Устройство для автоматического управления процессом жидкостной экстракции в аппарате с перемешиванием

(5 И 4 В 01 О 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ническии инсти кой Октябрьско ции Демче енко, вачко ельство СССР 23/00, 1982, ьство СССР 23/00, 1979,(54) УУПРАВЛЕРАКЦИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОМ ЖИДКОСТНОЙ ЗКС С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ тносится к .автом идкостной экстрак ТРОИСТВО ДЛЯНИЯ ПРОЦЕСВ АППАРАТЕобретениепроцессажет быть и И тизаци, ции, м ользовано в хими 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидеУ 1087980, кл, С 05Авторское свидетелУ 768403, кл, С 05 О ческои промышленности и позволяетсократить энергозатраты и повыситьстепень очистки продукта. Устройствосодержит датчик (Д) 1 количества оборотов, соединенный с приводом электродвигателя мешалки 2, установленнойв экстракционном аппарате 3. ВыходД 1 связан с входом регулятора (Р) 15 и одним из входов блока 4 вычисления производных, Один из выходов последнего подключен к последовательносоединенным потенциометру 9, сумматору 11, блоку 13 ограничения сигналов,и Р 15, Второй выход блока 4 связанс последовательно соединенными потенциометром 10, сумматором 12, блоком14 ограничения сигналов, подключенньк одному из входов пропорциональногоР 16, Второй вход последнего связанс датчиком расхода растворителя, авыход Р 16 подключен к клапану,17расхода растворителя, 2 ил, 1338871Изобретение относится к техникеавтоматического управления процессомжидкостной экстракции и может бытьиспользовано в химической, фармацевтической, пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности,Целью изобретения является экономия энергозатрат и повышение степениочистки продукта эа счет оптимизациипроцесса.На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - блок-схема блокавычисления частных производных,Устройство (фиг, 1) содержит датчик 1 количества оборотов (тахометр),соединенный с приводом электродвигателя мешалки 2, установленной в экстракционном аппарате 3. Выход датчика1 количества оборотов двигателя соединен с первым входом блока 4 вычисления частных производных, второйвход которого соединен с датчиком 5расхода, установленным на линии 6подачи растворителя, Выходы 7 и 8блока вычисления производных соедине.ны с входами потенциометров 9 и 10,выходы которых соединены с первымивходами сумматоров 11 и 12 соответственно, Вторые входы сумматоров 11 и .12 соединены с датчиками количестваоборотов двигателя 1 и расхода растворителя 5 соответственно, Выходысумматоров 11 и 12 через блоки 13 и14 ограничения сигналов соответственно соединены с первыми входами пропорциональных регуляторов 15 и 16соответственно. Второй вход регулятора 15 соединен с выходом датчика1 количества оборотов двигателя, авторой вход регулятора 16 - с выходом датчика 5 расхода растворителя,Выход пропорционального регулятора15 соединен с приводом электродвигателя мешалки 2, а выход пропорционального регулятора 16 - с датчиком17 расхода растворителя,Блок 4 вычисления частных производных содержит потенциометр 18, первый вход которого соединен с задатчиком 19 постоянного коэффициентаа второй - с датчиком 5 расходарастворителя, а выход - с первым входом сумматора 20, второй вход которого соединен с задатчиком 21 постоянного коэффициента, а третий - с выходом потенциометра 22, первый и второй входы которого соединены с датчиком 5 расхода растворителя, а третий - с задатчиком 23 постоянногокоэффициента а, Выход сумматора 20соединен с первым входом сумматора 524, второй вход которого соединен сзадатчиком 25 концентрации примесейв продукте, а третий - с выходом сумматора 26, Первый вход последнегосоединен с выходом потенциометра 27,первый вход которого соединен с датчиком 1 количества оборотов электродвигателя мешалки, а второй вход - свыходом потенциометра 28, первый входкоторого соединен с задатчиком 29 постоянного значения коэффициента а;а второй - с выходом датчика 5 расхода растворителя, Второй вход сумматора 26 соединен с выходом потенциометра 30, первый вход которого соединен с выходом задатчика 31 постоянного значения коэффициента а, авторой - с выходом датчика 1 количества оборотов двигателя, Выходумма тора 24 соединен с первым входом потенциометра 32, второй вход которогосоединен с выходом задатчика 33 значения, равного 2, а выход - с первымвходом потенциометра 34, второй входкоторого соединен с выходом сумматора 35, первым входом соединенного свыходом потенциометра 36, вторымвходом - с выходом потенциометра 28,а третьим - с выходом задатчика 31 