Способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала в сушильно-ширильной машине и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом сушки гигроскопичных материалов и может быть использовано в текстильной, лет- кой и других отраслях промышленности, где необходимо выдерживать регламент сушки материала во время его движения.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на процесс сушки материала.

На чертеже представлена принципиальная схема системы, реализующей способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала.

Устройство содержит сушильную камеру 1 сушильно-ширильной машины с распределителями 2 сушильного агента по зонам, каждый из которых имеет за- сломку 3, кинематически связанную с исполнительным механизмом 4, регулятор 5 притока сушильного агента в конечную зону сушильной камеры I, регуляторы 6 и 7 притока сушильного аген- та в промежуточные зоны сушильной камеры 1 из коллектора 8, паровой калорифер 9 с установленным на линии подачи пара регулирующим клапаном 10, кинематически связанным с исполни- тельным механизмом 1I, подключенным к выходу регулятора 12 температуры сушильного агента на выходе калорифера 9, датчик 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, датчик 14 влажности материала на входе сушильной камеры 1, датчик 15 конечной влажности материала,датчик 16 скорости материала, датчик 17 с преобразователем 18 давления в сушильной камере, датчики 19 температуры материала в зоне сушки, датчики 20 температуры и датчики 21 влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента, блоки 22 вычисления промежуточной влажности материала, блок 23 формирования задания, задатчик 24 коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1, задатчик 25 вида волокна, логический блок 26 выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента, суммирующий блок 27, блок 28 вычисления конечной влажности материала датчик 29 температуры и датчик 30 влажности окружающей среды, элементы 31, 32, 33 и 34 сравнения, задатчики 35, 36, 37 и 38, блок 39 преобразования .

Первые входы каждого из блоков 22

вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне связаны с датчиками 19 температуры материала, вторые и третьи входы подключены соответственно к датчику 20 температуры и датчику 21 влажности сушил ного агента, четвертые входы объединены и через преобразователь 1В подсоединены к выходу датчика 17 давления в сушильной камере, пятые входы объединены и связаны с датчиком 14 влажности материала на входе в сушильную камеру I, шестые входы

5

5

0

5

объединены и подтспючены к первому выходу суммирующего блока 27.

Первьп и второй входы блока 28 вычисления конечной влажности материала подсоединены к выходам соответственно датчиков 29 и 30 температуры и влажности окружающей среды, третий вход связан с вторым выходом суммирующего блока 27, а первый выход через блок 39 преобразования и задатчик 38 подключен к первому входу элемента 34 сравнения, к второму входу которого подсоединен датчик 15 конечной влажности материала, а выход подключен к входу регулятора 5 притока сушильного агента в конечную зону сушильной камеры 1. Первый выход за- датчика 25 вида волокна связан с входом суммирующего блока 27, а второй выход через логический блок 26 и задатчик 35 подключен к первому входу элемента 31 сравнения, к второму входу которого подсоединен датчик 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, а выход связан с входом регулятора 12 температуры сушильного агента на выходе калорифера 9.

Первый вход блока 23 формирования задания связан с вторым выходом блока 28 вычисления конечной влажности материала, второй вход подключен к выходу датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры 1 , третий вход соединен с выходом датчика 16 скорости материала, а четвертый вход подключен к выходу задатчика 24 коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1. Первый и второй выходы блока 23 формирования задания подключены соответственно через задатчики 36 и 37 к первым входам соответственно элементов 32 и 33 сравнения, вторые входы которых связаны с выходами соответствующих блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала, а выходы подсоединены к входам соответствующих регуляторов 6 и 7 притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры 1.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в задатчик 25 вида волокна вводятся значения, соответствующие составу индивидуальных волокон в смеске «/, материала и их термическим свойствам, т.е. максимальной термостойкости. С первого выхода задат51

чика 25 В1ода волокна сигнал поступае на вход суммирующего блока 27, в котром осуществляется фор гирование сигнала, соответствующего среднему коэффициенту равновесия К смески волокон

1 . К;,

t-f

где п - число компонентов в смеске; К- - коэффициент равновесия каждой составляющей смеси.

