Устройство для регулирования давления расплава в экструдере Советский патент 1988 года по МПК B29C47/92 G05D16/20 

00.

00 00 00

о

со

Изобретение относится к средствам регулирования параметров химической аппаратуры, а именно к системам регулирования давления в экструдерах.

Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства за счет автоматизации вьшода его на рабочий режим.

На чертеже изображена принципиаль- Q В этом состоянии скорость вращения

тахогенератора не равно нулю, следовательно, логический элемент 9. удерживается в состоянии нуля на выходе. Катушка исполнительного реле 10 обесточена, и его контакты 13 и 11 находятся в указанном на чертеже положении. Контакт 11 обеспечивает ручной режим работы регулятора 3 давления.

Изобретение относится к средствам регулирования параметров химической аппаратуры. Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства за счет автоматизации вывода его на рабочий режим. Для этого устройство содержит датчик и задатчик давления. Они подключены к регулято.ру давления. Устройству содерж1 т дат- чик и задатчик частоты вращения исполнительного механизма. Они подключены к регулятору скорости и регулятору давления соответственно. Устройство содержит логический элемент, он выполнен в виде компаратора с положительной обратной связью и подключен первым входом к датчику давления, вторым входом - к датчику частоты вращения и регулятору скорости, а выходом - к исполнительному реле с контактом для перехода на режим стабилизации частоты вращения. Реле снабжено перекидным контактом. Устройство снабжено фильтром низкой частоты, Он подключен через перекидной кон такт к входу регулятора давления, а от выхода датчика давления - к входу задатчика давления, что обеспечивает автоматический вьшод экструдера на рабочий режим как в случае его пуска, так и после перерыва в подаче грану- лята. 1 ил. (О (Л

ная схема устройства для регулирования давления расплава в экструдере.

Устройство для регулирования давления расплава в экструдере содержит датчик 1 и задатчик 2 давления, подключенные к соответствующим входам регулятора 3 давления, датчик 4 и задатчик 5 частоты вращения исполнительного механизма, например червяка 6 экструдера 7, подключенные соответственно к соответствующим входам регулятора 8 скорости и регулятора 3 давления. Устройство содержит также логический элемент 9, подключенный первым входом к датчику 1 давления и регулятору 3 давления, вторым входом - к датчику 4 частотЬ вращения исполнительного механизма и регулятору 8 скорости, а выходом - к исполнительному реле 10 с-контактом 1.1 для перехода на режим стабилизации частоты вращения исполнительного механизма. Устройство снабжено фильтром 12 низкой частоты, подключенным через перекидной контакт 13, которым снабжено исполнительное реле 10, к соответствующему входу регулятора 3 давления, а от выхода датчика 1 давления - к входу задатчика 2 давления Логический элемент 9 выполнен в виде компаратора с положительной обратной связью. Датчик 4 частоты вращения выполнен в виде тахогенератора и установлен на валу двигателя 14, который через шестеренный редуктор 15 связан с исполнительным механизмом - червяком 6 экструдера 7. Для управления двигателем 14 устройство снабжено тиристорным преобразователем 16, связанным с регулятором 9 скорости.

Экструдер 7 снабжен бункером 17, тру бопроводом 18, расплавопроводом 19.

Устройство работает следующим образом.

При пуске установки напряжение датчика 1 давления остается равным нулю до заполнения рабочего объема экструдера 7 плавом. Напряжение вращающегося датчика 4 частоты вращения

5

0

5

0

5

0

5

0

5

двигателя 14 устанавливается задатчи- ком частоты вращения и поддерживается регулятором. 8 с корости. Из условия минимизации переходных процессов по давлению и температуре в процессе заполнения рабочего объема экструдера 7 эта скорость устанавливается небольшой. Увеличение давления в рас- плавопроводе 19 свидетельствует о степени заполнения рабочего объема экструдера 7.. Полностью заполненный экструдер 7 ( объект регулирования) с достаточной точностью поддерживает коэффициент передачи, выражаемый отношением выходного давления к частоте вращения исполнительного механизма - червяка 6. Коэффициент передачи для каждого конкретного экструдера известен, поэтому по достижении конкретного значения коэффициента можно судить о заполнении его рабочего объема плавом. Заполнение рабочего объема плавом фиксируется компаратором - логическим элементом 9, наладка которого сводится к подбору отношения номиналов резисторов R 5, R 6, До срабатывания логического элемента. 9 на вход задания регулятора 3 давления поступает инвертированный фильтром 12 низкой частоты сигнал датчика 1 давления, поэтому (ввиду равенства сигналов датчика 1 и задатчика 2 давления) переключение на автоматический режим происходит безударно. После переключения логического элемента 9 фильтр 12 низкой частоты плавно переводит задание давления к установленному задатчиком 2 давления. Для этой цели постоянная времени цепи R 4, С 1 выбирается достаточно большой, чтобы система регулирования успела отработать изменение задания на входе регулятора 3 давления.,

