жидкости из смесителя, корректирующий подачу извести в один из аппаратов. /См., например, авт.св. 379538, МПК С 01 D 7/18, G 05 D 21/00, oп. 1973 г., БИ 20/
По технической сущности и достигаемому результату известное устройство является наиболее близким к заявляемому.

Недостатком известного устройства является сложность контроля к распределения, обусловленная измерением и регулированием расходов известкового молока на каждый аппарат, один из которых трудноконтролируемый из-за относительно малой величины.

В основу изобретения положена задача создать устройство для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам, позволяющее упростить систему автоматического контроля и распределения.

Поставленная задача решается в устройстве для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам, содержащем датчики расхода известкового молока, связанные с регуляторами расхода известкового молока, регулятор концентраций рН в жидкости из смесителя; согласно изобретению к выходу датчика общего расхода известкового молока через формирующие цепочки подключены регуляторы расхода известкового молока и регулирующие органы по основному и дополнительному потоку, формирующая цепочка для основного потока состоит ив блока слежения-запоминания и блока суммирования, формирующая цепочка для дополнительного потока состоит из блока слежения-запоминания, блока суммирования и блока запоминания, выход которого подключен к второму входу сумматора в формирующей цепочке основного потока; второй вход регулятора расхода известкового молока по основному потоку подключен к сумматору, входы которого связаны с выходами датчика расхода фильтровой жидкости и регулятора значений рН жидкости из смесителя; второй вход регулятора расхода известкового молока по дополнительному потоку подключен к сумматору, два входа которого связаны с выходами регулятора концентрации NH₃ в парогазовой смеси из испарителя и формирующей цепочки расхода известкового молока по основному потоку; входы блоков слежения-запоминания и переключения связаны с выходами командного блока - мультивибратора, управляющего процессом формирования переменных для регуляторов расхода известкового молока по основному и дополнительному потокам и переключателя, закрывающего дроссельную заслонку на дополнительном потоке.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются:
- к выходу датчика общего расхода известкового молока через формирующие цепочки подключены регуляторы расхода известкового молока и регулирующие органы по основному и дополнительному потоку;
- формирующая цепочка для основного потока состоит из блока слежения-запоминания и блока суммирования;
- формирующая цепочка для дополнительного потока состоит из блока слежения-запоминания, блока суммирования и блока запоминания, выход которого подключен к второму входу сумматора в формирующей цепочке основного потока;
- второй вход регулятора расхода по основному потоку подключен к сумматору, входы которого связаны с выходами датчика расхода фильтровой жидкости и регулятора концентрации в жидкости из смесителя;
- второй вход регулятора расхода по дополнительному потоку подключен к сумматору, два входа которого связаны с выходами регулятора концентрации NH₃ в парогазовой смеси из испарителя и формирующей цепочки расхода известкового молока по основному потоку;
- входы блоков слежения-запоминания и переключения связаны с выходами командного блока - мультивибратора, управляющего процессом формирования переменных для регуляторов расхода известкового молока по основному и дополнительному потоку и переключателя, закрывающего дроссельную заслонку не дополнительном потоке.

Исходя из описанного уровня техники выплывает, что оказанные отличия заявляемого устройства являются новыми.

Благодаря тому, что в системе контроля расхода известкового молока на элемент дистилляции используется только один датчик общего расхода, упрощается система автоматического контроля и уменьшается погрешность измерения расхода известкового молока по дополнительному потоку, т.к. пределы измерения расхода по этому потоку сравнительно невелики /0,5-5,0/ м³/час и к тому же в молоке много посторонних включений - песка и недопала. Одновременно улучшается качество регулирования, связанное с наличием корректирующих изодромных регуляторов, поддерживающих заданные концентрации на основном потоке по рН жидкости из смесителя и на дополнительном по NH₃ в парогазовой смеси из испарителя.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства.

