Устройство для контроля и регулирования температуры Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 

4 to

сл

05

ю э

гых сечениях размещены датчики 8 тем- йературы, которые через соответствую- 1цие вьщелители 11 максимального сигнала и блоки 9 сравнения с. задатчика- ми 10 температуры подключены к блоку 12 сигнализации и сумматору 13 через ограничительные элементы 15 (кроме блока 9 сравнения нижнего горизонтального слоя, который подключен к сумматору 13 непосредственно), сумматор 13 соединен с регулятором 14, который соединен с регулирую и;им органом 6 на топливопроводе 5 теплогенератора 4, связанного с сушильными камерами 2,3 при помощи подводящего диффузора 7. 1 ил.

Изобрете.ние относится к устройствам контроля и регулирования температуры, может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях для контроля и автоматического регулирования температуры нагрева зерна в зерносушилках при его консервации и позволяет повысить производительность сушилки путем ведения процесса сушки при максимально допустимой температуре нагрева зерна. Для этого в сушильных камерах 2,3 сушилки 1 в различных по высоте горизонтальа .

1

Изобретение относится к области контроля и регулирования температуры 1C использованием электрических средств и может быть использовано в сель- ICKOM хозяйстве для контроля и авто- |матического регулирования температу- |ры нагрева зерна в зерносушилках Кгаахтных, лотковых и др.) и бункерах |активного вентилирования, а также в |цругих устройствах для временного хранения и термического консервирова- |ния зерна.

I Цель изобретения - повышение производительности сушки путем ведения |процесса сушки при максимально допус |тимой температуре нагрева зерна.

На чертеже показана структурная 1схема устройства.

; Устройство содержит сушилку 1 (на 1пример, шахтную зерносушилку), состо |ящую из первой сушильной камеры 2 и второй сушильной камеры 3, теплогенератор 4, снабженньй топливопроводом 5 и регулирующим органом 6, соединен с сушильными камерами 2 и 3 подводя- диффузором 7, по которому теплоноситель теплогенератора 4 подводится в сушнльнще камеры 2 и 3 сушилки 1. Для измерения температуры зерна в различных по в| :соте горизонтальных сечениях первой 2 и второй 3 сушильных камер сушилки 1 размещены датчики 8 температуры. Устройство снабжено также блоками 9 сравнения с задат чиками 10 температуры, предназначенными для задания допустимой температуры нагрева зерна в сушилке 1. Причем, благодаря соответствующей настройке задатчиков .10, в сушилке 1 могут бить установлены неодинаковые до пустимые температуры нагрева зерна как для отдельных сушильных камер 2

15

и 3 сушилки 1, так и для различных горизонтальных сечений. Блоки 9 сравнения предназначены для формирования сигналов ошибки, пропорциональных раз- 5 ности сигналов, поступающих от датчиков 8 температуры и от задатчиков 10, и соединены своими входами с датчиками 8 через вьщелители 11 максимального сигнала.

О Назначение каждого из выделителей 11 состоит в том, чтобы из группы датчиков 8, подключенньпс к его входам, непрерывно вьщелять такой датчик, сигнал которого в текущий момент времени имеет максимальное значение, и подключать этот датчик к входу блока 9 сравнения. Выходы блоков 9 подключены к соответствующим входам блока 12 сигнализации, предназначенного для осуществления сигна- лизаЦии в случае обнаружения перегрева зерна в каком-либо месте сушильных камер 2 и 3.

Выходы блоков 9 одновременно через сумматор 13 подключены к входу регулятора 14, выход которого соединен с регулирующим органом 6 подачи топлива теплогенератора 4, Сумматор 13 подволяет подключить к входу регулятора 14 одновременно выходы всех устройств блоков 9 и преобразует сигналы, поступающие на его входы, в результирующий сигнал, равный сумме входных сигналов. 35

Регулятор 14, на вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 13, предназначен для преобразования этого сигнала по определенному зако- 40 ну регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интег- рапьному и т.д.) в сигнал управления

20

25

30

регулирунх1Ц1м органом 6 подачи топлива теплогенератора 4.

