Способ автоматического управления процессом приготовления минеральной воды с быстро разлагающимся при нагреве и хранении составом Советский патент 1990 года по МПК B67D5/62 

Изобретение относится к курортологии и может быть использовано при эксплуатации источников минеральных вод с разлагающимся вне природных условий составом.

Целью изобретения является снижение перегрева воды на границе с неравномерно нагреваемой теплоотдающей поверхностью при выходе нагревателя на установившийся режим.

Способ автоматического управления процессом приготовления минеральной воды с разлагающимся при нагреве и хранении составом заключается в прогнозировании интенсивности потребления минеральной воды, поступающей от источника, нагреве ее до заданной температуры и регулировании мощности нагрева в зависимости от отклонений температуры минеральной воды от

заданного значения и стабилизации температуры воды на границе с теплоотдаю- щей поверхностью на максимально допустимом уровне путем регулирования максимально допустимой мощности нагрева в зависимости от интенсивности теплоотвода, дозированной выдачи нагретой воды потребителям, а также в измерении скорости нарастания температуры по теплоотдающей поверхности при отсутствии потребления, определении наиболее быстро нагреваемой зоны теплоотдающей поверхности и измерении ее температуры независимо от температуры воды, затем одновременно со стабилизацией температуры воды сравнивают температуру наиболее быстро нагреваемой зоны теплоотдающей поверхности с заданным максимально допустимым значением и при ее превышении формируют сигнал, запрещающий нагрев теплоотдающей поверхности выше допустимого уровня, обеспечивающего сохранение состава воды Кроме того, в данном способе предусмотрено регулирование дозированной выдачи воды в зависимости от прогнозируемой интенсивности потребления при соблюдении минимальной разности температур нагреваемой воды и уеплоотдаюшей поверхности

На чертеже изображена функциональная схема стройства, реализующего данный способ управления процессом приготовления минеральной воды с быстро разлагающимся при нагреве и хранении составом

Устройство содержит нагреватель 1. выполненный в виде пакета из плоских нагревательных пластин 2, сжатых между со бой через резиновые прокладки 3 сжим ными плитами 4, в которых выведены гид равлические вход и выход нагревателя 1 таким образом, что тонкая лента воды омывает последовательно все нагревательные пластины 2, выход нагревателя 1 подключен к автоматической линии 5 дозирован ной выдачи нагретой воды, связанной че рез последова ельно соединенные датчик 6 тока нагрузки, формирователь 7 сигнала ограничения максимально допустимой мощности, схем 8 совпадения, тиристорный управляемый источник 9 питания с выводами nai ревательных пластин 2, датчик 10 температуры установлен в наиболее быстро нагреваемой зоне теплоотдающей поверхности нагревательных пластин 2 и через схему 11 сравнения подключен к другом) вход схемы 8 совпадения, а датчик 12 темпе ратуры воды на выходе нагревателя через регулятор 13 температуры воды соединен с третьим входом схемы 8 совпадения, выход датчика 6 тока нагрузки через блок 14 управления связан с широтно-импульсным ре- г лятором 13 температуры воды и автоматической линией 5 дозированной выдачи воды, «датчик 15 температуры поверхности нагревательных пластин 2 подключен к друюм вхо и схемы 11 сравнения, а задат0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чик 16 температуры воды подключен к дру тому входу регулятора 13 температуры воды

Способ осуществляют следующим образом

Когда до начала цикла потребления остается минимальное время, необходимое для нагрева поданной минеральной воды, включается блок 14 управления, широтно-им- пульсный регулятор 13 температуры воды, формирователь 7 сигнала ограничения мощности и начинается нагрев соответствующего числа нагревательных пластин 2, а через них - тонких (3-4 мм) слоев воды, расположенных между пластинами

Поскольку потребление воды еще отсутствует, подводимая мощность нагрева ограничена на минимальном уровне, при ко тором вода спеваег быстро и равномерно прогреваться по горизонтальному сечению тонкою слоя одновременно с теплооттаю щей поверхностью Надетые слои воды под нимаются вверх

Одновременно тепло отбирается (noi.io ) теплоемкими сжимными плитами } и патрубками нагревателя, расположенными извне Поэтому температура наиболее быст ро нарастает в зоне датчика 10, раню ложенного в верхней централ; ной части iu гревателя 1

