Способ автоматического управления процессом отстаивания в отстойниках с мешалками Советский патент 1990 года по МПК B01D21/00 G05D27/00 

0

с

Изобретение может использоваться в химической и других отраслях промышленности и позволяет снизить потери жидкой фазы со сгущенной суспензией. Способ автоматического управления предусматривает измерение текущего значения плотности сгущенной суспензии на выходе из отстойника, определение в течение каждого оборота положения ее вала, соответствующего нулевой фазе колебаний текущего значения плотности сгущенной суспензии, и определение среднего значения плотности сгущенной суспензии. Величину среднего значения плотности определяют путем суммирования сигнала, пропорционального текущему значению плотности, и периодического сигнала, период которого кратен времени одного оборота мешалки, а амплитуда пропорциональна текущему значению плотности сгущенной суспензии. Синхронизируют суммируемые сигналы в противофазе и регулируют расход сгущенной суспензии из отстойника в зависимости от среднего значения плотности. 3 ил.

И зобретение относится к способам автоматическою прав тения процессом отетаи нания в окгойникач с мешажами и может бы ь иию тьзовано в химической, юр- но об(ч , ыте 1ьнои и отра1ля про- :i,i IP к. iiiiot i и

Цель июбретенияснижение потерь

жидкой фа ш и civ щепной с снешией а (.чег понпкаения качества правления

На фи 1 представлены графики и ме- ьения но BpeMetjn реальною. комиенснр ю- ицмо и ре нлы ир юшею сигналов плотности сг темной с спенлш на выходе отстойника, на фш 2график зависимости амплитч ш компенсирующего периодического сшиа ia i 1lc ) от среднею значения члотн(, нмценнои с спешии (), на фи| 3 принципиальная схема системы атома гич( с ко о прав ения процессом слста- ивания в огстончике ( ме.иалкои, тая пре 1лоЖ( Ц1|ЫИ способ

Способ ос шсч тв ни ч я с ie i KUUIV i pa юм

На линии (ки с1 щеннои с in ши ш отстойника I (фш 3| оснащен ною мешалкой 2, установим) iai4ifi i i, чначения пютносш выхо i ко ори ;о соединен с одним ш пою/кит входов счмматора 4, иоюжитсл вход которого соетинен с выхоюм rei.epa тора 5 периодических ко leoamni напр.1ме| пилообра ных Один ш вхо юн ieHepaT( соединен с выходом т,агчика Ь но южения вала мешалки 2, др гон вхот. итератора л соединен с выходом ф нкциона тьною б нжа 7, вход которою одновременно соеппин с выходом с мматора 4 и входом правтяю щего устройства 8. выхот которою чере исполнительный механшм () соешнеп с ре органом 10 на линии ткач ки стценнои c cneniiin и окюиннка I Датчик 6 пре ита птачен пя поычн на те нератор 5, например, IMC ie кажюто оборо та мета тки 2 синхронизирующею сит нам

Q-f

ОС- ОСТ,

а

Oi

in инерато) 5 вырабатывае пери

пели ипнап (. периодом равным вре i ii 01.1101 о оборота мешалки 2

ч к I) снабженный ч вствительным ii()i i не показан), например герконом i oifiibiM нреобраюватепем чстанов

i 4сно1вижнои опоре При этом по i н t iio i виге 1ЫЮ1О элемента огно u i п i IR которой реперной точки на окр нращающегсхя вала мешалки 2 to ii н тевои фа е котебаний тек (пин п lonmtTH u щенной tytnen i moivKHHo в реперной гонке на ва HIM ui (.ООТВРТСТВ ЮЩ.ИИ элемент i и киша (не показана) ,ей и HI isiuiBiiri 1ьный i levicin татчи i в момент прохож и it ре i pat по ю i но ID - ю мет а Ы1 чика 6 и нратр посымскя синхронтир ю i i на i При ихни41чкои реаттации I) быть выношен t т, i u iiniMii -) itMt птами pauio юженны - i i pa iino npoi HBOIIO южно относи чип мы MtmaiKH 1 В лом

