Система автоматического управления процессом распылительной сушки

 

Изобретение относится к производству керамических изделий, касается системы автоматического управления процессом распылительной сушки керамических суспензий (шликеров) и позволяет повысить точность и надежность управления. Для этого устройство , содержащее датчики 8 и 9 температуры , датчик 16 расхода шликера, задатчик 18 конечной влажности готового продукта, блок 19 управления расходом топлива с регулирующим органом 13 подачи топлива, дополнено первым 10 и вторым 14 электрическими гигрометрами, датчиком 12 расхода топлива, датчиком 17 расхода отходящих газов и датчиком 15 плот- .ности шликера. Датчики 8 и 9 объеди

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g F 26 В 25/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4459423/06 (22) 12.07.88 (46) 23.02.91.Вюл. N - 7 (75) Т.А.Алиев, Р.Г.Гаджиев и Э.Э<Зейналов (53) 66.047.791 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

h< 928156, кл. F 26 В 2!/06, 1980. .(S4) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУПКИ (57) Изобретение относится к производству керамических изделий, касается системы автоматического управления процессом распылительной суш„„80„„1629714 А 1

2 ки керамических суспензий (шликеров) и позволяет повысить точность и надежность управления. Для этого устройство, содержащее датчики 8 и 9 температуры, датчик 16 расхода шликера, задатчик 18 конечной влажности готового продукта, блок 19 управления расходом топлива с регулирую!цим органом 13 подачи топлива, дополнено первым 10 и вторым 14 электрическими гигрометрами, датчиком 12 расхода топлива, датчиком 17 расхода отходяцих газов и датчиком 15 плот- < ,ности шликера. Датчики 8 и 9 обьеди1629714 нены в психрометрическую пару и установлены на линии 7 отходящих ra оа. Датчик 16 измеряет объемный расход нликера, перекачиваемого из бассейна 1 насосом 2 в форсунки 3 распылителя. Датчик 12 измеряет количество газового топлива, прошедшего по линии 11 в горелки 5, создающие тепловой режим в башне 4 распылительной сушки. Датчик 17 измеряет количество отходящих по линии 7 газов.

Датчик 15 измеряет плотность шликера в басссейне 1. Гигрометры 10 и

14 установлены соответственно на лиИзобретение относится к автоматизации процессов сушки, в частности к системам автоматического управления процессом распылительной сушки керамических суспензий (шликеров), и 25 может быть использовано в производствах керамических изделий.

Цель изобретения — повышение точности и надежности управления.

На фиг.1 представлена блок-схема системы автоматического управления процессом распылительной сушки; на фиг.2 — принципиальная схема блока управления расходом топлива.

Система автоматического управле35 ния процессом распылительной сушки, реализуемая в составе установки, включающей расходный бассейн 1 исходного шликера, насос 2, подключенный к форсункам распылителя 3, установленного в объеме башни 4 распылительной сушки ниже газовых горелок

5 а также разгрузочный конвейер 6 и линию 7 отходов газов, датчики 8 и

9 TBMIIepBT pbl установленные на ли 45 нии 7 отходящих газов и выполненные соответственно по типу "сухого" и

"мокрого" термометров, первый электрический гигрометр 10, установленный на линии 11 подачи газового топли50 ва, на которой также размещены датчик 12 расхода топлива и регулирующий орган 13 расхода газового топлива с исполнительным механизмом, второй электрический гигрометр 14, установленный в окружающей сушилку (башню 4) среде на уровне ввода в башню 4 газовых горелок 5, датчик

15 плотности исходного шликера, дат нии 11 и в окружающей башню 4 среде.

Датчики 8 и 9,12,15,16 и 17, гигрометры 10 и 14 и задатчик 18 подключе-, ны к входам блока 19 управления расходом топлива, выход которого связан с регулирующим органом 13 расхода топлива. Блок 19 управления вычисляет конечную влажность готового продукта, удаляемого из башни 4 конвейером 6, осуществляет сравнение ее с сигналом задатчика 18 конечной влажности и выработку регулирующего воздействия на расход топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 чик 16 расхода исходного шликера, дат чик 17 расхода отходящих газов и задатчик 18 конечной влажности и готового продукта. Все датчики 8,9,12,15 и 16, оба электрических гигрометра 10 и 14 и задатчик 18 подключены к входам блока 19 управления расходом газо вого топлива, в ход которого соединен с исполнительным механизмом 13 регули рующего органа расхода газового топ-. лива. Блок 19 управления содержит так товый генератор 20, счетчик 21 импуль сов, аналоговый коммутатор 22, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, формирователь 24 импульсов, элемент

25 задержки, восемь регистров 26.126.8 хранения, дешифратор 27 адреса, пЬстоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 28, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 29, блок 30 сравнения, усилитель 31 мощности и исполнительный механизм 32 регулирующего органа