При достижении в зоне ьлчика 10 максимально допустимою значения темпера туры (-)-43°0 для воды «Нафтн я кавецкого месторождения) t хема II гравнс ния через схему 8 совпадения отключае тиристорный управляемый источник Q пита ния нагревательных пластин и темпера) ра по сечению нагревателя начинает вырав ниваться за счет эффекта теплопроводное ти возрастать возле датчика 12 и умень шаться возле датчика 10 После лого сни мается запрещающий сигнал на выходе схемы сравнения и снова включаются нагре вательные пластины до момента, когда тем пература воды на выходе нафевателя 1 не достигнет заданного значения При скач кообразных изменениях интенсивности потребления устройство ограничивает темпера туру теплоотдающей поверхности аналогичным образом Вследствие этот процесс нагрева производится более эффективно, чем в известном способе, так как гарантированно исключаются перегрев и разло жение воды в неравномерно прогреваемых зонах теплоотдающих поверхностей реальных быстродействующих на ревателей с большой поверхностью теплообмена

Количество работающих автоматов линии 5 дозирования целесообразно ретули ровать на минимальном уровне, чтобы ис ключить застой и разложение находящейся в них нагретой воды при обеспечении теп нютвода и равномерности нагрева

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом приготовления минеральной воды с быстро разлагающимся при нагреве и хранении составом, предусматривающий прогнозирование с необходимым опережением ин тенсивности потребления минеральной воды. регулирование нагрева ее др заданной температуры и дозированной выдачи потребителям, стабилизации при этом темперапры воды на выходе нагревателя на макси мально допустимом уровне путем регулиро вания максимально допустимой мощности нагрева в зависимости от интенсивности теп лоотвода, отличающийся тем, что, с целью снижения перегрева воды на границе с не равномерно нагреваемой теплоотдающей поверхностью при выходе нагревателя на 0

тановившиися режим, предварительно измеряют скорость нарастания температуры по теплоотдающей поверхности при отсутствии потребления воды, строят кривую зависимости нарастания температуры от времени и по ней устанавливают наиболее быстро на- i реваемую зону теплоотдающей поверхности, а атем измеряют температуру на этой поверхности, одновременно со стабилизацией температуры воды на выходе нагревателя, сравнивают температуру наиболее быстро нагреваемой зоны теплоотдающей поверхности с заданным максимально допустимым значением и прекращают нагрев теплоотдающей поверхности выше допустимого уровня, обеспечивающего сохранение состава воды, в момент превышения температуры в наиболее быстро нагреваемой зоне максимально допустимого значения

Изобретение относится к курортологии, автоматизации технологических процессов эксплуатации месторождений источников и может быть использовано при оптимальной технологической подготовке быстро разлагающихся вне природных условий минеральных вод. Цель изобретения - снижение перегрева воды на границе с неравномерно нагреваемой теплоотдающей поверхностью при выходе нагревателя на установившийся режим. Данный способ предусматривает прогнозирование интенсивности потребления поступающей в источник, нагреваемой и дозированно выдаваемой потребителям воды, измерение ее температуры, измерение интенсивности теплоотвода, определяемой через величину дозированной выдачи воды, сравнение измеренного и заданного значений ее температуры и стабилизацию температуры воды на границе с теплоотдающей поверхностью на максимально допустимом уровне путем регулирования максимально допустимой мощности нагрева в зависимости от интенсивности теплоотвода, измерение скорости нарастания температуры по теплоотдающей поверхности производят при отсутствии потребления, определяют наиболее быстро нагреваемую зону теплоотдающей поверхности и измеряют ее температуру независимо от температуры воды, затем одновременно со стабилизацией температуры воды сравнивают температуру наиболее быстро нагреваемой зоны теплоотдающей поверхности с заданным максимально допустимым значением и при его превышении формируют сигнал, запрещающий нагрев теплоотдающей поверхности выше допустимого уровня, обеспечивающего сохранение состава воды. Дополнительно способ предусматривает определение разности между температурой нагреваемой воды и температурой наиболее быстро нагреваемой зоны теплоотдающей поверхности, регулирование количества автоматов, дозирующих и выдающих воду потребителям в зависимости от прогнозированной интенсивности потребления при условии минимума разности температур нагреваемой воды и теплоотдающей поверхности. 1 ил.

П

Входхо- Jj

ладной водыГЧ

J

с

J

cxvy1

1

нагое- u u LT u Фей деды

- 2

Вид A nobepHL/mo

IBыход

&

V//////

J

(J

3

ю

Т///ДХ// t

Вход

2$