Устройство для программного регули-РОВАНия ТЕМпЕРАТуРы эКСТРАКТОРА Советский патент 1981 года по МПК G05D23/185 

1

Изобретение относится к устройствам программного регулирования температуры экстракции и может быть применено в медицинской, микробиологической, пищевой и нефтехимической промышленности.

Известно программное устройство для управления температурным режимом химических реакторов, содержащее программный задатчик с регулятором, преобразователь, автоматический определитель постоянной времени, связанный посредством преобразователя постоянной времени с регулятором 1

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для программного регулирования температуры экстрактора, содержащее датчик температуры и програмный задатчик, связанные с регулятором температуры, три релейных регулятора, выходы которых соединены с блоком управления нагревом и охлаждением экстрактора, подключенным своими выхода.ми к исполнительным механизмам на линиях подачи пара в рубащку экстрактора, отвода конденсата, подачи хладагента в рубашку экстрактора, перелива и слива хладагента из рубашки экстрактора 2.

Недостаток этих устройств заключается в том, что они не учитывают колебания начальной температуры сырья, что приводит к низкому качеству регулирования и в итоге к снижению глубины отбора целевого продукта, т. е. снижению производительности экстрактора.

Цель изобретения - повышение производительности экстрактора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для программного регулироваj ния температуры экстрактора, содержашем датчик и регулятор температуры, три релейных регулятора, программный задатчик, блок управления и исполнительные механизмы, установленные на линиях подачи пара и хладагента в рубашку экстрактора, отвода конденсата, перелива и слива хладагента из рубашки экстрактора, причем датчик те.мпературы соединен со входами регулятора температуры и релейными регуляторами, выходы которых соединены со входами блока управления; выходы блока управления соединены с соответствующими исполнительными механизмами, причем один из выходов соединен со входо.м программного задатчика, выход которого соединен с одним из входов блока управления, установлен функциональный блок, элемент памяти, сумматор, задатчик, элемент сравнения и реле переключения, причем вход функ ционального блока подключен к одному из выходов программного задатчика, а выход- к цервой плюсовой камере сумматора, элемент памяти управляющей камерой подключен к выходу блока управления, входом - к датчику температуры, а выходом - ко второй плюсовой камере сумматора, минусовая камера которого соединена с задатчиком, а выход - с нормально открытым соцлом реле переключения и плюсовой камерой элемента сравнения, минусовая камера которого подключена к выходу программного задатчика, при этом выход элемента сравнения соединен с управляющей камерой реле нереключения, нормально закрытое сопло которого связано с программным задатчиком, а выход реле переключения соединен с камерой задание регулятора температуры. Одним из возмущений, вносимых в процесс программного регулирования, является начальная температура сырья, которую практически невозможно застабилизировать в условиях периодического процесса, так как она зависит от многих факторов окружающеи температуры, температуры хранения сырья, температуры растворителя, которые колеблются в довольно широких пределах, например в производстве гепарина эти колебания составляют 16±5°С. Так как программный задатчик имеет постоянную жесткую программу с определенной начальной температурой, то для избежания перерегулирования в начале процесса необходимо скорректировать программу к условиям начальной температуры сырья. Корректировка программы позволяет произвести ввод функционального блока, реализуеющего умножение сигнала программы на постоянный коэффициент, элемент памяти для запоминания начальной температ сумматора для реализации ры сырья, и алгебраического сложения сигналов с функционального блока, с элемента памяти и с задатчика начальной точки программы, которой в итоге представляет скорректированную программу, а ввод элемента сравнения и реле переключения позволяет отключить с.хему коррекции программы в момент, когда текущие значения основной и скорректированной программ сравниваются. Автоматическая коррекция начала программы позволяет избежать перерегулирования температуры, обеспечить п-лавный подъем температуры и увеличить выход целевого продукта. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для программного регулирования температурой экстрактора. Устройство включает датчик 1 температуры, выход которого подключен к регулятору 2 температуры, к релейным регуляторам 3-5 и ко входу элемента 6 памяти, управляющая камера которого связана с блоком 7 управления. Выходы элемента 6 памяти и функционального блока 8 подключены к плюсовым камерам сумматора 9, минусовая камера которого связана с задатчиком 10, а выход - с плюсовой камерой элемента 11 сравнения и с нормально открытым соплом переключающего реле 12, управляющая камера которого соединена с выходом элемента 11 сравнения. Программный задатчик 13 подключен своим входом к выходу блока 7 управления, а выходом - ко входу функционального блока 8, плюсовой камере элемента 11 сравнения и к нормально закрытому соплу