35значения постоянного коэффициента а,Первый вход потенциометра 36 соединен с задатчиком 33 постоянного коэфФициента 2, второй - с задатчиком37 постоянного коэффициента а, а аотретий - с выходом датчика 1 количества оборотов двигателя и с первымвходом потенциометра 38, второй входкоторого соединен с задатчиком 37 постоянного коэффициента, Выход потенциометра 38 соединен с первым входомпотенциометра 39, второй вход которого соединен с выходом датчика 1 количества оборотов двигателя, а выход -с третьим входом сумматора 26. Выходпотенциометра 32 соединен с первым 50входом потенциометра 40, второй входкоторого соединен с выходом сумматора 41, первый вход которого соединенс выходом задатчика 19 значения постоянного коэффициента а второй 55вход - с выходом потенциометра 42,первый вход которого соединен с выходом датчика 5 расхода растворителя,второй вход - с задатчиком 23 значе 13 38871дели ния постоянного коэффициента а 1 а третий - с выходом задатчика 33 зна - чения по.стоянного коэффициента 2.Третий вход сумматора 4 соединен с выходом потенциометра 43, первый вход которого соединен с задатчиком 29 значения постоянного коэффициента а а второй - с выходом датчика 1 количества оборотов электродвигателя мешалки, Выход потенциометра 34 соединен с входом потенциометра 9, а выход потенциометра 40 - с входом потенциометра 10Устройство для автоматического управления процессом жидкостной эстракции в аппарате с перемешиванием работает следующим образом,С датчика 1 количества оборотов двигателя сигнал, равный текущему значению количества оборотов двигателя П", , поступает на первый вход блока 4 вычисления частных производных, на второй вход которого поступает сигнал равный текущему значеЭинию расхода растворителя аР , с датчика 5 расхода растворителя, В блоке 4 (фиг. 2) вычисляются значения частных производных где 1 = (С., ц -Сал ) квадратичныйкритерий качества"С- текущее значение концентрации. примесей, определяемое по математической могде аа, а, а, а, а 4 и а - постоянные коэффициенты.С первого выхода блока 4 сигнал,, равныйпоступает на вход потенаП,Бциометра 9, где реализуется его умножение на постоянный коэффициент й 1,С выхода потенциометра 9 сигнал, равный Ъ у- - со знаком - поступаета 11 11ОБна первый вход сумматора 11, на второй вход которого поступает сигнал,равный текущему значению количестваП,оборотов двигателя и , В сумматоре11 происходит сложение поступающихсигналов, Суммарный сигнал, равный П 1ф 31и" = и" - 1с выходя суммаОБАПППтора 11 поступает на вход блока 13ограничений, где сравнивается с сигналом, равным максимально допустимому числу оборотов двигателя иБмато на пеРвый06 ОБ МаКсвход регулятора 15 поступает сигнал,П10 равный и, в противном случае - сиги .нал, равный иоБНа второй входрегулятора 15 поступает сигнал, равнЫй П с датчиха 1 количества оборотов, С выхода регулятора 15 на при вод двигателя мешалки поступает управляющий сигнал, пропорциональныйразности текущего значения количества оборотов двигателя и рассчитаннопго оптимального значения (К ППФ20 -лоб )С второго выхода блока 4 сигнал,. аравный уев , поступает на вход поРтенциометра 10,где реализуется его 25 умножение на постоянный коэффициентС выхода потенциометра 1 О сигнал,3111 11р ав ный 1 - и, - со знаком - , по ступа 2 дает на первый вход сумматора 12, на 30 второй вход которого с датчика 5 расхода растворителя поступает сигнал,иравный значению а , В сумматоре 12происходит сложенйе поступающих сиги 11налов. Суммарный сигнал, равный аа 135 = а -Я - с выхода сумматора 12ОППОБпоступает на вход блока 14 ограничений, где сравнивается с сигналом, рав.ным максимально допустимому значению 40 расхода растворителя аР а, . Еслиа ъ а мск, то на первый вход регур Р Макслятора 16 поступает сигнал, равныйа , в противном случае - сигнал,1 максравный а, На второй вход регулятора 16 поступает сигнал, равныйама с Датчика 17 РасхоДа Растворйтеля поступает. управляющий сигнал,пропорциональный разности текущегозначения расхода растворителя и рассчитанного оптимального значения " (к,(а", - а"," ).Влок 4 вычисления частных производных работает следующим образом,Сигнал, равный значению расхода 55растворителя аР с датчика 5 расходапоступает на первые входы потенциометров 18, 28 и 42, а также на первый и второй входы потенциометра 22Потенциометры 18 и 28 реализуют ум1338871 епотенциометра 36, а на третий - сигнал, равный постоянному коэффициентуа , с задатчика 31. С выхода сумматора 24 сигнал, равный (а + а Ц,р +5оа 2 О,р+ 3 ПоБ + 4 о 6 50.