Таким образом, с помощью регулятора 14 и сумматора 13 в устройстве реализован замкнутьй контур автоматического регулирования температуры зерна в сушилке 1, причем при выработке сигнала управления регулирующим органом 6 учитываются показания одновременно всех датчиков 8 температуры, размещенных в сушилке .1 .

В устройстве каждая группа датчиков температуры 8, размещенных в горизонтальном сечении первой 2 или вто-15 шильных камер 2 и 3 зерно в процессе

рой 3 сушильной камеры, подключена к отдельному блоку 9 с задатчиком 10 через выделитель 11 максимального сигнала. Такое подключение датчиков 8 позволяет наиболее полно учитывать изменение параметров зерна в процессе сушки в сушилке 1 как при параллельной, так и при последовательной работе ее сушильных камер 2 и 3, так как эта схема позволяет путем соот- ветствукхцей настройки задатчиков 10 устанавливать для различных горизонтальных сечений сушильных камер 2 и 3 неодинаковые допустимые т.емпера- туры нагрева зерна. Кроме этого, в устройстве имеются ограничительные элементы 15 (например, диоды 16), необходимые для того, чтобы не пропускать на сумматор 13 отрицательные

сушки нагревается до максимальной температуры. Причем при параллельной работе сушильных камер 2 и 3 достижение максимальной температуры зерном

20 в обеих сушильных камерах 2 и 3 равновероятно, а при последовательной их работе, т.е. в том случае, когда зерно в процессе сушки проходит последовательно сначала первую сушильную ка меру 2, а затем вторую, зерно достигает максимальной температуры именно на выходе из второй сушильной камеры 3. В других сечениях сушки 1 перегрев зерна возможен лишь при воз30 никновении ненормальных режимов работы сушилки 1 (например, в случае зави сания зерна).

Поэтому для сушилок ( например, зерносушилок) наиболее оптимальным

амплитуды сигналов с выходов блоков 9.- 35 управлением процессом сушки является

автоматическое поддержание максимал - но допустимой температуры зерна в наиболее нагреваемой зоне (в данном на выходе второй сушильной ка- 40

Каждьй выделить 11 максимального сигнала содержит усилители 17 (по числу датчиков 8), нагруженные на резисторы 18, диоды 19 и общий резистор 20.

В устройстве могут применяться и другие компоновки групп датчиков 8. Так, например, может применяться схема, в которой все датчики 8, размещенные в первой сушильной камере 2, подключены через выделитель 11 к входу одного блока 9 с задатчиком 10, а датчики 8, размещенные во второй сушильной камере 3, через свой вьще- литель 11 подключены к входу другого блока 9 с задатчиком 10. В такой схеме подключения возможно с помощью соответствукяцей настройки задатчиков

меры 3) и одновременно осуществление непрерывного автоматического контроля и поддержания граничных температур нагрева (в смысле недопущения перегрева) зерна в других сечениях 45 сушилки 1.

Устройство работает следующим образомо

I

Влажное зерно подается в сушиль- 5Q ные камеры 2 и 3 сушилки 1 и перемещается по ним сверху вниз под действием силы тяжести. От теплогенератора 4 по подводящему диффузору 7 в сушильные камеры 2. и 3 подается теп10 задать как одинаковые, так и раз- 55 лоноситель. Температура теплоносителичные допустимые температуры нагрева зерна для отдельных сушильных камер 2 и 3 сушилки 1, что позволяет учитьюать изменение параметров зерна

в процессе сушки при последователь- ной работе сушиотьных камер 2 и 3 су шулки 1. Однако в такой схеме невозможно учесть изменения параметров зерна по высоте сушильных камер 2 и 3.

Возможны также и другие схемы подключения датчиков 8.

