Устройство для автоматического регулирования состава смеси жидкостей Советский патент 1985 года по МПК B01F3/08 G05D27/00 

111 Изобретение относится к устройст вам для автоматического управления химическими процессами и может быть использовано в азотной промышленнос ти для автоматического регулировани концентрации раствора аммиачной селитры. Известно устройство длярегулиро вания смеси жидкостей, состоящее из камеры, внутри которой установлены сопла, одно из которых соединено с трубопроводом тяжелого компонента, а другое - с трубопроводом легкого компонента, подвижной оси с жестко укрепленным на ней поплавком и клапан сопла тяжелого компонента Li . Недостатком данного устройства является невысокая точность регулирования ввиду его большой инерционности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату является устройство дл автоматического регулирования соста ва смеси жидк:остей, содержащее смеситель, измерители температуры разбавляемого вещества, разбавителя и смеси, регулятор, соединенный через исполнительный механизм с регулирующим клапаном на потоке разбавителя 2. Однако вследствие большой инерционности смесителя, изменение темпера туры смеси на его выходе при изменении температуры или расхода одного из компонентов происходит с запаздыванием. Запаздывание вносит погрешности при поддержании коэффициента разбавления на заданном, значении и приводит к потерям сырья и ухудшению качества продукции. Цель изобретения - снижение расхо да сырья и повьш1екие качества продук ции. Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования состава смеси жидкостей, содержащее смеситель, измерители температуры разбавляемого веш,ества, разбавителя и смеси, регулятор соединенный с регулирующим клапаном на потоке разбавителя, дополнительно содержит блоки умножения на постоянньй коэффициент, блоки запаздывания и сумматор, при этом измерители температуры разбавляемого вещества и разбавителя через блоки умножения на постоянный коэффициент соединены с входами блоков запаздьюания, вькоды которых соединены с сумматором, а измеритель температуры смеси и выход сумматора соединены с входом регулятора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для регулирования состава смеси жидкостей содержит смеситель 1, измерители 2, 3 и 4 соответственно, температуры разбавляемого вещества, разбавителя и смеси, блоки 5 и 6 умножения на постоянный коэффициент, блоки 7 и 8 запаздьшания, сумматор 9, регулятор 10, исполнительный механизм 11 и клапан 12 на потоке растворителя. Устройство работает следующим образом. Разбавляемое вещество (аммиачная селитра) и разбавитель (вода) поступают в смеситель 1. Измерители 2, 3 и 4 температуры определяют температуру разбавляемого вещества, разбавителя и смеси соответственно. Сигналы от измерителей температуры разбавляемого вещества и разбавителя умножаются на постоянные коэффициенты, соответственно в блоках 5 и 6. Коэффициенты блоков э и 6 определяются исходя из условия обеспечения заданного соотношения компонентов при возмущениях по расходу и температуре компонентов. Уравнение теплового баланса для смесителя 1 имеет следующий вид: см0см СА. (1) где С, GJ , Ср - теплоемкости соответственно смеси, разбавляемого вещества и разбавителя. , бр - температуры соответственно смеси, разбавляемого вещества и разбавителя. Gj., G , G р - расходы соответственно смеси, разбавляемого вещества и разбавителя. Коэффициент разбавления kp выражается через расходы следующим образом:1 p Gg/Qp Тогда уравнение (1) запишется в следующем виде: v4 Так как данным устройством решается задача стабилизации заданного соотношения разбавляемого веп(ества и разбавителя, то сомножитель ( /Gне повлияет на соотношение об постоянных коэффициентов блоков 5 и 6, ко торое, как видно из уравнения (2), может быть записано в следующем виВыбор ьеличины cL согласно выражения (3) обеспечит инвариантность коэффициента разбавления к изменению температур компонентов при любых воз можных возмущениях по расходам компо нентов. Промасштабированнные в блоках 5 и 6 умножения сигналы проходят через блоки 7 и 8 запаздывания, в ко торых вносится одинаковое запазды- ванне в изменение сигналов по обеих каналам, т.е. каналу измерения температуры разбавляемой жидкости и-каналу измерения температуры разбавителя. В сумматоре 9 оба сигнала складываются. Выходной сигнал сумматора 9 является переменным заданием дпя регулятора 10, на вход которого подается сигнал от измерителя 4 температуры смеси. Выход регулятора 10 соединен чер исполнительный механизм 11 с регули рующим клапаном 12 на потоке раство рителя, изменяющим расход разбавите ля . При изменении расхода одного из компонентов при условии, что температура компонентов постоянная, изме нится температура смеси, что вызове изменение выходного сигнала измерителя 4 температуры смеси. Так как температуры разбавляемом i жидкости и разбавителя не меняются, то задание, поступающее на регулят(зр 10 с сумматора 8, остается неизменным. Но так как температура смеси изменилась вследствие ,изменения расхода компонентов, возникает рассогласование и регулятор выдает сигнал на исполнительный механизм 11 для изменения расхода разбавителя. Включение блоков запаздывания в контуры измерения температуры разбавляемого вещества и разбавителя обеспечивает в каждом из указанных контуров запаздывание, равное по величине запаздыванию, с которым происходит изменение температуры смеси на выходе смесителя при нанесении возмущения на входе. При этом сигналы измерителей 2 и 3 температур компонентов смеси, пройдя блоки 7 и 8 запаздывания, поступают на сумматор 9, а-затем в виде задания на регулятор 10 с запаздыванием, равным запаздыванию, с которым температура смеси после нанесения возмущения изменением расходов компонентов и температур, достигнет нового установившегося значения. Таким образом, инерционность смесителя не будет влиять на процесс регулирования состава смеси. Использование данного устройства в производстве аммиачной селитры позволяет снизить потери сырья за счет компенсации инерционности по каналу измерения температуры смеси разбавляемого вещества и разбавителя 5 а также улучшить качественный состав продукции.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА СМЕСИ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее смеситель, измерители температуры разбавляемого вещества j- .разбавителя и смеси, регулятор , соединенный с регулирующим клапаном на потоке разбавителя, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода сырья и повышения качества продукции, оно дополнительно содержит блоки умножения на постоянньш коэффи1 ент, блоки запаздывания и сумматор, при этом измерители температуры разбавляемого вещества и разбавителя через блоки умножения на постоянный коэффициент соединены с входами блоков запаздывания, выходы которых соединены с сумматором, а измеритель температуры смеси и выход сумматора соединены с входом регулятора. .jSii. Ю сд 4