Устройство для регулирования температуры в автоклаве Советский патент 1991 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к устройствам контроля и управления тепловым режимом в автоклавах периодического действия, заполненных жидкостью и предназначенных для проведения различных технологических процессов (при полимеризации стеклопластиков, формовании и склеивании стекол,обработки керамики).

Целью изобретения является повышение качества обработки изделия в автоклаве.

Изображение поясняется чертежом.

Устройство содержит автоклав 1, заполненный жидкостью, нерегулируемые секции 2 и 3 нагревателя и регулируемую секцию 4 нагревателя,датчик 5 температуры, регулятор 6 температуры, второй сумматор 7, первый пороговый элемент 3, блок 9 управления включением, регулятор 10 мощности, датчик 11 нагрузки, вычислительный блок 12 расчета распределения температуры по глубине изделия, блок.13 выбора минимума, индикатор 14,прог- раммный задатчик 15, блок 16 сравнения, второй пороговый элемент 17, первый сумматор 18, блок 19 вычисления перепада температуры по глубине изделия, изделие 20 в автоклаве задатчик 21 перепада температуры.

Ot -U

о

О5 00

J1

В вычислительном блоке 12 расчета распределения температуры по глубине изделия программируется или мо-1 делируется типовое математическое описание теплопереноса по слоям изделия. Причем Т соответствует температуре наружного слоя. Модель позволяет определить распределение температур по глубине изделия, зная тем- пературу окружающей среды ТСр , физические свойства и константы изделия.

Математическое описание составлено так, чтобы получить п значений температур по глубине обрабатываемого изделия. Значение этих температур (температурное поле) выводится на индикатор 14, что позволяет оператору следить за ходом процесса.

В автоклавах периодического действия осуществляются процессы программного разогрева и стабилизации температуры, поэтому Тд всегда больше Т.д. 3 случае резкого перерегулирова- ния температуры среды в автоклаве разность Т(-ТддИн превышает допустимый перепад и элемент 17 останавливает программный задатчик 15, В автоклаве поддерживается заданная тем- пература до момента установления в изделии заданного перепада.

В блоке 19 вычисления перепада температуры по глубине изделия формируется сигнал разности между Tj

и . Эта разность выводится на индикатор 14 и сравнивается на блоке 16 сравнения с заданием ДТ.

При величине разности больше допустимой второй пороговый элемент 17 производит остановку программного задатчика 15, при допустимой разности - разрешение на изменение программы, тем самым обеспечивается упраление временным режимом программного задатчика 15 для получения заданного разброса температур в изделии.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал датчика 5 температуры,установленного в среде автоклава поступает в вычислительный блок 12. Вычислительный блок на основании математической модели формирует значения температур различных слоев (от Т до Тп) обрабатываемого изделия 20.

На сумматоре 18 формируется сигнал разности между TwrtHn Тздд с программного задатчика 15. Эта разность

0

5 о

0 5

0

5

постоянно поступает на вход регулятора 6 температуры.

Выходной сигнал регулятора 6 непрерывно изменяется от 0 до 5 мА,что соответствует необходимости изменения мощности, подводимой к автоклаву. По достижении сигналом на выходе регулятора 6 величины, например, 2 мА сигнал на выходе сумматора 7 также достигнет 2 мА, и регулятор 10 мощности вводит заданную мощность регулируемой секции 4. При заданном значении срабатывает пороговый элемент 8, блок 9 управления подключает нерегулируемую секцию 3 электронагревателя. На отрицательный вход сумматора 7 от датчика 11 нагрузки поступает сигнал, соответствующий расчетной мощности нерегулируемой секции 3. Сигнал на выходе сумматора уменьшается на величину мощности введенной нерегулируемой секции 3.

Дальнейшее увеличение выходного сигнала регулятора 6 приводит к увеличению выходного сигнала сумматора 7 до заданного значения срабатывания элемента 8. Блок 9 управления подключает нерегулируемую секцию 2.

На отрицательный вход сумматора 7 поступает сигнал, который уменьшает мощность регулируемой секции 4. При дальнейшем росте выходного сигнала регулятора мощность регулируемой секции вновь увеличивается до максимальной.

При уменьшении выходного сигнала регулятора 6 уменьшается сигнал сумматора 7, и регулятор 10 уменьшает мощность регулируемой секции 4. При значении сигнала на выходе сумматора 7, равном О, срабатывает пороговый элемент 8, и блок 9 управления отключает нерегулируемую секцию 2. Сигнал на отрицательном входе сумматора 7 уменьшается, сигнал на выходе возрастает, и регулятор 10 мощности увеличивает мощность регулируемой секции на величину мощности отключенной нерегулируемой секции 3. При дальнейшем уменьшении выходного сигнала регулятора 6 происходит отключение нерегулируемой секции 2, что приводит к увеличению мощности регулируемой секции 4 на величину мощности нерегулируемой секции 2. Дальнейшее уменьшение выходного сигнала регулятора 6 приводит к уменьшению мощности регулируемой секции 4 до нуля.

Изобретение относится к устройствам для контроля и управления тепловым режимом в автоклавах периодического действия. Оно решает задачу повышения качества регулирования температуры изделия, экономии электроэнергии за счет оптимизации заданного технологического процесса.Устрой-j ство содержит датчик температуры,установленный в среде автоклава,первый сумматор, регулятор температуры,выход которого связан через первый вход второго сумматора , первый пороговый элемент и блок управления включением с нерегулируемыми секциями нагревателя автоклава, датчик нагрузки, соединенный с нерегулируемыми секциями и с вторым входом второго сумматора,выход которого через регулятор мощности подключен к регулируемой секции нагревателя. Устройство снабжено блоком расчета распределения температуры по глубине изделия, индикатором, задатчиком перепада температуры,блоком выбора минимума, блоком вычисления перепада температуры по глубине изделия, элементом сравнения, вторым пороговым элементом. 1 ил. (Л