Способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала в сушильно-ширильной машине и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом сушки текстильных материалов. Целью изобретения является снижение энергозатрат на процесс сушки материала. Устройство, реализующее способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала, содержит датчики температуры сушильного агента в калорифере, скорости материала, начальной и конечной влажности материала, температуры и влажности окружающей среды, температуры и влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента и температуры материала в соответствующей зоне сушильной камеры, а также датчик давления в сушильной камере. Изменение температуры сушильного агента и распределение его притока в соответствующие зоны сушильной камеры осуществляется собственными регуляторами, воздействующими на соответствующие исполнительные механизмы привода заслонок и клапана. Информация с соответствующих датчиков обрабатывается блоками формирования задания, вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне, вычисления конечной влажности материала, суммирующим и логическим блоком с учетом введения с задатчиком вида волокна и коэффициента распределения сушильного агента по зонам сушильной камеры, а сигналы, соответствующие результатам обработки информации, поступают на входы задатчиков соответствующих регуляторов температуры сушильного агента и регуляторов притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры. Для исключения возможной пересушки материала приток тепла на сушку осуществляется с недостачей на 10-20% по отношению к расчетному значению. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 А1 (g1) 4 F 26 В 25/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4169339/31-!2 (22) 24.11.86 (46) 30.10.89. Бюл. Р 40 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Н.В.Подборнов (53) 66.047.75-004-18(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1244453, кл. F 26 В 25/22, 1985. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУЫКИ ТЕКСТИЛЬНОГО

МАТЕРИАЛА В СУЕЯЛЬНО-11ИРИЛЬНОЙ МАШИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЧ ЕГО ОСУНЖСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессом сушки текстильных материалов. Целью изобретения является снижение энергозатрат на процесс сушки материала. Устройст,во, реализующее способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала, содержит датчики температуры сушильного агента в калорифере, скорости материала, начальной 1 и конечной влажности материала,. температуры и влажности окружающей среды, температуры и влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента и температуры материала в соотИзобретение относится к автоматическому управлению процессом сушки гигроскопичных материалов и может быть использовано в текстильной, легкой и других отраслях промышленности, где необходимо выдерживать регламент сушки материала во время его движения.

2 ветствующей зоне сушильной камеры, а также датчик давления в сушильной камере. Изменение температуры сушильного агента и распределение его притока в соответствующие зоны сушильной камеры осуществляется собственными регуляторами, воздействующими на соответствующие исполнительные механизмы привода заслонок и клапана. Информация с соответствующих датчиков обрабатывается блоками формирования задания, вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне, вычисления конечной влажности материала,суммирующим и логическим блоком с учетом введения с задатчиков вида волокна и коэффициента pàñnðåäåëåíèÿ суаильного агента по зонам сушильной камеры, а сигналы, соответствующие результатам обработки информации, поступают на входы надатчиков соответствующих регуляторов температуры сушильного агента и регу- 2 ляторов притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры.

Для исключения возможной пересушки материала приток тепла на сушку осуществляется с недостачей на 10-20Х по отношению к расчетному значению.

2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на процесс сушки материала.

На чертеже представлена принципиальная схема системы, реализующей способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала.

1518634

Устройство содержит сушильную каме ру 1 сушильно-ширильной машины с распределителями 2 сушильного агента по зонам, каждый из которых имеет заслонку 3, кинематически связанную с исполнительнь»м механизмом 4, регулятор 5 притока сушильного агента в ко»»ечную зону сушильной камеры I, регуляторы 6 и 7 притока сушильного агента н промежуточные зоны сушильной камеры 1 из коллектора 8, паровой калорифер 9 с установленным на линии подачи пара регулирующим клапаном 10 кинематически связанным с исполнительным механизмом 11, подключенным к выходу регулятора 12 температуры сушильного агента на выходе калорифера 9, датчик 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, датчик 14 влажности материала на нходе сушильной камеры 1, датчик 15 конечной влажности материала, датчик 16 скорости материала, датчик 17 с преобразователем 18 давления в сушильной камере, 25 датчики 19 температуры материала в зоне сушки, датчики 20 температуры и датчики 21 влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента, блоки 22 вычисления промежуточной влажности материала, блок 23 формирования задания, задатчик 24 коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1, задатчик 25 вида волокна, логический

35 блок 26 выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента, суммирующий блок 27, блок 28 вычисления конечной влажности материала, датчик 29 температурь» и датчик 30 влажности окружающей среды, элементы

31, 32, 33 и 34 сравнения, задатчики

35, 36, 37 и 38, блок 39 преобразования.