| i И И р Ю1Д1Ы I HI 11,1 I IH) L,.i 11 Я шаж

n I iii ,0111010 ooopoia MUII i IKH 2 a p мор bbip,i6,ii ывае i в o Rpi июм инк

ЬК К) lUlllh ПО 1 lit plIO 1.НЫИ till II II LOOT U I I lOUK И формы

I ри IKK i о/MI ном Bt л ни и ii|xiui i (. i OK i аи ИЧ в KpitnotiHX IHKOO.MM тмина u. т ( ни пин 1ыю tpt lilt i о (ha инчя ll 101 II i цишои i i4tnum) режима ами m i in i к v и ч ко a 6(iiiiii к ж ,a mpa r in к я p иным i 11 IHKOM no

()

I a 1- M uu| я pt IK HIOH i

1Я l lit I I II I

i la nt vio ui4i t к i ко иоании itiiipnopi MO mt i о пав ы на i Di я авю iiiiii itiKii при помощи ф MKHiio ia ibiioio о юк 7 i nt no ib ioBdHiiev tuniaia иропор пион Mbiio о iptine u шачению nioinoirii u in иной i. UK и inn I фи 2)

H llpoi KHIIltV I lv4,J,l lip,I 1И1КИИ01 M

LiiHHMoi i IK шчины а ми ui r u. Koieo.iiiiiH iu m i ) шачишн п loi not ги tivmtunon iiiinni 01 u peuieio ньннния i{i iihnno ii.i ibhhhi C IUK 7 пре итан mt i IOOOH б юк

V МНОЖ1 НИЯ

В iionii м v чправ тюти vtipoiiti во h может oi nu tTB 1Ять aotiaiomo tno/к ныи a i ори i м чправичшя например i m no ibiOBaiuit м ipxinx коррекшр юших на раммров oi inn i в 1ЯЮШ.ИИ оптима ibiibiii не pt во i он П)нник) i о IHOI о pt жима на ц i пи а мннима ibnoe время В I,IHHOM с нча1 прав |яю|ци iipontiBo в uit rt ме стабц ш iamni i pt intio (начения inoinotin pta нм ег широко pat npot граненный Illiaiiopni упр IB кния

Л

н//

где выч выходной сигнал управляющего

устройства 8,

К коэффициент его усиления, 7, время интегрирования устройст

ва 8

р . сигнал, пропорциональный задан ному среднем значению плотное ти а ущенной суспензии р - выходной сигнал сумматора 1, пропорциональный среднему зна чению плотности сг щенной суспензии,

0

5

C

5

0

5

0

5

причем i ае ,

(7 .,(2)

выходной сигнал датчика 3 гек щего значения п ютности ной суtпен inn

i выходной сшнал генератора 5 Л постоянная величина значение плотности пущенной суспензии (I на линии откачки и) отстой ника 1 непрерывно ишеряе я датчиком 3 Выхощой сита i , датчика 3 имеет при б 1иженно характер питообра шых ко тесаний i периодом 7 равным времени о тою оборота вата мета жи 2 и nt которой ам птитудои 4 (фш 1) Греднемч значе нию п ютности С1 щеннои tviiieimui f со ответпшет ере;нее )начение tti iia. a те значения пюпюсти Iimparop 5 настраивают таким образом чюоы но не риопческии вычошои uiinai шменякя по 1кон toot вегс i в юнк м ви i ко нии аппром. unnai гск пи i о «качения пютности u iueHioi1 t inen м1Ч I) (придан ibHii n i i.% Mnopa 4 поыегся постоянный сигнал In равный по

МО 1 1KI I Н ЬН М ОЫ ННИК) 1111 1О( OOti НО1 О

uuiia ia lunpaiopa .огорыи н io6tTiia pidimaui n i uiniiNi oriioiin ibi(j n tBO o (И на ния