Со второго выхода задатчика 25 вида волокна сигнал подается на вход логического блока 26 выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента, в котором в зависимости от заданного состава смески осуществляется выбор максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента и формирование выходного сигнала, поступающего далее на вход задатчика 35, подключенного к одному из входов элемента 31 сравнения, другой вход которого соединен с датчиком 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, По сигналу с выхода элемента 31 сравнения и посредством регулятора 12 температуры сушильного агента на выходе калорифера 9, исполнительного механизма II и регулирующего клапана 10 в коллекторе 8 устанавливается максимально допустимая температура сушильного агента.

Одновременно на первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы каждого из блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала поступают сигналы соответственно с датчика 19 температуры материала, датчика 20 температуры и датчика 21 влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента, датчика 1 7 и преобразователя 18 давления в сушильной камере, датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры и первого выхода суммирующего блока 27, по которым осуществляется расчет текущей влажности w материала в соответствующей зоне сушильной камере 1

- (Т -ТМТ), kp -р Tf м -

где Wj.p ()/4 - критическая влажность материала;

46

w - начальная влажность материала ;

WP К / /Т - равнозегная влажность материала;

™ - ° rii°ro-osc °-5« - J°

t-137,5 - температура мокрого термометра;Т - температура материала;

1f - температура контактирующего с материалом сушильного агента;

- гигроскопическая влажность материала;

(0,622+хс) - влагосодержа- ние контактирующего с материалом сушильного агента;

РН 15+133,3 expf(7,95- давление насыще1шого пара; к Р конечная влажность материала.

На первьй, второй и третий входы блока 28 вычисления конечной влажности материала поступают сигналы соответственно с датчика 29 температуры и датчика 30 влажности окружающей среды, а также суммирующего блока 27, в результате чего на его выходах формируется сигнал, соответствующий значению конечной влажности w материала

KVToc.. где К - коэффициент; ос Т( влажность и температура

окружающей среды соответственно.

Сигнал с первого выхода блока 28 вычисления конечной влажности материала через блок 39 преобразования.и задатчик 38 подается на первьй вход элемента 34 сравнения, к второму вхоДУ которого подсоединен датчик 15 конечной влажности материала, имеющий на своем выходе сигнал, соответствующий текущему значению влажности WR выходящего из сушильной камеры материала. В результате этого на выходе элемента 34 сравнения формируется разностный сигнал (), который подается на вход регулятора 5 притока сушильного агента в конечную зону

сушильной камеры 1.

С целью исключения возможной переушки материала общий приток тепловой нергии Q на сушку материала осуществляется с недостачей на 10-20% в соответствии с выражением

ч-с„.г к-„«) .

где G - производительность по абсолютному сухому материалу; г - теплота парообразования; - КПД установки. В соответствии с этим регулятором 5 притока подача сушильного агента в конечную зону сушильной камеры 1 осуществляется из расчета.

,

()

-..

С втррого выхода блока 28 вычисления конечной влажности сигнал подается также на первый вход блока 23 формирования задания, на второй, третий и четвертый входы которого поступают сигналы соответственно с датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры 1, датчика 16 ско- рости материала и задатчика 24 коэф - фициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1, на основании чего на первом и втором выходах блока 23 формирования за- Дания появляются сигналы, подаваемые далее соответственно через задатчики 36 и 37 на первые входы элементов 32 и 33 сравнения, на вторые входы которых поступают сигналы с выхода блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне сушильной камеры 1.

Выходной сигнал с элементов 32 и 33 сравнения подается далее через соответственно регуляторы 7 и 6 притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры 1 на исполнительные механизмы 4, устанавливающие заслонки 3 и, соответственно, приток сушильного агента согласно заданным коэффициентам распределения по зонам сушильной камеры с недостачей на 10-20%,

Реализация блоков системы, осуществляющих соответствующие вычисления и формирование закона управления, воможна с использованием микропроцессорных устройств, микроэвм и УВМ.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления процессом душки текстильного ма

5

0 5 о

0

5

0

5

териала в сушильно-ширильной машине, за слючающийся в том, что измеряют температуру сушильного агента на выходе калорифера, начальную и конечную влажность материала, а также температуру и влажность окружающей среды, задают физико-химические свойства материала и по результатам измерений определяют количество тепловой энергии, необходимой для сушки материала, и регулируют приток теплоносителя в калорифер и подачу тепловой энергии в соответствующие зоны сушильной камеры, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, дополнительно измеряют в каждой зоне сушильной камеры TBNmepaTypy материала, плажность и температуру контактирующего с материалом сушильного агента, а также скорость движения материала, давление в сушильной камере и по результатам дополнительных измерений корректируют количество тепловой энергии, необходимой для сушки материала, а подачу тепловой энергии в промежуточные зоны осуществляют в количестве 0,8-0,9 от скорректированного значения тепловой энергии.

