Система регулирования температуры расплава в смесителе Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 

4;;а IsD

Nl

со

4

00

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано при регулировании температуры расплавов различных продуктов в смесителях-плавитёлях,с обогревающими рубашками и в других аналогичных аппаратах с теплообменниками .

Цель изобретения - повышение качества регулирования.

На фиг,1 представлена функциональная схема системы автоматического регулированияj на фиг,2 - принципиальная схема блока управления.

Система регулирования содержит двухпозиционный регулятор температуры 1, блок управления 2, электромагнитные воздухораспределители 3-6. Питакт 35 замыкается в случае, если

мми температура ниже значения t ,

заданного настройкой контакта 35. Контакт 36 замыкается в случае, если температура смеси выше значения

МММ„ „

tj, , заданного настройкой контакта 36.

Перед началом работы контакт 36

настраивается на заданное значение температуры расплава, а контакт 35 - на значение температуры на 10-15 С меньше, чем заданное значение температуры смеси. Клапаны 14, 15, 16

используют в исполнении НЗ, т.е. закрывающими проход среды при отсутствии управляющего сигнала. ,

После загрузки смесителя 18 сме- севым составом производится вклю

Изобретение предназначено для регулирования температуры расплавов различных технологических продуктов в смесителях-плавителях с обогреваемыми рубашками. Содержит датчик температуры расплава, двухпозиционный регулятор температуры, вход которого подключен к датчику температуры, а выходы через схему, содержащую три реле времени и три промежуточных реле, подключены к исполнительным органам на линиях подачи теплоносителя и хладагента. Блок управления корректирует процесс регулирования кратковременным увеличением управляющего воздействия при изменении знака сигнала рассогласования двухпози- ционного регулятора, что обеспечивает компенсацию инерционности аппарата и высокую точность управления. 2 ил, g

25

тание воздухораспределителей ocyFtecT-20 чение питания на схему блока управ- вляется по трубопроводу сжатого воздуха 7, причем подвод питания к воздухораспределителям 3, 4, 6 производится непосредственно, а к воздухораспределителю 5 через редуктор давления 8. Система содержит также клапан ИЛИ 9, регулирующие клапаны 1О, 11, 12, установленные соответственно на трубопроводах хладагента 13, теплоносителя 14 и слива 15 и дат- зО чик температуры расплава 16, передача информации от которого к двух- позиционному регулятору 1 осуществляется через контактные кольца 17, установленные на валу смесителя 18.

Блок управления содержит промежуточное реле 19 с контактами 20 и 21, промежуточное реле 22, с контактами 23 и 24, промежуточное реле 25 с контактами 26 и 27, реле времени 28 с контактами 29 и 30, реле времени 31 с контактом 32 и реле времени 33 с контактом 34.

В предлагаемом устройстве в качестве реле времени 31 используется

ления 2 и включение позиционного регулятора 1. Поскольку в первоначальный момент температура продукта зна. мии .

чительно меньше значении , то контакт 35 замкнут, а контакт 36 разомкнут. Происходит включение промежуточного реле 19, замыкание его замыкающего контакта 20 и размыкание размыкающего контакта 21. Напряжение и, поступает на электромагнитный воздухораспределитель 4. Происходит переключение распределителя 4, сжаты воздух из трубопровода 7 через -клапа ИЛИ 9 поступает на клапан 11. Послед ний открывается и теплоноситель поступает в рубашку смесителя 18. Поскольку одновременно происходит срабатывание распределителя 6 при подаче напряжения питания на систему, то открывается клапан 12 и теплоноситель выходит через трубопровод слива 15. Одновременно напряжение U поступает на обмотку реле времени 33 и через размыкающий контакт 34 на г обмотку реле 25, которое срабатывает замыкая замыкающий контакт 26 и размыкая размыкающий контакт 27.

35

40

реле в исполнении, обеспечивающем -при подаче напряжения на,обмотку реле периодическое замыкание и размыкание контакта 32 с вомзожностью . настройки как длительности импульса, так и длительности паузы.

Работа системы автоматического регулирования происходит следующим образом.

Двухпозиционньш регулятор 1 имеет

чительно меньше значении , то контакт 35 замкнут, а контакт 36 разомкнут. Происходит включение промежуточного реле 19, замыкание его замыкающего контакта 20 и размыкание размыкающего контакта 21. Напряжение и, поступает на электромагнитный воздухораспределитель 4. Происходит переключение распределителя 4, сжатый воздух из трубопровода 7 через -клапан ИЛИ 9 поступает на клапан 11. Последний открывается и теплоноситель поступает в рубашку смесителя 18. Поскольку одновременно происходит срабатывание распределителя 6 при подаче напряжения питания на систему, то открывается клапан 12 и теплоноситель выходит через трубопровод слива 15. Одновременно напряжение U поступает на обмотку реле времени 33 и через размыкающий контакт 34 на г обмотку реле 25, которое срабатывает, замыкая замыкающий контакт 26 и размыкая размыкающий контакт 27.

