Устройство для управления процессом испарения

х 0 7/ ПИСАН ОБ ТЕНИ ВТОРСНОМУ С аГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 796798, кл 6 05 О 7/00, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИСПАРЕНИЯ по авт. св. М 796798, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно содержит последовательно соединенные второй задатчик температуры, второй блок сравнения первый . элемент совпадения; второй исполнительный элемент и третий исполнительный элемент, последовательно соединенные первый задатчик количества испаренного вещества и третий блок сравнения, последовательно соединенные третий задатчик температуры и четвертый блок сравнения, последовательно соединенные второй задатчик количества испаренного вещества, пятый блок сравнения и втое ЯОаи А(5 В 6 05 00 рой элемент совпадения, а также интегратор и второй задатчик температуры, причем второй нагреватель выполнен многосекционным, верхняя секция которого подключена к первому выходу первого исполнительного элемента, нижняя секция - к второму выходу второго исполнительного элемента, а дополнительная секция, расположенная в донной части испарителя, - к выходу третьего исполнительного элемента, второй вход которого соединен с выходом второго элемента совпадения, выход второго. задатчика температуры подключен к второму входу четвертого блока сравнения, выходом связанного с вторымР входом второго элемента соВпадения, вход интегратора соединен с выходом первого блока сравнения и с вторым входом второго блока сравнения, первый выход - с вторым входом пятого блока сравнения, а второй .выход - с Я вторым входом третьего блока сравнения, выходом связанного с вторым входом второго исполнительного элемента,а второй вход первого элеьента совпадения подключен к второму выходупервого исполнительного элемента.Изобретение относится к устройствам для регулирования неэлектрических величин и может быть использовано для управления процессом перевода "твердых веществ с газообразные.По основному авт, св, Р 796798известно устройство для управленияпроцессом испарения, содержащее испаритель, на выходном трубопроводекоторого установлены запорный элемент и тепловой расходомер, на котором установлены первый нагреватель,входом соединенный с выходом ключевого элемента, и датчик температуры,выходом соединенный с первым входомблока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика температуры, а выход черезрегулирующий блок и исполнительныйэлемент - с установленным на испарителе вторым нагревателем. Устройство содержит также последовательносоединенные задатчик положения запорного элемента и триггер с раздельными входами, выход которогоподключен к второму входу исполнительного элемента, а второй входк второму выходу исполнительногоэлемента, причем второй выход датчика положения запорного элементасоединен с входом ключевого элемента, а третий выход - с входом задатчика температуры 1 1,Недостатком известного устройстваявляется наличие скачкообразныхслучайных изменений производительности процесса испарения.35При нагреве испарителя по всейвысоте в толщине испаряемого продукта могут образовываться изолированные от выхода испарителя полости,заполненные газом под давлением или 40испаряемым продуктом, находящимсяв жидком состоянии. Когда эти полости открываются, происходит резкоеувеличение производительности испарения, что приводит к аварийным выбро 45сам газа, при этом управление процессом становится ненадежным.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем,50что устройство для управления процессом испарения содержит последовательно соединенные второй задатчиктемпературы, второй блок сравнения,первый элемент совпадения, второйисполнительный элемент и третий исполнительный элемент, последовательно соединенные первый задатчик количества испаренного вещества и третийблок сравнения, последовательносоединенные третий задатчик темпера" 60туры и четвертый блок сравнения,последовательно соединенные второйзадатчик количества испаренного вещества, пятый блок сравнения и второй элемент совпадения, а также ин тегратор и второй задатчик температуры, причем второй нагреватель выполнен многосекционным, верхняя сек. ция которого подключена к первому выходу первого исполнительного элемента, нижняя секция - к второму выходу второго исполнительного элемента, а дополнительная секция, расположенная в донной части испарите-ля, - к выходу третьего исполнительного элемента, второй вход которого соединен.с выходом второго элемента совпадения, выход второго задатчика температуры подключен к второму входу четвертого блока сравнения, выходом связанного с вторым входом вто-. рого элемента совпадения, вход интегратора соединен с выходом первого блока сравнения и с вторым входом второго блока сравнения, первый выход - с вторым входом пятого блока сравнения, а второй выход - с вторым входом третьего блока сравнения, выходом связанного с вторым входом второго исполнительного элемента, а второй вход первого элемента совпадения подключен к второму выходу первого исполнительного элемента.Такое выполнение устройства позволяет уменьшить количество неуправляемых выбросов газа.На чертеже изображена функциональная схема устройства для управления процессом испарения.