2. Устройство для автоматического управления процессом сушки текстильного материала в сушильно-ширильной машине, содержащее регулятор температуры сушильного агента на выходе калорифера, первый и второй регуляторы притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры, входы задатчиков которых связаны соответственно с первым и вторым выходами блока формирования задания, а выходы задатчиков - с первыми входа- Г-Я1 соответствующих элементов сравнения, регулятор притока сушильного агента в конечную зону сушильной камеры, к одному из входов элемента сравнения которого подключен датчик конечной влажности материала, а- вход задатчика Подсоединен к выходу блока преобразования, его выход - к входу элемента сравнения, блок вычисления конечной влажности материала, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчики температуры и влажности окружающей среды, первый выход подсоединен к входу блока преобразования, а второй выход связан с первым входом блока формирования задания, а также датчик влажности материала на входе сушильной камеры и задатчик вида волокна,

отличающееся тем,

что, с целью снижения энергозатрат, в него введены дополнительно датчики температуры материала, влагосодержа- ния и температуры контактирующего с материалом сушильного агента, установленные в соответствующих зонах сушильной камеры, датчик и преобразова- тель давления в сушильной камере, датчик скорости материала, блок вычисления промежуточной влажности материала, суммирующий блок, логический блок выбора максимально допусти- мой температуры нагрева сушильного агента и задатчик коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры, при этом первые входы блоков вычисления про- межуточной влажности материала связаны с соответствующими датчиками температуры материала, вторые и третьи входы подключены соответственно к датчикам температуры и влажности сушильного агента, контактирующего с материалом, четвертые входы объединены и подключены через преобразователь

к датчику давления в сушильной камере, пятые входы объединены и связаны с датчиком влажности материала на входе в сушильную камеру и вторым входом блока формирования задания, шестые входы объединены и подключены к первому выходу суммирующего блока, второй выход которого подсоединен к третьему входу блока вычисления конечной влажности материала, причем выходы блоков вычисления промежуточной влажности материала подключены к вторым входам соответствующих элементов сравнения регуляторов притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры, датчик скорости материала связан с третьим входом блока формирования задания, четвертый вход которого подключен к выходу эадатчи - ка коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры, причем первый выход задатчи- ка вида волокна подсоединен к входу суммирующего блока, а второй выход через логический блок связан с входом задатчика регулятора температуры сушильного агента на выходе калорифера.

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом сушки текстильных материалов. Целью изобретения является снижение энергозатрат на процесс сушки материала. Устройство, реализующее способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала, содержит датчики температуры сушильного агента в калорифере, скорости материала, начальной и конечной влажности материала, температуры и влажности окружающей среды, температуры и влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента и температуры материала в соответствующей зоне сушильной камеры, а также датчик давления в сушильной камере. Изменение температуры сушильного агента и распределение его притока в соответствующие зоны сушильной камеры осуществляется собственными регуляторами, воздействующими на соответствующие исполнительные механизмы привода заслонок и клапана. Информация с соответствующих датчиков обрабатывается блоками формирования задания, вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне, вычисления конечной влажности материала, суммирующим и логическим блоком с учетом введения с задатчиком вида волокна и коэффициента распределения сушильного агента по зонам сушильной камеры, а сигналы, соответствующие результатам обработки информации, поступают на входы задатчиков соответствующих регуляторов температуры сушильного агента и регуляторов притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры. Для исключения возможной пересушки материала приток тепла на сушку осуществляется с недостачей на 10-20% по отношению к расчетному значению. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Редактор В.Ковтун

Составитель А.Козлов Техред Л.Сердюкова

Заказ 6593/44

Тираж 593

ВНИШТИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор О.Ципле

Подписное