По истечении выдержки J, реле времени 33 размыкается его размыкающий контакт 34 и обмотка реле 25 отключается от напряжения, восстанавливая состояние контактов 2б и 27.

При достижении температурной смеси

мин

значения t происходит размыкание контакта 35 регулятора 1. Происходит

50

два выхода: замыкающий контакт отключение обмотки промежуточного 35 и замьжающий контакт Р1мпкс 36 Реле 19. Размыкается замыкающий кок- (обозначения в схеме приняты в соот- такт 20 и замыкается размыкающий конветствии с действующими ГОСТ). Кон5

0 чение питания на схему блока управ- О

ления 2 и включение позиционного регулятора 1. Поскольку в первоначальный момент температура продукта зна. мии .

чительно меньше значении , то контакт 35 замкнут, а контакт 36 разомкнут. Происходит включение промежуточного реле 19, замыкание его замыкающего контакта 20 и размыкание размыкающего контакта 21. Напряжение и, поступает на электромагнитный воздухораспределитель 4. Происходит переключение распределителя 4, сжатый воздух из трубопровода 7 через -клапан ИЛИ 9 поступает на клапан 11. Последний открывается и теплоноситель поступает в рубашку смесителя 18. Поскольку одновременно происходит срабатывание распределителя 6 при подаче напряжения питания на систему, то открывается клапан 12 и теплоноситель выходит через трубопровод слива 15. Одновременно напряжение U поступает на обмотку реле времени 33 и через размыкающий контакт 34 на г обмотку реле 25, которое срабатывает, замыкая замыкающий контакт 26 и размыкая размыкающий контакт 27.

По истечении выдержки J, реле времени 33 размыкается его размыкающий контакт 34 и обмотка реле 25 отключается от напряжения, восстанавливая состояние контактов 2б и 27.

При достижении температурной смеси

мин

значения t происходит размыкание контакта 35 регулятора 1. Происходит

5

0

0

такт 21. Электромагнитный воздухо-.

распределитель 4 отключается от напряжения, а электромагнитный воздухораспределитель 5 подключается к напряжению. Происходит переключение воздухораспределителей 4 и 5. Подача воздуха через распределитель 4 прекрарлается и к oTce4HONry клапану 15 сжатый воздух поступает через распределитель 5 и клапан ИЛИ 9. Редуктором давления 8 производится предварительная настройка давления таким образом, чтобы отсечной клапан 11 при подаче давления через распределитель 5 находился в неполностью открытом состоянии, ограничивая расход теплоносителя по трубопроводу 14 Степень открытия определяется расчетным или опытным путем, исходя из требований по качеству процессов управления.

Происходит снижение интенсивности нагрева, что обеспечивает уменьшение перерегулирования и уменьшение амплитуды автоколебаний и установившийся 25 смеси возрастает до некоторого знарежим регулирования. Настройкой контакта 35 обеспечивается заданная степень допустимого перегрева смеси, исходя из требований безопасности ве35

40

дения процесса или из иных соображе-, JQ чается от напряжения. Разрьгоается НИИ, что определяется характеристиками конкретного состава.

При достижении температурой смеси

макс заданного значения- t происходит

замыкание контакта 36 и включение промежуточного реле 22. Размыкается размыкающий контакт 24, подготавливая цепь последующего включения реле 25 и 33 и замыкается замыкающий контакт 23. Напряжение Ug поступает на об- мотку реле времени 28 и через размыкающий контакт 29 электромагнитный воздухораспределитель 3. Происходит открытие клапана 10 на линии хладо- носителя 13. В рубашку смесителя од .повременно поступает горячий тепло- ; носитель при его ограниченном расхо- де и хладагент - Происходит интенсивное вытеснение горячего теплоносителя из рубашки смесителя теплоносителем сниженной температуры, что обеспечивает компенсацию излишнего тепла, накопленного в рубашке смесителя и уменьшение как перцепь питания электромагнитного воз духораспределителя 3 замыкаюп1им ко тактом 23 и прекращается подача хл дагента. Замыкается размыкающий ко такт 24 и напряжение U,, поступает на обмотку реле времени 33 и через размыкающий контакт 34 на обмотку промежуточного реле 25 в виде напр жения и,о . Размыкающим контактом 1 разрывается цепь питания электрома нитного воздухораспределителя 5, а контактом 26 замыкается цепь питан электромагнитного возд-ухораспредел теля 4. Происходит переключение ра jc пределителей 4 и 5. На время , . вы держки времени реле 33 в рубашку с сителя подается теплоноситель при его полном расходе, интенсивно вытесняя из рубашки смесителя более лодный теплоноситель и обеспечива компенсацию инерционности рубашки при снижении температуры, что сниж ет величину отрицательной амплитуд tj.. По истечении времени J, реле 2

50

отключается, контакты 26 и 27 пере ключатся и вновь в рубашку смесите подается теплоноситель при его сни женном расходе при включенном распределителе 5 и отключенном распре

автоколебаний режима регулирования. По истечении выдержки времени f. реле времени 28 происходит размыкание его размыкающего контакта 23 и замы0

