Устройство для автоматического регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильных жидкостей

708 А СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК РЕТ ЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ИСАНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ СВИД(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой .промышленности и Всесоюзное научно-производственное объединение хлебопекарной промышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССР И Ь 62 ЭЭБ, кл. О 01 а 17/О, 1972.2, Авторское свидетельство СССР йф 725639, кл. А 21 С 1/00, 1977. (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА СЖИМАЕМЫХ .РЕОНЕСТАБИЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее два датчика избйточного давления, датчик температуры, вычислительный блок и последовательно соединенные задатчик, блок сравнения,регулятор, исполнительный механизми регулирующий орган о т л и ч а- .ю щ е е с я тем, что, с целью павыщения точности устройства, вычислительный блок содержит четыре масштабирующих элемента, последовательновключенные задатчик влажности, первый квадратор; пятый масштабирующийэлемент и сумматор и последовательно соединенные вычитатепь, второйквадратор и шестой масштабирующийэлемент, выходом связанный с вторымвходом сумматора, третий, четвертыйпятый и шестой входы которого черезпервый, второй, третий и четвертыймасштабирующие элементы подключенысоответственно к выходам задатчикавлажности, первого датчика избыточного давления, вычитателя и датчикатемпературы, причем входы вычитателя соединены с выходами первого ивторого датчиков избыточного давле";ния, а выход сумматора связан с вторым входом блока сравнения.08708 ности устройства. 20 1 10Изобретение относится к средствамнепрерывного измерения и регулирования массового расхода нвньютоновскихжидкостей химико-технологическихпроизводств и может быть использовано, в частности, в хлебопекарном производстве при автоматическом дозировании пшеничных и ржаных опар, заквасок, заварок и дрожжевых суспензий.Известна дозировочная станция,содержащая емкости для ингредиентовразмещенные под ними весовые дозаторы с установленными в них регулятора.ми объема мерных камер, привод и.круговую шкалу для задания производительности 1 ,.Однако эта станция при дозировании реонестабильных жидкостей обладает низкой точностью дозирования,требует затрат ручного труда и времени при корректировке объема мерныхкамер с помощью винтового механизма.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для автоматического управления технологическим процессом,содержащее контур регулирования подачи компонентов, включающий датчикизмеряемого параметра, зависящего отконсистенции теста, например, влажности, блок вычисления математического ожидания и последовательно соединенные задатчик, блок сравненияи регулятор, выход которого через исполнительный механизм подключен крегулирующему органу, и контур регу-,лирования отбора готового теста,включающий регулирующий орган, установленный на линии отбора готовоготеста, и регулятор, вход которогосвязан посредством одного из блоковсравнения с блоком определения дисперсии, а выход - через исполнительный механизм - с регулирующим органом, установленным на линии отбораготового теста, и регулятор, входкоторого связан посредством другогоблока сравнения с блоком определения дисперсии,а выход-через исполнительный механизм - с регулирующиморганом, установленным на линии отбора готового теста, и прогнозирующимфильтром, вход которого соединен сблоком математического ожидания, авыход - с другим блоком сравне-.ния 2 .Недостаток этого устройства - низкая точность регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильныхжидкостей, так как не учитываютсяадгезионные характеристики, вязкостьи плотность реальных жидкостей,5 Цель изобретения - повышение точПоставленная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем два датчика избыточного давления, датчик температуры, вычислительный блок и последовательно соединенные задатчик, блок сравнения, регулятор, исполнительный механизм и регулирующийорган, вычислительный блок содержитчетыре масштабирующих элемента, послЕдовательно включенные задатчик влажности, первый квадратор, пятый масштабирующий элемент и сумматор и последовательно соединенные вычита-.тель, второй квадратор и шестой.масштабирующий элемент, выходомсвязанный со вторым входом сумматора, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого через первый, второй, третий и четвертый масштабирующие элементы подключены соответственно к выходам задатцика влажности,первого датчика избыточного давления,вычитателя и датчика температуры,причем входы вычитателя соединены с выходами первого и второго датчиковизбыточного давления, а выход сумма"тора связан с вторым входом блокасравнения.35На чертеже изображена структурная схема устройства для автоматического регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильных жидкостей,Устройство содержит чувствительныеэлементы 1 и 2 датчиков избыточногодавления, размещенные в трубопроводе,чувствительный элемент 3 датчика. температуры, размещенный в трубопроводе, дроссель 1 с приводом, преобразователи 5 и 6 датчиков избыточного давления, преобразователь 7 датчика температуры, вычислительный блок,состоящий из вычитателя 8, квадратора5 В9, задатчика 10 влажности, квадратора 11, шести масштабирующих элементовсостоящих из элементов 12 заданиямасштаба и множителя 13, элемента 11задания. масштаба