переключающего реле 12. Камера «задание регулятора 2 температуры связана с выходом переключающего реле. Выход с регулятора 2 температуры, выходы с релейных регуляторов 3-5 и кнопки 14 управления подключены ко входам блока 7 управления, выход которого связан с клапаном 15 на линии подачи пара в рубащку экстрактора, с клапаном 16 на линии сброса конденсата, с клапаном 17 на линии подачи воды, с клапаном 18 на линии перелива и с клапаном 19 на линии слива воды из рубашки экстрактора 20. Работает устройство следующим образом, В момент подготовки сырья и экстракции нажатием кноцки 14 включается блок 7 управления, который отрабатывает командный сигнал для открытия клапана 16 на линии конденсата, закрытия клапанов 18 на переливе и 19 на сливе воды и на включение программного задатчика 13. Выходной сигнал с программного задатчика 13 поступает на функциональный блок 8, где реализуется умножение на постоянный коэффициент и выход с функционального блока 8 поступаетв одну иГплюсовь1Гкамер сум „атора 9, во вторую плюсовую камеру сумматора 9 поступает выход элемента 6 памяти, который запоминает начальную температуру сырья от датчика 1 температуры в экстракторе 20. Под действием выходного сигнала блока 7 управления одновременно с включением программного задатчика 13 в минусовую камеру сумматора 9 идет сигнал от задатчика 10, равный по величине температуре начала программы. Выходной сигнал сумматора 9, являющийся скорректированной программой, поступает в плюсовую камеру элемента 11 сравнения и на нормально открытое сопло реле 12 переключения, с которого поступает в камеру «задание П-регулятора 2 температуры, в камеру «переменная которого поступает сигнал от датчика 1 температуры в экстракторе 20. П-регулятор 2 температуры отрабатывает сигнал регулирующего воздействия, который проходит через включенный блок 7 управления на клапан 15 подачи пара в рубашку экстрактора 20. Нагрев идет согласно скорректированной программы. В том случае, когда сигнал от программного задатчика 13, поступающий в минусовую камеру элемента 11 сравнения, сравняется с сигналом от сумматора 9, элемент 11 сравнения переключает выходным сигналом реле 12 переключения и в этом случае в камеру «задание П-регулятора 2 пойдет сигнал через нормально закрытое сопло реле переключения 12 непосредственно от программного задатчика 13. При достижении температуры окончания экстрации релейный регулятор 3 выходным единичным сигналом переключит блок 7 управления в режим форсированного нагрева до температуры кипения экстракта, по достижению которой блок 7 управления под воздействием выходного сигнала релейного регулятора 4 отрабатывает операцию выдержки кипения в течение определенного времени, после чего закрывает клапаны15 подачи пара и 16 отвода конденсата и выдает сигналы на клапаны 17 подачи хладагента и 18 перелива, тем самым система переходит в режим охлаждения до заданной температуры, по достижению которой релейный регулятор 5 выходным сигналом отключает блок 7 управления, при этом блок 7 управления снимает командный сигнал с программного задатчика 13, останавливая его, с элемента 6 памяти, и в то же время клапан 17 подачи хладагента закрывается, а открывается клапан 19 слива хладагента из рубашки аппарата. Процесс экстракции закончен, устройство готово к новому включению. Использование предлагаемого устройства для программного регулирования температуры экстракции позволит увеличить глубину отбора целевого продукта, например гепарина, на 0,5%. Формула изобретения Устройство для программного регулирования температуры экстра .гора, содержащее датчик и pei-улятор температуры, три релейных регулятора, програ.ммный задатчик, блок управления и исполнительные механизмы, установленные на линиях подачи пара и х-ладагента в рубашку экстрактора, отвода конденсата, перелива и слква хладагента из 4)убашкн экстрактора, причем датчик темт ературы соединен со входами регулятора температ)рь и релейными регуляторами, выходы которых соединены со входа и блока управления; выходы блока управления соединены с соответствующими исполнительными механизмами и со входом программного задатчика, выход которого соединен с одним из входов блока управления, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, оно снабжено функциональным блоком, элементом памяти, сумматором, задатчиком, элементом сравнения и реле переключения, причем вход функционального блока подключен к выходу программного задатчика, а выход - к первой плюсовой камере сумматора, элемент памяти управляющей камерой подключен к одному из выходов блока управления, входом к датчику температуры, а выходом - ко второй плюсовой камере сумматора, минусовая камера которого соединена с задатчико.м, а выход - с нормально открытым соплом реле переключения и плюсовой ка.мерой элемента сравнения, минусовая камера которого подключена к выходу программного задатчика, при этом выход элемента сравнения соединен с управляющей камерой реле переключения, нормально закрытое сопло которого связано с программным задатчиком, а выход реле переключения соединен с камерой «задание регулятора температуры. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР .№ 224185, кл. G 05 D 23/19, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 598945, кл. G 05 D 23/19, 1978.

Вода 7

L .ЕЗ ::1