Устройство для контроля и регулирования температуры

 

Изобрете.ние относится к устройствам контроля и регулирования температуры, может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях для контроля и автоматического регулирования температуры нагрева зерна в зерносушилках при его консервации и позволяет повысить производительность сушилки путем ведения процесса сушки при максимально допустимой температуре нагрева зерна. Для этого в сушильных камерах 2,3 сушилки 1 в различных по высоте горизонтальа .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цц 4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

loo

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4099169/24-24 (22) 09.06.86 (46) 23.09.88. Бюл. N 35 (71) Ленинградский сельскохозяйственный институт (72) Л.В.Колесов и Н.М.Андрианов (53) 631.52 (088.8) (56) Жидко В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С..Зерносушение и эерносушилки.М., 1982, с. 172.

Гуляев Г.А., Цыдендоржиева. Б.Д.

Структура и основные параметры автоматической системы контроля температуры нагрева зерна в шахтной сушилке. РЖ.ВИНИТИ "Тракторы и сельхозмашины", 1979, У 8.

„„SU„„1425622 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к устройствам контроля и регулирования температуры, может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях для контроля и автоматического регулирования температуры нагрева зерна в зерносушилках при его консервации и позволяет повысить производительность сушилки путем ведения процесса сушки при максимально допустимой температуре нагрева зерна. Для этого в сушильных камерах 2,3 сушилки

1 в различных по высоте горизонталь- ф

1425622 ных сечениях размещены датчики 8 температуры, которые через соответствую щие выдечители 11 максимального сигнала и блоки 9 сравнения с задатчиками 10 температуры подключены к блоку

12 сигнализации и сумматору 13 через ограничительные элементы !5 (кроме блока 9 сравнения нижнего горизонИзобретение относится к области контроля и регулирования температуры

1 . с использованиемэлектрических средств и может быть использовано в сельском хозяйстве для контроля и авто- 5 матического регулирования температу ры нагрева зерна в зерносушилках (шахтньм, лотковых и др.) и бункерах !

,активного вентипирования, а также в других устройствах для временного

:хранения и термического консервирова-! ния зерна.

Цель изобретения — повышение производительности сушки путем ведения процесса сушки при максимально допус, тимой температуре нагрева зерна.

На чертеже показана структурная

,схема устройства.

Устройство содержит сушилку 1 (на1 ,пример, шахтную эерносушилку), состо«20 ящую из первой сушильной камеры 2 и второй сушильной камеры 3, теплогенератор 4, снабженный топливопроводом

5 и регулирующим органом 6, соединен с сушильными камерами 2 и 3 подводящим диффузором 7, по которому теплоноситель теплогенератора 4 подводится в сушипьные камеры 2 и 3 сушилки

1. Для измерения температуры зерна в различных по высоте горизонтальных сечениях первой 2 и второй 3 сушильных камер сушилки 1 размещены датчики 8 температуры. Устройство снабжено также блоками 9 сравнения с задатчиками 10 температуры, предназначен- 35 ными для задания допустимой температуры нагрева зерна в сушилке 1. Причем, благодаря соответствующей настройке задатчиков .10, в сушилке 1 могут бйть установлены неодинаковые до-40 пустимые температуры нагрева зерна как для отдельных сушильных камер 2 тального слоя, который подключен к сумматору 13 непосредственно), сумматор 13 соединен с регулятором 14, который соединен с регулирующим органом

6 на топливопроводе 5 теплогенератора

4, связанного с сушильными камерами

2,3 при помощи подводящего диффузора

7. 1 ил.

1 и 3 сушилки 1, так и для различных горизонтальных сечений. Блоки 9 срав" нения предназначены для формирования сигналов ошибки, пропорциональных разности сигналов, поступающих от датчиков 8 температуры и от задатчиков 10, и соединены своими входами с датчиками 8 через выделители 11 максимального сигнала.

Назначение каждого из выделителей

11 состоит в том, чтобы из группы датчиков 8, подключенных к его входам, непрерывно выделять такой датчик, сигнал которого в текущий момент времени имеет максимальное значение, и подключать этот датчик к входу блока 9 сравнения. Выходы блоков 9 подключены к соответствующим входам блока 12 сигнализации, предназначенного для осуществления сигна= лизации в случае обнаружения перегрева зерна в каком- либо месте сушильных камер 2 и 3.

Выходы блоков 9 одновременно через сумматор 13 подключены к входу регулятора 14, выход которого соединен с регулирующим органом 6 подачи топлива теплогенератора 4. Сумматор

13 подваляет подключить к входу регулятора 14 одновременно выходы всех устройств блоков 9 и преобразует сигналы, поступающие на его входы, в результирующий сигнал, равный сумме входных сигналов.