Датчики 8 температуры, расположен- |Ные на выходе второй сушильной камеры 3, включены в контур автоматического регулирования температуры зерна не случайно. Известно, что именно в нижних горизонтальных сечениях сусушки нагревается до максимальной температуры. Причем при параллельной работе сушильных камер 2 и 3 достижение максимальной температуры зерном

в обеих сушильных камерах 2 и 3 равновероятно, а при последовательной их работе, т.е. в том случае, когда зерно в процессе сушки проходит последовательно сначала первую сушильную камеру 2, а затем вторую, зерно достигает максимальной температуры именно на выходе из второй сушильной камеры 3. В других сечениях сушки 1 перегрев зерна возможен лишь при возникновении ненормальных режимов работы сушилки 1 (например, в случае зависания зерна).

Поэтому для сушилок ( например, зерносушилок) наиболее оптимальным

автоматическое поддержание максимал - но допустимой температуры зерна в наиболее нагреваемой зоне (в данном на выходе второй сушильной ка- 0

меры 3) и одновременно осуществление непрерывного автоматического контроля и поддержания граничных температур нагрева (в смысле недопущения перегрева) зерна в других сечениях 5 сушилки 1.

Устройство работает следующим образомо

I

Влажное зерно подается в сушиль- Q ные камеры 2 и 3 сушилки 1 и перемещается по ним сверху вниз под действием силы тяжести. От теплогенератора 4 по подводящему диффузору 7 в сушильные камеры 2. и 3 подается тепля может изменяться с помощью регулирующего органа 6, установленного в топливопроводе 5 теплогенератора 4. Зерно, перемещаясь к выходу сушил

ки 1, непрерьшно подвергается воздействию теплоносителя. При этом его влажность постепенно уменьшается, а температура нагрева возрастает, достигая максимальных значений при выходе из сушильной камеры 2 или 3.

В зависимости от влажности исход- 1 него Зерна сушильные камеры 2 и 3 настраивают на параллельную или последовательную работу. При низкой исходной влажности зерна сушильные камеры 2 и 3 настраивают на параллельную работу. В этом случае исходIное зерно пapaллeльньпvш потоками направляется одновременно в обе сушильные камеры 2 и 3 и на их выходе получают сухое зерно. При высокой исходной влажности зерна сушильные

камеры 2 и 3 настраивают на последовательную работу. В этом случае зерно сначала пропускается через первую сушильную камеру 2, а затем направляется на досушку во вторую сушильную камеру 3, Последовательный пропуск зерна через сушильные камеры 2 и 3 позволяет удалять большее количество |влаги.

Действительная температура зерна :в различных по высоте горизонтальных ;сечениях сушильных камер 2 и 3 измеряется с помощью датчиков 8 темпера- :Туры. Допустимая температура нагрева зерна в сушилке 1 задается с помощью задатчиков 10. Причем путем соответствующей настройки задатчиков 10 для различных сушильных камер 2 и 3, а также для их различных горизонтальны сечений задаются неодинаковые допустимые температуры нагрева зерна в :зависимости от действительной термоустойчивости (или влажности) зерна в контролируемых сечениях сушильных камер 2 и 3. Каждая группа-датчиков 8, размещенных в горизонтальном сечении первой 2 или второй 3 сушильной камеры, подключена к входам отдельного выделителя 11, в котором осуществляется непрерывное сравнение сигналов датчиков 8 температуры, подключенных к его входам, и датчик 8 температуры, имеющий в любой текущий момент времени максимальное значение сигна- лй, автоматически подключается данным блоком к входу блока 9 с задатчи ком 10. В блоках 9 сигналы, поступаю щие от датчиков В через вьщелители

I1и от задатчиков 10,сравниваются между собой и на их выходах формиру

0

5

0

5

ется сигнал ошибки, пропорщюналь- Hbtfi разности этих сигналов. С выходов блоков 9 сигналы оишбки поступают на соответствуюп1ие входы блока 12 сигнализации, с помощью которого осуществляется сигнализация о превышении допустимой температуры нагрева зерна в соответствующем сечении сушильной камеры 2 или 3.

