Устройство для автоматического регулирования состава смеси жидкостей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА СМЕСИ ЖИДКОСТЕЙ , содержащее смеситель, измерители температуры разбавляемого вещества j- .разбавителя и смеси, регулятор , соединенный с регулирующим клапаном на потоке разбавителя, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода сырья и повышения качества продукции, оно дополнительно содержит блоки умножения на постоянньш коэффи1 ент, блоки запаздывания и сумматор, при этом измерители температуры разбавляемого вещества и разбавителя через блоки умножения на постоянный коэффициент соединены с входами блоков запаздывания, выходы которых соединены с сумматором , а измеритель температуры смеси и выход сумматора соединены с входом регулятора. .jSii. Ю сд 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ -1ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ CGCP

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3666742/23-26 (22) 2". " ".,83 (46,: 6. 2.:85. Бюл. к- 8 (72) В.В.,Ажогин, А.П.Мовчан, В.Ф.Иысак и А:.В.Литовкин (71) Киевский ордена Ленина политехчи у с.. ;, и инр учтут-:х;; . О-.летия Великой Октябрьской социалистической рея r p юции-. (53) 66. 012-52(088. 8) "6) " Авторское .:"::.ïÿ .-=. .: ство СССР

"-.72 :-7 кл, C 05 D .1 02 1975.

Р

2, Авторское свидетельство СССР

У 216640, кл. В 01 Е 3/08, 1967. (5Й)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА СьЖСИ ЖИД—

КОСТЕЙ, содержащее смеситель, измери„„SU„„42154

4(51) В 01 F 3/08 G 05 D 27/00 тели температуры разбавляемого вещества разбавителя и смеси, регулятор, соединенный с регулирующим клапаном на потоке разбавителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода сырья и повышения качества продукции, оно дополнительно содержит блоки умножения на постоянный коэффициент, блоки запаздывания и сумматор, при этом измерители температуры разбавляемого вещества и разбавителя через блоки умножения на постоянный коэффициент соединены с входами блоков запаздывания, выходы которых соединены с сумматором, а измеритель температуры смеси и выход сумма †.à-.ðÿ соединены с входом регулятора.

1 114215

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления химическими процессами и может быть использовано в азотной промышленности для автоматического регулирования концентрации раствора аммиачной селитры.

Известно устройство для регулирования смеси жидкостей, состоящее из камеры, внутри которой установлены сопла, одно из которых соединено с трубопроводом тяжелого компонента, а другое — с трубопроводом легкого компонента, подвижной оси с жестко укрепленным на ней поплавком и клапан сопла тяжелого компонента 113.

Недостатком данного устройства является невысокая точность регулирования ввиду его большой инерционности. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования состава смеси жидкостей, содержащее смеситель, измерители -температуры разбавляемого вещества, разбавителя и смеси, регулятор, соединенный через исполнительный механизм с регулирующим клапаном на потоке разбавите— ля 21.

Однако вследствие большой инерционности смесителя, изменение температуры смеси на его выходе при изменении температуры или расхода одного из компонентов происходит с запазды-.

35 ванием. Запаздывание вносит погрешности при поддержании коэффициента разбавления на заданном значении и приводит к потерям сырья и ухудшению

40 к аче с тв а пр оду кции .

Цель изобретения — снижение расхода сырья и повышение качества продукции.

Указанная цель достигается тем, 45 что устройство для автоматического регулирования состава смеси жидкостей, содержащее смеситель, измерители температуры разбавляемого вещества, разбавителя и смеси, регулятор

50 соединенный с регулирующим клапаном на потоке разбавителя, дополнительно содержит блоки умножения на постоянный коэффициент, блоки запаздывания и сумматор, при этом измерители температуры разбавляемого вещества и разбавителя через блоки умножения на постоянный коэффициент соединены с входами блоков запаздывания, выходы которых соединены с сумматором, а измеритель температуры смеси и выход сумматора соединены с входом регулятора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для регулирования состава смеси жидкостей содержит смеситель 1, измерители 2, 3 и 4 соответственно, температуры разбавляемого вещества, разбавителя и смеси, блоки 5 и 6 умножения на постоянный коэффициент, блоки 7 и 8 запаздывания, сумматор 9, регулятор 10, исполнительный механизм 11 и клапан 12 на потоке растворителя.

