Устройство для управления экзотермической реакцией Советский патент 1979 года по МПК G05D27/00 

Иэрбретение относится к области управления технологическими процессами в химической и химико-фармацевтической промъгшленности, и может быть использовано, например, при управлении экзотермической реакцией при получении технического дибазола. При получении синтезируемых лекарстве ных веществ наиболее распространенным, технологическим процессом является экзотермическая реакция. Известно, что сксрость реакции зависит от температуры. Причем, увеличение тем пературы ограничено ji3-3a равновесия экз термической реакции} протекания нежелательной побочной реакшга с образованием побочных продукт ; термической неустойчивости реагентов и продуктов реакции; расхода энергии на нагрев реагирующих компонентов. Положительное влияние температуры на течение обратимых экзотермических реакций ограничено С1шжением выхода при повышении температуры выше оптимальной Возникает противоречие между скоростью и равновесием. Следовательно, от качества управления экзотермической реакцией з&висит качество и выход продуктов реакции. Наиболее близким техническим решением является устройство для управления экзотермической реакцией, содержащее первичный преобразователь измеряемого параметра, задатчик измеряемого параметра, регулятор температуры, связанный с контуром подачи теплоносителя, индикатор и исполнительный элемент |. Недостатком известного устройства является небольшой диапазон измерения входного сигнала, сложность схемы, влияние температуры на показания прибора и отсутствие в схеме задатчика скорости изменения темпфатуры. Целью изобретения является упрощение и повышение производительности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены элементы совпадения, нуль-орган, линейно-декодирующий преобразователь, генератор импульсов, счет36чик, триггер, формирователь временных интервалов, дешифратор, вычислительный блок и блок сравнения, причем выход первичного преобразователя измеряемого параметра и выход линейно-декодирующего преобразователя соединены со входами нуль-органа, выход которого подключен к одному из входов триггера, к другому входу триггера подключен один из выходов счетчика и вход формирователя временных интервалов, другие выходы счетчика связаны со входами линейно-декодирующего .преобразователя, а вход - со входом первого элемента совпадения к выходам генератора импульсов, выход триггера через первый элемент совпадения связан с одними входйми второго и третьего элементов совпадения, к другим входам которых через дешифратора подключен формирователь временных интервалов, выходьг вто- рого и третьего элементов совпадения со единены с йёрвыМ и вторым входами вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу дешифратора, а вы ход - к индикатору и через блок сравне- ния, другой вход которого соединен с задатчиком измеряемого параметра, - к исполнительному элементу, установленному в контуре подачи теплоносителя. Схема устройства представлена на чер Устройство содержит аппарат 1, в котором находится реакционная масса, пестичный преобразователь 2 измеряемого параметра, нуль-орган 3, линейно-декодирующий преобразователь 4, счетчик 5, генератс импульсов 6, первый элемент совпадения 7, триггер 8, формирователь 9 временных интервалов, дешифратор 10, второй и третий элементы совпадения 11, 12, вычисли тельный блок 13, блок сравнения 14, за- датчик 15 измеряемого параметра, исполнительный элемент 16, состоядий из усилителя 17, схемы управления насосом 18 насоса 19 и вентиля 2О, а также регу- лятф 21 температуры теплоносителя, состояшнй из бани 22, нагревателя 23, датчика 24 температуры теплоносителя, регулятора 25 температуры, контур 26 подачи теплоносителя и индикатор 27. Устройство для управления экзотермической реакцией работ т следующим о&разом.-Температура реакционной массы в аппарате 1 измеряется преобразователем 2. Напряжение, пропсрциональное температуре реакционной массы, измеряемой преобразователем 2, сравнивается со ступенчатым линейно-нарастающим напряжением 22 линейно-декодирующего преобразователя ЛДП 4 с помощью нуль-органа 3. Выходное напряжение ЛДП 4 изменяется циклично, частота циклов определяется частотой следования импульсов генератора импульсов 6. Получение циклического ступенчатого напряжения в устройстве достигается подачей импульсов от генератора импульсов 6 на вход счетчика 5 и элемента совпадения 7. Максимальное значение напряжения пилы достигается в момент полного заполнения счетчика 5. Следующий импульс, импульс переполнения, выдается на входе счетчика 5, что соответствует нулевому состоянию счетчика и отсутствию напря- йсёния пилы на входе ЛДП 4. Импульс переполнения, кроме того, перекидьгеает триггер 8 и обеспечивает тем самым проход импульсов от генератора импульсов 6 через элементы совпадения 7, II и 12 на вход вычислительного блока 13. Триггер 8 перекинется в исходное состо$шие в момент, когда напряжение первичного преобразователя 2 измеряемого параметра будет равно или больше напряжения ЛДП 4. С приходом следующего импульса перепоПнёния счетчика импуль сов 5 начнется формирование следующего В вычислительном блоке 13 осуществляется сравнение количеств импульсов, приходящих на суммирующий и вычитающий входы через промежутсж времени, определяемый ффмирователем временных инте валов 9. Дешифратор 10 определяет растфеде- ление пачек импульсов по суммируюшему и вычитающему входам вычислительного блока 13, а также сброс информации. При равенстве заданной скорости изменения температуры с помощью задагчи- ка 15 и скорости изменения температуры реакционной массы в аппарате 1, блок сравнения 14 выдает сигнал управления на исполнительный элемент 16, в котором сигнал управления, усиленный с помощью усжлителя 17, приводит в действие схему управления насосом 18, соответственно насос 19, а также вентиль 20. Теплоноситель бане 22 разогревается нагревателем 23. Разогрев и поддержание температуры теплоносителя производится регулятсром 25 температуры, который связан с датчиком 24 температуры теплоносителя, установленным в ба-не 22.

Скорость изменения температуры в устройстве контролируется с помощью индикатора 27.

Формула изобретения

Устройство для управления экзотермической реакцией, содержащее первичный преобразователь измеряемого параметра, ю задатчик измеряемого параметра, регулятор температуры, связанный с контуром подачи теплоносителя, индикатор и исполнительный элемент, -отличающееся тем, что, с целью упрощения и 15 повышения производительности устройства, оно содержит элементы совпадения, нульгорган, линейно-декодирующий преобразователь, генератор импульсов, счетчик, триггер, фс мирователь временных интервалов, 20 деиш ратор, вычислительный блок и блок сравнения, причем выход первичного преобразователя измеряемого параметра и въ ход линейно-декодируквдего преобразователя соединены со входами нуль-органа, выход которого подключен к одному из вхог/ з триггера, к другому входу триггера подключен один из выходов счетчика и вход формирователя временных интервалов, другие выходы счетчика связаны со входами линейно-декодирующего .преобразователя, а вход - со входом первого элемента совпдения ;: Быходо;, ге,.аратора импульсов, выход триггера через первый элемент совпадения связан с одними входами второго и третьего элементов совпадения, к другим входам которых через дешифратор подклточен формирователь временных интервалов, выходы второго и третьего элементов совпадения с первым и вторым входами вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу дешифратора, а выходк индикатору и через -блок сравнения, дру гой выход которого соединен с задатчиком измеряемого параметра,- к исполнительному элементу, установленному в контуре подачи теплоносителя.

Источники информации, принятьте во внимание при экспертизе,

1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные схемы. Справочное пособие. Под ред. Б. Д. Комарского. Л., Машиностроение, 1976, с. 237-238 (прототип).