Устройство для регулирования концентрации добавки в потоке жидкости при производстве сажи Советский патент 1984 года по МПК C09C1/58 G05D27/00 

.1 ,

Из-обретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами, где в материальные потоки, изменяющиеся в соответствии с функционированием процессов, дозируют различного рода присадки, например, при подготЪвке сьфья для процесса, получения сажи или при приготовлении в потоке грануляционного раствора, направляемого в смеситель участка мокрого гранулирования сажи.

Способы приготовления растворов добавок в потоке являются наиболее прогрессивными и экономичными. Однако при этом возникают трудности в стабилизации заданной концентрации добавки в растворе, так как при это расход потока жидкости (углеводородного сырья или воды.на гранулирование) изменяется случайным образом в соответствии с изменением количества работающих реакторов или смесителей-грануляторов.

Известно устройство автоматического управления процессом мокрого гранулирования -сажи, содержащее расходомеры воды и добавки, связанные регулятором соотношения расходов этих компонентов, выход которого подключен к регулирующему клапану на линии подачи добавки у

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает точного и надежногЬ контроля и регулирования малых расходов концентрированных добавок и, в конечном итоге. Точную стабилизацию ее заданной концентрации в растворе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического регулирования процесса мокрого гранулирования сажи, содержащее последовательно соединенные первую емкость добавки и насос-дозатор, выход которого Подключен ктрубопроводу основного потока жидкости, трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенный со входом насоса-дозатора, последовательно соединенные расходомеры основного и вспомогательного потока жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и ре.гулирующий клапан на линии вспомогательного потока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффищ1ент и сумматор 2

265822

, Недостаток известного устройства заключаете в том, что оно не обеспечивает высокой точности стг.били-. зации заданной концентрации добавки в основном потоке жидкости, что особенно проявляется при значительном изменении расхода основного потока. В случае превышения расхода вспомогательного потока жидкости над проJQ изводительностью дозатора избыток воды может поступать в емкость, что недопустимо. При малых расходах основного потока воды целесообразно применять исходную добавку малой 15 .концентрации, а при больших расходах основного потока воды - более концентрированную добавку.

Цель изобретения - повьшение точности стабилизации заданной концент20 рации добавки в основном потоке жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее последовательно соединен25 ные первую емкость добавки и насосдозатор, выход которого подключен к трубопроводу основного потока жидкости, трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенней со входом насоса-дозатора, последовательно соединенные расходомеры основного и вспомогательного потоков жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и регулирующий клапан на линии вспомогательного потока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффициент и сумматор, дополнительно содержит вторую емкость добавки, запорные клапаны на трубопроводах добавки, второй блок умножения на постоянньй коэффициент, два релейных блока , позиционный регулятор и блок ограничения сигнала, при этом вторая емкость через свой запорный клапан соединена со входом насосадозатора, выход блока извлечения квадратного корня расходомера бсновного потока жидкости параллельно подключен к первому входу умножения на постоянный коэффициент и позиционному регулятору, выход которого параллельно соединен с первыми входами первого и второго релейных блоков и с запорными клапанами на 5 трубопроводах первой и второй емкостей добавки, выход первого блока умножения на постоянный коэффициент параллельно подключен ко вто3рому блоку умножения на постоянный коэффициент и ко второму входу первого, релейного блока, выход которого параллельно соединен с первым входом сумматора и выходом второго релейного блока, подключенного своим вторым входом к выходу второго . блока умножения на постоянный коэффициент , блок извлечения квадратного корня расходомера вспомогательного потока жидкости через регулятор связан с блоком ограничения сиг нала, выход которого подключен к ре гулирующему клапану на линии вспомо гательного потока жидкости, задатчи соединен со вторым входом сумматора выход которого подключен ко второму входу регулятора. . Повышение точности стабилизации заданной концентрации добавки в пот ке жидкости происходит.вследствие расширения рабочего диапазона изменения, расхода основного потока жидкости , увеличения надежности работы схемы, особенно в начальной и конеч ной части рабочего диапазона. При малых расходах основного потока жид кости устройство подает добавку в поток из емкости малой концентрации добавки, при больших - из ёмкости большей концентрации добавки. За счет разности концентрации добавки в емкостях и путем переключения ем костей в нужный момент удается поддержийать значение расхода вспомогательного потока жидкости в пределах, отстоящих как от верхней грани цы его шкалы, так и от нижней. Тем самым исключаются возможности попадания воды в емкость добавки при ма лых расходах основного потока жидкости и прекращения подачи вспомогательного потока жидкости на вход насоса-доза ора при больших расходах основного потока жидкости, т.е. .происходит расширение диапазона работы устройства. На фиг. 1 показана структурная схема данного устройства, на фиг. 2 - зависимость, между расходами основного и вспомогательного потоков жидкости, которую реализует данное устройство. Устройство (фиг. 1) содержит пер вую и вторую емкости 1 и 2 добавок, насос-дозатор 3, нормально закрытый и нормально открытый запорные клапаны 4 и 5, регулирующий клапан 6, расходомеры 7 и 8 основного и вспо824могательного Трубопроводов потоков 9 и 10 жидкости, блоки 11 и 12 извлечения квадратного корня, блоки 13 и 14 умножения на постоянный козффи1 ент, релейные блоки 15 и 16 с нормально за.мкнутыми и нормально разомкнутыми контактамиi позиционный регулятор 17 регулятор 18, задатчик 19, сз нматор 20 и блок 21 о гра ничения сигнала,. Устройство работает следукнцим образом. : При расходах основного потока G}Q 3оп (фиг. 2) расход вспомога- , тельного потока изменяется;в соответствии с прямой аЬ, при расходах Q in Oofl расход вспомогательного По тока изменяется по прямой c-J . Величина Qofl подбирается таким образом, чтобы Qg не опускался ниже значения Q en t 0,25 где .rtor максимум шкалы прибора Qg. Исходная добавка из емкостей 1 и 2 в зависимости от положения запорных клапанов 4 и 5 насосом-дозатором 3 подается в общий трубопровод 9. Вспомогательный поток жидкости пос- тупает на вход насоса-дозатора по трубопроводу 10. Заданное значение вспомогательного потока жидкости контролируется расходомером 8, выходной сигнал которого линеаризуется блоком 12 и поддерживается регулятором 18 воздействием на регулирующий клапан 6 на зфовне, заданном сумматором 20. Расход основного потока жидкости контролируется расходомером 7, выходной сигнал которого линеаризуется блоком 11 и подается на вход блоков 13 и 14. Позиционный регулятор 17 настроен таким образом, чтобы при значении расхода основного потока ДР , меньшем некоторой величины QOJ, , на его выходе был сигнал О, а при значении Q большем сигнал 1. Нулевой сигнал с выхода регулятора 17 обеспечивает прохождение сигнала, пропорционального расходу Од , через оба блока 13 и 14 умножения на постоянный коэффициент и одновременно - подачу раствора добавки из емкости 2, -рак как при этом контакты релейного блока 15 замкнуты, блока 16 - разомкнуты, запорный клапан 4 закрыт, а клапан 5 открыт, и устройство реализует зависимость (ДЪ . Когда расход основного пото, $ -. ,. .