Система выходит рабочий .режим автоматического поддерживания давления и может-работать как угодно долго.

Прекращение подачи гранулята из бункера 17 может произойти вследствие

залипания в трубопроводе 18, несвоевременного наполнения бункера 17 или по ДРУГИМ (случайным) причинам.

Следствием прекращения подачи гранулята является повышение оборотов исполнительного механизма - червяка 6 экструдера 7 при понижении давления на его выходе. Увеличение отрицательного напряжения от датчика 4 частоты вращения при уменьшении положительного напряжения от датчика 1 давления приводит к срабатыванию логического элемента 9 с учетом положительной обратной связи (гистерезиса) , Глубина положительной обратной связи зависит от соотношения резисторов R 7, R 8 и определяет степень выработки расплава из рабочего объема зкструдера 7, при котором необходимо переключать систему на режим стабилизирования скорости вращения исполнительного механизма - червяка

Наличие конденсатора С1 позволяет производить плавное переключение входных источников сигнала. Выходной сигнал при этом переходит к своему новому значению по экспоненте с постоянной времени, зависящей от номинала резистора R 2 или R 4. Регулятор 8 скорости представляет собой ПИ-ре- гулятор. В большинстве промьшгленных устройств для регулирования скорости двигателя (например устройство БУ3509) регулятор 8 скорости объединен с ти- ристорным преобразователем 16 в единый блок. Логический элемент 9.выполда D1 не позволяет выходному напря- жению логического элемента 9 (который

6 для предотвращения гидравлического удара в расплавопроводе 19 вследствие 25 нен по принципу сравнения входных то- появления гранулята в рабочем объеме ков через резисторы R 5, R 6 на опе- экструдера 7. Переключение логическо- рационном усилителе А2. Наличие дио- го элемента 9 в нулевое состояние на выходе обесточивает обмотку исполнительного реле 10, которое переводит зо контакты 13 и 11 в указанное на чертеже положение. При этом регулятор 3 давления контактом 13 переводится в ручной режим работы и на его выходе устанавливается напряжение, определяемое задатчиком 2 давления. Контакт 13 подключает на вход фильтра 12 низ35

выполнен в виде компаратора с положительной обратной связью) принимать положительную полярность. Это устраняет положительную обратную связь за счет резисторов R 7, R 8 в момент сравнения входных сигналов. После переключения логического элемента 9 в отрицательную полярность на выходе указанная обратная связь создает гистерезис для обратного переключения. Поскольку исполнительным элементом логического элемента 9 является реле 10, то в момент срабатывания логического элемента 9 переключают контакты 13 и 11. Датчик 4 частоты вра- щенИя установлен на валу.двигателя 14 и является датчиком частоты вращения червяка 6, поскольку двигатель 14 с червяком 6 жестко связаны через шестеренный редуктор 15. Конструкция экструдера 7, бункера 17, трубопро-. вода 18 и расплавопровода 19 является традиционной и на принцип работы всего устройства не влияет.

кой частоты напряжение датчика 1 давления, что подготавливает устройство к безударному переключению на автоматический режим по описанному принципу.

Регулятор 3 давления представляет собой пи-регулятор, предусматривающий работу в ручном и автоматическом режимах, а также переключение режимов с помощью внешнего контакта. Такими параметрами обладает промышленный регулятор РПА-Т, В этом случае в качестве задатчика 5 частоты вращения может быть использованы потенциометр ручного регулирования, предусмотрен- ньй конструкцией самого регулятора 3. Входными сигналами для регулятора 3 давления являются сигналы датчика 1 давления и выходной сигнал фильтра 12 низкой частоты. Датчик 1 давления представляет собой преобразователь давления в электрический сигнал.

