Устройство для приготовления жидкой смеси

 

Изобретение относится к устройствам для приготовления жидкой смеси и может быть использовано в процессах периодического смешения различных веществ, преимущественно в химической промышленности. Целью изобретения является повышение безопасности процесса и расширение области применения устройства. Устройство для приготовления жидкой смеси содержит обогреваемую емкость с мешалкой 1, трубопровод 2 подачи теплоносителя с установленным на нем клапаном 3, трубопровод 4 подачи хладагента с установленным на нем клапаном 5, блок 6 управления двигателем мешалки, датчики 7,8 и 9 температуры, соответственно, продукта, теплоносителя в рубашке и на входе устройства, позиционные регуляторы 10,11 и 12 температуры, электропневмопреобразователи 13,14 и схему 15 управления. Схема 15 управления обеспечивает контроль исправности цепей охлаждения как перед началом процесса, так и при его осуществлении. Если происходит повышение температуры выше предельно допустимого значения, то обеспечивается сигнализация нарушения процесса и одновременно включается охлаждение емкости до момента снижения температуры реакционного состава внутри емкости до заданного значения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ="4 ф (51) 5 В 01 Г 13/04 С 05 D 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хол йй?

Фиа.1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4426261/23-26 (22) 16.05.88 (46) 23.04.90. Бюл, Р 15 (75) В.В.Макаров и В.П.Зенченко (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 513715, кл. В 01 F 13/04, 1976

Авторское свидетельство СССР

Н 1465103, 1987.

„„SU„„1558451 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ЖИДКОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к устройствам для приготовления жидкой смесй и может быть использовано в процессах периодического смешения различных веществ, преимущественно в химической промышленности. Целью изобретения является повышение безопасности процесса и расширение области

1558451 применения устройства. Устройство для приготовления жидкой смеси содержит обогреваемую емкость с мешалкой

l, трубопровод 2 подачи теплоносителя с установленным на нем клапаном

3, трубопровод 4 подачи хладагента с установленным на нем. клапаном 5, блок б управления двигателем мешалки, датчики 7, 8 и 9 температуры 10 соответственно продукта, теплоносителя в рубашке и на входе устройст-. ва, позиционные регуляторы 10 11 и

12 температуры, электропневмопреобИзобретение относится к устройствам для приготовления жидкой смеси и может быть использовано в процес- . сай периодического смешения различных веществ, преимущественно в химической промышленности, при необходимости поддержания высокой точности процесса управления и высокой безопасности.

Цель изобретения - повышение безопасности процесса и расширение

30 области применения устройства.

На фиг.l представлена схема устройства для приготовления жидкой смеси; на фиг.2 - принципиальная схема управления устройством; на фиг.3 - график, изменения температур

35 в устройстве .

Устройство для приготовления жидкой смеси содержит обогреваемую емкость. с мешалкой 1, трубопровод 2 подачи теплоносителя с установленным на нем клапаном 3, трубопровод 4 подачи хладагента с установленным на нем клапаном 5, блок 6 управления двигателем мешалки, датчик 7 темпе- 45 ратурь1 продукта, датчик 8 температуры теплоносителя в рубашке устройства, датчик 9 температуры теплоносителя на входе устройства, позиционные регуляторы 10 - 12 темпеРатУРы, электропневмопреобразователи 13 и 14 и схему 15 управления (фиг. 1).

Схема 15 управления (фиг.2) содержит переключатель 16, триггеры

17 - 20, одновибраторы ?1 и 22, эле55 мент 23 задержки, элемент ИЛИ 24 и

25, элементы 26 и 27 запрета, усилитель 28 мощности, а также управляюразователи 13, 14 и схему 15 управления. Схема 15 управления обеспечивает контроль исправности цепей охлаждения как перед началом процесса, так и при его осуществлении.

Если происходит повышение температуры выше предельно допустимого значения, то обеспечивается сигнализация нарушения процесса и одновременно включается охлаждение емкости до момента снижения температуры реакционного состава внутри емкости до заданного значения. 3 ил. щие контакты 29 - 34 позиционных регуляторов.

Электропневмопреобразователи 13 и 14 в функциональном отношении представляют собой усилители мощности.

Работа устройства происходит следующим образом.

В емкость загружается продукт, осуществляется включение регуляторов

10 - 12 температуры и схемы 15 управления. В исходном положении переключатель 16 схемы управления нахо-. дится в положении, в котором напряжение U поступает íà R-входы триггеров 17 -. 19 и на $-вход триггера

20, обеспечивая их исходное положение, при котором на входах блока 6 управления двигателем появляется управляющий сигнал U а на входе преобразователя 14 - управляющий сигнал U, . Это обеспечивается поступлением сигнала Uq4 с выхода триггера

20 на вход усилителя 28 мощности и сигнала U<< с инверсного выхода триг" гера 19 на вход элемента ИЛИ, 25, а с выхода последнего - сигнала U q на вход элемента 27 запрета..Происходит включение привода мешалки и открытие клапана подачи теплоносителя 3. Начинается нагрев емкости и продукта. После начала разогрева переключатель 16 переключается во второе положение.