р и ) - сД, поступает на первыйвход потенциометра 32, на второй входкоторого поступает сигнал, равный 2,с задатчика 33 постоянного коэффициента 2. С выхода потенциометра 32сигнал, равный произведению поступающих сигналов, поступает на первыевходы потенциометров 34 и 40, Навторой вход потенциометра 34 поступает сигнал, равный (а + 2а 4 и ++ а Яр), с выхода сумматора 35, ас выхода потенциометра 34 сигнал,равный значению частной производной- 2 (а +а 0 +а 0 +а хЭ 1 г2ЗП ооБх П Б а 4ПОБ а (1 р ПоБ)з 1 " (аъ + 2 аи+ а Ор)поступает на вход потенциометра 9 фиг, 1),)5 С выхода потенциометра 43, сигнал,равный аБ иоБ, поступает на первыйвход сумматора 41, на второй входкоторого поступает сигнал, равный2 а 2 Я р, с выхода потенциометра 42,Зи на третий - сигнал, равный а с задатчика 19. В сумматоре 41 происходит сложение поступающих сигналов,и с его выхода сигнал, равный (а +(первый вход которого поступает сигнал, равный 2 (ао + а,0.р + агар +С выхода потенциометра 40 поступаетет, ЭОО сигнал равныи - : 2 Г(а + а 0+х о 1+аО +а и+а и +ах2 а й ), на вход потендиометра 1 О(Фиг, 1Использование изобретения позволяй ет улучшить качество очистки продукта, уменьшить технологическую себестоимость процесса экстракции за50счет более рационального использова+ ния дорогостоящего растворителя иуменьшения его потерь с продуктами,а также значительно снизить объем некондиционной продукции,ножение сигнала а на постоянные корэффициенты а, и а соответственно,Сигналы, равные постоянным коэффициентам а и а, поступают на вторыевходы потенциометров 18 и 28 соотнетственно с эадатчикон 19 и 29 постоянных коэффициентов соответственно, Навторой вход потенциометра 42 поступает сигнал, равный 2, с задатчика 33,а на третий его вход и третий входпотенциометра 22 - сигнал, равный а 2с задатчика 23, С выхода потенциомет2ра 22 сигнал, равный а 21, поступаетна первый вход сумматора 20, на второй вход которого поступает сигнал,равный а с выхода задатчика 21, ана третий - сигнал, равный а,0 р,с выхода потенциометра 18,Потенциометр 28 осуществляет умножение сигнала равного Яр, на постоянный коэффициент ад. Сигнал, равный скорости вращения ротора мешалкиПоь, постУпает на пеРвые вхоДы потенциометров 43, 27, 36, 38 и 30, нвторые входы которых поступают сиг -НаЛЫ, раВНЫЕ а, аБ 1 р, а 4 х а 4 аЗс задатчика 29 постоянного коэффициента а , с выхода потенциометра .28с задатчика 37 постоянного коэффициента а 4 задатчика 31 постоянного коэффициента а соответственно,В перечисленных потенциометрахпроисходит умножение поступающих синалов, На первый вход потенциометра39 поступает сигнал, равный аивыхода потенциометра 38, на второйвход которого поступает сигнал, равный и , с датчика 1 количества оборотон двигателя, С выхода потенциом,Ра 27 сигнал, Равный аЯ о и Б, поступает на первый вход сумматора 26на второй вход которого поступаетсигнал, Равный а по , с выхоДа потенциометра 30, а на третий - сигна 1равный ао и , с выхода потенциомра 39. С выхода сумматора 26 сигналравный адЯр и+ а и + ахи, постуйает на первый вход сумоБ хматора 24, на второй вход которогопоступает сигнал, равный а + а 0 рв О+ а 211 р с выхода сумматора 20, а йатретий - сигнал, равный заданномузначению концентрации примесей Сд сзнаком "-", с задатчика 25 заданногозначения концентрации примесей, Напервый вход сумматора 35 поступаетсигнал, равный а Ор, с выхода потенциометра 28, на второй вход -сигнал, равный 2а 4 ис выходаОБ Формула из обретения Устройство для ав тома тиче ского уп равления процессом жидкостной экстракции н аппарате с перемешиванием,)111811 Заказ 4159/4 Тираж 6 писно Произв.-п Проектная,гр.,пр-тие, г. Ужгород содержащее датчик и регулятор расхода растворителя, датчик числа оборотов двигателя мешалки, соединенныйчерез регулятор с двигателем мешалки, блоки умножения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью экономии энергозатрат и повышения степени очистки продукта за счет оптимизации процесса, оно дополнительносодержит задатчик концентрации примесей в готовом продукте, блок вычисления частных производных по расходурастворителя и числу оборотов двигателя мешалки, сумматоры, блоки ограничения, при этом задатчик, датчикирасхода растворителя и число оборо"тов двигателя мешалки соединены с Ьвходами соответствующих сумматоров ис блоком вычисления частных производных, выходы которого через соответствующие блоки умножения подключены кдругим входам сумматоров, выходы которых через соответствующие блоки ограничения с регуляторами числа оборо-,тов двигателя мешалки и расхода растворителя соединены с .двигателем мешалки и исполнительным механизмом на 15 линии подачи растворителя.