Устройство работает следующим образом.

Разбавляемое вещество (аммиачная селитра) и разбавитель (вода) поступают в смеситель 1. Измерители 2, 3 и 4 температуры определяют температуру разбавляемого вещества, разбавителя и смеси соответственно.

Сигналы от измерителей температуры разбавляемого вещества и разбавителя умножаются на постоянные коэффициенты, соответственно в блоках

5 и 6.

Клэффициенты блоков э и 6 определяются исходя из условия обеспечения заданного соотношения компонентов при возмущениях по расходу и температуре компонентов.

Уравнение теплового баланса для смесителя 1 имеет следующий вид:

cveñì cv ВОВСЬ PeP GP (1) где С, С, (;P — теплоемкости соот— ветственно смеси, разбавляемого вещества и разбавителя.

Всщ,8 z, 0p — температуры соответственно смеси, разбавляемого вещества и разбавителя.

С„, С, "p —. расходы соответственно смеси, разбавляемого вещества и разбавителя.

Коэффициент разбавления k выраP жается через расходы следующим образом:

1,=, /6

Тогда уравнение (1) запишется в следующем виде:

GP

8 — = — 9р %р О (2) "6p Ссм Ссм

Составитель Б.Долотин

Редактор,Л.Авраменко Техред Л.Коцюбняк Корректор А.Ильин

Заказ 597/8 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная; 4

3 114215

Так как данным устройством решается задача стабилизации заданного соотношения разбавляемого вещества и разбавителя, то сомножитель G /С и не повлияет на соотношение постоянных коэффициентов блоков 5 и 6, которое, как видно из уравнения (2), может быть записано в следующем виде: C. kp

Ср (3)

Выбор ьеличины а(, согласно выражения (3) обеспечит инвариантность ко эффициента разбавления к изменению температур компонентов при любых возможных возмущениях по.расходам компо- 15 нентов. Промасштабированнные в блоках 5 и 6 умножения сигналы проходят через блоки 7 и 8 запаздывания, в которых вносится одинаковое запаздывание в изменение сигналов по обеих каналам, т.е. каналу измерения температуры разбавляемой жидкости и каналу измерения температуры разбавителя. В сумматоре 9 оба сигнала складываются. 25

Выходной сигнал сумматора 9 является переменным заданием для регулятора 10, на вход которого подается сигнал от измерителя 4 температуры смеси.

Выход регулятора 10 соединен через исполнительный механизм 11 с регулирующим клапаном 12 на потоке растворителя, изменяющим расход разбавителя. При изменении расхода одного из компонентов при условии, что температура компонентов постоянная, изменится температура смеси, что вызовет изменение выходного сигнала измерителя 4 температуры смеси.

4 4

Так как температуры раэбавляяемои жидкости и раэбавителя не меняются, то задание, поступающее на регулятор 10 с сумматора 8. остается неизменным. Но так как температура смеси изменилась вследствие, изменения расхс да компонентов, возникает рассогласование и регулятор выдает сигнал на исполнительный механизм 11 для изменения расхода раэбавителя.

Включение блоков запаздывания в контуры измерения температуры разбавляемого вещества и разбавителя обеспечивает в каждом иэ указанных контуров запаздывание, равное по величине запаздыванию с которым происходит изменение температуры смеси на выходе смесителя при нанесении возмущения »а входе.

При этом сигналы измерителей 2 и 3 температур компонентов смеси, пройдя блоки 7 и 8 запаздывания, лов ступают на сумматор 9, а затем в виде задания на регулятор 10 с запаз— дыванием, равным запаздыванию, с которым температура смеси после нанесения возмущения изменением расходов компонентов и температур, достигнет нового установившегося значения.

Таким образом, инерционность смесителя не будет влиять на процесс регулирования состава смеси.

Использование данного устройства в производстве аммиачной селитры позволяет снизить потери сырья эа счет компенсации инерционности по каналу измерения температуры смеси разбавляемого вещества и разбавителя, а также улучшить качественный состав продукции.