Одновременно с выходов блоков 9 сигналы ошибки поступают на входы сумматора 13. Причем сигнал ошибки блока 9, соединенного с датчиками 8, размещенными в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3 сушилки 1, подается на один из входов сумматора 13 непосредственно, а сигналы ошибки остальных блоков 9 подаются на другие входы сумматора 13 через ограничительные элементы 15 (например, через диоды 16). Посредством каяодого элемента 15 осуществляется подача сигнала ошибки с выхода соответствующего блока 9 на вход сумматора 13 только в том случае, если будет зафиксирован перегрев зерна, т.е. если сигнал, поступающий на вход блока 9 от датчиков 8, превысит сигнал, заданный задатчиком 10. В сумматоре 13 формируется результирующий сигнал ошибки, равный сумме сигналов, поступакядих на его входы. Результирующий сигнал ошибки подается на вход регулятора 14, в котором он преобразуется по определенному закону регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интегральному и т.п.) в сигнал управления, поо даваемьй на регулирующий орган 6 теплогенератора 4.

При установившемся режиме работы сигнал, поступающий на вход блока 9 через вьщелители 11 от датчиков 8 5 температуры, размещенных в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3, равен сигналу, заданному . задатчиком 10. В этом случае сигнал ошибки на выходе данного блока 9 будет равен нулю. Поэтому на вход блока 12 сигнализации, а также на вход сумматора 13, непосредственно соединенный с вькодом данного блока 9, сигнала ошибки поступать не будет. При нормальном режиме работы сушилки 1, т.е. в случае отсутствия пере грева зерна в ее сечениях, на выходы других блоков 9 будут поступать от датчиков В сигналы, меньшие, чем от задатчи0

5

0

ков 10. Поэтому сигналы ошибки, сформированные на выходах этих блоков 9 с задатчиками 10, не вызовут срабатывания блока 12 сигнализации и не будут подаваться на входы сумматора 13 из-за того, что ограничительные элементы 15 будут закрыты. Причем каждый ограничительный элемент 15 будет закрыт до тех пор, пока на выхо- де соответствующего блока 9 не появится сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна, т.е. до тех пор, пока сигнап, поступающий на блок 9 от датчиков 8, не превысит сигнала, заданного задатчиком 10. Таким образом, в установившемся режиме работы на входы сумматора 13 сигналов ошибок не поступает, а значит и на его выходе сигнала не будет. Отсутствие сигнала на выходе регулятора 14 обуславливается сохранением неизменного положения регулирующего органа 6 теплогенератора 4, чем обеспечивается сохранение постоянства температуры теплоносителя, по-25 поступающий на один из входов сумдаваемого в сушилку 1.

При повьш1ении температуры зерна в каком-либо месте нижнего горизонтального сечения второй сушильной

матора 13 через элемент 13, вызьшае появление на выходе сумматора 13 до полнительного сигнала коррекции. До полнительный сигнал коррекции после

35

камеры 3 вьшзе допустимой температуры, зо преобразования его регулятором 14 заданной задатчиком 10, на выходе блока 9, соединенного с датчиками 8, расположенныг-ш в данном сечении сушилки 1, появляется сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна. Этот сигнал поступает на вход блока 12 сиг- нализадии и вызьшает его сраб атьша- ние. Одновременно сигнал ошибки поступает через сумматор 13 на вход регулятора 14, которьй преобразует сигнал дд по заданному закону регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интегральному и т.д.) в сигнал управления регулирующим органом

вызьгоает дополнительную перестановк регулирующего органа 6, направленну на умень1шение подачи топлива, а сл довательно, на снижение температуры теплоносителя, подаваемого в сушилк Это обеспечивает устранение перегре ва зерна в контролируемой зоне суши ки 1..

