Устройство для автоматического регулирования аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи Советский патент 1981 года по МПК F27B9/40 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОДВАГОНЕТОЧНОГО Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, а именно к автоматизации процесса обжига керамических изделий, например кирпича, в туннельных печах. Известно устройство для автоматического регулирования аэродинс1мическ ро, режима туннельной печи, содержащее вентиляторы С ЗОднако устройство не предусматривает автоматического регулирования аэродинамического режима подвагонеточного пространства. Такое положение приводит к тому, что в результате несбалансированности аэродинамических режимов в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве между ними возникает значительный газообме через подовую систему печи (образованную вагонетками и песочными затворами), имеющую неплотности в стыках вагонеток и в песочных затворах Известно также устройство для ав томатического регулирования аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи с пода ющими и отбирающими вентилятораили в обжиговом канале и с подающим и отбирающим вентиляторами в подвагоПРОСТРАНСТВА ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ неточном пространстве в конце и начале печи, включающее датчик разности давления в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве, подключенный через регулятор расхода воздуха к подающему вентилятору в подвагонеточном пространстве в начале печи С2. Однако это устройство не может предотвратить газообмена через подовую систему печи, поскольку предусматривает регулирование равенства давления только на одном участке печи. Цель изобретения - повышение надежйости работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи с подающими и отбиракхцими вентиляторги м в обжиговом . канале и с подакяцим и отбирающим вентиляторами в подвагонеточном пространстве в конце и начале печи,включающее датчик разности давлений в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве, подключенный через регулятор расхода воздуха к подгиощему веитилчтору в подвагонеточном пространствё в начале печи, снабжено дополнительными подающими и отбирающими вентиляторами подвагонеточнйго пространства, контурами регулирования расхода воздуха, причем ввод каждого вентилятора подвагонеточного пространства расположен напротив ввода соответствующего вентилятора обжигового канала, а каждый контур регулирования расхода воздуха выполнен с двумя датчиками расхода воздуха, расположенными в двух .сечениях подвагонеточного пространства между соседними, вентиляторами, двумя датчиками температуры, расположенными в тех же сечениях, двумя элементами сравнения, блоком произведения, сумматором и соответствукадим регулятором, причемвыхода датчиков температуры подключены к входам первого элемента сравнения, выход которого подключен к одному входу блока произведения, к другому входу которого подключен выход первого датчика расхода, выходы первого датчика расхода воздуха и блока произведения подключены к входам сумматора, выходы сумматора и второго датчика расхода воздуха подключены к входам второго элемента сравнения, выход которого.подключен к входу соответствующего регулятора.

На чертежа изображена функциональная схема устройства.

В туннельной печи, имекядей обжиговый канал 1, подвагонеточное пространство 2 вентилируется с помощью подающего 3 и отбирсшяцего 4 вентиляторов в конце и начале печи дополнительно вентиляторов 5 и 6. Расход воздуха вентиляторами 3, 4, 5 и- 6 регулируется с помощью регуляторов 7, 8,9 и 10 путем изменения частоты вращения вентиляторов или с помощью заслонок, установленных на воздуховодах (не показаны). Устройство содержит также датчики расхода воздуха 11-16, датчики температуры 17-22, датчик разности давлений в обжиговом канале и подвйгонеточном пространстве 23,элементы сравнения 24-29, блоки произведения 30, 31 и 32 и сумматоры 33, 34 и 35.

Действие устройства основано на том факте,что при постоянстве массы воздуха, проходящей через любое еечени подвагонеточного пространства между двумя соседними вентиляторам, аэродинамические ;характеристики 14одвагонеточного пространства и обжигового канала печи полностью совпадают. Совпадение же аэродинамических характеристик обеспечивает отсутствие потоков газообмена между подвагонеточным пространством и. обжиговым каналом.

Поскольку максимальные искажения кривой аэродинамического режима в обжиговом канале занимают фиксйроваи.ное положение и находятся в тех сечениях, где имеет место сосредоточенная подача или отбор воздуха, то вентиляторы подвагонеточного пространства устанавливаются в тех же сечениях печи.

Действительно, при отсутствий в подвагонеточном пространстве возмущающих воздействий, аналогичных воздействиям в обжиговом канале, характристика аэродинамического режима подвагонеточного пространства резко отличается от кривой аэродинамического режима обжигового канала. Естественно, что автоматическое регулирование по разности давлений не приводит к исключенияю газообмена.

С другой стороны, равенство расходов массы воздуха в двух сечениях подвагонеточного простиранства, например участке между вентиляторами 3 и 5, еще не может гарантировать отсутствия газообмена между подвагонеточными пространствами и обжиговым каналом. При излишнем расходе подаваемо .го вентилятором 3 воздуха в подвагонеточное пространство, часть его за счет разности давлений, проходит в обжиговый канал. Вентилятор 5, стремясь сохранить расход массы воздуха, снижает давление в подвагонеточном пространстве (увеличивает отбор воздуха), что приводит к появлению подсосов из обжигового канала около вентилятора 5. Соответственно увеличивают подачу и отбор веитилято яд 6 и 4, что и приводит к появлению потоков газообмена.