и множителя 15,элемента 1 б задания масштаба и мно 55 жителя 17, элемента 18 задания масштаба и множителя 19, элемента 20задания масштаба и множителя 21,элемента 22 задания масштаба и мнсз 100 жителя 23, и сумматор, в состав кото-. рого входит элемент 24 задания постоянной суммирования и элемент 25 суммирования, К выходу вычислительного блока подключена шкала 26 индикации. Задатчик 27 и выход вычислительного блока подключены к входам блока 28 сравнения, который через регулятор 29 соединен с исполнительным механизмом 30. Регулирующий орган выполнен в виде электродвигателл 31 насоса 32, Чувствительный элемент 1 датчика избыточного давления размещен на рас,стоянии Ф от насоса 32, а чувствительный элемент 2 датчика избыточного давления - на расстоянии 11 + 02,Посредством элементов 12,14,16,18, 20 и 22 задания масштаба и элемента 24 задания постоянной суммированил задаются коэффициенты 00 О(,1, с(,2 Ы 3, о, О и Ореологического уравнения, свлзывающего массовый расход Й , перепад давления бР, избыточное давление Р на прямолинейном участке трубопровода, реологические свойства и основные технологические параметры транспортируемой жидкости. Для жидких полуфабрикатов хлебопекарного производства это уравнение имеет вид 8708 4 на приборе процесс теченияизучаемой жидкости в реальных производственных условиях, При этом измеряют расходнонапорные характеристики течения жидкости с различными предварительно спланированными технологическими и физическими параметрами, обеспечивал подобие геометрических и дина,мических факторов. Затеммассивыэкспериментальных данных обраба 56 О.=Ы +с ЧЧ+О, и +О Ь+с АР+о аР +2 ЯО 1 2 3 Ф+с 6 Р,где ЫО Ы 1 Ы 2 " К 6- коэффициенты, зависящие от структурно-механических свойств полуфабрикатов;й - влажность полуфабриката;температура.Зависимость Я = О. ( ЬР, Р) содержит основные физические и технологические параметры, определяющиеструктурно-механические свойстваизучаемой жидкости. Введение в реологическое уравнение избыточногодавления позволяет учесть сжимаемостьгазовой фазы и перейти в результатеэтого от объемного расхода к массовому.Коэффициент ОСО характеризует пластические свойства жидкости, коэффициент ,К. - ньютоновскую текучесть,Ы. - нелинейные вязкие или пластич еские свойства, Остальные представляют собой статические коэффициенты.Все коэффицйенты определяют путемкорреляционно-регрессивной обработкиэкспериментальных данных, полученных, например, на капиллярном виско-. 15 20 25 30 35 40 45,зиметре. Опыты проводят, моделируя тывают на ЭВИ, получая коэффициенты реологического уравнения. Достоверность результатов проверяют на опытных образцах дозирующих устройств.Избыточное давление в измерительной зоне не должно опускаться ниже заданного уровня, Для увеличения давления предлагается увеличить гидравлическое сопротивление на выходном участке трубопровода. Это обеспечивается автоматизированным приводом дросселя путем уменьшения площади выходного отверстия до тех пор, пока избыточное давление в измерительной зоне не превысит указанное минимально допустимое значение. Влажность определяется лабораторным способом например высушиванием ), предусматривающим отбор проб дозируемого полуфабриката из баков, которые связаны трубопроводом с предлагаемым устройством и месильной машиной, При этом отбор проб предшествует опорожнению баков.Полученное значение влажности вводится в задатчик .10 влажности.Устройство работает следующим образом.В элементы 12, 14, 16, 18, 20 и 22 задания масштаба и элемент 24 задания постоянной суммирования вводятся соответственно значения коэффициентов О,ОЯ О 6 ф Оф 0,1 сСи 01.,В задатчйк 10 влажности вводится значение влажности, в задатчик 27- значение требуемого массового расхода. С чувствительных элементов 1 и 2 датчиков избыточного давления поступает сигнал на преобразователи 5 и 6, с выхода преобразователя5 сигнал,пропорциональный избыточномудавлению, подается на вход йножителя17 и вычитателя 8, куда приходит сигнал с преобразователя 6. Вцчитатель 8 определяет разность пришедших на его вход сигналов, которая возводится в квадрат в квадраторе 9 и поступает на вход множителя 19. Сигнал% 1008708 4с чувствительного элемента 3 датчика Полученная сумма поступает на шка" температуры преобразуется преобра- лу 26 индикации и вход блока 28 сравзователей 7 и подается на вход мно-нения, который сравнивает полученное, жителя 23. Одновременно на вход мно- значение с заданным задатчиком 27, жителя 13 поступает значение влаж и сигнал рассогласования подается ности с задатчика 10 влажности, а через регулятор 29 на вход исполнина вход множителя 15 - значение квад тельного механизма, который увеличи- рата: влажности с квадратора 11. вает или уменьшает число оборотовПришедшие на входы множителеМ 13, электродвигателя 31 насоса 32, 15, 17, 19, 21 и 23 значениявлаж- вности, квадрата влажности, избыточно- Применение устройства для автомаго давления, квадрата разности избы- тического регулирования массового точных давлений, разности избыточных Рсхода сжимаемых;Реонестабйльных давлений и значения температуры умно- жидкостей позволяет повысить точжаются на хранящиеся в элементах и ность регулирования расхода вслед, 14, 16, 18, 20 и 22 задания мас- ствие оперативного уцета условий штаба значения коэфФициентов д 1, производства что приводит к снис 62, Юб,юС, о и складываются в жению технологических затрат и сумматоре со значением,ОО хранящим" повышению качества готовой прося в элементе 24. лукНии.