Устройство автоматического управления режимом работы гидроциклона

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО . УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ГИДРОЦИКЛОНА , содержащее концентратомер, установленный на входном патрубке гидроциклона и связанный через первый усилитель с функциональным преобразователем , механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка гидроциклона и трубопровод осветленной суспензии, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и эффективности очистки, механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка выполнен в виде обратного усеченного коаксиального конуса с углом конусности 15 - 25 f системы рычагов и реверсивного двигателя, а устройство дополнительно содеряшт электроконтактный манометр, установленный на i трубопроводе осветленной суспензии, второй усилитель и электромагнит, (Л при этом выходы реверсивного двигатеС ля и электромагнита соединены через систему рычагов с обратньм усеченным коаксиальным конусом, вход реверсивного двигателя связан с выходом функционального преобразователя, а вход электромагнита через второй усилитель - с электроконтактным манометром . 90 о 90

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) (5!)4 В 04 С 11/00; G 05 D 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ki(-,- .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3725364/23-26 (22) 06.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. М 35 (72) В.В. Найденко, В.Ю. Иитяйный и В.А. Вайдуков (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.П. Чкалова (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 544474, кл. В 04 С 5/!07, 1975.

Найденко В.В. Применение математических методов и 3ВМ для оптимизации и управления процессами разделения суспензий в гидроциклонах.

Горький, Волго-Вятское книжное издательство, 1976, с. 226.

Авторское свидетельство СССР

9 492310, кл. В 04 С 5/!6, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ГИДРОЦИКЛОНА, содержащее концентратомер, установленный на входном патрубке гидроциклона и связанный через первый усилитель с функциональным преобразователем, механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка гидроциклона и трубопровод осветленной суспензии, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы и эффективности очистки, механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка выполнен в виде обратного усеченного коаксиального конуса с углом конусо ности 15 — 25, системы рычагов и реверсивного двигателя, а устройство дополнительно содержит электроконтактный манометр, установленный на трубопроводе осветленной суспензии, Е

Ф второй усилитель и электромагнит, при этом выходы реверсивного двигателя и электромагнита соединены через систему рычагов с обратным усеченным коаксиальным конусом, вход реверсив" ного двигателя связан с выходом функционального преобразователя, а вход электромагнита через второй усилитель — с электроконтактным манометром.

1180080

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами, в частности к автоматическому управлению процессом разделения суспензий в гидроциклонах, и может быть использовано в химической, целлюлозно-бумажной, горнорудной, угледобывающей и других отраслях промышленности, а также для очистки сточных вод от механических lp примесей.

Цель изобретения — повышение на1 дежности работы и эффективности очистки.

На фиг, 1 изображены графики из- 15 менення величины диаметра пескового натрубка нри его открытии или закрытии от рабочей высоты обратного конуса при различных углах конусности обратного конуса; на фиг.2 — кривые 2р изменения величины погрешности регулирования площади пескового патрубка при различных углах конусности обратного конуса с учетом инерционности системы; на фиг.3 — кривая изменения 25 величины эффективности очистки (эффективности работы гидроциклона) при различных углах конусности обратного конуса; на фиг.4 — принципиальная схема устройства автоматического регулирования режимом работы гидроциклона.

Устройство содержит проточный концентратомер 1, установленный на тангенциальном подводящем патрубке гидроциклона и имеющий в своем составе источник 2 света и фотсприемник 3, связанный через первый усилитель 4 и функциональный преобразователь 5 с реверсивным двигателем 6. Площадь ®О пескового патрубка 7 регулируют с помощью обратного усечейного коаксиального конуса 8, имеющего сквозное отверстие для подачи воздуха в рабочую камеру гидроциклона. Обратный усечен- „ ный конус зажат в обойму, которая движется по направляющим 9.

Система аварийного открытия пескового патрубка 7 включает электроконтактный манометр 10, установленный 50 на сливной линии гидроциклона, второй усилитель 1 1 и электромагнит 12. Реверсивный двигатель 6 и электромагнит 12 связаны с обратным усеченным коаксиальным конусом 8 через систему .55

13 рычагов. Соосное расположение пескового патрубка 7 и обратного усеченного конуса 8 достигается за счет болтового соединения нижнего фланца гидроциклона со шламовой камерой, в которой установлены направляющие 9.

Обратный усеченный коаксиальный конус 8, система 13 рычагов и реверсивный двигатель 6 образуют механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка 7.

Автоматическое управление режимом работы гидроциклона осуществляется следующим образом.

Исходная суспензия, поступающая в гидроциклон через тангенциальный патрубок, сепарируется в рабочей камере гидроциклона нод действием центробежных сил, при этом осветленная суспензия отводится по сливному патрубку на дальнейшую очистку, а взвешенные частички суспензии направляются к песковому патрубку.

