Способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сез Советских Социалистических Республик(51)М, Кл.2 В 01 Г 7/00 С 05 О 27/00 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(71) заявитель Ленинградский ордена Трудового Красного Знаменитехнологический институт им, Ленсовета(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕШИВАНИЯВ АППАРАТАХ С МЕШАЛКОЙ Изобретение относится к областихимической технологии, и, в частности,. к вопросам управления процессамиперемешивания и может быть использовано в химической, лакокрасочной,нефтехимической:и других отрасляхпромышленности.Известен способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с ме Ошалкой путем изменения скорости вращения в зависимости от вязкости перемешиваемой среды и ее объема 1),Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяспособ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой путем изменения скорости вращения мешалки в зависимости от отклонениятекущего значения технологическогопараметра от заданного, осуществляемый тем, что потребляемую двигателеммешалки мощность корректируют по вязкости реакционной массы 21,Эффективность передачи мощности,потребляемой мешалкой, недостаточновысока, так как эффективность перемешивания характеризуется не тольковязкостью среды. На нее влияют такжетакие параметры, как плотность иобъем перемешиваемой жидкости, соотношение диаметра аппарата и диаметрамешалки, высота аппарата. Кроме того,вязкозиметр, являющийся прибором качественного контроля, сложен, требует непосредственного контакта с перемешиваемой жидкостью и обладает болеенизкими надежностными характеристиками, чем датчик другого типа, например, электронный уровнемер.Цель предложенного техническогорешения - повышение эффективности работы мешалки путем снижения энергозатрат на перемешивание,Это достигается тем, что скоростьвращения мешалки изменяют с учетомвеличины и знака отклонения уровнейреакционной массы у стенки аппаратаи по оси вала мешалки от заданныхпредельно допустимых значений и корректируют ее по отклонению глубинывихревой воронки, определяемой поразнице уровней у стенки аппарата ипо оси мешалки от заданной,На чертеже представлена принципиальная схема осуществления способа.Реактор 1 с рубашкой 2 снабженмешалкой 3 с электродвигателем 4,датчиками 5 уровня - по осн вала мешалки и б - у стенки аппарата, исполнительным механизмсм 7 сброса реакционной массы, вторичньии приборами 8 и 9 измерения уровня, блоками 10, 11 сравнения уровней по оси вала мешалки и у стенки аппарата, блоком 12 вычитания уровней и сравнения с эацаннык, логическим блоком 13 оценки знака и величины отклонения предельных значений уровней блоком 14 выбора задающих воздействий и регулирующим блоком 15 скорости вращения мешалки.Способ осуществляют следующим образом.Существует оптимальное число оборотов мешалки, при котором достигается наилучшее перемешивание с точки зрения максимального использования поверхности теплообмена, повышения коэффициента теплоотдачи со стороны перемешиваемой жидкости и снижения энергозатрат на перемешивание. Как понижение, так и повышение скорости вращения мешалки по сравнению с опти О мальной приводит к ухудшению степени перемешивания, Коэффициент теплоотдачи со стороны перемешиваемой жидкости связан с оборотами мешалки функциональной зависимостью с=Сп/э, 25 где с - коэФфициент теплоотдачи; и - обороты мешалки; С - постоянная,Скорость вращения мешалки ограничивают так, чтобы уровень у стенки аппарата не поднимался выае, а у вала 30. мешалки - не опускался ниже допустимых значений, причем скорость корректируют в ходе процесса также по глубине вихревой воронки, так как при чрезмерном увеличении скорости 35 вращения мешалки даже в отсутствии отклонения разности уровней у стенки аппарата и по оси вала от заданной увеличивается глубина воронки, вершина которой достигает лопастей мешалки, при этом потребляемая мешалкой и передаваемая реакционной массе мощность, резко пацает и эффективность перемешивания уменьшается.формула для определения глубины воронки (Ь), образуемой на поверхности жидкости, имеет следующий вид:д 28,44 гд дгде 0 в , внутренний диаметр аппаратас мешалкой, м;с 1 в ; диаметр мешалки, м;и.