Способ автоматического управления процессом сушки гранулированных материалов во вращающемся барабане Советский патент 1992 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к автомати- . зации технологических процессов и может быть использовано при автомати-i зации процесса сушки гранулирован-4 ных хлебопекарных дрожжей во вращающемся барабане.

Известен способ автоматического . регулирования процесса сушки в барабанной сушилке путем воздействия на частоту вращения барабана и расход теплоносителя по измеренным температуре и влажности материала.

Известен способ автоматического регулирования процесса сушки СЫПУЧИХ;

материалов в барабанной сушилке путем воздействия на скорость вращения наклонно установленного барабана по величине влажности материала на выходе из последнего И по температуре материала внутри барабана.

Недостатком известных способов является то, что они не обеспечивают в полной мере использование потенциала сушильного агента, вследствие чего не создают условия для снижения энергетических затрат. ,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к

CD Ф 4

31

предлагаемому является способ автоматического управления процессом сушки гранулированных материалов во вращающемся барабане, заключающийся в стабилизации конечной влажности материала путем воздействия на частоту вращения, угол наклона барабана и расход сушильного агента.

Согласно этому способу материал подается по одному потоку, поэтому н представляется возможным обеспечить регулирование гранулометрического состава высушиваемого материала в широком диапазоне изменения начальной, влажности. В связи с этим нельзя обеспечитъ и регулирование величины угла естественного откоса материала, которая имеет известную однозначную

функциональную связь со средней вели- 20 бана k, линии подачи гранул материчинои эквивалентного диаметра - основным показателем гранулометрического состава.

Отсутствие системы стабилизации величины угла естественного откоса путем изменения гранулометричес.кого состава исходного материала не позволяет в полной мере использовать потенциал сушильного агента, часть потока которого вследствие смещения высушиваемого слоя, относительно га- золодводящего короба, вызванного колебаниями текущей величины угла естественного откоса, выводится из сушилки, не вступая в контакт с материалом, что в свою очередь, не обеспечивает рационального использования тепла сушильного агента и ведет к увеличению энергозатрат.

Цель изобретения - снижение энергозатрат в результате более полного использования потенциала сушильного агента.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу автоматического управления процессом сушки гранулированных материалов во вращающемся барабане путем воздействия на расход и температуру сушильного агента, частоту вращения барабана и стабилизации4 конечной влажности материала, ввод влажного материала осуществляют ,-двумя потоками, по одному из которых Глодают гранулы эквивалентного диаметра 2,5-3 мм по другому 1,5-2 мм, измеряют текущую величину угла естественного откоса высушиваемого материала , определяют соотношение расхода материала по двум потокам и, воздействуя на полученное значение, стабилизируют угол естественного откоса в интервале , причем при уменьшении угла изменение соотношения расходов гранулированного материала осуществляют через увеличение подачи гранул большего диаметра и уменьшение подачи гранул меньшего диаметра, а при увеличении угла естественного откоса уменьшают подачу гранул большего диаметра и увеличивают подачу гранул меньшего диаметра.

На фиг. 1- представлена схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит барабанную сушилку с канальной насадкой 1, калорифер

2,вентилятор с регулируемым приводом

3,регулируемый привод вращения бара5

0

5

0

5

0

5

ала большего и меньшего эквивалентного диаметров соответственно 5 и 6, линии отвода высушенного продукта 7, подачи сушильного агента 8, отвода отработанного сушильного агента 9, подвода пара 10, отвода конденсата 11, датчики расходов сушильного агента 12, гранулированного материала 13 и 1V соответственно ,в линиях 5 и 6, датчик температуры сушильного агента на входе в сушилку 15, датчик 16 угла естественного откоса (в качестве датчика 16 может быть использована, например, система фотодатчиков), датчик 17 влажности, датчик 18 частоты вращения барабана, локальные . регуляторы 19, 21 , вторичные приборы 22 и 23. регулятор 2k соотношения, микропроцессор 25, исполнительные механизмы 26-30 (вторичные приборы датчиков 12, 15, 18, 13, 1 не пока- ,заны, с тем, чтобы ее не загромождать) .