Устройство для управления процессом испарения содержит испарихель 1, на выходном трубопроводе 2 которого установлены запорный элемент 3 и тепловой расходомер 4, на котором установлены первый нагреватель 5, который соединен с выходе. ключевого элемента 6, и датчик 7 температуры, выходом подключенный к первому входу первого блока 8 сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика 9 температуры, а выход через последовательно соединенные регулирующий блок 10 и первый исполнительный элемент 11 к верхней секции 12 установленного на испарителе второго нагревателя. Устройство содержит также последовательно соединенные датчик 13 положения запорного элемента и триггер 14 с раздельными входами, второй 15 и третий 16 блоки сравнения, второй задатчик 17 температуры, первый элемент 18 совпадения, интегратор 19, первый задатчик 20 количества испаренного вещества и второй исполнительный элемент 21 выходом соединенный с нижней секцией 22 нагревателя, расположенного иа испарителе.Кроме того, устройство содержит второй задатчик температуры, выполненный в виде термобатареи 23, горячие спаи которой расположены на гепловом расходомере перед холодными по ходу потока, третий задатчик 24 температуры, подключенный к выходу четвертого блока 25 сравнения, выход которого подключен к дополнительной секции 26. второго нагревателя через последовательно соединенные третий исполнительный элемент 27 и второй элемент 28 совпадения, второй вход которого соединен с выходом пятого блока 29 сравнения, входами соединенного с вторым задатчиком 30 количества испаренного вещества и вторым входом интегратора 19, а второй вход третьего исполни- тельного элемента 27 соединен с вторым выходом второго исполнительного элемента 21Входы второго блока 15 сравнениясоединены с вторым задатчиком 7 температуры и выходом первого блока 8сравнения, а выход - с первым входомпервого элемента 18 совпадения, выходом соединенного с входом второго исполнительного элемента 21, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 16 сравнения, входы которого соединены с первым задатчиком 20 количества испаренного вещества и с выходом интегратора 19, входом подключенного к выходу первого блока 8 сравнения.Выход триггера 14 с раздельными входами подключен к второму входу первого исполнительного элемента 11, а второй вход - к второму выходу регулирующего блока 10, причем второй выход датчика 13.положения запорного элемента соединен с входом ключевого элемента б, а третий вы- . ход - с входом первого задатчика 9 температуры.Регулирующий блок 10, блоки 8 и 15 сравнения и датчик температуры выполнены в виде стандартного автоматического потенциометра, снабженного электромеханическими задатчиками, регулирующими контактами и интегрирующим устройством.Кроме того, в регулирующий блок входит источник напряжения ( не показан ) для питания секций 12, 22 и 26 нагревателя, а ключевой элемент б содержит источник питания первого нагревателя 5.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии запорный элемент 3 закрыт, с ключевого эле,мента б на нагреватель 5 теплового расходомера 4 поступает. пониженное напряжение. Температура теплового расходомера 4, соответствующая этому напряжению, фиксируется датчиком 7 температуры, сигнал с которого поступает на один из входов первого блока 8 сравнения и компенсируется напряжением, поступающим с выхода задатчика 9. Сигнал На выходе блока 8 сравнения равен нулю, а на выходе регулирующего блока есть напряжение для. питания нагревателя, которое однаконе поступает на вход верхней секции12, так как исполнительный элемент11 закрыт сигналом с первого выходатриггера 14. Не поступает напряжение и на нижнюю секцию 22 нагревателя, так как элемент 18 совпадения10 закрыт при отсутствии выходного сиг-нала с первого исполнительногоэлемента 11. Соответственно, закрыти второй исполнительный элемент 21при отсутствии сигнала с элемента 185 совпадения и блока 16 сравнения. Свторого задатчика 17 температуры наблок 15 сравнения поступает сигнал,соответствующий величине расходаиспаряемого вещества вблизи нижнего20 предела регулируемых расходов. Такесли регулятор 10 настроен на подцер,жание расхода в диапазоне 40+5 кг/ч,то задатчик 17 выдает сигнал, соответствующий расходу 36 кг/ч.На блок 16 сравнения с задатчика20 поступает сигнал, соответствующий остатку испаряемого вещества виспарителе, при котором для получения номинального расхода 40 кг/чверхняя секция 12 нагревателя должна быть постоянно включенной привыключенной нижней секции 22.В исходном состоянии устройствана выходе задатчика 24 устанавливается значение напряжения, равноеЗ 5 напряжению термобатареи 23 при расходе 1 кг/ч. На выходе задатчика 30устанавливается сигнал, равный соответствующему сигналу интегратора 19,при котором в испарителе остается40 примерно 10 кг неиспаренного вещества и при котором на выходе блока 29сравнения появляется сигнал.При открытии запорного элемента3 с датчика 13 положения запорного45 элемента поступают сигналы на входключевого элемента б и на первыйвход триггера 14 с раздельными входами. При этом на первый нагреватель5 поступает номинальное напряжение,а с выхода задатчика 9 температурына второй вход блока 8 сравненияпоступает напряжение задания, соответствующее сигналу датчика 7 температуры при нулевом расходе газаи номинальном напряжении на первомнагревателе 5,Из-за инерционности тепловогорасходомера 4 сигнал датчика 7 температуры .-Пазу не достигает номинальной величины, поэтому на выходе60 блока 8 сравнения присутствует сигнал, соответствующий максимальномурасходу ( более заданного расхода).