число оборотов мешалки, сг - динамический коэффициент 55Связкости, Па,с;Чс- плотность кг/мА и В - показатели степени эависявщие от отношения а .В хсде ведения процесса могут меняться объем жидкости в аппарате, плотность, вязкость среды и т,д. Каждое из этих изменений влечет за .собой изменение глубины вихревой воронки . Система управления отрабаты вает эти изменения, воздействуя на скорость вращения мешалки таким образом, чтобы -.:начения уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки были оптимальными, т.е. чтобы глубина воронки достигла установленного значения или изменялась по требуемому закону. При изменении глубины воронки сигналы, поступающие от датчиков 5 и 6, через вторичные приборы 8 и 9 подают на блок 12 и на блоки 10, 11 сравнения, В зависимости от наличия командного сигнала КС на блоке 14 выбора задающих воздействий регулируют обороты двигателя мешалки, либо исходя иэ предельных допустимых значений уровней жидкости у стенки аппарата и по оси вала мешалки, либо, в частном случае, ло заданной глубине вихревой воронки, определяемой по разности высоты жидкости у стенки аппарата и по оси вала мешалки. При регулировании скорости вращения мешалки по предельно допустимым уровням жидкости у стенки аппарата и у вала мешалки сигналы с блоков 10, 11 сравнения поступают на логический блок 13, где происходит отбор регулируемых параметров в зависимости от знака и величины отклонений, Логический отбор регулируемых переменных происходит по следующему алгоритму:1Если Нс С Нс йНс0 илИ%,=дН при /дН //дН // 3, Если Нс Нс дНс0 илис4. Если Н ) Н,дНс 7 0 илис с.зад.Д 1 Сгде ИС - высота уровня жидкости устенки аппарата;Н - высота уровня жидкости пооси вала мешалки;дН - отклонение высоты уровняжидкости у стенки от заданного значения;дН - отклонение высоты уровняЦжидкости по оси вала мешалки от заданного значения/и- скорость вращений мешалки вданный момент времени;9 - задающее воздействие регулятору от предельно-допустимых значений уровня;и - скорость вращения мешалки вСпоследующий момент времени.В случае превьюения предельно-допустимых значений уровней у стенкиаппарата и по оси вала мешалки сиг689 13 10 ЦЯИИПИ Заказ 5848/5 Тираж 877 Подпи сн ое филиал ПППфПатентф , г. ужгород, ул. Проектная, 4 нал на выходе логического блока 13воздействует на регулирующий блок 15,который иэменяет скорость вращениямешалки таким образом, чтобы соответ-.ствующий уровень не выходил эа допустимые пределы, не поднимаясь устенки аппарата выше поверхности теплообмена по рубашке охлаждения и неопускаясь в центре аппарата до лопастей мешалки,При корректировке скорости вращения мешалки 3 по заданной глубиневихревой воронки величина отклоненияс блока 12 вычитания и сравнения через блок 14 поступает на регулирующий блок 15 таким образом, чтобысвести это отклонение к минимуму,Такой способ регулирования скорос-,ти вращения мешалки создает пульсирующий режим работы перемешивающегоустройства (чередование ускорения сзамедлением), что повышает эффективность перемешивания,Применение способа позволит повысить эффективность перемешивания в аппаратах периодического, полунепрерывного и непрерывного действия на всех стадиях ведения процесса. формула иэобретения1, Способ регулирования процессаперемешивания в аппаратах с мешалкойпутем изменения скорости вращениямешалки в зависимости от отклонениятекущего значения технологическогопараметра от заданного, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияэффективности перемешивания путемснижения энергозатрат на перемешивание, скорость вращения мешалки изменяют с учетом величины и знака отклонения уровней реакционной массы устенки аппарата и по оси вала мешалки от заданных предельно допустимыхзначений,2, Способ по и. 1, отличающ и й с я тем, что скорость вращениямешалки корректируют по отклонениюглубины вихревой воронки, определяемой по разнице уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки от заданной.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 465215, кл. В 01 д 1/00, 1973,2. Авторское свидетельство СССРУ 363678, кл. С 07 В 11/00, 1971