Устройство для регулирования расхода выпариваемой жидкости Советский патент 1993 года по МПК C02F1/06 

Изобретение относится к области химико-технологического оборудования для об- рёботки жидкости путем ее выпаривания и может быть использовано в испарительных установках для высокоточного регулирования расхода жидкости при ее однократном выпаривании. :

Целью изобретения явл яется повышение точности регулирования расхода выпаренной жидкости путем автоматического отслеживания величины напряжения питания электровыпаривателя.

Функциональная схема предложенного устройства изображена на чертеже, где обозначено: 1 и 2 - входной и выходной расходометры, например с электрическими выходами; 3 - регулировочный клапан, например мембранного типа: 4 - выпариеа- тельная камера (колба); 5 нагревательный электрический элемент; 6 - регулятор .напряжения электрического тока;7 - источник электрической энергии; 8 - источник холода; 9 - охладитель; 10 - сборная емкость; 11 - двухвходовый элемент сравнения; 12 - блок интеграторов с интеграторами 131М 14, каждый из которых обладает инвертирующим свойством, имеет по два входа и по два диода 15, 16 и 17, 18 соответственно в прямой и обратной цепи.

На чертеже видно, что в статике входной трубопровод устройства соединен через входной расходометр 1, регулировочный клапан 3, выпариватель 4, охладитель 9, сборную емкость 10 и выходной расходометр 2 с одним входом элемента сравнения 11, другой вход которого подключен к выходу входного расходометра 1. Выходной трубопровод сборной емкости 10 связан с управляющим элементом регулировочного клапана 3. Выход элемента сравнения 11 подключен через параллельно соединенные между собой двухвходовые интеграторы 13 и 14 блока 12 к управляющим входам регулятора 6, который включен в электрическую цепь питания: блоки 7,6 и 5 выпаривателя 4. В цепь обратной связи каждого интегратора 13 и 14 включен элемент односторонней проводимости (диод) 15 и 17 соответственно. Коэффициент передачи каждого, интегратора 13 и 14 по входу с диодом 16 и 18 соответственно во Много раз больше коэффициента передачи этого интегратора по входу без диода.

(Л

С

00

00 СА) О О

Электрическая емкость конденсатора в цепи обратной связи каждого интегратора 13 и 14 пропорциональна объемной емкости сборной емкости 10.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что величина расхода Рг выпаренной жидкости на выходе устройства меньше величины расхода Pi входной жидкости. Тогда при Pi Р2 сборная емкость 10 переполнится и ее высоким гидродинамическим давлением перекроется клапан 3, который уменьшает проходное сечение входного трубопровода выпаривате- ля 4 и уменьшает тем самым образование жидкости в сборной емкости W. Величина расхода Рг во входном трубопроводе становится близкой к нулю PI .0и выпариватель 4 прекращает выпаривание из-за нахождения регулятора 6 в крайнем положении.

После подключения тары, из сборной емкости 10 выпаренную жидкость сливают в эту тару. При этом имеет место неравенство вида Pi Рг. Разностный сигнал на выходе элемента сравнения 11 меняет знак на обратный. Регулятор 6 переходит в другое положение.

После слива выпаренной жидкости из сборной емкости 10 клапан 3 низким гидродинамическим давлением открывается и опять станет неравенство вида Pi Pz. Разностный сигнал на выходе элемента сравнения 11 опять меняет знак. Таким образом работа устройства периодически повторяется. Так как емкость сборной емкости Юсоответ- ствует Электрической емкости конденсаторов в цепи обратной связи интеграторов 13 и 14, то при переполнении сборной емкости 10 выпариватель 4 автоматически отключается.

Для устранения возможной установившейся ошибки рассогласования между величинами PI и Рг и повышения тем самым точности регулирования в предложенном устройстве выходной разнополярный разностный сигнал на выходе элемента сравнения 11 поступает на входы регулятора 6 через параллельно соединенные между собой интеграторы 13 и 14. Интегратор 13

интегрирует и накапливает заряд только положительной полярности, а интегратор 14 - только отрицательной полярности, т.к. в цепи их обратной связи включены соответству- ющиедмоды 15и 17. При изменении полярности выходного сигнала сравнивающего элемента

11 происходит резкое обнуление одного из интеграторов 13 или 14 из-за воздействия электрического сигнала по входу с диодом 16 и 18 соответственно, который имеет большой коэффициент передачи, Наличие блока

12 интеграторов в контуре регулирования расхода полученной после выпаривания жидкости обеспечивает устранение постоянной ошибки регулирования. Поочередное самообнуление интеграторов 13 и 14 с помощью диодов 15, 16 и 17, 18 соответственно улучшает динамические свойства всего блока интеграторов 12 и, как следствие, улучшает, точность регулирования расхода выпариваемой жидкости.

Формула изобретения Устройство для регулирования расхода

выпариваемой жидкости, работающее с.ох- ладителем и сборной емкостью, соединенные между собой соответствующими входными и выходными трубопроводами, содержащее электровыпариватель с регулятором напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено входным и выходным расходомерами, регулировочным клапаном во входном трубопроводе электровыпаривателя, элементом сравнения и блоком интеграторов, выполненных в виде двух параллельно соединенных между собой интеграторов; причем входной и выходной расходомеры подключены к соответствующим

входам элемента сравнения, выход которого подключен к соответствующим входам интеграторов, входы которого являются входом блока интеграторов, выходы интеграторов являются выходами блока интеграторов и

подключены к соответствующим входам регулятора напряжения, а сборная емкость гидравлически соединена с регулировочным клапаном.

Использование: область высокоточного регулирования расхода жидкости при ее однократном выпаривании. Сущность изобретения; устройство содержит расходомеры, регулировочный клапан, электровыпарива- тель, включающий выпариватель, нагревательный элемент, регулятор напряжения и источник электрической энергии, охладитель и блок интеграторов. 1 ил.