Очевидно, что кроме сохранения расхода масся: воздуха между каждыми двумя сечениями подвагонетрчного пространства в промежутках между соседними вентиляторами, необходимо и достаточно регулировать подачу воздуха в подвагонеточное пространство по разности давлений в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве.

Наиболее приемлемым является регулирование расхода воздуха по разности давлений в зоне высоких температур перед ближайшим к зоне обжига вентилятором, где даже небольшие подсосы иэ обжигового канала могут существенно -повысит-ь температуру в подвагонеточном пространстве.

, Датчик разности давлений 23, воздействуя иа регулятор 7, уменьшает подачу воздуха вентилятором 3, снижая давление в точке а аэродинам ической характеристики и уменьш ая расход массы воздуха между вентиляторами 3 и 5.Уменьшение расхода воздуха вентилятором 3 приводит к соответствун}1аему, уменьшению расхода воздуха вентилятором 5. Снижение подсосов из печи в районе вентилятора 5 приводит к соответствующему уменьшению расхо,да воздуха вентилятором 6, что в конечном счете, приводит к выравниванию давлений и уменьшению отбора воз духа вентилятором б до полного совпадения характеристик. Поскольку давление по длине подвагонеточного пространства изменяется в небольших пределах, его изменением можно пренебречь. Разность температур в сечениях выделяется схемой сравнения 24, к входу которой подключены датчики тем ператур 17 и 18. Выход схемы сравнения 24 подключен к одному входу блока произведения 30, а к другому вход которого подключен выход датчика рас хода 11. Таким образом, на выходе блока произведения 30 выделяется сиг нал, который подается на один из вхо дов сумматора 33, н второй вход которого подается сигнал от датчика расхода 11. На выходе сумматора появ ляется сигнал, который подается на вход схемы сравнения 27, где сравнивается с сигналом от датчика расхода 12. Разностный сигнал подается на вход регулятора 8, управлягацего производительностью вентилятора 5, устанавливаяравенство расходов масс Аналогично управляются вентиляторы б и 4, обеспечивая равенство расходо массы воздуха в двух сечениях подвагонеточного пространства каждый между, соответственно, 5 и 6 и б и 4 вентиляторами. Следует отметить, что расход воздуха, подаваемого на вентиляцию подвагонеточного пространства, и отбира емой из него температуры, поскольку скорость теплопередачи (через подовую часть вагонеток) зависит от раз ности температур, а температура теплоносителя в обжиговом канале печи практически не изменяется, т.е. если воздух подаваемый вентилятором 3 ст холоднее, то нагревается он быстрее, а разность температур увеличивается, что приводит к увеличению сигнала с выхода блока произведения 30 и сумматора 33. Регулятор 8 в этом случае увеличивает расход воздуха, отбираемого вентилятором 5. Таким образом, устройство позвОляет создать аэродинамическую характеристику подвагонеточного пространства, идентичную аэродинактческой характеристике обжигового канала, позволит снизить газообмен через подовую систему до уровня 1-3% от общего объема газов, уменьшить расход топлива на 5-10% (в зависимости от первоначального объема газообмена/ достигающего в некоторых печах 30% от общего объема газов), повысить качество обжига и увеличить срок службы вагонеток. Повьшгение качества обжига вызвано тем,, что газообмен кроме потерь тепла увеличивает градиент температуры по высоте обжигового , а это приводит к недожогу нижних рядов пакета. Уменьшение же газообмена приводит к вьфавниванию темпера- турного поля по высоте печи, что положительно влияет на качество обжига. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи с подающими и отбирающими вентиляторами в обжиговом канале и с подающим и отбирающим вентиляторами в подвагонеточном пространстве в конце и начале печи,включающее датчик разности давления в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве,, подключенный через регулятор расхода воздуха к подающему вентилятору, в подвагонеточном пространстве в начале печи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено дополнительными подающими и отбирающими вентиляторами подвагонеточного пространства, контурами регулирования 1расхода воздуха, причем ввод каждого вентилятора подвагонеточного пространства расположен напротив ввода соответствующего вентилятора обжигового канала, а каждый контур регулирования расхода воздуха выполнен с двумя датчиками расхода воздуха, расположенными в двух сечениях подвагонеточного пространства между соседними вентиляторами, двумя датчиками температуры,расположенными в тех же сечениях, двумя элементами сравнения, блоком произведения, сумматором и соответствующим регулятором, причем выходы датчиков температуры подключены к входам пер- , вого элемента сравнения, выход которого подключен к одному входу блока произведения, к другому входу которого подключен первый датчик расхода, выходы первого датчика расхода воздуха и блока произведения подключены к входам сумматора, выходы сумматора и второго датчика расхода воздуха подключены к входам второго элемента сравнения, выход которого подключен к входу соответствукхцего регулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3947237, кл. F 27 О 3/00, 1968. 2.Отчет о НИР, Разработка и внедрение систем автоматического управления процессом обжигакерамических труб для трех печей дренажного цеха. ЬИАСМ, Киевский филиал, 1978, с. 26.

SmSop на сцшку

j5(

Ton/tuSoT1

srhTrrn-in-r-T

- -тггггг-гп t фЬф 4t