ка npeEtbuneer величину .Q, на. выходе с регулятора 17 появляется, сигнал равный 1 который раямЕдкает контакты блока 15, зa iыкaeт контакты блока 16, закрывает клапан 5 и открывает клапан 4. Сигнал, про порциоиальный Qoq Р этом проходит только через .один блок 13 добавка подается из емкости 1 и устройство реализует .зависимость cS

Блок 21 ограничения сигнала не позв отяет регулиругацему клапану 6 пропускать расход вспомогательного потока больший, чем значение производительности насоса-дозатора 3, что способствует повышению надежности схемы устройства. .

Увеличение основного потока жидкости вследствие, например, увеличения количества сажи на гранулирование , что приведет к снижению концентрации добавки в растворе, вызовет одновременно и увеличение выходного сигнала расходомера 7 основного потока, а значит и выходных/ сигналов блоков 13 и 14, в результате чего уменьшится выход суммаTopia 20, слзпкащИй заданием .регулятору 18. Уменьшение задания регулятору вызОвет его рассогласование и он, воздействует на клапан 6,.

265826

уменьшит расход вспомогательного потока лшдкости на вход насоса-доза тора на-заданную величину.

Так как производительность насо5 са-дозатора 3 постоянная величина, то уменьшение расхода вспомогательного потока жидкости на его вход приведет к увеличению расхода добавки на такую же величину и, сле0 довательно,,к восстановлению заданного значения концентрации добавки в растворе. ,

Таким образом, алгоритм работы устройства включает непрерывный

15 расчет величины вспомогательного потока жидкости на вход насоса-дозатора для текущих значений расхода основного потока жидкости и автоматическое регулирование вспомогатель20 ного потока жидкости из условия заданной концентрации добавки.

Использование данного устройства позволяет повысить точность поддержания концентрации добавки в

25 растворе в 3 раза по сравнению с известным способом. Это дает возможность повысить качественные показатели продукта, связанные с концентрацией добавки как в грануляцион 30 ном растворе, так ив сырье для производства сажи.

/

/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО- . ВАНИЯ КОЩЕНТРАЦИИ ДОБАВКИ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ, содержащее последовательно соединенные первую емкость добавки и насосдозатор, выход которого подключен к трубопроводу осйовного потока жидкости, трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенный с входом насоса-дозатора, последовательно соединенные расходомеры основного и вспомогательного потоков жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и регулируюдай клапан на линии вспомогательного пот тока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффициент и сз матор, о тли ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации заданной концентрации добавки в основном потоке жидкости, оно дополнительно содержит вторую емкость добавки, заПорные клапаны на трубопроводах добавки, второй блок умножения на постоянный коэффициент, два релейных блока, позиционный регулятор и блок ограничения сигнала, при этом вторая емкость через свой запорный клапан соединена с входом насоса-дозатора, выход блока извлечения квадратного корня расходомера основного потока жидкости параллельно подключен к первому блоку умножения на постоянный коэффициент и позиционному регулятору, выход которого параллельно соединен с первыми входами первого и второго релейных блоков и с запорными клапанами на трубопроводах первой и рторой емкостей г добавки, выход первого блока умножения на постоянный коэффициент параллельно подключен к второму блоку умножения на постоянный коэффициент и к второму входу первого ре§ лейного блока, .выход которого па- .раллельно соединен с первым входом сзгмматора и выходом второго релейного блока; подключенного свою им .вторьм входом к выходу второго сь блока умножения на постоянньй коел эффициент , блок извлечения квадрат00 ного корня расходомеравспомогатель ю ного потока жидкости через.регулятор связан с блоком ограничения сигнала, выход которого .подключен к регулирующему клапану на линии вспомогательного потока жидкости, задатчик соединен с вторым входом сзтматора, выход которого подключен к второму ВХОДУ регулятора.