Регулятор 14, на вход которого поступает сигнал с выхода сумматора

13, предназначен для преобразования этого сигнала по определенному закону регулирования (например, пропор- циональному, пропорционально-интег ральному и т.д.) в сигнал управления з

142562 регулирующим органом 6 подачи топлива теплогенератора 4.

Таким образом, с помощью регулятора 14 и сумматора 13 в устройстве ре. 5 ализован замкнутый контур автоматического регулирования температуры зерна в сушилке 1, причем при выработке сигнала управления регулирующим органом 6 учитываются показания одновременно всех датчиков 8 температуры, размещенных в сушилке .1.

В устройстве каждая группа датчиков температуры 8, размещенных в гориэонтальном сечении первой 2 или вто-15 рой 3 сушильной камеры, подключена к отдельному блоку 9 с эадатчиком 10 через вьделитель 11 максимального сигнала. Такое подключение датчиков

8 позволяет наиболее полно учитывать 20 изменение параметров зерна в процессе сушки в сушилке 1 как при параллельной, так и при последовательной работе ее сушильных камер 2 и 3, так как эта схема позволяет путем соот- 25 ветствующей настройки задатчиков tO устанавливать для различных горизонтальных сечений сушильных камер 2 и 3 неодинаковые допустимые температуры нагрева зерна. Кроме этого, в 30 устройстве имеются ограничительные элементы 15 (например, диоды 16), необходимые для того, чтобы не пропускать на сумматор 13 отрицательные амплитуды сигналов с выходов блоков 9.—

45

Влажное зерно подается в сушильные камеры 2 и 3 сушилки 1 и перемещается по ним сверху вниз под действием силы тяжести. От теплогенератора 4 по подводящему диффузору 7 в сушильные камеры 2 и 3 подается теплоноситель. Температура теплоносителя может изменяться с помощью регулирующего органа 6, установленного в топливопроводе 5 теплогенератора

4. Зерно, перемещаясь к выходу сушил50

Каждый вьделить 11 максимального сигнала содержит усилители 17 (по числу датчиков 8), нагруженные на резисторы 18, диоды 19 и общий резистор 20.

В устройстве могут применяться и другие компоновки групп датчиков 8.

Так, например, может применяться схема, в которой все датчики 8, размещенные в первой сушильной камере 2, подключены через выделитель 11 к входу одного блока 9 с эадатчиком 10, а датчики 8, размещенные во второй сушильной камере 3, через свой вьделитель 11 подключены к входу другого

5лока 9 с задатчиком 10. В такой схеме подключения возможно с помощью соответствующей настройки задатчиков

10 задать как одинаковые, так и различные допустимые температуры нагрева зерна для отдельных сушильных камер 2 и 3 сушилки 1, что позволяет учитывать изменение параметров зерна в процессе сушки при последовательной работе суппи|ьных камер 2 и 3 сушулки l. Однако в такой схеме невозможно учесть изменения параметров зер" на по высоте сушильных камер 2 и 3.

Возможны также и другие схемы подключения датчиков 8.

Датчики 8 температуры, расположенные на выходе второй сушильной камеры 3, включены в контур автоматического регулирования температуры зерна не случайно. Известно, что именно в нижних горизонтальных сечениях сушильных камер 2 и 3 зерно в процессе сушки нагревается до максимальной температуры. Причем при параллельной работе сушильных камер 2 и 3 достижение максимальной температуры зерном в обеих сушильных камерах 2 и 3 равновероятно, а при последовательной их работе, т.е. в том случае, когда зерно в процессе сушки проходит последовательно сначала первую сушильную камеру 2, а затем вторую, зерно достигает максимальной температуры именно на выходе из второй сушильной камеры 3. В других сечениях сушки 1 перегрев зерна возможен лишь при возникновении ненормальных режимов работы сушилки 1 (например, в случае зависания зерна).

Поэтому для сушилок (например, зерносушилок) наиболее оптимальным управлением процессом сушки является автоматическое поддержание максималь-. но допустимой температуры зерна в наиболее нагреваемой зоне (в данном случае на выходе второй сушильной камеры 3) и одновременно осуществление непрерывного автоматического контроля и поддержания граничных температур нагрева (в смысле недопущения перегрева) зерна в других сечениях сушилки 1.

Устройство работает следующим образом.

5 14256 ки 1, непрерывно подвергается воздействию теплоносителя. При этом его влажность постепенно уменьшается, а температура нагрева возрастает до5 стигая максимальных значений при выходе из сушильной камеры 2 или 3.