Первые входы каждого иэ блоков ?2 вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне связаны с датчиками 19 температуры материала, вторые и третьи входы подклю50 чены соответственно к датчику 20 температуры и датчику 21 влажности сушиль. ного агента, четвертые входы объединены и через преобразователь 18 подсоединены к выходу датчика 17 давле55 ния в сушильной камере, пятые входы объединены и связаны с датчиком

14 влажности материала на входе в сушильную камеру I, шестые входы объединены и подключе»»»» к первому выходу суммирующего блока 27, Первый и второй входы блока 28 вычисления конечной влажности материала подсоединены к выходам соответственно датчиков 29 и 30 температуры и влажности окружающей среды, третий вход связан с вторым выходом суммирующего блока 27, а первый выход через блок 39 преобразования и задатчик 38 подключен к первому входу элемента 34 сравнения, к второму нходу которого подсоединен датчик 15 конечной влажности материала, а выход подключен к входу регулятора 5 притока сушильного агента в конечнук зону сушильной камеры 1. Первый выход задатчика 25 вида волокна связан с входом суммирующего блока 27, а второй выход через логический блок 26 и задатчик 35 подключен к первому входу элемента 31 сраннения, к второму входу которого подсоединен датчик 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, а выход связан с входом регулятора 12 температуры сушильного агента на выходе калорифера 9.

Первый вход блока 23 формирования задания связан с вторым выходом блока

28 вычисления конечной влажности материала, второй вход подключен к выходу датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры 1, третий вход соединен с выходом датчика 16 скорости материала, а четвертый вход подключен к выходу задатчика 24 коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1. Первый и второй выходы блока 23 формирования задания подключены соответственно через задатчики 36 и 37 к первым входам соответственно элементов 32 и 33 сравнения, вторые входы которых снязаны с выходами соответствующих блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала, а выходы подсоединены к входам соответствующих регуляторов 6 и 7 притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры 1.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в задатчик 25 вида волокна вводятся значения, соответствующие состану индивидуальных волокон в смеске, материала и их термическим свойствам, т.е. максимальной термостойкости. С первого выхода эадат5 1518634 чика 25 вида волокна сигнал поступает на вход суммирующего блока 27, в котором осуществляется формирование сигнала, соответствующего среднему коэффициенту равновесия К смески воло5 кон

К=,Г „К;, (! где n — число компонентов в смеске;

К; — коэффициент равновесия каждой составляющей смеси.

Со второго выхода задатчика 25 вида волокна сигнал подается на вход логического блока 26 выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента, в котором в зависимости от заданного состава смески осуществляется выбор максимально допустимой темчературы нагрева сушильного агента и формирование выходного сигнала, поступающего далее на вход задатчика 35, подключенного к одному из входов элемента 31 сравнения, другой вход которого соединен с датчиком 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, По сигналу с выхода элемента 31 сравнения и посредством регулятора 12 температуры сушильного агента на выходе калорифера 9, исполнительного механизма 1I и регулирующего клапана 10 в коллекторе 8 устанавливается максимально допустимая температура сушильного агента.

Одновременно на первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы каждого из блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала поступают сигналы соответственно с датчика 19 температуры материала, датчика 20 температуры и датчика 21 влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента, датчика 17 и преобразователя 18 давления в сушильной камере, датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры и первого выхода суммирующего блока 27, по которым осуществляется расчет текущей влажности w материала в соответствующей зоне сушильной камере 1

«„ — начальная влажность материала;

w =K Ч/T — равновесная влажность материала;

Г 622000хс „о,аЧ

TYT )02 (-- — — — — +0,5(T -273Ц +

622+ 1000хс

+137,5 — температура мокрого термометра;

Т вЂ” температура материала;

Т вЂ” температура контактирующего с материалом сушильного агента;

v =K /ТМТ вЂ” гигроскопическая влажность !

5 материала;

У=Р„ „х /Р„ (0,622+хе) — влагосодержание контактирующего с материалом сушильного агента, Р =15+133,3 ехр (7,95- †††-)1г! !О11657

20 я Т1чТ-46 давление насыщенного пара;

«„ъ — конечная влажность материал а .

На первый, второй и третий входы блока 28 вычисления конечной влажности материала поступают сигналы соответственно с датчика 29 температуры и датчика 30 влажности окружающей среды, а также суммирующего блока 27, 30 в результате чего на его выходах формируется сигнал, соответствующий значению конечной влажности v„ материала

« =K%/Т

35 где К вЂ” ко эффициент; P и То - влажность и температура окружающей среды соответственно.

40 Сигнал с первого выхода блока 28 вычисления конечной влажности материала через блок 39 преобразования и задатчик 38 подается на первый вход элемента 34 сравнения, к второму вхо45 ду которого подсоединен датчик 15 конечной влажности материала, имеющий «а своем выходе сигнал, соответствующий текущему значению влажности выходящего из сушильной камеры ма50 териала. В результате этого на выходе элемента 34 сравнения формируется разнос тный сигнал (v ) который подается на вход регулятора 5 притока сушильного агента в конечную зону

55 сушильной камеры 1. где «„ =(и„ +Зъ, )/4 — критическая влажность материала, С целью исключения возможной пересушки материала общий приток тепловой энергии Q на сушку материала осуще1518634 ствляется с недостачей на 10-207 в соответствии с выражением

08-09

Q=G r (w-w ) и н 1

У где С„ — производительность по абсолютному сухому материалу;

r — теплота парообразования;

KIIP установки, В соответствии с этим регулятором

5 притока подача сушильного агента в конечную зону сушильной камеры 1 осуществляется иэ расчета.

