Устройство для регулирования температуры Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к устройст вам для регулирования температуры в тепловых объектах, например, при тер мостатировании исходных продуктов в процессе получения РТИ из литьевых полиуретанов и может быть использова но в производстве резинотехнических изделий из полимерных материалов. Известно устройство для регулирования температуры, например, валков каландра, содержащее источники горячего и холодного теплоносителя, блок исполнительных механизмов, управляемый электронным регулятором. Блок исполнительных механизмов выполнен из трех переключающих и одного смесительного клапана, причем входы все переключающих клапанов соединены с объектом регулирования, а выходы с нагревателем, холодильником и входами смесительного клапана, соединен ного с объектом регулирования 1. Известное устройство сложно и обладает недостаточной точностью поддержания температуры валков. Из-за отсутствия контроля температуры входящего в объект теплоносителя невозможно по температуре выходящего из объекта теплоносителя судить о тепловом состоянии объекта и условиях его теплообмена, в этом случае температура объекта остается неизвестной. С другой стороны наличие раздельных источников горячего и холодного теплоносителя, а также разветвленной системы трубопроводов способствует проявлению значительной тепловой инерционности устройства, а, следовательно, и появлению больших колебаний температуры теплоносителя и объекта. Известны устройства для регулирования температуры в резиноперерабатывающих червячных машинах, которые содержат объект, теплообменник с электрообогревом и водяным охлаждением, циркуляционный насос, трубопроводную арматуру и два регулятора температуры с датчиками, установленными соответственно в потоке теплоносителя и в объекте 2. Данные устройства сложны, так как содержат по два регулятора температуры и из-за тепловой инерционности недостаточно точны в работе. В режиме разогрева работает только Ьегулятор температуры воды. В режиме охлаждения, когда имеют место ИН

тенсивные тепловыделения внутри объекта, работает регулятор температуры объекта. Переход с режима разогрева на режим охлаждения происходит с запаздыванием и это приводит к колебаниям температуры объекта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является . устройство для регулирования температуры в червячных машинах с холодHfcJM питанием, содержащее объект, циркуляционный насос, теплообменный элемент, трубопроводную арматуру и регулятор температуры с датчиком, установленным в потоке теплоносите-. ля {3-,.

Из-за тепловой инерционности устройство имеет недостаточную точность регулирования, так как на любые отклонения теплового состояния регулятор, датчик которого установлен в , потоке теплоносителя, реагирует с запаздыванием. Это приводит к колебаниям, заданной температуры объекта.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регулирования температуры, содержащее прямой и обратный трубопроводы подачи теплоносителя в объект, связанные через последовательно соединенные циркуляционный насос и теплообменный аппарат, последовательно соединенные датчик температуры, установленный на прямом трубопроводе подачи теплоносителя, и блок управления, к выходам которого подключены нагреватель, расположенный в теплообменноМ аппарате, и исполнительный клапан, установленный на линии подачи в тепт ообменный аппарат хладагента, введен рекуперативный теплообменник, первый клапан которого установлен в прямом трубопроводе подачи теплоносителя, а второй- канал - в обратном.

Наличие такого теплообменника, в котором входящий в объект поток теплоносителя взаимодействует с выходящим из объекта потоком теплоносителя дает возможность датчику температуры быстро отреагировать на любые изменения теплового состояния объекта регулирования и вызвать опережающее действие регулятора, направленное на компенсацию возникшего отклонения.

На чертеже схематически показано устройство для регулирования температуры.

Устройство для регулирования температуры объекта 1 содержит циркуляционный насос 2, теплообменный аппарат 3, блок управления 4 с датчиком температуры 5, установленным на прямом трубопроводе 6, нагреватель 7 исполнительный клапан 8j обратный трубопровод 9. Устройство снабжено корректирующим элементом в виде рекуперативного теплообменника 10, KOTO-J

рый одними своими входом и выходом соединен с выходом и входом объейта, а другим входом и выходом - с теплообменным аппаратом 3 и циркуляционны насосом 2.

Устройство работает следующим образом.

При разогреве объекта 1 включается насос 2, который осуществляет циркуляцию теплоносителя по замкнутому контуру. Проходя по теплообменному аппарату 3, теплоноситель нагревается, а затем отдает тепло объекту 1. При установившемся режиме, когда температура входящего в объект теплоносителя, следовательно и температура объекта, равна заданному значению, в теплообменнике 3 устанавливается какой-то определенный средний перепад температур входящего в объект и -выходящего из него теплоносителя. Этот температурный перепад характеризует определенное тепловое состояние объекта, т.е. определенный теплообмен В нем.

При воздействии на объект возмущений, которые вызывают изменение его теплового состояния, температура выходящего из объекта теплоносителя изменяется. Эти изменения температуры быходящего из объекта теплоносителя благодаря теплообменнику 10 очень быстро- изменяют температуру входящего в объект теплоносителя, что вызывает изменение сигнала датчика 5, и поэтому блок 4 без задержки формирует регулирующее воздействие направления на компенсацию появившегося отклонения температуры входящего в объект теплоносителя. При этом в теплообменнике 10 средний перепад температур входящего в объект и выходящего из негр теплоносителя изменяется и принимает новое значение, соответ-ствующее новому тепловому состоянию объекта регулирования, т.е. при всех изменениях теплового состояния объекта теплообменник 10 выполняет роль корректирующего элемента, который позволяет без замедлений определить эти изменения и сформировать требуемое управляющее воздействие. Вследствие наличия теплообменника сигнал датчика изменяется быстрее и с большой скоростью, что вызывает более частые срабатывания регулятора температуры, а это ведет к уменьшению величины колебаний температу эы тёплоносителя и объекта.

Формула изобретения

40 Устройство для регулирования температуры, содержащее прямой и обратный трубопроводы подачи теплоносителя в объект, связанные через последовательно соединенные циркуляцион65 ный насос и теплообменный аппарат.

последовательно соединенные датчик температуры, установленный на прямом трубопроводе подачи теплоносителя, и блок управления, к выходам которого подключены нагреватель, расположенный в теплообменном аппарате, и ис- полнительный клапан, установленный на линии подачи в теплообменный аппарат хладагента, отлича;Ющее с я тем, что,с целью повышения точности устройства, оно содержит рекуперативный теплообменник, первый канал которого установлен в прямом трубопроводе подачи теплоносителя/ а второй канал - в обратном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Дитмар Андерс4 Червячные машины с холодным питанием и области их исQ пользования. - Kautschuk and Cynun, Kunst taffe, 1972, № 3, с. 103108 (прототип).