Устройство для автоматического управления вращающейся печью Советский патент 1976 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления такими вращающимися печами, в которых качественное течение технологического процесса определяется наличием отвала материала от футеровки, например, в печах для производства керамзита.

Известно устройство для автоматического управления вращающейся печью с приводом, включающее устройство для автоматического изменения расхода топлива, соединенное с измерителем расхода топлива, и стабилизатор подачи сырья, причем устройство для автоматического изменения расхода топлива соединено также с измерителем температуры в зоне вспучивания.

Недостаток известного устройства состоит в подключении к устройству для автоматического изменения расхода топлива измерителя температуры в зоне вспучивания, который при некоторых видах возмущений, например при сдвигах технологических зон, неточно отражает состояние материала в печи, что приводит к снижению качества готового продукта.

Целью изобретения является повышение качества готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок сравнения и измеритель амплитуды заданной полосы периодических колебаний тока статора привода печи, задатчик оптимального расхода топлива и задатчик начального значения амплитуды заданной иолосы периодических колебаний тока, соединенные с входами блока сравнения, а также экстремальный регулятор, вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с устройством для автоматического изменения расхода топлива, причем измеритель расхода топлива и стабилизатор подачи сырья соединены с входами задатчика оптимального расхода топлива.

На фиг. 1 изображена экстремальная зависимость амплитуды заданной полосы периодических колебаний тока статора привода печи Л от расхода тепла, полученного материалом Q; на фиг. 2 - образование фиктивного экстремума AI, соответствующего субоптимальному качеству обжига и оптимальному расходу тепла Qf, на фиг. 3- блок-схема устройства.