Hoc it onpt i. кния ptnepnon о жи н aa

i Mini., iKii 2 и i iKptn КМ1ИЯ ипчнча h ч KiorBCTv i in К)Ш чм по юженим вк почают к пер,, ор н все остап ньн принты i t омы iipiHieHHH ( JTOI ) riMtiii i на

хо i 4ран biOiiitio мгроисша S в ка и , i nt pt iii|i t ion iitptMeHHOH iiociv air tin на i п чро юрщюна 1ьныи i pi uievi Нчче пню iiioiiiHiii uviiuiiHOii iNuieninn

В t i ановивпк ме я pt/kinii при

С1ВЧИ BO 11ЦНИИ Прав 1Я1О411С МфОИеТИО

Я поиерживает постоянным patxoi вьпр жаемои nt окюиника 1 и щепной смиен ти i постоянным i p( uiHM начи1И1М п юг noun i llpi лом iriniai о HI выходе t Mviaiopa 4 1акже постоянный При not пнкповении щении в процессе ore гаи вания ШМ1Ч1Я1ПЯ ветчина ipeuieio наче

НИЯ II1 liOiIH п И lOOTBt Гс 1 BtHHO pt 1 1Ь

тирхкшц i i in на та f V том col laiiio 11 ори1м чиравтения iiponcxoiHT IHM i . iiiu Hbixouioio imiiaia чпрашяюще ю up ntina h коюрыи nept i иикмни

тельный механизм 9 и регулирующий орган 10 изменяет количество выгружаемой ci ушеинои суспензии до такого значения, что через определенное время переходного процесса среднее значение плотности станет равным заданному Например, при понижении среднего значения плотности управляющее устройство 8 уменьшает расход выгружаемой сгущенной суспензии, а при повышении среднего значения плотности - увеличиЧ,н |

i/ример Необходимо поддерживать среднее значение плотности , выгружаемой сгу- Щ Н1кч1 счспензии, равной ее заданному значению i . 1180 кг/м и, соответственно, концентрацию т вердой фазы в ней С, С idi 80 к1/м При данном установившемся режим( пат ру зка отстойника по твердой фазе составляет кг/ч при объемном расходе поступающей суспензии Q 25t м /ч и концснграции твердой фазы в ней 25 к г / м

В статическом режиме расход выгружаемой суспензии, среднее значение ее плотности

и концентрация твердой фазы поддерживаются постоянными и равными заданным: Qc Q,.. м/ч; pf -pciaj H80 кг/v , CL -Cfjj.-М кг/м(. Время 7 одного оборота мешалки постоянно и равно 8 1 лип N cpe (мотая амплитуда периодических колебаний А,р текущею значения плопкхчи ci щепной суспензии составляет кг vl и in 10%, от диапа юна измерения и н т номер ч. равною 50 кг v (шкала п.тотно- viepj I 50 I 200 KI i ) Характер и вменения oiifia.id ,, пропорциональною текущему значению плотности стушенной с. четий, б.нмок к ни шобра июму с периодом 7-- 8,4 г/ип Генератор 5 настроен так, что его шон ci i ui Хг имеет форму пилообразною iniiMKi с периодом и,4 мин и ам п.птдот1 ,,г--10%, При этом все сигналы , , I . п и другие сигналы системы инфицированы и согласованы по пределам пшене иия Датчик Г) поло/нения вала ме- ма ты. L-1 чм.ч iBti ч вствительных элемента. p,ii no i(i/ ,i иных диаметрально противо- ||)|) от I- u i ельно вала При прохождении peneji KJH гочки на окружности вала черо , u)ny расположения каждого из ( i нительныч ч тементон вырабатывается син- xptjHit fii; О ции CHI нал, запускающий тене- р,к ) и,, время, ранное Т/2 (до появления нпыио ( i нчрони 5иру юшего сигнала от .и пиво.и ю/кгиго чувствительного элемен- i ) При этом в каждом цикле генера- iMii i ibHi.jOcin.iaeT поочередно соответ- i° ву (пиши (гч)ложпге. 1ьнын или отрицатель ныи) полмтериодныи пилообразный сигнал П у 11 анонившемся ;ежиме среднее значение плотности сгущенной суспензии , по- сгоянпм, i ее периодическэя составляющая и комтнмк ир к;Ч1ий пи шобразный сигнал в любой момент нпсмени взаимоуничтожаются-,