5

0

канне замыкающего контакта 30. Напряжение Ug поступает на обмотку реле времени 31. Начинает периодически замыкаться и размыкаться его контакт 32, обеспечивая периодическую подачу-импульсов хладагента в рубашку смесителя одновременно с. горячки теплоносителем при его ограниченном расходе. Скважность работы контакта 32 настраивается таким образом что- бь1 средняя темпера1ура смеси горячего теплоносителя и хладагента при его импульсной подаче б ыпа вьш1е, чем средняя температура той же смеси при первоначальном включении хладагента на время выдержки у,, . В простейшем случае это обеспечивается установкой выдержки времени большей, чем длительность импульса у, при импульсном включении клапана 10. В связи с тем, что компенсация инерционности смесителя происходит неполностью, значение температуры

чения t,, а затем снижается. В момент снижения температуры смеси ниже мачс

значения t.

происходит размыкание

контакта 36. Обмотка реле 22 отклю

чается от напряжения. Разрьгоается

цепь питания электромагнитного воздухораспределителя 3 замыкаюп1им контактом 23 и прекращается подача хладагента. Замыкается размыкающий контакт 24 и напряжение U,, поступает на обмотку реле времени 33 и через размыкающий контакт 34 на обмотку промежуточного реле 25 в виде напряжения и,о . Размыкающим контактом 17 разрывается цепь питания электрома - нитного воздухораспределителя 5, а контактом 26 замыкается цепь питания электромагнитного возд-ухораспредели- теля 4. Происходит переключение рас- пределителей 4 и 5. На время , . выдержки времени реле 33 в рубашку смесителя подается теплоноситель при его полном расходе, интенсивно вытесняя из рубашки смесителя более хо лодный теплоноситель и обеспечивая компенсацию инерционности рубашки при снижении температуры, что снижает величину отрицательной амплитуды tj.. По истечении времени J, реле 25

отключается, контакты 26 и 27 переключатся и вновь в рубашку смесителя подается теплоноситель при его сниженном расходе при включенном распределителе 5 и отключенном распределителе А, В дальнейшем описанньй процесс повторяется и в системе регулирования устанавливается автоколебательный процесс с положительной амплитудой tj и отрицательной амплитудой tj при коррекции инерционности рубашки кратковременным включением горячего теплоносителя повьшенного расхода и длительным включением хладагента в точках срабатывания контакта 36. Наличие коррекции обеспечивает высокую точность регулирования температуры при одновременной возможности установления заданной величины пере- регулирования.

Ф.ормула изобретения

Система регулирования температуры расплава в смесителе, содержащая датчик температуры распла ва, подключенный к двухпозиционному регулятору с выходными контактами Минимум и Максимум, р егулирующие клапан на трубопроводах подачи тепло-, и хладо- носителя и слива из теплообменника, три электромагнитных воздухораспределителя, пневмовыходы которых подключены соответственно к регулирующим клапанам на трубопроводах соответственно теплоносителя, хладоносителя и слива, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности система содержит четвертый электро- магнитный воздухораспределитель, соединенный своим пневмовходом с пневмомагистралью через редуктор, а своим пневмовыходом подключен к регулирующему клапану теплоносителя через клапан ИДИ совместно с первым воздухораспределителем, .три промежуточных реЛе и три реле времени, причем обмотка первого промежуточного реле подключена к сети электропитани последовательно через замыкающие контакты Минимум двухпозиционного регулятора, обмотка второго промежуточного реле подключена к сети последовательно через замыкающие контакты Максимум двухпозиционного регулятора, обмотка первого электромагнитного воздухораспределителя подключена к сети последовательно через соединенные параллельно замыкающие контакты первого и третьего промежуточных реле, обмотка четвертого электромагнитного воздухораспределителя подключена к сети через последовательно соединенные размыкаюише контакты первого и третьего промежуточных реле, обмотка третьего электромагнитного воздухораспределителя - подключена к сети непосредственно, первая клемма обмотки второго электромагнитного воздухораспределителя подключена к нулевой шине сети, а вторая соединена с первой клеммой размыкающих контактов первого реле времени и с первой клеммой замыкающих контактов второго реле времени, первая клемма обмотки которого подключена к нулевой шине сети, а вторая клемма соединена с второй клеммой своих замыкающих контактов и первой клеммой замыкающих контактов первого реле времени, вторая клемма которых соединена с второй клеммой размыкающих контактов реле времени, с первой клеммой замыкающих контактов второго промежуточного реле и через обмотку первого реле времени подключена к нулевой шине сети, вторая клемма замыкающих контактов второго промежуточного реле подключена к фазовой шине сети, первые клеммы обмоток третьего реле времени и третьего промежуточного реле подключены к нулевой шине сети, а их вторые клеммы соединены через размы- какнцие контакты третьего реле времени, вторая клемма обмот и которого подключена через размыкающие контакты второго -промежуточного реле к фазовой шине сети.

.Я

It 111 i

-j-A-Л-4--Л j

li I

РигЛ

Фиг.г