13. Выходы датчиков 8 и 9 температуры, электрических гигрометров 10 и 14 датчиков 12,16 и 17 соответственно расходов газового топлива, шликера и отходящих газов и датчика 15 .плотности шликера подключены к соответствующим входам аналогового коммутатора 2?, адресные входы которого соединены с входами дешифратора 27 адреса и выходами счетчика 21 импульсов, вход которого подсоединен к входам формирователя 24 импульсов и тактового генератора 20, а выход аналогового коммутатора 22 соединен с входом АЦП 23, вход

"Пуск" которого подключен к выходу формирователя 24 импульсов и к вхо1629714

10 (3) С1щ () ш

15 (4) 20 ш, = я„ )

Р „=Р. (1.И,) (6) 30 (7) (8) 4 1 т) т

5 9тpB (9) . де m — масса

m — масса

Я г 5 — масса ду элемента 25 задержки, а выход

АЦП 23 соединен с входами регистров

26.1-26.8 хранения, входы "Запись" которых подключены к выходу элемента 25 задержки, а входы "Запрет" к соответствующим выходам дешифратора 27 адреса, при этом выходы регистров 26.1-26 .8 хранения соединены с адресными входами ПЗУ 28, выходы которого подключены к входам

ЦАП 29, выход которого подключен к первому входу блока 30 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 18 конечной влажности готового продукта, а выход блока

30 сравнения через усилитель 31 мощности связан с исполнительным механизмом 32 регулирующего органа 13.

Система автоматического управления процессом распылительной сушки работает следующим образом.

Керамический шликер иэ расходного бассейна 1 перекачивается насосом 2 в форсунки 3 распылителя и распыливается в рабочем объеме башни 4 распылительной сушки. Проходя через пламя газовых горелок 5, шликер обезвоживается и высыпается на конвейер

6 в виде пресс-порошка определенной влажности.. Процесс распылительной сушки шликера может быть описан уравнением баланса по воде, имеющим вид

Я - 02 Оy+ g<+ g = 0 где О - количество влаги в распыляемом шликере; () — количество остаточной влаги 40 и в готовом продукте;

О 5 — количество влаги в отходящих газах;; () — количество влаги в затрачен° ф ном на сушку газовом топли- 45 ве;

Π— количество влаги, поступаю 5 щей в сушилку с воздухом.

С учетом влажностей шликера W пресс-порошка W, отходящих газов

У) тоива И4 и воздуха ЫЛ уравнение (1) имеет вид, Рг= шА+ mW> = О, (2) 55 распыленного шпйкера; готового продукта; отходящих газов;

m — масса сжигаемого газового

4 топлива;

m — масса используемого при

5 сушке воздуха.

Масса распыленного шликера может быть выражена через его расход ц „4 и.плотнос.ть

Количество готового продукта с влажностью И, полученного из шликера с начальной влажностью W равно,(1-И, ) (1 W ) .

Масса удаляемой влаги равна где q „ — объемный расход паров воды; удельньп1 вес пара, равный где — плотность обезвоженных дымов ".)) газов.

Расходы затраченного на сушку газового топлива и воздуха связаны между собой коэффициентом расхода воздуха К где q H qт — расходы соответственно воздуха и топлива.

Обозначив плотности газового топлива и воздуха через р и p, получим

Подставляя значения масс m - m в формулу (2), получим

qû g+(2W<+ W /)и О) З+

ыд ш

+W>)+ q (P W + KP W>) = 0 . (10)

Решая (10) относительно влажности пресс-порошка И2, получим

1629714 г

gq g> (W y+W3 ) +q (QrW+ Kg+W g)

1-W< Ч,„п „(1-W ) (12) l5

?О (13) 25

W = с-d(t — t ) >

1,При этом влажность керамического юлик»ера может быть однозначно выраже на через его плотность а

W = — — — Ь ы где a H b — коэффициенты а = Р/(f3„-1); Ь = 1/(P (,-1); — истинная плотность минеральll ного вещества, неизменная при данной рецептуре шликера.

Влажность отходящих газов являет ся функцией температур соответственно

"сухого" 8 и "мокрого" 9 датчиков температуры: где с и d — коэффициенты: с=Рg/Ðc, d A/Pc

Р и Рь — упругости паров, насыщающих испытуемую среду при температурах сухого и влажного датчиков температуры;

А — психрометрический коэффициент, зависящий от конструкции психрометра, скорости. обдувания влажного датчика газом и давления газа (практически постоянен при скорости обдувания более 2,5—

3 м/с).

Учитывая, что в рабочем диапазоне температур и при данной рецептуре шликера величины Pp P 6 ° ()т» практически постоянны, получим

4 й» 4 5»Чцд»Ч »» Чт» )1дд) ° (14) Конкретный вид этой функции можно получить осуществив подстановку выражений (12) и (13) в уравнение (11) .

Зависимость (14) реализуется в устройстве с помощью регулятора 19.