0

так как подаются на сумматор 4 с равными амплитудами в противофазе Ре ульти- руюший сигнал J7 на выходе сумматора 4 имеет незначительные пульсации (в си.т 5 неидеальной формы сигнала „), но может считаться практически гладким с установив шимся значением 1180 кг/м (60% шкалы) В диапазоне изменения i, I 170- I 190 кт /м амплитуда колебаний плотности стушенной суспензии практически постоянна, з следо вательно, автоматической коррекции амплитуды сигнала генератора 5 в данном случае не требуется.

Допустим, изменилась нагрузка О на от стойник с 6400 до 5000 кг/ч вследствие

5 уменьшения объемного расхода исходной суспензии О. с 256 до 224 м /ч. Через некоторое время из-за изменения характера процесса отстаивания внутри отстойника (так как нагрузка изменилась, а расход откачиваемой суспензии пока прежний) начало

0 уменьшаться и среднее значение pf, плотности сгущенной суспензии. Управляющее устройство 8 согласно реализируемому им ПИ- алгоритму управления при наличии рассогла сования сигналов ф.м р) будет изменять

5 свой выходной сигнал (Хы) и, следовательно, расход Q, выгружаемой сгущенной суспензии таким образом, чтобы через время переходного процесса снова восстановилось равенство iui (),6, соответствую шее JT, I80 м/v В этом случае при но0 вой нагрузке кт . ч расход Q( станет равным 70 м1/ч В силу независимости процесса компенсация колебательной составляющей сигнала X от характера изме нения среднею значения плотности в переходных режимах результирующий сит нал Г

5 в переходных режимах также будет прак шчески гладким (бе i опту гимых пульсаций) Это позволит, например, дополнительно уве- тичтпь коэффициент усиления К в управляющем устройстве 8 и тем самым сокра0 тцть время переходных процессов без ущерба для устойчивости системы

При другом заданном установившемся, режиме, су щественно отличающемся от рассмотренною, например для . 5 амплитуда колебаний текущею значения плотности смущенной суспензии составит 4 кт/м или 8% от аиапаюна измерения плотномера В этом случае при включенной автомагической коррекции с помощью фу нкционалытого блока 7 автоматически из0

5

менится амплитуда периодического пи юоо разното cm нала (фттт 2)

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом отстаивания в отстойниках с мешал ками путем измерения текущего значения плотности сгущенной с спензии и изменения

ее расхода, отличающийся тем, чю, с целью снижения потерь жидкой фазы со сгущенной суспензией sa счет повышения ка- честа управления, дополнительно по меньшей u-pe один раз в течение каждого обо- poia мешалки определяют положение ее ва- , соогвг1С1в ющее (плевой фазе колебании (екушет шачения плотности сгущенной evened tun, а расход последней изменяю ц нвиеимости от среднего значения п. ID I нос i и ci ушенной с спензии, величину коРеальный сигнал

Результирующий сигнал Фие.1

торого формируют путем суммирования сигнала, пропорционального текущему значению плотности сгущенной суспензии, с периодическим сигналом, период которого устанавливают кратным времени одного оборота мешалки, а амплитуду - пропорциональной текущему значению плотности сгущенной суспензии, и синхронизируют суммируемые сигналы в противофазе в зависимости от определяемого положения вала мешалки

Компенсирующий сценал

t,MUH

ибо то Фиг.2

v

(риг.З