В зависимости от влажности исход"

1 .ного зерна сушильные камеры 2 и 3 настраивают на параллельную или последовательную работу. При низкой

,èñõîäíîé влажности зерна сушильные

:камеры 2 и 3 настраивают на парал лельную работу. В этом случае исход-! ное зерно параллельными потоками направляется одновременно в обе су,.шильные камеры 2 и 3 и на их выходе получают сухое зерно. При высокой исходной влажности зерна сушильные камеры 2 и 3 настраивают на последо1 ! вательную работу. В этом случае зер,но сначала пропускается через первую, сушильную камеру 2, а затем направля, ется на досушку во вторую сушильную камеру 3. Последовательный пропуск зерна через сушильные камеры 2 и 3 ! позволяет удалять большее количество

1 ! влаги.

Действительная температура зерна в различных по высоте горизонтальных сечениях сушильных камер 2 и 3 измеряется с помощью датчиков 8 температуры. Допустимая температура нагрева зерна в сушилке 1 задается с помощью задатчиков 10. Причем путем соответствующей настройки задатчиков 10 для

35 различных сушильных камер 2 и 3, а также для их различных горизонтальных сечений задаются неодинаковые допустимые температуры нагрева зерна в зависимости от действительной термоустойчивости (или влажности) зерна в контролируемых сечениях сушильных камер 2 и 3. Каждая группа датчиков 8, размещенных в горизонтальном сечении 45 первой 2 или второй 3 сушильной камеры, подключена к входам отдельного выделителя 11, s котором осуществляется непрерывное сравнение сигналов датчиков 8 температуры, подключенных

50 к его входам, и датчик 8 температуры, имеющий в любой текущий момент времени максимальное значение сигнала, автоматически подключается данным блоком к входу блока 9 с задатчиком 10. В блоках 9 сигналы, поступаю- 55 щие от датчиков 8 через выделители

11 и от задатчиков 10,сравниваются между собой и на их выходах формиру22 6 ется сигнал ошибки, пропорциональный разности этих сигналов. С выходов блоков 9 сигналы ошибки поступают на соответствующие входы блока 12 сигнализации, с помощью которого осуществляется сигнализация о превышении допустимой температуры нагрева зерна в соответствующем сечении сушильной камеры 2 или 3.

Одновременно с выходов блоков 9 сигналы ошибки поступают на входи сумматора 13. Причем сигнал ошибки блока 9, соединенного с датчиками 8, размещенными в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3 сушилки 1, подается на один иэ входов сумматора 13 непосредственно, а сигналы ошибки остальных блоков 9 подаются на другие входы сумматора 13 через ограничительные элементы 15 (например, через диоды 16) . Посредством каждого элемента 15 осуществляется подача сигнала ошибки с выхода соответствующего блока 9 на вход сумматора 13 только в том случае, если будет зафиксирован перегрев зерна, т.е. если сигнал, поступающий на вход блока 9 от датчиков 8, превысит сигнал, заданный задатчиком 10. В сумматоре 13 формируется результирующий сигнал ошибки, равный сумме сигналов, поступающих Hà его входы. Результирующий сигнал ошибки подается на вход регулятора 14, в котором он преобразуется по определенному закону регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интегральному и т.п..) в сигнал управления, подаваемый на регулирующий орган 6 теплогенератора 4.

При установившемся режиме работы сигнал, поступающий на вход блока 9 через выделители 11 от датчиков 8 температуры, размещенных в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3, равен сигналу, заданному задатчиком 10. В этом случае сигнал ошибки на выходе данного блока 9 будет равен нулю. Поэтому на вход блока

12 сигнализации, а также на вход сумматора 13, непосредственно соединенный с выходом данного блока 9, сигнала ошибки поступать не будет. При нормальном режиме работы сушилки 1, т.е. в случае отсутствия перегрева зерна в ее сечениях, на выходы других блоков 9 будут поступать от датчиков

8 сигналы, меньшие, чем от задатчи622

7 1425 ков 10. Поэтому сигналы ошйбки, сформированные на выходах этих блоков 9 с задатчиками 10, не вызовут срабатывания блока 12 сигнализации и не будут подаваться на входы сумматора

13 из-за того, что ограничительные элементы 15 будут закрыты. Причем каждый ограничительный элемент 15 будет закрыт до тех пор, пока на выходе соответствуяцего блока 9 не появится сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна, т.е. до тех пор, пока сигнал, поступающий на блок 9 от датчиков 8, не превысит сигнала, заданного задат- 15 чиком 10. Таким образом, в установившемся режиме работы на входы сумматора 13 сигналов ошибок не поступает, а значит и на его выходе сигнала не будет. Отсутствие сигнала на выходе 20 регулятора 14 обуславливается сохранением неизменного положения регулирующего органа 6 теплогенератора 4, чем обеспечивается сохранение постоянства температуры теплоносителя, по- 25 даваемого в сушилку 1.