При исправности теплового расходомера 4, блока 8 сравнения и регулирую 65 щего блока 10 с второго выхода регу 1015343теля расход в зависимости от изменения состояния и формы вещества виспарителе может продолжать повышаться при включенной верхней секции 12 нагревателя, Если расход возрастает до номинального (40 кг/ч ),то отключается и верхняя секция 12нагревателя. Далее расход еще некоторое время может снова поддерживаться вблизи номинального путем 10 включения и выключения верхней секции 12 нагревателя при включенной нижней секции 22.По мере уменьшения вещества в испарителе наступает момент, когда верхняя секция 12 нагревателя будет постоянно включенной, а расход будет поддерживаться на нижнем допускаемом уровне (36 кг/ч ) путем включения и выключения нижнего нагревателя.когда основная масса твердого вещества испарится, то и при постоянно включенных секциях 12 и 22 нагревателя расход будет уменьшаться. При этом малые расходы (менее 5 кг/ч) будут точнее фиксироваться задатчиком 23 температуры. 15 20 25 Когда расход газа будет равен установке задатчика 24 (примерно 1 кг/ч), то с четвертого блока 25 сравнения поступает сигнал на первый вход второго элемента 28 совпадения, на второй вход которого сигнал с пятого . блока 29 сравнения поступает тогда, когда интегратор 19 зарегистрирует, что основная масса твердого вещества удалена из испарителя и показание его равно установке задатчика 30 количества испаренного вещества. При этом элемент совпадения 28 подает сигнал на третий исполнительный элемент 27, который подает напряжение на секцию 26 нагревателя при условии, что с второго выхода второго исполнительного элемента 21 поступает сигнал на второй вход третьего исполнительного элемента 27 при включенных секциях 12 и 22 нагревателя. Включение секции 26 нагревателя обеспечивает надежное удаление остатков твердого вещества из испарителя в течение заданного времени.При испарении всего вещества из испарителя запорный элемент 3 закрывается, а с выхода датчика 13 положения запорного, элемента на первый вход триггера 14 с раздельными входами поступает сигнал, вызывающий через исполнительные элементы 11, 21 и 27 отключение всех секций нагревателя. По сигналу с выхода датчика 13 положения запорного элемента уменьшается напряжение на первом нагревателе 5 и изменяется напряжение задатчика 9 температуры. Через время, определяемое инертностью теплового расходомера 4,. сигнал на выхо 30 35 40 45 50 55 60 65 лирующего блока 10 поступает сигнална второй вход триггера 14 с раздельными входами, сигнал с выхода которого вызывает срабатывание первогоисполнительного элемента 11, приэтом на верхнюю секцию 12 нагревателя напряжение не подается. По мерепрогревания теплового расходомера4 сигнал с датчика 7 температурыувеличивается, а сигнал на выходеблока 8 сравнения уменьшается.При достижении сигналом на выходеблока 8 сравнения уровня, соответствующего заданному расходу 40 кг/ч,регулирующий блок 10 через исполнительный элемент 11 подает напряжениена верхнюю секцию 12 нагревателяи начинается испарение кристаллического вещества. КоличестВо испаренноговещества регулируется интегратором 19На нижнюю секцию 22 нагревателянапряжение с элемента совпадения непоступает, так как на второй входисполнительного элемента 21 не поступает разрешающий сигнал с блока16 сравнения. Поэтому температуратвердого вещества в нижней части испарителя ие достигает температурыиспарения и вероятность образованияв веществе замкнутых полостей, заполненных газом, уменьшается. Когдаинтегратор 19 зафиксирует уменьше-.ние вещества в верхней части испарителя до уровня, определяемого задатчиком 20 подбираемого экспериментально ), при котором расход газачерез тепловой расходомер начнетпадать несмотря на увеличение допредела времени включения верхнейсекции 12 нагревателя, то с блока1 б.сравнения поступает сигнал наоткрытие второго исполнительного элемента 21.Если расход испаряемого продукта :упадет до нижнего допускаемого предела (36 кг/ч ), определяемого эадатчиком 17, с второго блока 15 сравнения поступает сигнал на первый вход элемента 18 совпадения, на второй вход которого уже поступает напряжение с исполнительного элемента 11 при расходе меньше заданного 1,40 кг/ч ). Это напряжение через открытый исполнительный элемент 21 по". ступает на нижнюю секцию 22 нагревателя и увеличивает расход испаряемого вещества за счет нагрева ниж" ней части испарителя.Когда расход испаряемого вещества начинает превышать нижний допускаемый предел (36 кг/ч ), то нижняя секция 22 нагревателя отключается. сигналом с блока 15 сравнения, запрещающим прохождение напряжения с первого исполнительного элемента 11 через элемент 18 совпадения на второй исполнительный элемент 21. При отключении нижней, секции 22 нагрева1015343 де блока 8 сравнения становится равным нулю.Таким образом, предлагаемое устройство для управления процессом испарения позволяет стабилизировать процесс испарения и уменьшить количество выбросов газа благодаря тому,что нагреватель на испарителе выполнен секционированным, а управлениесекциями производится в зависимостиот количества вещества, находящегосяв испарителе,Составитель Л. Цаллаговаедактор А. ОгарТехред Ж,Кастелевич КорректорКос Тираж 874 Государственного елам изобретений сква, Ж, Рауш еССР ак 4/5 иал пПп "патент", г. Ужгород, ул, проектная,08/44 ВНИИП по 113035, Подписи комитета и открыти кая наб.,