Устройство автоматического управления режимом работы гидроциклона

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ 8 К АВТОРСКОМУ о тел м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский ордена Трудов го Красного Знамени инженерно-строи ный институт им. В.П. Чкалова (53) 66.012-52(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 544474, кл. В 04 С 5/07, 1975.Найденко В,В. Применение математических методов и ЭВМ для оптимизации и управления процессами разделения суспензий в гидроциклонах. Горький, Волго-Вятское книжное изда тельство, 1976, с. 226.Авторское свидетельство СССР В 492310, кл. В 04 С 5/6, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ГИДРОЦИКЛОНА, содержащее концентратомер, установленный на входном патрубке гидроциклона и связанный через первый усилитель с функциональным пре 5 ц 4 В 04 С 11/00; С 05 0 27/ образователем, механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка гидроциклона и трубопровод освет" ленной суспензии, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы и эффективности очистки, механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка выполнен в виде обратного усеченного коаксиального конуса с углом конусоности 15 - 25 , системы рычагов и реверсивного двигателя, а устройство дополнительно содержит электроконтактный манометр, установленный на трубопроводе осветленной суспензии, второй усилитель и электромагнит, при этом выходы реверсивного двигателя и электромагнита соединены через систему рычагов с обратным усеченным коаксиальным конусом, вход реверсив" ного двигателя связан с выходом функционального преобразователя, а вход электромагнита через второй усилитель - с электроконтактным маномет 1180080Изобретение относится к автоматическому управлению технологическимипроцессами, в частности к автоматическому управлению процессом разделения суспензий в гидроциклонах, и 5может быть использовано в химической, целлюлозно-бумажной, горнорудной, угледобывающей и других отраслях промышленности, а также дляочистки сточных вод от механических 1 Опримесей.Цель изобретения - повышение надежности работы и эффективностиочистки.На Фцг, 1 цзображены графики измсцецця величины диаметра песковогопатрубка ри его открытии или закрытии от рабочей высоты обратного конуса при различных углах конусностиобратного конуса; на фиг.2 - кривые 20изменения величины погрешности регулирования площади пескового патрубкапри различных углах конусности обратного конуса с учетом инерционностисистемы; на фиг,3 - кривая изменения 25величины эффективности очистки (эф"фективцости работы гидроциклона) приразличных углах коцусности обратногоконуса; на фиг.4 - принципиальнаясхема устройства автоматического регулирования режимом работы гидроциклона,Устройство содержит проточный концентратомер 1, установленный на тангецциальном подводящем патрубке гидроциклона и имеющий в своем составеисточник 2 света и Фотсприемник 3,связанный через первый усилитель 4и функциональный преобразователь 5с реверсивным двигателем 6. Площадь Опескового патрубка 7 регулируют спомощью обратного усеченного коаксиального конуса 8, имеющего сквозноеотверстие для подачи воздуха в рабочуюкамеру гидроциклона. Обратный усечен"ный конус зажат в обойму, котораядвижется по направляющим 9.Система аварийного открытия пескового патрубка 7 включает электроконтактный манометр 10, установленный 50на сливной линиигидроциклона, второйусилитель 1 1 и электромагнит 12. Реверсивный двигатель 6 и электромагнит 12 связаны с обратным усеченнымкоаксиальцым конусом 8 через систему .5513 рычагов. Соосное расположениепескового патрубка 7 и обратного усеченного конуса 8 достигается за счет болтового соединения нижнегофланца гидроциклона со шламовой камерой, в которой установлены направляющие 9.Обратный усеченный коаксиальный конус 8, система 13 рычагов и реверсивный двигатель 6 образуют механизм регулирования проходного сечения пескового патрубка 7.Автоматическое управление режимом работы гидроциклона осуществляется следующим образом.Исходная суспензия, поступающая в гидроциклон через тангенциальный патрубок, сепарируется в рабочей камере гидроциклоца под действием центробежных сил, при этом осветленная суспензия отводится по сливцому патрубку ца дальнейшую очистку, а взвешенные частички суспецзии цаправляются к песковому патрубку. Концентрацию взвешенных частицв исходной суспецзии, проходящейчерез проточный концентратомер 1,контролируют с помощью входящих вего состав источника 2 света и Фо"топриемника 3, Сигнал о величинеконцентрации взвешенных веществ висходной суспензии с коццецтратомера 1 усиливается с помощью первого усилителя 4 и подается на автоматический Функциональный преобразователь 5, представляющий собой авто- компенсационное устройство, преобразующее сигнал от концентратомера в импульс, воздействующий через реверсивный двигатель 6 и систему 13 рычагов на обратный усеченный коаксиальный конус 8, который в свою очередь, двигаясь вверх, уменьшает проходное сечение пескового патрубка, а двигаясь вниз увеличивает его.