Устройство управления тепловым режимом автоклава с внешним электрообогревом Советский патент 1984 года по МПК B01J3/04 G05D27/00 

Изобретение относится к устройст вам для управления тепловым режимо в автоклавах периодического действи с внешним электрообогревом, нредназ наченных для проведения различных технологических процессов (отвержде ния композиционно-волокнистых материалов, полимеризации), и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Известно устройство управления тепловым режимом автоклава с внешним электрообогревом, содержащее блок сравнения, связанный с датчиком те пературы, программным задатчиком и блоком закона регулирования, регулятор напряжения, соединенный с нагревателем и блоком закона регулирования, сигнализатор, связанный с блоком управления, источник нерегулируемого напряжения, соеди ненный через коммутирующие элементы с нагревателем и регулятором напряжения, сигнализатор, связанный с блоком закона регулирования, блок управления, соединенный с программным задатчиком и с коммутирующими элементами 1 . Данное устройство позволяет поддерживать тепловой режим в автоклавах в соответствии с требованиями технологического процесса, однако оно имеет низкую точность поддерживания заданного параметра на плато при программном управлении в автоклавах с внешним электрообогр вателем и невозможность регулирования температуры изделия при наличии температурных возмущений в авто клаве (подача давления, замена газовой среды в автоклаве. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является устройство управления тепловым режимом автоклава с внешним электрообогревом, содержащее первый регулятор, входы которого соединены с выходами перво го датчика температуры, установленного в автоклаве, сумматор, первый и второй блок формирования команд и исполнительный механизм нагревателя автоклава С2. Однако известное устройство не обеспечивает получение изделий высо кого качества из-за неточного подде жания теплового режима в автоклаве внешним электрообогревом и не исключает случаев появления брака при термической обработке изделия. Кроме того, устройство не позволяет регулировать непосредственно температуру изделия в автоклаве и не обеспечивает программный разогрев изделия при изменении давления в нем. Отклонение температуры.от программы резко ухудшает процесс полимеризации в изделиях из композиционно-волокнистых материалов, что приводит к ухудшению прочностных свойств изделия и потере его товарного вида. Целью изобретения является повышение качества обработки изделий в автоклаве и снижение брака при их термической обработке. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый регулятор, входы которого соединены с В1 1ходами первого программного задатчика и первого датчика температуры, установленного в автоклаве, сумматор, первый и второй блоки формирования команд и исполнительный механизм нагревателя автоклава, дополнительно содержит второй датчик температуры, установленный в корпусе автоклава, второй регулятор, второй программный задатчик, третий блок формирования команд, первый элемент И, -второй элемент И и элемент ИЛИ, при этом выход первого регулятора связан через первый блок формирования команд, первый вход первого элемента И и первый вход элемента ИЛИ с исполнительным механизмом нагревателя автоклава, второй датчик температуры соединен через первый вход второго регулятора, второй блок формирования команд и первый вход второго элемента И с вторым входом элемента ИЛИ второй вход второго регулятора связан с выходом второго программного задат- чика, выходы первого и второго программных задатчиков соединены через сумматор и третий блок формирования команд с вторым входом второго элемента И, а второй вход первого элемента И связан с выходом второго блока формирования команд. На фиг,1 представлена принципиапь-. ная схема устройства управления тепловым режимом автоклава с внешним электрообогревом;-на, фиг, 2 - графики изменения температур в автоклаве и его корпуса во времени и последо31вательность включений блоков формир вания команд (БФКц , и БФК ) во времени. Устройство содержит первый регулятор 1, соединенный с первым прог раммным задатчиком 2 и первым датчи ком 3 температуры, установленным в автоклаве, выход первого регулятора 1 связан через первый БФК 4 с перв входом первого элемента И 5, выход элемента И 6 соединен с первым входом-элемента ИЛИ 6, выход которого связан с исполнительным механизмом нагревателя 7, второй датчик 8 температуры, установленный в корпусе автоклава 9, соединен с первым вхо- дом второго регулятора 10, второй вход которого соединен с выходом второго программного задатчика 11, а выход связан через второй БФК 12 с первым входом второго элемента И 13 и вторым входом первого элемента И 5, выход второго элемента И 13 соединен с вторым входом элемента РШИ 6, входы сумматора 14 связаны с выходами первого 2 и второго 11 программных задатчиков, а выход через третий БФК 15 - с вторым входом второго элемента И 13. Устройство работает следующим образом. Третий БФК 15 вырабатывает сигнал 1 при достижениисигналом на выходе сумматора 14 величины, равной нулю или заданной разности между выходными сигналами программных задатчиков.Первый 1 и второй регуляторы имеют дискретные выходы. Первый 4 и второй .12 БФК блоки вырабат вают команды О или 1 по сигналам от соответствующих первого и второго 10 регуляторов. Для любого момента времени прог раммное задание температуры корпусу равно или больше на необходимую величину задания температуры изделия, так как в автоклаве 9 с внешним электрообогревом температура изделия при разогреве не может обогнать температуру корпуса. Исполнительный механизм нагрева теля 7 представляет собой совокупность элементов, преобразующих сигналы элемента ИЛИ 6 в сигналы управления пускателями электронагр вателей, которые размещены вдоль корпуса автоклава 9. При синхронно включении первогои второго програ мных задатчиков 2 и 1I первому регулятору 1 задается программа разогрет ва изделия в автоклаве 9, а второму регулятору 11 - программа ограничений температуры корпуса. На выходе третьего БФК 15 устанавливается сиг- нал О, так как величина выходного сигнала сумматора 14 отлична от нуля. Сигнал с первого програм- задачика 2 начинает сразу увеличиваться (в соответствии с заданной программой) . При наличии положительной разности сигналов на выходе первого регулятора 1 первьй БФК 4 вырабатывает сигнал 1 на первый вход первого элемента И 5. На втором входе элемента И 5 присутствует сигнал 1 до тех пор, пока температура корпуса не достигнет заданного значения с программного задатчика 11.. Наличие двух управляюгщих сигналов 1 на входах элемента И 5 обеспечивает управление через элемент ИЛИ 6 исполнительным механизмом нагревателя 7, т.е. его включение и выключение. Пока корпус автоклава 9 не нагре- .вается до заданной температуры ограничения, основное управление исполнительным механизмом нагревателя 7 осуществляется первым БФК 4 через первый вход первого элемента И 5 и первый вход элемента ИЛИ 6. При достижении температурой корпуса заданного значения управление исполнительным механизмом нагревателя 7 осуществляется вторым БФК 12 через второй вход первого элемента И 5 и первый вход элемента ИЛИ 6. На участке стабилизации температуры корпуса изделие в автоклаве 9 продолжает нагреваться. При достижении изделием пл.ато на выходе первого 5ФК 4 формируется команда О, на выходе третьего БФК 15 команда 1. Управление стабилизацией температур корпуса осуществляется теперь вторым БФК 12 через первый вход второго элемента И 13 и второй вход элемента ИЛИ 6. При дальнейшем изменении заданий с программных задатчиков 2 и 11 устройство работает аналогичным образом. Использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить количество брака на 5% при термической обработке изделий и улучшить качество изделий из композиционно-волокнистых материалов путем точного поддержания заданной программы разогре.ва.

