Способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой Советский патент 1979 года по МПК B01F7/00 G05D27/00 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕШИВАНИЯ В АППАРАТАХ С МЕШАЛКОЙ ционной массы, вторичньми приборами 8 и 9 измерения уровня, блоками 10, И сравнения уровней по оси вала мешалки и у стенки аппарата, блоком 12 вычитания уровней и сравнения с эада ньм, логическим блоком 13 оценки зна ка и величины отклонения предельннх значений уровней блоком 14 выбора з дающих воздействий и регулирующим блоком 15 скорости врсицения мешалки Способ осуществляют следующим образом. Существует оптимальное число обо ротов мешалки, при котором достигается наилучшее перемешивание с точк зрения максимального использования поверхности теплообмена, повышения коэффициента теплоотдачи со стороны перемешиваемой жидкости и снижения энергозатрат на перемешивание. Как понижение, так и повышение скорости вргицения мешалки по сравнению с опт мальной приводит к ухудшению степен перемешивания. Коэффициент теплоотдачи со стороны перемешиваемой жидкости связан с оборотами мешалки функциональной зависимостью где d. - коэффициент теплоотдачи; п - обороты мешалки; С - постоянная Скорость вращения мешалки ограни чивают так, чтобы уровень у стенки аппарата не поднимался выше, а у ва мешалки - не опускался ниже допусти мых значений, причем скорость корректируют в ходе процесса также по глубине вихревой воронки, так как при чрезмерном увеличении скорости вращения мешалки даже в отсутствии отклонения разности уровней у стенк аппарата и по оси вала от заданной увеличивается глубина воронки, вершина которой достигает лопастей мешалки, при этом потребляемая мешалкой и передаваемая реакционной мас се мсадмость, резко падает и эффективность перемешивания уменьшается. Формула для определения глубины воронки (h), образуемой на поверхности жидкости, имеет следующий вид ( Лт-)1) 1l i 28;4d где D - внутренний диаметр аппарата с мешалк ой, м; d -г- диаметр мешалки, м; п число оборотов мешалки, с динамический коэффициент вязкости. Па.с; Vp- плотность кг/м ; А и В - показатели степени, зависящие от отношения . В ходе ведения процесса могут ме няться объем жидкости в аппарате, плотность, вязкость среды и т.д. Каждое иа этих изменений влечет за собой изменение глубины вихревой в ронки . Система управления отрабаты вает эти изменения, воздействуя на корость вращения мешалки таким образом, чтобы значения уровней у стенки ппарата и по оси вала мешалки были птимальными, т.е. чтобы глубина воонки достигла установленного значеия или изменялась по требуемому закону. При изменении глубины воронки сигналы, поступающие от датчиков 5 и б, через вторичные приборы 8 и 9 подают на блок 12 и на блоки 10, 11 сравнения. В зависимости от наличия командного сигнала КС на блоке 14 выбора задающих воздействий регулируют обороты двигателя мешалки, либо исходя из предельных допустимых значений уровней жидкости у стенки аппарата и по оси вала мешалки, либо, в частном случае, ло заданной глубине вихревой воронки, определяемой по разности высоты жидкости у стенки аппарата и по оси вала мешалки, При регулировании скорости вращения мешалки по предельно допустимым уровням жидкости у стенки аппарата и у вала мешалки сигналы с блоков 10, 11 сравнения поступают на логический блок 13, где происходит отбор регулируемых параметров в зависимости от знака и величины огклонейий. Логический отбор регулируемых переменных происходит по следующему гшгоритму: 1. Если Hj, с.ъа с Ни Н Rj. Ид и Р /дНс/1дНи,/или при /дН / /4Нц/; C5C,A О ИЛИ Если HC Яц Н зс-Г-.Ии О т° , п. Пд и Р /Д Rc/7/дКц/ИЛИ Ч ,ЛНц при /дЯc/ /лH / 3. Если Н. Нс,о,д RM щад. . о, то с и, 4.Если RC Н., ,лЯ 7 о или н: ,:::, дл, о, то с А . где Hf. высота уровня жидкости у стенки аппарата; К„ высота уровня жидкости по оси вала мешалки; йН - отклонение высоты уровня жидкости у стенки от заданного значения; дНц - отклонение высоты уровня жидкости по оси вала мешалки от заданного значения; Пд - скорость врс1щений мешалки в данный момент времени,° f - задающее воздействие регулятору от предельно-допустимых значений уровня; п - скорость вращения мешалки в последующий момент времени. В случае превышения предельно-допустимых значений уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки сигнал на выходе логического блока 13 воздействует на регулирующий блок 1 который изменяет скорость врамения мешалки таким образом, чтобы соотве ствующий уровень не выходил за допустимые пределы, не поднимаясь у стенки аппарата выше поверхности те лообмена по рубашке охлаждения и не опускаясь в центре аппарата до лопастей мешалки. При корректировке скорости вращения мешалки 3 по заданной глубине вихревой воронки величина отклонения с блока 12 вычитания и сравнения через блок 14 поступает на регулирующий блок 15 таким образом, чтобы свести это отклонение к минимуму. Такой способ регулирования скорос ти вращения мешалки создает пульсирующий режим работы перемешивающего устройства (чередование ускорения с замедлением), что повышает эффективность перемеишвания, Применение рпособа позволит повысить эффективность перемешивания в аппаратах периодического, полунепрерывного и непрерывного действия на всех стадиях ведения процесса.

г Формула изобретения 1.Способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой путем изменения скорости вращения мешалки в зависимости от отклонения текущего значения технологического параметра от заданного, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания путем снижения энергозатрат на перемешивание, скорость вращения мешалки изменяют с учетом величины и знака отклонения уровней реакционной массы у стенки аппарата и по оси вгша мешалки от заданных предельно допустимых значений. 2.Способ по п. 1, о т ли ч а ющ и и с я тем, что скорость вращения мешалки корректируют по отклонению глубины вихревой воронки, определяемой по разнице уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки от заданной . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 465215, кл. В 01 J 1/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 363678, кл. С 07 В 11/00, 1971 (прототип).