Непосредственно перед началом работы осуществляется настройка управляющих контактов 29 - 33 позиционных регуляторов 10 - 12. Контакт 29 настраивается на значение температуры в рубашке емкости с ",„, соответствующее в режиме нагрева температуре сос30

5 155 тава, при которой прекращение нагрева вследствие неисправности системы охлаждения не приводит к необрати1 мому изменению свойств состава и не препятствует дальнейшему продолжению нагрева после устранения неисправности. Значение температуры

Макс

t 8,ä находится экспериментальным или расчетным путем исходя из динамических характеристик емкости как объекта управления. Контакт 30 настраивается на значение температуры во входном трубопроводе устройства с достаточной достоверностью свидетельствующее о наличии в трубопроводе 4 охладителя. Контакт 31 настраивается на заданное по технологическим условиям значение температуры продукта а . Контакт 32 настраивается на значение температуры превышающее на 3-5 С заданное значение температуры состава.

Контакт 33 настраивается на значение температуры продукта макс z свидетельствующее о превышении температуры продукта выше допустимого по технологическим условиям значения, В процессе нагрева происходит повышение температуры в рубашке емкости t „д и температуры продукта

t<,, причем повышение температурыпроисходит быстрее, чем повышение температуры продукта t«.

При достижении температурой в ру исцсс. i башке емкости температуры t (точка 1, фиг.3) происходит замыкание контакта 29 и напряжение U поступает на S-вход триггера l7. Триггер 17 переключается и на его выходе возникает напряжение U,,по переднему фронту которого осуществляется запуск одновибратора 21. При его запуске на выходе схемы формируется напряжение U<, поступающее на вход преобразователя 13, что приводит к открытию клапана 5 на хладагенте.

Длительность импульса на выходе одновибратора 21 <. < выбирается несколько превышающей время, необходимое для поступления хладагента к датчику 9 температуры контролирующему температуру во входном трубопроводе емкости, Длительность задержки элемента 23 (<, ) принимается л несколько большей < для обеспече-. ния надежного контроля температуры во входном трубопроводе с учетом инерционности процессов измерения.

8451

Если до истечения времени задержки температура во входном трубопроводе не снижается до заданного знамии

5 чения t, то это свидетельствует вх о неисправности в системе охлаждения, что может быть связано как с неисправностью клапана 5, так и с неисправностью системы подачи хладагента к установке или неисправностью системы управления клапаном

5. В этом случае в схеме управления формируется. сигнал Б„, свидетельствующий о неисправности системы охлаждения, поступающий íà R-вход триг. гера 20 что вызывает пропадание сиг-. I нала U< на выходе усилителя 28 мощности и отключение привода мешалки устройства. В случае снижения темпемин

20 ратуры t „ до значения t „ в заданное время, что свидетельствует об исправности системы охлаждения, происходит замыкание контакта 30 и поступление напряжения U1, íà S-вход тригге25 ра 18. На выходе триггера 18 формируется сигнал U поступающий на инверсный вход элемента 26 и препятствующий формированию сигнала неисправности UÄq . Продолжается нагрев продукта. При достижении температурой продукта t заданного значения ,ча к с. происходит замыкание контакта

31. Напряжение Uq поступает на Sвход триггера 19 и на инверсный вход элемента 27 запрета. Напряжение U<> становится равным 0 и подача теплоносителя в рубашку емкости прекращается. Одновременно по переднему фронту сигнала U<< происходит запуск одновибратора 22. С выхода одновибра" тора 22 импульс U поступает на вход элемента ИЛИ 24, формируя на выходе схемы управления напряжение U что приводит к открытию клапана 5 на трубопровде хладагента. Длительность импульса У„, определяется опытным пу-, тем для обеспечения минимальной ве" личины перерегулирования процесса.

Наличие импульса 0 „, эквивалентно включению некоторого форсирующего звена в контур регулирования ° При этом осуществляется постоянный контроль температуры в рубашке емкости и, в случае ее снижения ниже допусмкк тимой величины t,®, происходит размыкание контакта 34; настройка которого осуществляется опытным или расчетным путем (точка 8, фиг.3).