Способ осуществляется следующим образом. Информация о текущей величине угла естественного откоса с помощью датчика 1.6 и вторичного прибора 22 передается в регулятор соотношения который вырабатывает сигнал отклонения текущей величины угла естествен-, ного откоса от заданной и посредством исполнительных механизмов 29 и 30 устанавливает такое соотношение расходов гранулированного материала соответственно в линиях 5 и 6, при котором величина угла естественного откоса принимает заданное значение, обеспечивающее наиболее полное использование потенциала сушильного агента.

Если текущая величина угла естественного откоса больше заданной, то корректируется задание регулятору 2k, который передает сигналы на ис- полн-ительные механизмы 29 и 30 и воздействует на увеличение гранул эквивалентного диаметра 1 ,5-2 мм и умень- шение расхода гранул эквивалентного диаметра 2, мм соответственно В линиях 5 и 6, а если текущая величина угла естественного откоса меньше заданной, то регулятор соотношения посредством исполнительных меха-- низмов 29 и 30 воздействует на увеличение расхода гранул эквивалентного диаметра 2,5-3 мм и уменьшение расхр- да гранул эквивалентного диаметра 1,5-2 мм соответственно в линиях 5 и 6, При этом изменение соотношения расходов осуществляется до тех пор, пока текущее и заданное значения угла естественного откоса не выравняются.

Одновременно информация о текущем значении влажности с помощью датчика 17 и вторичного прибора 23 передается в микропроцессор 25, в который прёд. .

- 1Q -0 25

71096 ° .

Последовательность включения каналов управления осуществляют по следу- . ющему алгоритму:.. . Г . г увеличивают расход пара в линии 10 с. помощью исполнительного механизма 261 сравниваю/т фактическую температуру сушильного агента, измеряемую датчиком 15 (вторичный прибор на схеме не показан) с заданным значением и при достижении заданного значения тем

пературы сушильного агента, например 333°К, прекращают увеличения расхода пара в линии 10 (клапан 26 остается в определенном положении);

сравнивают фактическую величину конечной влажности гранулированного продукта, измеряемую датчиком 17 и вторичным прибором 23 с заданной при условии их равенства корректирующие сигналы с микропроцессора 25 на из-/ менение расхода сушильного агента, частоту вращения барабана и расходов гранулированного материала в линиях 5 и 6 на регуляторы 19., 21 и 2k не подают , при условии, когда текущее значение больше заданного подают корректирующий сигнал с микропроцессора 25 на регулятор 19 и увеличива

Изобретение относится к автомат тизации процессов сушки, может быть использовано для автоматизации процесса сушки гранулированных материалов во вращающемся барабане и позволяет снизить энергозатраты в результате более полного использования по тенциала сушильного агента. Для это-; го стабилизируют конечную влажность материала воздействием на расход и :. . :. - : температуру сушильного агента, частоту вращения барабана. Ввод влажного материала осуществляют; двумя потоками, с одним из Которых подают .гранулы эквивалентного диаметра 2,5- 3 мм, с другим 1, мм, измеряют текущую величину угла естественного откоса высушиваемого материала, определяют соотношение расхода материала по двум потокам и, воздействуя на полученное значение, стабилизируют угол естественного откоса в интерва.- ле . При уменьшении угла естественного откоса изменение соотношения расходов гранулированного материала осуществляют путем увеличе,- , ния подачи гранул большего диаметра и уменьшения подачи гранул меньшего диаметра, а при увеличении угла естественного откоса уменьшают подачу гранул большего диаметра И увеличи- : вают подачу гранул меньшего диаметра k ил. -о SS сл &

варительно вводят ограничения на ют расход сушильного агента путем

ход и температуру сушильного агента, частоту вращения барабана, а также конечную влажность гранулированного материала соответственно в пределах (3,1-...3, 0 10 2мЗ/с, 323...333°К, 2,5...3 об/мин.