08-09

Q-G r (w-w) - — - k. rt к Р

55 формулаизобретения

1. Способ автоматического управления процессом сушки текстильного маС второго выхода блока 28 вычисления конечной влажности сигнал подается также на первый вход блока 23 формирования задания, на второй, третий и четвертый входы которого поступают сигналы соответственно с датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры 1, датчика 16 ско- 25 рости материала и задатчика 24 коэф— фициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры

1, на основании чего на первом и втором выходах блока 23 формирования за— дания появляются сигналы, подаваемые далее соответственно через задатчики

36 и 37 на первые входы элементов 32 и 33 сравнения, на вторые входы которых поступают сигналы с выхода блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне сушильной камеры

Выходной сигнал с элементов 32 и

33 сравнения подается далее через 40 соответственно регуляторы 7 и 6 притока сушильного агента в промежуточные эоны сушильной камеры 1 на исполнительные механизмы 4, устанавливающие заслонки 3 и, соответственно, приток сушильного агента согласно заданным коэффициентам распределения по зонам сушильной камеры с недостачей на 10-20Х.

Реализация блоков системы, осуществляющих соответствующие вычисления и формирование закона управления, возможна с использованием микропроцессорных устройств, микроЭВМ и УВМ. териала в сушильно-ширильной машине, заключающийся в том, что измеряют температуру сушильного агента на выходе калорифера, начальную и конечную влажность материала, а также температуру и влажность окружающей среды, задают физико-химические свойства материала и по результатам измерений определяют количество тепловой энергии, необходимой для сушки материала, и регулируют приток теплоносителя в калорифер и подачу тепловой энергии в соответствующие зоны сушильной камерь:, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, дополнительно измеряют в каждой зоне сушильной камеры температуру материала, влажность и температуру контактирующего с материалом сушильного агента, а также скорость движения материала, давление в сушильной камере и по результатам дополнительных измерений корректируют количество тепловой энергии, необходимой для сушки материала, а подачу тепловой энергии в промежуточные зоны осуществляют в количестве 0,8-0,9 от скорректированного значения тепловой энергии.

2, Устройство для автоматического управления процессом сушки текстильного материала в сушильно-ширильной машине, содержащее регулятор температуры сушильного агента на выходе калорифера, первый и второй регуляторы притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры, входы задатчиков которых связаны соответственно с первым и вторым выходами блока формирования задания, а выходы задатчиков — с первыми входами соответствующих элементов сравнения, регулятор притока сушильного агента в конечную зону сушильной камеры, к одному из входов элемента сравнения которого подключен датчик конечной влажности материала, а вход задатчика подсоединен к выходу блока преобразования, его выход — к входу элемента сравнения, блок вычисления конечной влажности материала, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчики те -.åðàòóðû и влажности окружающей среды, первый выход подсоединен к входу блока преобразования, а второи выход связан с первым входом блока Формирования задания, а также датчик влажности материала на входе суt5j8634 шильной камеры и эадатчик вида волокна,отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, в него введены дополнительно датчики температуры материала, влагосодержания и температуры контактирующего с мат риалом сушильного агента, установленные в соответствующих зонах сушильной камеры, датчик и преобразователь давления в сушильной камере, датчик скорости материала, блок вычисления промежуточной влажности материала, суммирующий блок, логический блок выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента и эадатчик коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры, при этом первые входы блоков вычисления промежуточной влажности материала связаны с соответствующими датчиками температуры материала, вторые и третьи входы подключены соответственно к датчикам температуры и влажности сушильного агента, контактирующего с материалом, четвертые входы объединены и подключены через преобразователь к датчику давления в сушильной камере, пятые входы объединены и связаны с датчиком влажности материала на

5 входе в сушильную камеру и вторым входом блока формирования задания, шестые входы объединены и подключены к первому выходу суммирующего блока, второй выход которого подсоединен к третьему входу блока вычисления конечной влажности материала, причем выходы блоков вычисления промежуточной влажности материала подключены к вторым входам соответствующих элементов сравнения регуляторов притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры, датчик скорости материала связан с третьим входом блока формирования задания, четвертый вхоц которого подключен к выходу задатчи ка коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры, причем первый выход задатчика вида волокна подсоединен к входу

25 суммирующего блока, а второй выход через логический блок связан с входом задатчика регулятора температуры сушильного агента на выходе калорифера.

1 518634

Составитель А.Козлов

Редактор В,Ковтун Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле

Заказ 6593/44 Тираж 593 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101