Концентрацию взвешенных частиц в исходной суспензии, проходящей через проточный концентратомер 1, контролируют с помощью входящих в его состав источника 2 света и фотоприемника 3, Сигнал о величине концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии с концентратомера I усиливается с помощью первого усилителя 4 и подается на автоматический функциональный преобразователь 5, представляющий собой автокомпенсационное устройство, преобразующее сигнал от концентратомера в импульс, воздействующий через реверсивный двигатель 6 и систему 13 рычагов на обратный усеченный коаксиальный конус 8, который в свою очередь, двигаясь вверх, уменьшает проходное сечение пескового патрубка, а двигаясь вниз увеличивает его.

Функциональный преобразователь 5 выполнен в виде шаблона, по которому скользит ролик копира. Профиль шаблона представляет собой кривую, отражающую зависимость диаметра пескового отверстия от концентрации твердой фазы в исходной суспензии.

Определенное положение копира на шаблоне соответствует определенному значению проходного сечения пескового патрубка.

Ролик копира связан через реверсивный двигатель 6 с механизмом перемещения обратного усеченного конуса 8 в вертикальной плоскости, тем самым открывая или закрывая

1180080 песковый патрубок 7 в зависимости от концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии.

При забивке пескового патрубка 7 резко повышается давление в спивном потоке, отводимом через сливной патрубок. При этом замыкается контакт электроконтактного манометра 10, установленного на трубопроводе осветленной суспензни. Слабый сигнал t0 с электроконтактного манометра 10 поступает на второй усилитель 11, который преобразует его в мощный сигнал и подает на электромагнит l2 с помощью которого через систему 15

13 рычагов осуществляют перемещение обратного усеченного конуса 8 в крайнее нижнее положение, полностью открывая песковый патрубок 7. Время полного открытия пескового патрубка 20

7 составляет 1-2 с, поэтому гидроциклон не успевает забиться полностью. Образовавшаяся пробка выбивается давлением жидкости в аппарате, давление в сливном потоке нормали- 25 зуется и вся система возвращается в исходное положение.

Анализ характера прямых на фиг. 1 показывает, что наиболее плавное регулирование размеров пескового пат- З0 рубка 7.достигается при угле конус-. ности с = 5 . Однако в данном случае о время, в течение которого происходит полное заквытие пескового патрубка

7, больше, чем прн угле конусности оа = 60, что является нежелательным, о 35 так как изменения концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии могут быть значительными и система не будет успевать отрабатывать снг40 нал. Кроме того, наименьшее время, в течение которого происходит полное закрытие пескового патрубка 7; будет при угле конусности о = 60- ° В этом

9 случае при Ы = 5 появляется другое о нежелательное явление — инерционность системы, т.е. время запаздывания выполнения действия по сравнению с поступлением сигнала.

В предлагаемом устройстве при ско50 рости поступательного движения обратного коаксиального конуса 1 см/с время запаздывания, т.е. инерционность устройства, не превышает 0,5 с.

Из сравнения кривых на фиг. 2 сле-55 дует, что наибольшая величина погрешности регулирования соответствует углу конусности eC = 60, а наименьо шая величина погрешности соответствует углу конусности = 5, однако при таком угле конусности высота (h) значительно больше чем при угле коо нусности оС = 60. В этом случае при регулировании размеров пескового патрубка 7 значительная часть конуса .находится в рабочей камере гидро" циклона, что приводит к существенным изменениям в гидродинамической обстановке аппарата, а это в свою очередь вызывает снижение эффективности очистки, т.е. эффективности работы гидроциклона.

Анализ характера изменения кривой на фиг. 3 показывает, что максимальная величина эффективности очистки

{эффективности работы гидроциклона) достигается при угле конусности обо ратного усеченного конуса 15-25. Эффективность очистки снижается до

50% и ниже при уменьшении угла конусности от 15 до 5 . Именно при таких углах конусности значительная часть обратного конуса находится в рабочей камере гидроциклона, что ведет к снижению эффективности его работы.

При увеличении угла конусности свыше

25 также наблюдается снижение эффек1 тивности работы гидроциклона иэ-за резкого увеличения величины относительной погрешности, достигающей при угле конусности o . — 60-80Х °

Одновременное регулирование сечения лескового патрубка гидроциклона в зависимости от концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии и от давления и сливном атрубке позволяет работать на суспензиях с различной. концентрацией и повышает работоспособность и надежность работы устройства.

Эффективность очистки при регулировании размеров пескового патрубка с помощью резиновой манжеты значительно ниже, чем при испЬльэовании обратного усеченного конуса. Кроме того, в первом случае забивка пескового патрубка наступает через каждые

15 - 40 мин (в зависимости от концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии), между тем как во втором случае забивки .гидроциклона не происходило.

Таким образом, предлагаемое устройство более надежно в работе, так как наличие системы аварийного открытия пескового патрубка обеспечи-„

1180080 вает бесперебойную работу гидроциклона в течение всего срока службы.

Кроме того, при использовании в качестве исполнительного механизма обратного усеченного конуса с углом о конуснасти 0C = 15 25 повышается эффективность очистки в среднем на 15207..

1180080

Фси сусл