При повышении температуры зерна в каком-либо месте нижнего горизонтального сечения второй сушильной камеры 3 выше допустимой температуры, 30 заданной задатчиком 10, на выходе блока 9, соединенного с датчиками

8, расположенными в данном сечении сушилки 1, появляется сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна. Этот сиг- 35 нал поступает на вход блока 12 сигнализации и вызывает его срабатывание. Одновременно сигнал ошибки поступает через сумматор 13 на вход регулятора 14, который преобразует сигнал 40 по заданному закону регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интегральному и т.д.) в. сиг" нал управления регулирующим органом б,чем обеспечивается изменение тем- 45 пературы теплоносителя, подаваемого в сушилку 1, направленного на устранение перегрева зерна. Понижение температуры зерна в том же сечении сушилки 1 ниже заданного-задатчиком

10 значения вызывает появление на выходе блока 9 сравнения такого сигнала ошибки, который через сумматор

13, регулятор 14 и регулирующий орган 6 приводит к увеличению темпера55 туры теплоносителя, подаваемого в сушилку 1, чем обеспечивается нагрев зерна до допустимой температуры. Таким образом, устройством обеспечивается непрерывное поддержание темпера туры нагрева зерна в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3 на уровне предельно допустимой температуры.

В случае обнаружения датчиками 8 перегрева зерна в каком-либо горизонтальном сечении сушильных камер, что может произойти, например, из-за зависания зерна в сушилке 1, на выходе блока 9, соединенного с данными датчиками 8, появляется сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна. Этот сигнал ошибки поступает на соответствующий вход блока 12 и вызывает его срабатывание.

Одновременно с появлением на выходе блока 9 сигнала ошибки, отражающего перегрев зерна, открывается со.ответствующий органичительный элемент 15 и выход данного блока 9 оказывается подключенным к одному из входов сумматора 13. Сигнал ошибки, поступающий на один из входов сумматора 13 через элемент 15, вызывает появление на выходе сумматора 13 дополнительного сигнала коррекции. До" полнительный сигнал коррекции после преобразования его регулятором 14 вызывает дополнительную перестановку регулирующего органа 6, направленную на уменьшение подачи топлива, а следовательно, на снижение температуры теплоносителя, подаваемого в сушилку.

Это обеспечивает устранение перегрева зерна в контролируемой зоне сушилки 1.

Таким образом, устройством обеспечивается автоматический контроль максимальной температуры нагрева зерна в различных по высоте горизонтальных сечениях сушильных камер 2 и 3 сушилки 1, а также обеспечивается автоматическая корректировка температуры теплоносителя, подаваемого на сушилку 1 в случае обнаружения перегрева зерна в каком-либо горизонтальном сечении сушильных камер сушилки 1.

Формула изобретения

Устройство для контроля и регули- рования температуры в зерносушилках, содержащее первую и вторую группй датчиков температуры, расположенных в нижнем горизонтальном сечении сушильных камер сушилки, теплогенератор, соединенный подводящими диффузорами с сушильными камерами, peryl0

Составитель В.Прямицын

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Редактор Н.Тупица

Заказ 4767/44.Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 142562 лирующий орган, установленный на топливопроводе теплогенератора и под:ключенный управляющим входом к выходу РегулятоРа, а также цепей, каждая из которых содержит последовательно соединенные задатчик температуры и блок сравнения, подключенный выходом к соответствующему входу блока сигнализации, о т л и ч а ю щ е е с я 10 там, что, с целью повышения произво дительности сушилки путем ведения процесса сушки при максимально допус1 тимой температуре нагрева зерна, в устройство введены N выделителей мак- 15

1 симального сигнала, (N-1) ограничительных элементов, сумматор и (N-2)

1 ! групп датчиков температуры, расположенных по высоте сушилки в различных горизонтальных сечениях сушильных камер сушилки, причем каждая группа датчиков температуры соединена выходами с соответствующими входами соответствующих вьщелителей максимального сигнала, подключенных выходами к вторым входам соответствующих блоков сравнения, сумматор соединен выходом с входом регулятора, первым входом - с выходом первого блока сравнения, а остальными входами через соответствующие ограничительные элементы - с выходами соответствукицих блоков сравнения.