Устройство для регулирования работы мешалки аппарата периодического действия

.83 с тивыходтелем астоты ия контуоторого 85: Бюл. У 8 тров, В,В, Челышк .ключе вход с ель темпеВ.А71)бьед вское пр "Химвол Ратувьй оизво к нтс.-вед.-;се7" я у пд - .ти уры, а перены с кон-:тли -и зтсрс 1 хсдц со обсгодв я тем,и у м внешнего(088.8) 53) 56) 6, 012-5А.втор а т целью мешива юще с ичения ин В 405 з, кл,2, Авторско У 513715, кл. (54)(57) УСТРО РАБОТЫ ИЕШАЛКИ РО ДЕЙСТВИЯ, тока нагрузки й п о гапряж и блоко торо о сое нт Щ ) 3 о 3 .: . 09.08 28.02 А,А.И :Цаль могил инр ", и ое свидетель.011/00, :;:3.свидетельство01 Р 13/04,. 1973 СТВО ДЛЯ РЕГУГПГОВ ИМЯ АПИАРАТА ПЕРИОпИцЕуОдержашее изеритель вигателя мешалки тиразователь частот;. и станционным здаюшобратной связи вход ен сизмерителем тока нагрузки двигателяристорным преобразсвнапряжения, блок перра внешнего обогрева инеи черд по обрадов ры с датчиком темпера увел тенсивности перения за счет повышения зйфективностиотводя избыточной тепло.ь:, диссипации,оно дополнительно снасженс контуромвнешнего охлаждения подключеннымпараллельно кснтс ру внешнегс обогрева и состоящим и:- после"-вятельнс со.единенных обрати.г. клапана холо -дильникя и насос =: .к управленияэлектроприводом: тсрсгс соединен свторым выходом бл=кя переключенияко ура внешнего обогрева.114215Изобретение относится к устройствам для регулирования работы мешалки аппаратов периодического действия, предназначенных для изготовления продуктов, вязкость которых изменяется в процессе изготовления,в частности при производстве полиэфирных смол.Известно устройство для регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой, осуществляющееизменение скорости вращения мешалкив зависимости от вязкости перемешиваемой среды и ее объема Г 17.Недостатком этого устройства является снижение интенсивности перемешивания на завершающей стадии периодического процесса, когда во избежание перегрева необходимо снижатьчастоту вращения мешалки.20Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля регулирования работы мешалки аппарата периодического действия, содержащее измеритель тока нагрузкидвигателя мешалки, тиристорный преобразователь частоты и напряжения сдистанционным задающим блоком и блоком обратной связи, вход которого соЗОединен с измерителем тока нагрузкидвигателя, а выход - с тиристорнымпреобразователем частоты и напряжения, соединенным с преобразователемтемпературы, блок переключения контура внешнего обогрева, вход которо- З 5го соединен с тиристорным преобразователем частоты и напряжения и черезпреобразователь температуры с датчиком температуры, а первый и второйвыходы соединены с контуром внешнегообогрева 2 1Однако в устройстве во избежаниеперегрева реакционной среды, обусловленного диссипацией механическойэнергии перемешивания, необходимоснижать частоту вращения мешалки назавершающей стадии периодическогопроцесса, когда вязкость среды становится особенно высокой. В результате снижения интенсивности перемешива"ония на этой стадии скорость химического превращения также снижается.Цель изобретения - увеличение интенсивности перемешивания за счетповышения эффективности отвода избы-точной теплоты диссипации,Указанная цель достигается тем,что устройство для регулирования ра 7 гботы мешалки аппарата периодического действия, содержащее измеритель тока нагрузки двигателя мешалки, тиристорный преобразователь частоты и напряжения с дистанционным задающим блоком и блоком обратной связи, вход которого соединен с измерителем тока нагрузки двигателя, а выход - с тиристорньм преобразователем частоты и напряжения, блок переключени контура внешнего обогрева, вход которого соединен через преобразователь температуры с датчиком температуры, а первый и второй выходы соединены с контуром внешнего обогрева, дополнительно снабжено контуром внешнего охлаждения, подключенным параллельно контуру внешнего обогрева и состоящим из последовательно соединенных обратного клапана, холодильника и насоса,блок управления электроприводом которого соединен с вторым выходом блокапереключения контура внешнего обогрева,На фиг,1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг.2циклограммы работы отдельных контуров устройства,Устройство для регулирования работы мешалки аппарата периодическогодействия (фиг.1) состоит из приводного электродвигателя 1 мешалки 2 ап 7парата 3 периодического действия.Двигатель 1 подключен к выходу тиристор-.нн о преобразователя 4 частоты и напряжения, охваченного цепью отрицательной обратной связи содержащейизмеритель 5 электрической нагрузкидвигателя 1 и блок б обратной связи.Сигнал обратной связи на выходе преобразователя 4 сравнивается с задающим сигналом, поступающим с дистанци.онного задающего блока 7. К рубашкеаппарата 3 подключен контур внешнегообогрева, состоящий из ребойлера 8 снагревательным змеевиком 9 первичного теплоносителя, нагнетательной паровой линии 10 и линии 11 возвратаконденсата. Параллельно контуруобогрева подключен контур охлаждения,включающий в себя обратный клапан 12,холодильник 13, межтрубное пространство которого подключено к магистрали 14 первичного хладоагента, и циркуляционный насос 15 с электроприводом и блоком 1 б управления электроприводом.