При отклонении текущей влажности от заданной в сторону увеличения микропроцессор 25 последовательно по. четырем каналам управления выдает . корректирующие сигналы сначала локальному регулятору 20 на увеличение расхода пара в линии 10, затем локальному регулятору 19 на увеличение расхода сушильного агента, затем локальному регулятору 21 на уменьшение частоты вращения барабана, и далее регулятору 2Ц на уменьшение расходов гранулированного материала в линиях 5 и 6, не нарушая соотношения этих ; расходов, обеспечивающего рационального размещения слоя относительного тазоподводящего короба.

Каждый последующий канал управления срабатывает после того, как предыдущий выйдет на заданные ограниче- jjHflj т.е. исчерпает свои собственные ресурсы..

3$

40

45

50

55

увеличения числа оборотов регулиру мого привода вентилятора 3 посредс вом исполнительного механизма 27; сравнивают фактическую величину расхода сушильного агента, измеряе мого датчиком 12, с заданным значе ем и при достижении заданного знач ния сушильного агента, например 3, м3/с, прекращают увеличени расхода сушильного агента (число о ротов регулируемого привода вентил тора 3 остается определенным);

сравнивают фактическую величину конечной влажности с заданной: при условии их равенства корректирующие сигналы с микропроцессора 25 на изменение частоты вращения барабана и расходов гранулированного материала в линиях 5 и 6 на регуляторы 21 и 2k не подают: при условии, когда фактическая величина конечной влажности больше заданной, подают кор- ректирующий сигнал с микропроцессор 25 на регулятор 21 и увеличивают частоту вращения барабана с помощью -.исполнительного механизма 28 регули руемого привода .4;

сравнивают текущую величину част ты вращения, измеряемой датчиком 1,

д ют расход сушильного агента путем

$

0

5

0

5

увеличения числа оборотов регулируемого привода вентилятора 3 посредством исполнительного механизма 27; : сравнивают фактическую величину расхода сушильного агента, измеряемого датчиком 12, с заданным значением и при достижении заданного значения сушильного агента, например 3, м3/с, прекращают увеличение расхода сушильного агента (число ротов регулируемого привода вентилятора 3 остается определенным);

сравнивают фактическую величину конечной влажности с заданной: при условии их равенства корректирующие сигналы с микропроцессора 25 на изменение частоты вращения барабана и расходов гранулированного материала в линиях 5 и 6 на регуляторы 21 и 2k не подают: при условии, когда фактическая величина конечной влажности больше заданной, подают кор- ; ректирующий сигнал с микропроцессора 25 на регулятор 21 и увеличивают частоту вращения барабана с помощью -.исполнительного механизма 28 регули-. руемого привода .4;

сравнивают текущую величину частот ты вращения, измеряемой датчиком 1,

71

(вторичный прибор не показан) с заданной и при постижении заданной величины частоты вращения барабана, например 3 об/мин, прекращают увеличение частоты вращения барабана (число оборотов привода 4 оставляют, определенным);

сравнивают фактическую величину конечной влажности с заданной: при условии их равенства корректирующий сигнал с микропроцессора 25 На изменение расхода гранулированного матерала в линиях 5 и 6 не подают J при условии , когда текущее значение влаж- .ноет и больше заданного, с микропроцесора 25 подают корректирующий сигнал на регулятор 22 и одновременно уменьшают расходы гранулированного материала в линиях 5 и 6 с помощью исполнительных механизмов 29 и 30, не нарушая их соотношения, до тех по пока текущее и заданное значения влажности не выравняются,;

При отклонении текущей влажности материала от заданного значения в строну уменьшения микропроцессор 25 производит включение каналов управления в том1 же порядке и выдает коррекцию задания сначала лдкальному ре гулятору 18 на уменьшение расхода пара в линии 10, затем локальному регулятору 19 на уменьшение расхода сушильного агента, затем локальному регулятору 21 на уменьшение частоты вращения барабана к далее регулятору 24 соотношения на увеличение расходов гранулированного материала в линиях 5 и 6 с помощью исполнительных