Устройство для автоматического контроля и распределения истоков известкового молока включает дистилляционную колонну 1, состоящую из конденсатора КДС, теплообменника ТДС, дистиллера ДС, смесителя 2, испарителя 3 и насоса 4, откачивающего жидкость на "белые моря", регулятор 6, включающий датчик 5 и регулирующий орган 7, датчик 8 расхода известкового молока в коллекторе 9, блок 14 слежения-запоминания и блок 15 суммирования, вторичный прибор 10 для основного потока, регулятор 10, сумматор 20, корректирущий регулятор 22 с датчиками 21 концентрации рН, регулирующий орган 11; для дополнительного потока - блок 14 слежения-запоминания, суммирования 16, запоминания 17, регулятор 12, командный блок-мулътивибратор 26, корректирующий регулятор 25 с датчиком концентрации 24, клапан переключения 23, регулирующий орган 13, вторичный прибор 19.

Устройство работает следующем образом. С коллектора известковое молоко, расход которого измеряется датчиком 8, распределяется по двум потокам: основному, по которому в смеситель подается 35-90% от общего расхода известкового молока на элемент дистилляции и дополнительному с расходом 10-15%. Заданные расходы известкового молока поддерживаются регуляторами: по основному потоку регулятором 10 и регулирующим органом 11, по дополнительному - регулятором 12 и регулирующим органом 13. Переменные для этих регуляторов определяются формирующими цепочками, состоящими из блоков: для основного потока - слежения-запоминания 14 и суммирования 15; для дополнительного потока - слежения-запоминания 14, сортирования 16 и запоминания 17.

Расход известкового молока по основному потоку контролируется вторичным прибором 18 и дополнительному - 29. Задание регулятору расхода известкового молока по основному потоку формируется сумматором 20, поддерживающим соотношение между расходом фильтровой жидкости и известкового молока с корректирующим регулятором 22 и датчиком 21 до концентрации рН в жидкости после смесителя. Задание регулятору расхода известкового молока по дополнительному потоку формируется сумматором 27, поддерживающим заданное соотношение между расходом известкового молока по основному и дополнительному потокам и корректирующего регулятора 25 с датчиками 24 концентрации NH₃ в парогазовой смеси.

Всеми операциями по кратковременному прекращению подачи известкового молока по дополнительному потоку и формированию при этом переменных для обеих регуляторов управляет командный блок-мультивибратор 26. Этот блок постоянно с заданной периодичностью выдает на выходе дискретные сигналы "0" или "1", поступающие на блок слежения-запоминания, блок запоминания 17 и переключения 23. При выходе "1" мультивибратор 26 блок слежения-запоминания 14 запоминает текущее значение общего расхода известкового молока на элемент дистилляции F_и.м. ^общ., в то же время переключатель 23 закрывает регулирующий орган 24 на дополнительном потоке и кратковременно общий расход F_и.м. ^общ. уменьшится на величину расхода, подаваемого, по дополнительному потоку. Это уменьшение определяется сумматором 16 и запомнится блоком запоминания 17. Таким образом, F_и.м. ^д.п., равное
F_и.м. ^д.п.=F_и.м. ^общ.-F_и.м. ^общ.1,
где F_и.м. ^д.п. - расход известкового молока по дополнительному потоку;
F_и.м. ^общ. - общий расход известкового молока до закрытия клапана;
F_и.м. ^общ.1 - общий расход известкового молока после закрытия клапана.

Полученная величина расхода известкового молока по дополнительному потоку поступает в качестве переменной на вход регулятора расхода известкового молока по дополнительному потоку и через сумматор 15, формирующий переменную для регулятора расхода известкового молока по основному потоку, т.е.

F_и.м. ^о.п.=F_и.м. ^общ.-F_и.м. ^доп.
Таким образом происходит распределение известкового молока по двум потокам, причем и на основном и дополнительном потоках включены последовательно два регулятора: по основному это пропорциональный регулятор 10 расхода, поддерживающий заданный расход известкового молока и корректирующий 22, формирующий задание этому регулятору по концентрации рН в жидкости из смесителя; по дополнительному пропорциональный регулятор 12, поддерживающий заданный расход известкового молока и изодромный 25, корректирующий это задание по концентрации NH₃ в парогазовой смеси из испарителя.

Задание регуляторам расхода известкового молока по основному потоку формируется блоком 20 и по дополнительному потоку блоком 27.