0

5

0

Фильтр 12 низкой частоты является составной частью формирователя сигнала задания по давлению и выполнен на операционном усилителе А1, Резисторы R 1 иК2, RЗиR4 имеют попарно одинаковые номиналы, следовательно, схема после переключения контакта 13 сохраняет прежний коэффициент передачи, равный единице.

Наличие конденсатора С1 позволяет производить плавное переключение входных источников сигнала. Выходной сигнал при этом переходит к своему новому значению по экспоненте с постоянной времени, зависящей от номинала резистора R 2 или R 4. Регулятор 8 скорости представляет собой ПИ-ре- гулятор. В большинстве промьшгленных устройств для регулирования скорости двигателя (например устройство БУ3509) регулятор 8 скорости объединен с ти- ристорным преобразователем 16 в единый блок. Логический элемент 9.выпол5 нен по принципу сравнения входных то- ков через резисторы R 5, R 6 на опе- рационном усилителе А2. Наличие дио- о

да D1 не позволяет выходному напря- жению логического элемента 9 (который

нен по принципу сравнения входных то- ков через резисторы R 5, R 6 на опе- рационном усилителе А2. Наличие дио-

25 нен по принципу сравнения входных то- ков через резисторы R 5, R 6 на опе- рационном усилителе А2. Наличие дио- зо

35

40

45

50

55

выполнен в виде компаратора с положительной обратной связью) принимать положительную полярность. Это устраняет положительную обратную связь за счет резисторов R 7, R 8 в момент сравнения входных сигналов. После переключения логического элемента 9 в отрицательную полярность на выходе указанная обратная связь создает гистерезис для обратного переключения. Поскольку исполнительным элементом логического элемента 9 является реле 10, то в момент срабатывания логического элемента 9 переключают контакты 13 и 11. Датчик 4 частоты вра- щенИя установлен на валу.двигателя 14 и является датчиком частоты вращения червяка 6, поскольку двигатель 14 с червяком 6 жестко связаны через шестеренный редуктор 15. Конструкция экструдера 7, бункера 17, трубопро-. вода 18 и расплавопровода 19 является традиционной и на принцип работы всего устройства не влияет.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает без участия оператора защиту экструдера и расплаво- проводов от перегрузок в случае прекращения подачи граиулята. При этом

51388

оно отличается простотой конструкции, обеспечивает автоматический вывод экструдера на рабочий режим, как в случае его пуска, так и после перерыва в подаче гранулята. Это позволяет упростить обслуживание экструде- ров, повысить устойчивость их работы, сократить время пуска и выхода на

режим, число остановок,

Формула изобретения

Устройство для регулирования давления расплава в экструдере, содержа- низкой частоты, подключенным через

гический элемент, подключенный перв входом к датчику давления и регулят ру давления, вторым входом - к датч ку частоты вращения исполнительного механизма и регулятору скорости, а выходом - к исполнительному реле с контактом для перехода на режим ста билизации частоты вращения исполнительного механизма, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повыше ния надежности работы устройства за счет автоматизации вывода его на ра бочий режим, оно снабжено фильтром

щее датчик и задатчик давления, подключенные к соответствующим входам регулятора давления, датчик и задатчик частоты вращения исполнительного механизма, подключенные, соответствен- 20 задатчика давления, прттем логичес- но к соответствующим входам регулятора скорости и регулятора давления, лоперекидной контакт, которым снабжено исполнительное реле, к соответствующему входу регулятора давления, а от выхода датчика давления - к входу

кии элемент выполнен в виде компаратора с положительной обратной связью

7

- УХА-и-н

4«нУ /

1

/

гг

низкой частоты, подключенным через

гический элемент, подключенный первым входом к датчику давления и регулятору давления, вторым входом - к датчику частоты вращения исполнительного механизма и регулятору скорости, а выходом - к исполнительному реле с контактом для перехода на режим стабилизации частоты вращения исполнительного механизма, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет автоматизации вывода его на рабочий режим, оно снабжено фильтром

задатчика давления, прттем логичес-

перекидной контакт, которым снабжено исполнительное реле, к соответствующему входу регулятора давления, а от выхода датчика давления - к входу

задатчика давления, прттем логичес-

кии элемент выполнен в виде компаратора с положительной обратной связью.

lit

У /

яг

/

L.JL.J /