После окончания импульса U,> подача

1558451 как хладагента, так и теплоносителя в емкость не происходит и осуществляется естественно охлаждение продукта в емкости. При снижении температуры состава ниже заданного значема кс. ния t, происходит размыкание контакта 31. Запрещающий сигнал U„, на инверсном входе элемента 27 ста.новится равным О и благодаря наличию сигнала U< на прямом входе элемента

HIM 25 происходит включение подачи теплоносителя (точка 12, фиг.3). При этом происходит постоянный контроль температуры внутри рубашки емкости и при превышении температурой в рул.я « 2. башке значения с Bblx (точка 13, фиг.3) происходит размыкание контакта 32 и подача теплоносителя прекращается. При естественном охлаждении 2д рубашки емкости за счет теплооттока продукта в окружающее пространство вновь происходит замыкание контакта

32 и вновь в рубашку емкости поступает теплоноситель и т.д. Этот про- 25 цесс происходит до повышения темпера кс,1 ратуры продукта до значения с, и замыкания контакта 31, что приводит к прекращению подачи теплоносителя при поступлении сигнала U ö на инверсный вход элемента 27. Таким образом, при вторичном превышении теммаис,< пературой заданного значения t, подачи в рубашку емкости хладагента не происходит и система управления работает в режиме обычного двухпозиционного регулирования. При этом поддержание температуры в рубашке мс мс. z. емкости на уровне „„ обеспечивает стабильность величины внешнего воздействия на заданном уровне. Это обеспечивает повышение точности поддержания заданного режима, так как на точность регулирования не оказывают практически в этом случае колебания температуры внешнего теплоносителя.

В случае, если по каким-либо причинам происходит повышение температуры выше предельно допустимого значения, о происходит замыкание контакта 33, что приводит к возникновению напряжения U на выходе контакта 33, поступающего на вход элемента

ИЛИ 24 и на выход схемы управления, обеспечивающей сигнализацию о превышении температуры. 8 этом случае одновременно с сигнализацией происходит включение охлаждения емкости до момента снижения температуры состава до заданного значения или до принятия оператором специальных мер. Предлагаемое устройство обеспечивает повышение безопасности ведения процесса при высоком качестве поддержания заданного температурного режима. формула изобретения

Устройство для приготовления жидкой смеси, содержащее обогреваемую емкость с мешалкой, трубопровод подачи теплоносителя с установленным на нем клапаном, вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, датчик температуры смеси, выход которого соединен с входом первого регулятора температуры, датчик температуры теплоносителя в корпусе емкости, выход которого соединен с входом второго регулятора температуры, схему управления, состоящую из переключателя, вход котороГо соединен с первой шиной источника питания, вторая и третья шина которого соединены с первым и вторым выходами переключателя, первого триггера, первого элемента задержки и второго усилителя, выход которого соединен с первым выходом схемы управления, первый выход схемы управления соединен с управляющим входом блока управ" ления двигателем мешалки, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности процесса и расширения области применения устройства, в его состав дополнительно введены третий усилитель мощности, второй клапан, установленный на трубопроводе подачи холодной воды, датчик температуры теплоносителя на входе емкости, третий регулятор температуры, а в состав схемы управления дополнительно введены второй, третий и четвертый триггеры, первый и второй одновибраторы, логические элементы 3 ИЛИ и 2 ИЛИ, первый и второй логические элементы 2 И, первый— шестой управляемые ключи, при этом выходы первого, второго и третьего регуляторов температуры соединены с первым, вторым и третьим входами схемы управления, второй и третий выходы схемы управления соединены с входами первого и третьего усилителей, выход третьего усилителя мощности соединен с входом второго кла1558451

10 пана, выход датчика температуры на входе емкости соединен с входом третьего регулятора температуры, первый вход схемы управления соединен с управляющими входами первого, второго и третьего ключей, второй вход схемы управления соединен с управляющими входами четвертого и пятого ключей, а третий вход схемы управления соединен с управляющим входом шестого ключа, выход третьего ключа соединен с вторым выходом схемы управления, третий выход которой соединен с выходом первого логического элемента 2 И, 15 вторая шина источника питания соединена с входами первого и пятого ключей, выход первого ключа соединен с установочным входом первого триггера, прямой выход которого соединен с входами первого одновибратора, первого элемента задержки и шестого клю. ча, соответственно, выход которого соединен с устанавливающим входом второго триггера, выход первого одно- 25 вибратора соединен с первым входом логического элемента 3 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пя того клюЧа, а третий вход - с выходом второго одновибратора, выход 30 логического элемента 3 ИЛИ соединен с входом третьего ключа, выход элемента задержки соединен с прямым входом первого логического элемента 2 И, инверсный вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и с входом четвертого ключа, входы сброса первого, а орого и третьего триггеров соединены с третьей шиной источника питания и с установочным входом четвертого триггера, выход первого логического элемента 2 И соединен с входом сброса четвертого триггера, прямой выход которого соединен с входом второго усилителя мощности, выход четвертого ключа соеди нен с установочным входом третьего триггера и с инвертирующим входом второго логического элемента 2 И, прямой выход третьего триггера соединен с входом второго одновибратора и с входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом логического элемента 2 ИЛИ, второй вход которого соединен с обратным выходом третьего триггера, выход логического элемента 2 ИЛИ соединен с прямым входом логического элемента 2 И.

1558451

Составитель А.Прусковцов

Редактор Л.Зайцева Техред H.äèäûê

Корректо1» Д.Обручар

Заказ 793 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

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