Таким образом, устройством обеспечивается автоматический контроль максимальной температуры нагрева зе на в различньк по высоте горизонтал ных сечениях сушильных камер 2 и 3 сушилки 1, а также обеспечивается

6,чем обеспечивается изменение тем- а-втоматнческая корректировка темпепературы теплоносителя, подаваемого в сушилку 1, направленного на устранение перегрева зерна. Понижение температуры зерна в том же сечении су- 1ШШКИ 1 ниже заданного-задатчиком 10 значения вызьшает появление на выходе блока 9 сравнения такого сигнала ошибки, который через сумматор 13, регулятор 14 и регулирующий орган 6 приводит к увеличению температуры теплоносителя, подаваемого в сушилку 1, чем обеспечивается нагрев зерна до допустимой температуры. Таким образом, устройством обеспечидается непрерьшное поддержание темпера туры нагрева зерна в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3 на уровне предельно допустимой температуры.

В случае обнаружения датчиками 8 перегрева зерна в каком-либо горизонтальном сечении сушильных камер, что может произойти, например, из-за зависания зерна в сушилке 1, на выходе блока 9, соединенного с данными датчиками 8, появляется сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна. Этот сигнал ошибки поступает на соответствующий вход блока 12 и вызывает его срабатывание.

Одновременно с появлением на выходе блока 9 сигнала ошибки, отражающего перегрев зерна, открьтается соответствующий органичительньй элемент 15 и выход данного блока 9 ока- зьшается подключенным к одному из входов сумматора 13. Сигнал ошибки.

матора 13 через элемент 13, вызьшает появление на выходе сумматора 13 дополнительного сигнала коррекции. Дополнительный сигнал коррекции после

преобразования его регулятором 14

вызьгоает дополнительную перестановку регулирующего органа 6, направленную на умень1шение подачи топлива, а следовательно, на снижение температуры теплоносителя, подаваемого в сушилку. Это обеспечивает устранение перегрева зерна в контролируемой зоне сушилки 1..

Таким образом, устройством обеспечивается автоматический контроль максимальной температуры нагрева зерна в различньк по высоте горизонтальных сечениях сушильных камер 2 и 3 сушилки 1, а также обеспечивается

ратуры теплоносителя, подаваемого на сушилку 1 в случае обнаружения перегрева зерна в каком-либо горизонтальном сечении сушильных камер сушилки 1.

0 Формула изобретения

I

Устройство для контроля и регули- рования температуры в зерносушилках, содержащее первую и вторую группы датчиков температуры, расположенных в нижнем горизонтальном сечении су- шильньрс камер сушипки, теплогенератор, соединенньй подводящими диффузорами с сушильными камерами, регу5

1А25622

лирующий орган, устаиовленньй на топливопроводе теплогенератора и подключенный управляющим входом к вьпсо- ду регулятора, а также цепей, каждая из которых содержит последовательно соединенные задатчик температуры и блок сравнения, подключенный выходом к соответствумщему входу блока сигнализации, отличающееся

10

тем, что, с целью повышения производительности сушилки путем ведения процесса сушки при максимально допустимой температуре нагрева зерна, в устройство введены N вьаделителей мак- 15 соответствующие ограничительные эле- симального сигнала, (N-1) ограничи- менты - с выходами соответствующих

групп датчиков температуры, расположенных по высоте сушилки в различных горизонтальных сечениях сушильных камер сушилки, причем каждая группа датчиков температуры соединена выходами с соответствующими входами соответствующих вьщелителей максимального сигнала, подключенных выходами к вторым входам соответствующих блоков сравнения, сумматор соединен выходом с входом регулятора, первым входом - с выходом первого блока срав нения, а остальными входами через

тельных элементов, сумматор и (N-2)

блоков сравнения.

10

соответствующие ограничительные эле- менты - с выходами соответствующих

групп датчиков температуры, расположенных по высоте сушилки в различных горизонтальных сечениях сушильных камер сушилки, причем каждая группа датчиков температуры соединена выходами с соответствующими входами соответствующих вьщелителей максимального сигнала, подключенных выходами к вторым входам соответствующих блоков сравнения, сумматор соединен выходом с входом регулятора, первым входом - с выходом первого блока сравнения, а остальными входами через

блоков сравнения.