Устройство состоит из измерителя 1 амплитуды заданной полосы периодических колебаний тока статора привода печи; задатчика 2 оптимального расхода топлива; задатчика 3 начального значения амплитуды заданной полосы периодических колебаний тока статора привода печи, соединенных с блоком 4 сравнения сигналов, который через экстремальный регулятор 5 соединен с устройством 6 для автоматического изменения расхода топлива, к которому подключен также датчик 7 расхода тоштиза; стабилизатора 8 подачи сырья, соединенного с задатчиком 2 оптимального расхода топлива, к которому подсоединен также датчик 7 расхода тоилива. Работа устройства основана на одном из характергых свойств хорошо обработаиного в керамзитовоп печи материала, которое заключается в его егюссбиости периодически пОлТ,ииматься по футеровке в зопе исиучивапия и иолиостыо отделяться от иее при вращении печи. Если материал получил иедостаточно теила, то ои не поднимается по футеровке. Если материал слишком мпого тепла, то он оплавляется, прилипает к футеровке и не отделяется от нее при враш.еиии печи. При подъеме материала вместе с футеровкой ток статора привода печи возрастает, при отделении от футеровки и падении матеpиaJ,а ток у депьшается. Таким образом, при печи измеиеиие амплитуды тока статора имеет периодический, колебательный характер, причем качество материала связано с колебаниями, период которых соизмерим е временем одного оборота печи. С увеличением расхода теила амплитуда задаппой иолосы периодических колебаний тока статора будет возрастать до некоторого оптимального значения, равиого /1о (фиг. 2), так как будет возрастать высота подъема материала по футеровке. При дальнейшем увеличении расхода тепла материал будет постепенно налипать на футеровку, а амплитуда выделенной полосы периодических колебаиий тока статора будет уменьшаться, стремясь к пулю, когда материал иерестапет отделяться от футеровки. Таким образом, зависимость A /(Q) имеет экстремальный характер. Расход тепла, полученного материалом, зависит от расхода топлива и его теплотворной способности при полном сжигании топлива. Поскольку теплотворная способность топлива меняется незначительно, причем эти изменения имеют низкочастотный характер, можно допустить, что расход тепла определяется, в основном, расходом топлива. Устройство работает следующим образом. Датчик 7 измеряет расход топлива и подает сигнал па устройство 6, состоящее из регулятора, который с помощью исполнительного механизма и регулирующего органа поддерживает заданное задатчиком устройства 6 значение расхода топлива. Датчик стабилизатора 8 подачи сырья измеряет расход сырья и посылает соответствующий сигнал на регулятор с исполнительным механизмом, который связан с регулирующим органом подачи сырья, и, таким образом, поддерживается заданное задатчиком стабилизатора значение расхода сырья, которое устанавливают в зависимости от свойств сырья. Задание устройстг у 6 автоматически изменяет экстремальный регулятор 5. Экстремальный регулятор через блок 4 сравнения получает сигнал от измерителя 1 амплитуды выделенной иолосы периодических колебаний тока статора печи, и от устройства, предназначенного для формирования заданного значения этой амплитуды (соответетвуюш,его точке А на фиг. 2), состоящего из элементов 2, 3, 7, 8. Оптимальному качеству продукта соответС1вует амплитуда, равная А (фиг. 2), по режим обжига при этом Я1 ляется неустойчивым и в переходны.х режимах может привести либо к еиижепию производительности печи и качества продукта при повышепном расходе топлива (с началом оплавления и налипания материала иа футеровку), либо к аварии (при полном налипании материала на футеровку). Режим, соответствующий точке AI, является близким к оптимальному по качеству гото вого продукта и оптимальным по расходу топ лива. Поэтому экстремальный регулятор на страивают на поддержание значения ампли туды, равного Ль Для этого на вход регулятора 5 поступает сумма двух сигналов: от измерителя 1 и от устройства, иа выходе которого сигнал имеет вид кривой d на фиг. 2. Это устройство состоит из датчика 7, иодающего импульсы на задатчик 2. Сигнал от задатчика 2 со знаком МИНУС поступает на блок 4, на который, кроме того, поступают со знаком плюс сигналы от задатчнка 3 и от измерителя амплитуды заданной полосы периодических колебаиий тока статора привода печи 1. Задатчик 3 может быть выполнен в виде источника напряжения ностоянной величнны, а задатчик 2 - в виде потенциометра переменного сопротивления, вход которого электрически соединен с датчиком 7, а выход -с блоком 4 сравнения. Движок потенциометра механически соединен с приводным двцгателем, нитание к которому поступает от стабилизатора 8 подачи сырья. В результате суммирования сигналов в блоке 4 сигнал, поступающий на регулятор 5, имеет вид кривой е на рис. 2, причем экстремум соответствует заданной точке AI. Амплитуда 00 соответствует величине сигнала от задатчика 3. Положение задатчика 2, а следовательно, и величина оптимального расхода топлива, зависят от заданного расхода сырья. Последний, в свою очередь, зависит от вида сырья, от его химического и физического составов. Согласно требованиям технологии обжига каждому виду сырья соответствует заданный расход сырья и соответствующий ему заданный оптимальный расход топлива. При работе устройства могут встретиться два вида возмущений, по разному влияющих на процесс обжига: возмущения, вызывающие худшение подготовки материала в начальных зонах печи и приводящие к вертикальному дрейфу экстремальной характеристики (кривая а, фиг. 1) по сравнению с исходной арактеристикой (кривая в, фиг. 2) возмуще ия, вызванные изменением химического и физического составов сырья, например, изменением сорта глины, приводящие к горизонтальному дрейфу экстремальной характеристики (кривая с, фиг. 1). Первый вид возмущений наиболее характерен и часто встречается. В этом случае устройство будет автоматически поддерживать субоптимальиый режим обжига. Второй вид возмуп1ений встречается реже. Он требует произвести перенастройку технологического режима обжига применительно к новому сырью и, в частности, установить стабилизатору 8 новое заданное значение расхода сырья. В соответствии с ним автоматически установится новое положение задатчика 2. Теперь устройство будет поддерживать новый субоптимальный режим обжига, соответствующий новому положению экстремальной характеристики. Таким образом, устройство обеспечивает высокое качество готового продукта и экономию топлива при изменяющихся условиях обжига. Формула изобретения Устройство для автоматического управления вращающейся печью с приводом, например, для производства керамзита, включающее устройство для автоматического изменения расхода топлива, соединенное с датчиком расхода топлива, и стабилизатор подачи сырья, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества готового продукта, устройство содержит блок сравнения и измеритель амплитуды заданной полосы периодических колебаний тока статора привода печи, задатчик оптимального расхода топлива и задатчик начального значения амплитуды заданной полосы периодических колебаний тока, соединенные с входами блока сравнения, а также экстремальный регулятор, вход которого соединен с блоком сравнения, а выход - с устройством для автоматического изменения расхода топлива, причем датчик расхода топлива и стабилизатор подачи сырья соединены с входами задатчика оптимального расхода топлива.