механизмов 29 и 30, не нарушая задан ного соотношения этих расходов. В том случае включение каналов управления осуществляется по алгоритму:

уменьшают расход пара в линии 10 :с помощью исполнительного механизма 26;

сравнивают фактическую температуру сушильного агента, измеряемую датчиком 15-с заданным значением при Достижении заданного значения температурь сушильного агента, например 323°К, прекращают уменьшение расхода пара в линии ТО (клапан 26 остается в определенном положении);

сравнивают фактическую величину .конечной влажности гранулированного продукта, измеряемую датчиком 17 и -вторичным прибором 23 с заданной: при условии их равенства корректирую

8

0

50

5 0

до

35

45

50

55

щие сигналы с микропроцессора 25 на изменение расхода сушильного агента, частоту вращения барабана и расходов . гранулированного материала в линиях

5и 6 соответственно на регуляторы 19,21 и 24 не подают) при условии, когда текущее значение меньше заданного подают корректирующий сигнал с микропроцессора 25 на регулятор 19 и уменьшают расход сушильного агента путем уменьшения числа оборотов регулируемого привода вентилятора 3 посредством исполнительного механизма 27; ., , ;- .... - :: ... :

сравнивают фактическую величину расхода сушильного агента, измеряемого датчиком 12с заданным значением и при достижении заданного значения расхода сушильного агента, например (3, м3/с, прекращают уменьшение расхода сушильного агента (число оборотов регулируемого привода вентилятора 3 оставляют определенным);

сравнивают фактическую величину конечной влажности с заданной: при условии их равенства корректирующие сигналы с микропроцессора 25 на изменение частоты вращения барабана и расходов гранулированного материала в линиях 5 и 6 на регуляторы 21 и 24 не подают; при условии, когда фактическая величина конечной влажности меньше заданной подают корректирующий сигнал с микропроцессора 25 на регулятор 21 и уменьшают частоту вращения барабана с помощью исполнительного механизма 28 регулируемого привода 4;

сравнивают текущую величину частоты вращения барабана, измеряемой датчиком 18 с заданной при достижении заданной величины частоты вращения, например 2,5 об/мин прекращают уменьшение частоты вращения (число оборотов привода 4 оставляют определенным) ; ..-.

сравнивают фактическую величину конечной влажности с заданной: при условии их равенства корректирующий сигнал с микропроцессора 25 на регулятор 22 на изменение расходов гранулированного материала в линиях 5 и

6не подают, при условии, когда текущее значение влажности меньше, за- данного, с микропроцессора 25 подают корректирующий сигнал на регулятор 22 и одновременно увеличивают расходы гранулированного материала в ли ниях 5-и 6 с помощью исполнительных механизмов 29и 30, не нарушая соотношения этих расходов, до тех пор, пока текущее и заданное значения влажности не выравняются.

Таким образом, в отличие от известного способа управления, в предлагаемом обеспечивается стабилизация величины угла естественного откоса воздействием на соотношение расходов гранул с различными эквивалентным диаметром по двум потокам.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ автоматического управления процессом сушки гранулированных , материалов во вращающемся барабане путем воздействия на расход и пературу теплоносителя, частоту вра- щения барабана и стабилизации конеч27 & /Я Шдетат

ной влажности материала, о т лишающийся- тем, что, с целью снижения энергозатрат в результате бо- лее полного использования потенциала сушильного агента, ввод влажного материала осуществляют двумя потоками, с одним из которых подают гранулы эквивалентного диаметра 2,5-Злмм, с другим 1,5-2 мм, измеряют величину угла естественного откоса в интервале , причем при уменьшении угла изменение соотношения расходов гранулированного материала осуществляют путем увеличения подачи гранул большего диаметра и уменьшения подачи гранул меньшего диаметра, а при увеличении угла-естественного откоса уменьшают подачу гранул большего диаметра и увеличивают подачу гранул меньшего диаметра. /

7

17

Фиг. I