Ф

При этом входящие в правую часть уравнения переменные величины измеряются соответственно датчиками 8 и 9 температуры например, психрометрическим датчиков влажностиДВП-04, электрическими гигрометрами 10 и

14 .(например, датчиками влажности

ДВ-?), расходомером 16 (например, индукционным расходомером типа HP), расходомерами 17 и 12 (например, массовыми расходомерами РИ) и плотномером 15 (например, плотномером ПЖР) и в виде уровней аналогового напряжения поступают на аналоговые входы аналогового коммутатора 22.

При поступлении на вход счетчика

21 импульсов выходного сигнала тактоваго генератора 20 на его выходах по спаду импульсов формируется нарастающий код адреса опрашиваемого в данный момент датчика технологического параметра. Соответствующее аналоговое напряжение с выхода коммутатора 22 поступает на вход АЦЛ 23, где преобразуется в цифровой код по короткому импульсу, вырабатываемому формирователем 24 по фронту импульсов генератора 20 и поступающему на вход »Пуск" АЦП 23. Разнесение по времени момента преобразования (фронт тактового импульса) и момента переключения каналов коммутатора 22 (спад этого сигнала), т.е. на полтакта, обеспечивает своевременное завершение переходных процессов коммутации до начала преобразования.

40 Спустя некоторое время, задаваемое параметрами преобразования, на выходе элемента 25 появляется короткий импульс, по которому выходной код

АЦП 23 записывается в тот из регист45 ров, который выбран дешифратором 27 адреса подачей разрешающего уровня на вход "Запрет" соответствующего ре гистра. В результате в течение цикла опроса датчиков технологических параметров содержимое регистров 26,1-26.8, f соответствующее величине этих параметров, последовательно обновляется, изменяя адресный код на входе ПЗУ 28, определяемый совокупностью выходных

55 кодов этих регистров.

Ячейка, выбираемая в ПЗУ 28 по кодам текущих технологических параметров, содержит цифровой код, пропорцио9

16297 нальный значению конечной влажности готового продукта И2. рассчитанному по формуле (14),в которой значения технологических параметров заменены на

5 пропорциональные цифровые коды. Содержимое ячейки поступает на выход ПЗУ

28 и преобразуется ЦАП 29 в аналоговое напряжение, пропорциональное расчетному значению влажности. !О !

Выходное напряжение ЦАП 29 сравнивается в блоке 30 сравнения с напряжением уставки конечной влажности, вводимым в регулятор 19 с помощью задатчика 18 конечной влажности готового продукта. При наличии рассогла, сования текущего и заданного значения влажности на выходе блока 30 сравнения появляется сигнал, усиливаемый усилителем 31 мощности и поступающий на исполнительный механизм 32 регулирующего органа 13 подачи газового топлива.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Система автоматического управления процессом распылительной сушки, содержащая датчик расхода шликера, два датчика температуры отходящих газов, датчик расхода топлива, блок 3р управления расходом топлива с исполнительным механизмом, причем все датчики подключены к регулятору рас— хода топлива, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и надежности управления, она дополнительно содержит задатчик конечной влажности готового продукта, два электрических гигрометра, датчик расхода отходящих газов и датчик плот 4О ности шликера, подключенные к свобод— ным входам регулятора расхода топлива, при этом один из гигрометров подключен к линии подачи топлива, другой размещен в окружающей сушилку среде 4> а оба датчика температуры, один из которых типа "мокрый термометр" > установлены на .линии отходящих газов.

14 1О

Ф

?. Система ло п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок управленця расходом топлива снабжен тактовым генератором, счетчиком импульсов, аналоговым коммутатором, формирователем импульсов, аналого-цифровым преобразователем, элементом задержки, дешифратором адреса, запоминающим устройством, цифроаналоговым преобразователем, блоком сравнения, усилителем мощности, исполнительным механизмом и регистрами хранения, число которых соответствует количеству датчиков, причем выходы двух датчиков температуры, двух гигрометров, расходомеров шликера, топлива и отходящих газов, плотномера шликера подключены к соответствующим входам аналогового коммутатора, адресные входы которого соединены с входами депифратора адреса и выходами счетчика импульсов, вход которого подсоединен к входам формирователя импульсов и тактового генератора, а выход аналогового коммутатора соединен с входом аналого †цифрово преобразователя, вход "Пуск" которого подключен к выходу формирователя импульсов, и с входом элемента задержки, а выход аналого †цифрово преобразователя соединен с входами регистров хранения, входы Запись" которых подключены к выходу элемента задержки, а входы "Запрет" — к соответствующим выходам дешифратора адреса, выходы регистров хранения соединены с адресными входами запоминающего устройг,тва, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразова теля, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком конечной влажности готового продукта, а выход блока сравнения через усилитель мощности связан с исполнительным механизмом, подключенным к регулирующему органу расхода топлива.

1629714

@up.2

Составитель С.Полянский

Редактор А.Козориз Техред Л.Серд окова Корректор И.Муска

Заказ 429 Тираж 420 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

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

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