Функциональный преобразователь 5 выполнен в виде шаблона, по которому скользит ролик копира. Профиль шаблона представляет собой кривую, отражающую зависимость диаметра пескового отверстия от концентрации твердой Фазы в исходной суспензии. Определенное положение копира на шаблоне соответствует определенному значению проходного сечения пескового патрубка. Ролик копира связан через реверсивный двигатель 6 с механизмом перемещения обратного усеченного конуса 8 в вертикальной плоскости, тем самым открывая или закрываяпесковый патрубок 7 в зависимости от концентрации взвешенных веществв исходной суспензии.При забивке пескового патрубка 7 резко повышается давление в спивном потоке, отводимом через сливной патрубок. При этом замыкается контакт электроконтактного манометра 10, установленного на трубопроводе осветленной суспензни. Слабый сигнал 10 с электроконтактного манометра 10 поступает на второй усилитель 11, который преобразует его в мощный сигнал и подает на электромагнит 12, с помощью которого через систему 15 13 рычагов осуществляют перемещение обратного усеченного конуса 8 в крайнее нижнее положение, полностью открывая песковый патрубок 7. Время полного открытия пескового патрубка 20 7 составляет 1-2 с, поэтому гидро- циклон не успевает забиться полностью, Образовавшаяся пробка выбивается давлением жидкости в аппарате, давление в сливном потоке нормали зуется и вся система возвращается в исходное положение.Анализ характера прямых на фиг. 1 показывает, что наиболее плавное регулирование размеров пескового пат- З 0 рубка 7.достигается при угле конусности М = 5 . Однако в данном случаеовремя, в течение которого происходит полное заквытие пескового патрубка 7, больше, чем прн угле конусности ж = 60 , что является нежелательным,о 35 так как изменения концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии могут быть значительными и система не будет успевать отрабатывать снг 40 нал, Кроме того, наименьшее время, в течение которого происходит полное закрытие пескового патрубка 7; будет при угле конусности м = 60-. В этомо случае при ь, = 5 появляется другоеонежелательное явление - инерционность системы, т.е, время запаздывания выполнения действия по сравнению с поступлением сигнала.В предлагаемом устройстве при ско 50 рости поступательного движения обратного коаксиального конуса 1 см/с время запаздывания, т.е. инерционность устройства, не превышает 0,5 с.Из сравнения кривых на фиг. 2 следует, что наибольшая величина погрешности регулирования соответствует углу конусности с = 60 , а наимень- о шая величина погрешности соответствует углу конусности= 5 , однако при таком угле конусности высота (Ь) значительно больше чем при угле коонусности К = 60. В этом случае при регулировании размеров пескового патрубка 7 значительная часть конуса .находится в рабочей камере гидро" циклона, что приводит к существенным изменениям в гидродинамической обстановке аппарата, а это в свою очередь вызывает снижение эффективности очистки, т.е. эффективности работы гидроциклона.Анализ характера изменения кривой на фиг. 3 показывает, что максимальная величина эффективности очистки (эффективности работы гидроциклона) достигается при угле конусности обо ратного усеченного конуса 15-25. Эффективность очистки снижается до 503 и ниже при уменьшении угла конус- ности от 15 до 5 о. Именно при таких углах конусности значительная часть обратного конуса находится в рабочей камере гидроциклона, что ведет к снижению эффективности его работы. При увеличении угла конусности свыше 25 также наблюдается снижение эффективности работы гидроциклона иэ-за резкого увеличения величины относительной погрешности, достигающей при угле конусности М - 60-803.Одновременное регулирование сечения лескового патрубка гидроциклона в зависимости от концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии и от давления и сливном патрубке позволяет работать на суспензиях с различной. концентрацией и повышает работоспособность и надежность работы устройства.Эффективность очистки при регулировании размеров пескового патрубкас помощью резиновой манжеты значительно ниже, чем при испЬльэовании обратного усеченного конуса, Крометого,в первом случае забивка пескового патрубка наступает через каждые 15 - 40 мин (в зависимости от концентрации взвешенных веществ в исходной суспензии), между тем как во втором случае забивки .гидроциклона не происходило. Таким образом, предлагаемое устройство более надежно в работе, так как наличие системы аварийного открытия пескового патрубка обеспечи 1180080вает бесперебойную работу гидроциклона в течение всего срока службы,Кроме того, при использовании в качестве исполнительного механизма обратного усеченного конуса с угломоконусности Ж = 15-25 повышается эффективность очистки в среднем на 15- 207