Система автоматического управления процессом варки утфеля в вакуум-аппарате Советский патент 1992 года по МПК C13F1/12 

Изобретение относится к сахарной промышленности и предназначено для автоматизации вакуум-аппаратов периодического действия.

Известна система автоматизации вакуум-аппарата периодического действия, обеспечивающая стабилизацию уровня увариваемого сиропа до пробы и в дальнейшем поддержание пересыщения утфеля в зависимости от его у ровня по заданной программе. Абсолютное давление в аппарате может быть стабилизировано или может изменяться на заданную величину в течение заданного времени в период первой подкачки сиропа после заводки кристаллов.

Недостатком та кой системы является не очень высокое качество кристаллов, относительно большие энергозатраты, жесткие требования к качеству увариваемого сиропа, продолжительное время варки.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система автоматизациивакуум-аппаратапериодического действия типа Ш57-ПВА. Система стабилизирует уровень увариваемого сиропа до заводки кристаллов и в даль- нейшем поддерживает коэффициент пересыщения утфеля по заданной программе в зависимости от его уровня. В период первой подкачки система обеспечивает снижение абсолютного давления в аппарате на заданную величину.

Недостатком известной системы является низкая прочность получаемого кристалла, частая необходимость ручной коррекции, продолжительное время варки.

Цель изобретения - повышение качества кристалла, облегчение эксплуатации, сокращение времени варки.

XJ ОС 00 00

о

ю

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления процессом варки утфеля в вакуум-аппарате, содержащая заслонку для создания вакуума в аппарате, клапан подкачки, вторичные при- боры уровня и пересыщения, регулятор и задатчик уровня, регулятор пересыщения, задатчик коррекции варки, задатчик затравки, датчик пересыщения, подключенный к вторичному прибору пересыщения и регуля- тору пересыщения, датчик уровня, соединенный с вторичным прибором уровня и регулятором уровня, второй вход которого подсоединен к задатчику уровня, и блок программного управления, входы последнего подключены соответственно к задатчику коррекции варки, задатчику затравки, выходу регулятора уровня, выходу регулятора пересыщения и к задатчикам уровня и пересыщения, а выходы - соответственно к заслонке для создания вакуума в аппарате, к клапану подкачки, вторым входам вторичного прибора пересыщения и регулятора пересыщения, снабжена задатчиком зоны нечувствительности, а регулятор пересыщения выполнен позиционным с регулируемой зоной нечувствительности, при этом первый вход задатчика зоны нечувствительности связан с задатчиком уровня, второй - с дат- чиком уровня, а выход подключен к третьему входу регулятора пересыщения.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы автоматического управления процессом варки утфеля в вакуум-аппарате; на фиг. 2 - график изменения коэффициента пересыщения в процессе варки в автоматическом режиме; на фиг. 3 - блок программного управления (БПУ).

Система автоматического управления содержит вакуум-аппарат 1, БПУ 2, задатчи- ки 3, 4, 7 и 8, регулятор 5 уровня, регулятор 6 пересыщения (R), вторичные приборы 9 и 10, датчик 11 пересыщения (R), датчик 12 уровня (Н), клапан 14 подкачки, заслонку 13 для создания вакуума в аппарате.

БПУ 2 выполнен из оргстекла (фиг. 3), на котором установлены маломощный задатчик 22, трехмембранные элементы 19 и 21 сравнения, мембранные сигнализаторы 18 и 20, электропневмоклапаны (ЭПК) 15-17, 25,27 и 28, пневматический усилитель мощности, переменный и постоянный дроссели 24 и 23, шаговый искатель 29. При работе БПУ шаговый искатель замыкает цепи ЭПК, которые изменяют пневмокоммутацию элементов.

Система работает следующим образом.

На первом этапе при сгущении сиропа до заводки кристаллов БПУ коммутирует клапан 14 подкачки посредством ЭПК 17 с

регулятором 5 уровня. Заданное значение уровня до заводки кристаллов задается задатчиком 7. Текущее значение уровня измеряется датчиком 12 уровня. Регулятор 5 поддерживает заданное значение уровня.

Датчик 11 измеряет пересыщение (R)утфеля в аппарате. На трехмембранном элементе 19 происходит сравнение текущего значения пересыщения от датчика 11 и заданного задатчиком 4 (R затравки). Когда текущее значение R достигает значения R затравки, трехмембранный элемент 19 выдает команду на срабатывание мембранному сигнализатору 18. который включает световой и звуковой сигналы.

После ввода затравки БПУ посредством ЭПК 27 отключает элементы 19 и 18 сигнализации затравки. Одновременно суммарный сигнал от датчика 12 уровня и от задатчика 4 коррекции варки через дроссели 23 и 24 и усилитель 26 посредством ЭПК 25 подается на регулятор 6 пересыщения в качестве задания. Выход регулятора 6 через ЭПК 16 и 17 подключается к клапану 14 подкачки сиропа, а также через ЭПК 28 - к заслонке 13 на вакуумной коммуникации.