Вход преобразователя 17 температуры соединен с датчиком 18 температу3 11421ры аппарата 3, а выход - с блоком 19переключения контура внешнего обогре -ва. В состав блока 19 переключенияконтура внешнего обогрева входят регуляторы 20 и 21, включенные парал-лельно, Выходы регуляторов 20 и 21соединены с регулирующим клапаном 22,установленным на линии подачи теплоносителя в змеевик 9 ребойлера 8,Выход регулятора 21 соединен такжес блоком управления 16 электроприводом насоса 15На фиг.2 обозначено: 23 - криваятемпературы аппарата Т, 24 - криваятеплового потока диссипации 025 - циклограмма работы контура охлаждения 26 циклограмма работыконтура внешнего обогрева.Устройство работает следующим образом. 20При нагревании аппарата в начальной стадии периодического цикла включен контур внешнего обогрева (цикло-грамма 26), состоящий из ребойлера8 прямой 10 и обратной 11 линий циркуляции греющего агента через рубашку аппарата 3. Регулятором 20 и клапаном 22 обеспечивается форсированный режим циркуляции первичного теп 1лоносителя через змеевик 9. Мешалка1 работает с постоянной максимальнойчастотой вращенияНасос 15 контураохлаждения отключен. Обратный клапан12 препятствует проникновению греющего агента в этот контур. Температура35Т аппарата 1 форсированно растет ик моменту окончания начальной стадиицикла достигает своего минимальногорабочего значения Т. (начальныйучасток кривой 23, фиг.2).При этомсрабатывает позиционный регулятор21, который переводит клапан 22 в заКрытое состояние и дает импульс навключение циркуляционного насоса 15.В дальнейшем клапан 22 самоудержива 45ется в закрытом состоянии независимоот величины сигнала, поступающего срегулятора 20, Подача греющего агента в змеевик 9 ребойлера 8 прекращается. Из ребойлера 8 в рубашку аппа Ората 3 поступает конденсат, охлажденный в холодильнике 13.Для поддержания наиболее интенсивного режима перемешивания реакционнойсреди, вязкость которой в завершающей 55стадии цикла:непрерывно возрастает,обеспечивают постоянство мощности БМфпотребляемой мешалкой при перемешива 57 4нин (кривая 24, фиг.2). Постоянство мощности ИА, равнозначно постоянству теплового потока, рассеиваемого в реакционной среде вследствие интенсивного ее перемешивания, т.е, теплота диссипации механической энергии;С(С)=М =сопятУсловию поддержания постоянства рабочей температуры аппарата соответствует равенствое(-)=е(-.),в котором 1;1(Ф) - величина потокахладоагента, циркулирующего через рубашку,Из последнего равенства .интервализменения температуры аппарата прирегулировании (ЬТР):щхсхдТ = ---- дТР щ (с) р хР .сгде щ , щР(е) - соответственномасса хладоагента и реакционной средыс с - средние удельные теплоемкости хладоагента иреакционной среды;ЬТ - перепад температуры хладоагента на входе и выходе из рубашки. В процессе работы аппарата с контуром охлаждения составляющие с ЬТхз хв щ , с практически не изменяются. Тогда последнее равенство можно представить в виде:1 Рх( ")в ,1 -(где к =сс щ;()ь Т- константа.Поскольку теплота диссипации по своей величине обычно гораздо ниже теплот экзотермических реакций, то для отвода избыточной теплоты диссипации требуется соответственно меньшая величина потока хладоагента щх(")При работе контура регулирования частоты вращения мешалки с поддержанием постоянства потребляемой мощности совместно с контуром охлаждения (циклограмма 25 фиг,2) температура аппарата будет изменяться в соответствии с характеристикой 23 (фиг,2).Подбором величины потока щпри непрерывной работе насоса 15 можно обеспечить условия идеальной компенсацииизбыточной составляющей энергиидиссипации:Однако из-за наличия тепловых возмущений в реальных системах для практических целей более целесообразно5 обеспечить ступенчатый режим работы насоса 15 и контура циркуляции жидкого хладоагента (циклограмма 25 фиг.2), выбирая; ФРХ Р п 11 ППутем подбора коэффициента усиления.преобразователя 17 величину Дт напрактике удается свести до десятыхдолей градуса, т.е. почти идеальнокомпенсировать избыточную теплотудиссипации,Более высокая эффективность отвода избыточной теплоты диссипации в изобретении обуславливается повышенной чувствительностью регулирования, так как передача теплоты диссипации в объем смеси и изменение величины потока хладоагента в крайних своих пределах происходит практически без-инерциойно, более тэчным поддержагнием постоянства заданной температуры независимо от характера изхенен.-,ячастоты вращения мешалки и вязкостиперемешиваемой среды, отсутствиемкаких бы то ни было специальных технических средств для регулированияпотока хладоагента, з.а исключениемединственной дополнительной связимежду позиционным регулятором блокапереключения контура внешнет о обогрева и блоком управления электроприводом циркуляционного насоса, отсутствием необходимости пополнения теплоносителя, обычно органического высо.котемпературного, как в нагревательном, так и охлаждающем контурах аппарата.Положительным эффектом при использовании предлагаемого техническогорешения является возможность интенсификации периодического процессасинтеза полиэтилентерефталата чтонапример, в условиях МогилевскогоПО "Химволокно" им.В.И.Ленина даетвозможность повысить производительность аппаратов периодического действия в среднем на 107 и получить продукт более высокого качества,1142157 зт 1Фиг. 2Составитель Б.Долотин Редактор Л.Авраменко Техред Л.Коцюбняк Корректор А.Ильин Заказ 597/8 .Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4