УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЫПАРНЫМ АППАРАТОМ Советский патент 1974 года по МПК B01D1/06 

1

Изобретение относится к области автоматического управления технологическим процессом выпаривания растворов и может быть использовано в глиноземном, содовом и других производствах, где применяются выпарные аппараты.

Известны устройства для автоматического управления выпарным аппаратом, содержащие плотностемер упаренного раствора, выход которого подключен к регулятору, соединенному с исполнительным механизмом, сочлененным с регулирующим органом на трубопроводе подачи пара. Однако известные устройства недостаточно точно работают вследствие значительной инерционности по каналу: плотность упаренного раствора - расход пара. Возмущения, оказывающие влияние на работу устройств (колебания температуры, давления, расхода пара, вакуума в аппарате, плотности выходного раствора, изменение условий теплопередачи от пара к раствору и др.), приводят к изменению основного показателя качества работы-плотности упаренного раствора.

В указанных условиях требования к устойчивости работы устройства для автоматического управления не могут обеспечить достаточно высокую точность поддержания плотности упаренного раствора.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства для автоматического управления выпарным аппаратом посредством снижения влияния возмущающих воздействий на плотность упаренного раствора. Это достигается тем, что в устройство для автоматического управления выпарным аппаратом введены установленные в зоне кипения датчик интенсивности кипения, содержащий источник и приемник радиоактивного -излучения, усилитель, функциональный блок и подключенный к выходу плотностемера блок коррекции, причем вход регулируемой величины и задающий вход регулятора соединены соответственно с выходами функционального блока и блока коррекции.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для автоматического управления.

Устройство для автоматического управления выпарным аппаратом 1 состоит из датчика интенсивности кипения, содержащего источник 2 и приемник 3 радиоактивного у-нзлучения, установленные с противоположных сторон зоны кипения так, что у-излучение проходит через кипящий раствор и заполненные теплоизоляционным материалом трубки 4; усилителя 5, подключенного на вход функционального блока 6, выход которого соединен с входом регулируемой величины регулятора 7, задающий вход которого связан с блоком коррекции 8, подключенным к плотностемеру 9 упаренного раствора, а выход - с исполнительным механизмом 10, сочлененным с регулирующим органом И, установленным на трубонроводе 12 подводимого пара.

Для исключения прохождения у-лучей через упаренный раствор и потерь тепла в окружающую среду в корпусе выпарного аппарата находятся заглушепные с торца трубки 4, заполпенные тенлоизоляциоппым материалом.

Устройство для автоматического управления выпарпым аппаратом работает следующим образом.

На выходе датчика интенсивности кипения, состоящего из источника 2 и приемника 3 радиоактивного уИзлучепия, формируется сигнал, функционально связанный с плотностью двухфазной среды (нар-жидкость) в том сечении зоны кипения, где установлен датчик интенсивности кипения. Практически все возмущающие воздействия, оказывающие влияние па работу выпарного аппарата, отражаются на интенсивности кипепия раствора.

В сечении зоны кипения, где расположен датчик интенсивности кипения, изменяется плотность двухфазной среды и следовательно сигнал на выходе приемника 3 радиоактивного уизлучения. Например, при повышении температуры пара или увеличении вакуума в аппарате, или понижении концентрации входного раствора увеличивается интенсивность кипения и уменьщается плотность двухфазной среды в контролируемом сечении. При уменьшении температуры пара или вакуума в аппарате, или повышении концентрации входного раствора уменьщается интенсивность в зоне кипения и увеличивается плотность двухфазной среды в контролируемом сечении.

Сигнал с выхода приемника 3 радиоактивного Y-излучения поступает на усилитель 5, а с выхода последнего - на функциональный блок 6, который является фильтром, исключающим влияние флуктуации на устройство для автоматического управления (в некоторых вариантах системы в зависимости от динамических свойств выпарного аппарата функциональный блок дополнительно выполняет операцию дифференцирования поступающего сигнала).

Сигнал с выхода функционального блока 6 направляется на вход регулятора 7, где сравнивается с величиной сигнала задания, формируемого в блоке коррекции 8. Если сигнал с функционального блока равен заданному, на выходе регулятора 7 сигнал отсутствует. При изменении величины сигнала на выходе функционального блока 6 на выходе регулятора 7 возникает сигнал, направление которого зависит от знака разности между сигналами с блока коррекции 8 и с функционального блока 6. Регулятор 7 воздействует па исполнительный механизм 10, перемещающий регулирующий орган И на трубопроводе 12 пара.

Расход пара в выпарном аппарате 1 изменяется, изменяя интенсивность кипения и плотность двухфазной среды в контролируемом

сечении. Регулятор 7 воздействует на исполнительный мехаииз.м 10 до тех нор, пока сигнал с функционального блока 6 не станет равным и противоположным по направлению (по фазе или полярности) сигналу с блока коррекции 8. После этого исполнительный механизм 10 останавливается.

Изменение плотности упаренного раствора приводит к тому, что сигнал иа выходе плотностемера 9, поступающий на блок коррекции 8, изменяется. В блоке коррекции 8 происходит сравнение поступающего сигнала с заданным, соответствующим необходимой плотности упаренного раствора.

На выходе блока коррекции формируется сигнал задания для регулятора 7. Так, например, снижение плотности упаренного раствора по сравпению с заданной приводит к увеличению сигнала с блока коррекции 8, явля0 ющегося заданием для регулятора 7. Изменение задания регулятору вызывает возникновение сигнала на его выходе, управляющего работой исполнительного механизма 10, перемещающего регулирующий орган 11. 5 Регулирующий орган увеличивает подачу пара в выпарной аппарат, увеличивая интенсивность кипения в контролируемой датчиком зоне кипения. Плотность двухфазной среды в контролируемом сечении уменьшается. Сиг0 нал с выхода приемника у-излучепия увеличивается, соответствеппо увеличиваются сигналы, поступающие с усилителя 5 па функциональный блок бис функционального блока- па вход регулируемой величины регулятора 7. 5 Разность между сигналами с блока коррекции 8 и функционального блока 6 становится равной нулю, и исполнительный механизм 10 прекращает работу. При этом за счет увеличения расхода пара увеличивается плотность 0 упаренного раствора.

При увеличении плотности упаренного раствора (по сравнению с заданной) работа устройства для автоматического управления выпарным аппаратом происходит аналогичным 5 образом, изменяются лишь направления сигналов и регулирующего воздействия.

Выбор временного закона корректирующего воздействия, формируемого в блоке коррекции 8 (непрерывный, импульсный, позиционный), 50 производится при наладке устройства для автоматического управления выпарным аппаратом. Это устройство легко синтезируется на освоенной промышленностью аппаратуре автоматики, что существенно ускоряет ее внед55 рение в производство.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управления 60 выпарным аппаратом, состоящее из плотностемера упаренного раствора и регулятора, соединенного с исполнительным механизмом, сочлененным с регулирущим органом на трубопроводе подачи пара, отличающееся 65 тем, что, с целью повышения точности его работы посредством снижения влияния возмущающих воздействий на плотность упаренного раствора, в него введены датчик интенсивности кипения, содержащий источник и приемник радиоактивного у-излучения, установленные с противоположных сторон зоны кипения выпарного аппарата, усилитель, функциональный блок и подключенный к выходу плотностемера блок коррекции, причем вход регулируемой величины и задающий вход регулятора соединены соответственно с выходами функционального блока и блока коррекции.

Вте ичннй n&f

/ ренный растбср

Pacmfcp