-./

ф 1Z

13

фиг.1

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ АВТОКЛАВА С ВНЕШНИМ ЭЖКТРООБОГРЕВОМ, содержащее первый регулятор, входа которого соединены с выходами первого программного задат- чика и первого датчика температуры, установленного в автоклаве, сумматор, первый и второй блоки формирования команд и исполнительный механизм нагревателя автоклава, о т л и - ч ающ е ее я тем, что, с целью повьшения качества обработки изделий в автоклаве и снижения брака при их термической обработке, оно дополнительно содержит второй датчик температуры, установленный в корпусе автоклава, второй регулятор, второй программный задатчик,, третий блок формирования команд, первый элемент И, второй элемент И и элемент ИЛИ, при этом выход первого регулятора связан через первый блок формирования команд, первый вход первого элемента И и первый вход элемента ИЛИ с исполнительным механизмом нагревателя автоклава, второй датчик температуры соединен через первый вход второго регулятора, второй блок формирования команд и первый вход второго элемента И с вторым входом элемента ИЛИ, второй (Л вход второго регулятора связан с выходом второго программного задат- чика, выходы первого и второго npor-t раммных задатчиков соединены через , сумматор и третий блок формирования команд с вторым входом второго элемента И, а второй вход первого элемента И связан с выходом второго блока формирования команд, . 00 о &0 со О)