На данном этапе система работает следующим образом. После сгущения сиропа до заданного значения регулятор 6 открывает клапан 14 подачи сиропа и закрывает заслонку 13 на вакуумной коммуникации. При этом произойдет разжижение утфель- ной массы за счет подачи сиропа, разжижение за счет увеличения температуры утфеля ввиду увеличений абсолютного давления в аппарате, уплотнение кристалла давлением (динамическое сжатие), снижение скорости испарения за счет уменьшения теплопере- пада между греющей камерой и утфелем. Увеличение абсолютного давления приводит к увеличению температуры утфеля, в результате чего снижается пересыщение, т. е. получается эффект раскачки, только не жидкостью, а температурой - температурная раскачка. После снижения пересыщения до заданного нижнего значения регулятор 6 закрывает клапан 14 и открывает заслонку 13. При этом снижается абсолютное давление. Утфель для данного давления оказывается перегретым. Начинается его бурное вскипание и интенсивное перемешивание. Идет сгущение.

Срабатывание регулятора 6 происходит в некотором интервале, определяемом сигналом с задатчика 8 зоны. В начале интер-- вал большой, а с ростом уровня уменьшается (достигается тем, что в качестве задатчика зоны применен регулятор,, настроенный на обратное регулирование). Уменьшение зоны диктуется тем, что с увеличением уровня увеличивается время раскачек и сгущений, в результате чего может появиться пудра. При сильных сгущениях увеличивается плотность утфельной массы, происходит сжатие кристаллов, а также растет скорость кристаллизации.

После очередного сгущения снова следует температурная и жидкостная раскачки. Когда уровень массы составит 50-60% (задается задатчиком 22), в БПУ произойдет отключение заслонки 13 (мембранный сигнализатор 20 включает шаговый искатель, который, обесточив ЭПК 28. отключает за- слонку 13 от регулятора 6). Необходимость в ней отпадает, так как к тому времени кристаллы имеют достаточные размеры и прочность, а работа заслонки на вакуумной коммуникации может привести к перебросу утфельной массы в конденсатор.

Срабатывание регулятора б происходит в следующем диапазоне: при верхнем срабатывании Рвых Рзад+1/2 Рзоны, при ниж- нем срабатывании РВых Рзад-1/2 Рзоны

Коррекция варки осуществляется задатчиком 3.

Динамические сжатия увеличивают плотность кристаллов, что снижает потери с них при очередной раскачке, а также при фуговке и дальнейшей переработке. Разделка кристаллов на низком уровне, интенсификация скорости кристаллизации и уменьшение потерь с кристаллов сократят время варки.

Таким образом, применение предлагаемой системы позволяет по сравнению с известной .повысить качество кристалла,

облегчить эксплуатацию, сократить время варки.

Формула изобретения Система автоматического управления процессом варки утфеля в вакуум-аппарате, содержащая заслонку для создания вакуума в аппарате, клапан подкачки, вторичные приборы уровня и пересыщения, регулятор и задатчик уровня, регулятор пересыщения, задатчик коррекции варки, задатчик затравки, датчик пересыщения, подключенный к вторичному прибору пересыщения и регулятору пересыщения, датчик уровня, соединенный с вторичным прибором уровня и регулятором уровня, второй вход которого подсоединен к задатчику уровня, и блок программного управления, входы последнего подключены соответственно к задатчику коррекции варки, задатчику затравки, выходу регулятора уровня, выходу регулятора пе- ресыщения и к датчикам уровня и пересыщения, а выходы - соответственно к заслонке для создания вакуума в аппарате, к клапану подкачки, второму входам вторичного прибора пересыщения и регулятора пересыщения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества кристалла, облегчения эксплуатации и сокращения времени варки, она снабжена задатчиком зоны нечувствительности, а регулятор пересыщения выполнен позиционным с регулируемой зоной нечувствительности, при этом первый вход задатчика зоны нечувствительности связан с задатчиком уровня, второй - с датчиком уровня, а выход подключен к третьему входу регулятора пересыщения.

Использование: в сахарной промышленности, в частности при автоматической варке утфеля в вакуум-аппаратах периодического действия. Сущность: система автоматического управления процессом варки утфеля в вакуум-аппарате содержит блок программного управления, датчики уровня и пересыщения, задатчики, регулятор уровня, позиционный регулятор пересыщения с регулируемой зоной нечувствительности, которая регулируется задатчиком зоны нечувствительности, клапан подкачки, заслонку для создания вакуума в аппарате и вторичные приборы уровня и пересыщения. 3 ил. rf Ё