Алгоритм управления работой устройства двухпоточной подачи известкового молока имеет следующий вид:
F_и.м. ^д.п.=F_и.м. ^общ. /при F_и.м. ^д.п. ≠ 0/ - F_и.м. ^общ.' /при F_и.м. ^д.п. = 0/
F_и.м. ^о.п.=F_и.м. ^общ. /при F_и.м. ^д.п. ≠ 0/ - F_и.м. ^д.п.


где - задание регулятору расхода известкового молока по основному потоку;
- задание регулятору расхода известкового молока по дополнительному потоку;
F_ф.ж. - расход фильтровой жидкости на элемент дистилляции;
- задание peгулятору pH в жидкости из смесителя;
pH - рН в жидкости из смесителя;
W_пи1 - передаточная функция ПИ-регулятора рН в жидкости из смесителя;
- задание регулятору расхода известкового молока по дополнительному потоку;
- задание регулятору концентрации NH₃ в парогазовой смеси из испарителя;
NH₃ - концентрация NН₃ в жидкости из смесителя;
W_пи2 - передаточная функция ПИ-регулятора концентрации NН₃ в парогазовой смеси из испарителя;
K₁, K₂, K₃, K₄, K₅, K₆ - коэффициенты связи между параметрами устройства;
C₁ и C₂ - настроенные коэффициенты пропорциональности регуляторов.

Технико-экономические преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом состоят в упрощении системы автоматического контроля и распределения потоков известкового молока по аппаратам элемента дистилляции.

Изобретение относится к устройствам для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам и может найти применение в химической промышленности в производстве кальцинированной соды. Устройство для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам содержит датчики расхода известкового молока, связанные с регуляторами расхода известкового молока, регулятор значений рН в жидкости из смесителя, при этом к выходу датчика общего расхода известкового молока через формирующие цепочки подключены регуляторы расхода известкового молока и регулирующие органы по основному и дополнительному потокам, формирующая цепочка для основного потока состоит из блока слежения-запоминания и блока суммирования, формирующая цепочка для дополнительного потока состоит из блока слежения-запоминания, блока суммирования и блока запоминания, выход которого подключен ко второму входу сумматора в формирующей цепочке основного потока, второй вход регулятора расхода известкового молока по основному потоку подключен к сумматору, входы которого связаны с выходами датчика расхода фильтровой жидкости и регулятора значений рН в жидкости из смесителя, второй вход регулятора расхода известкового молока по дополнительному потоку подключен к сумматору, два входа которого связаны с выходами регулятора концентрации NH₃ в парогазовой смеси из испарителя и формирующей цепочке расхода известкового молока по основному потоку, входы блоков слежения-запоминания и переключения связаны с выходами командного блока - мультивибратора, управляющего процессом формирования переменных для регуляторов расхода известкового молока по основному и дополнительному потокам, и переключателя, закрывающего заслонку на дополнительном потоке. Изобретение позволяет создать устройство для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам, позволяющее упростить систему автоматического контроля и распределения. 1 ил.

Устройство для автоматического контроля и распределения потоков известкового молока из общего коллектора по параллельно работающим аппаратам, содержащее датчики расхода известкового молока, связанные с регуляторами расхода известкового молока, регулятор значений рН в жидкости из смесителя, отличающееся тем, что к выходу датчика общего расхода известкового молока через формирующие цепочки подключены регуляторы расхода известкового молока и регулирующие органы по основному и дополнительному потокам, формирующая цепочка для основного потока состоит из блока слежения-запоминания и блока суммирования, формирующая цепочка для дополнительного потока состоит из блока слежения-запоминания, блока суммирования и блока запоминания, выход которого подключен ко второму входу сумматора в формирующей цепочке основного потока, второй вход регулятора расхода известкового молока по основному потоку подключен к сумматору, входы которого связаны с выходами датчика расхода фильтровой жидкости и регулятора значений рН в жидкости из смесителя, второй вход регулятора расхода известкового молока по дополнительному потоку подключен к сумматору, два входа которого связаны с выходами регулятора концентрации NH₃ в парогазовой смеси из испарителя и формирующей цепочке расхода известкового молока по основному потоку; входы блоков слежения-запоминания и переключения связаны с выходами командного блока мультивибратора, управляющего процессом формирования переменных для регуляторов расхода известкового молока по основному и дополнительному потокам и переключателя, закрывающего заслонку на дополнительном потоке.