Устройство для контроля и регулирования температуры

(59 4 С 05 Р 23 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КООВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЯ И РЕГУЛИ(57) Изобретение относиствам контроля и ртемпературы, может бытв сельском хозяйстве илях для контроля и авторегулирования температуна в зерносушилках приции и позволяет повыситтельность сушилки путемцесса сушки при максималмой температуре нагреваэтого в сушильных камер1 в различных по высот но допусти на. Для,3 сушилки изонталь- ф СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский сельскохозяйствен ный институт(56) Жидко В.лов В,СЗернМ., 1982, с. 172.Гуляев Г.А., Цыдендоржиева Б.Д. Структура и основные параметры автоматической системы контроля температуры нагрева зерна в шахтной сушилке. РЖ,ВИНИТИ "Тракторы и сельхозмашины", 1979, У 8. И., Резчиков В.А Укоосушение и эерносушилки,тся к устройегулирования ь использовано других отрасматического ры нагрева эер его консерваь производи- ведения про1425622 ных сечениях размещены датчики 8 температуры, которые через соответствуюЩие выделители 11 максимального сигнала и блоки 9 сравнения с задатчиками 10 температуры подключены к блоку12 сигнализации и сумматору 13 черезограничительные элементы 5 (кромеблока 9 сравнения нижнего горизонИзобретение относится к области контроля и регулирования температуры с использованиемэлектрических средств и может быть использовано в сельском хозяйстве для контроля и авто ,матического регулирования температуры нагрева зерна в зерносушилках (шахтньм, лотковых и др.) и бункерах ,активного вентипирования, а также в других устройствах для временного хранения и термического консервирования зерна.Цель изобретения - повышение производительности сушки путем ведения процесса сушки при максимально допус,тимой температуре нагрева зерна.На чертеже показана структурная ,схема устройства.Устройство содержит сушилку 1 (на,пример, шахтную эерносушилку), состо 20 ящую из первой сушильной камеры 2 и второй сушильной камеры 3, теплогенератор 4, снабженный топливопроводом 5 и регулирующим органом 6, соединен с сушильными камерами 2 и 3 подводящим диффузором 7, по которому тепло- носитель теплогенератора 4 подводится в сушипьные камеры 2 и 3 сушилки 1. Для измерения температуры зерна в различных по высоте горизонтальных сечениях первой 2 и второй 3 сушильных камер сушилки 1 размещены датчики 8 температуры. Устройство снабжено также блоками 9 сравнения с задатчиками 10 температуры, предназначен ными для задания допустимой температуры нагрева зерна в сушилке 1. Причем, благодаря соответствующей настройке задатчиков,10, в сушилке 1 могут бйть установлены неодинаковые допустимые температуры нагрева зерна как для отдельных сушильных камер 2 тального слоя, который подключен ксумматору 3 непосредственно), сумматор 13 соединен с регулятором 14, который соединен с регулирующим органом6 на топливопроводе 5 теплогенератора4, связанного с сушильными камерами2,3 при помощи подводящего диффузора7. 1 ил. 21и 3 сушилки 1, так и для различныхгоризонтальных сечений. Блоки 9 срав"нения предназначены для формированиясигналов ошибки, пропорциональных раз"ности сигналов, поступающих от датчиков 8 температуры и от задатчиков 10,и соединены своими входами с датчиками 8 через выделители 11 максимального сигнала.Назначение каждого из выделителей11 состоит в том, чтобы из группыдатчиков 8, подключенных к его вхо"дам, непрерывно выделять такой дат"чик, сигнал которого в текущий момент времени имеет максимальное значение, и подключать этот датчик квходу блока 9 сравнения. Выходы блоков 9 подключены к соответствующимвходам блока 12 сигнализации, предназначенного для осуществления сигна=лизации в случае обнаружения перегрева зерна в каком-либо месте сушильных камер 2 и 3.Выходы блоков 9 одновременно через сумматор 13 подключены к входурегулятора 14, выход которого соединен с регулирующим органом 6 подачитоплива теплогенератора 4. Сумматор13 подваляет подключить к входу регулятора 14 одновременно выходы всехустройств блоков 9 и преобразуетсигналы, поступающие на его входы,в результирующий сигнал, равный сумме входных сигналов,Регулятор 14, на вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 13, предназначен для преобразования этого сигнала по определенному закону регулирования (например, пропор- циональному, пропорционально-интегральному и т.д.) в сигнал управленияз142562регулирующим органом 6 подачи топлива теплогенератора 4.Таким образом, с помощью регулятора 14 и сумматора 13 в устройстве ре. 5ализован замкнутый контур автоматического регулирования температурызерна в сушилке 1, причем при выработке сигнала управления регулирующим органом 6 учитываются показания 1 О,одновременно всех датчиков 8 темпера"туры, размещенных в сушилке .1.В устройстве каждая группа датчиков температуры 8, размещенных в горизонтальном сечении первой 2 или вто рой 3 сушильной камеры, подключенак отдельному блоку 9 с эадатчиком 10через вьделитель 11 максимальногосигнала. Такое подключение датчиков8 позволяет наиболее полно учитывать 20изменение параметров зерна в процессе сушки в сушилке 1 как при параллельной, так и при последовательнойработе ее сушильных камер 2 и 3, так.как эта схема позволяет путем соответствующей настройки задатчиков 10устанавливать для различных горизонтальных сечений сушильных камер 2и 3 неодинаковые допустимые температуры нагрева зерна. Кроме этого, в 30устройстве имеются ограничительныеэлементы 15 (например, диоды .16),необходимые для того, чтобы не пропускать на сумматор 13 отрицательныеамплитуды сигналов с выходов блоков 9. -40 45 Влажное зерно подается в сушильные камеры 2 и 3 сушилки 1 и перемещается по ним сверху вниз под действием силы тяжести, От теплогенератора 4 по подводящему диФфузору 7 в сушильные камеры 2 и 3 подается теплоноситель. Температура теплоносителя может изменяться с помощью регулирующего органа 6, установленного в топливопроводе 5 теплогенератора 4. Зерно, перемещаясь к выходу сушил 50 55 Каждый вьделить 11 максимального сигнала содержит усилители 17 (по числу датчиков 8), нагруженные на резисторы 18, диоды 19 и общий резистор 20.В устройстве могут применяться и другие компоновки групп датчиков 8. Так, например, может применяться схема, в которой все датчики 8, размещенные в первой сушильной камере 2, подключены через выделитель 11 к входу одного блока 9 с эадатчиком 10, а датчики 8, размещенные во второй сушильной камере 3, через свой вьделитель 11 подключены к входу другого 5 лока 9 с задатчиком 10. В такой схеме подключения возможно с помощью соответствующей настройки задатчиков 10 задать как одинаковые, так и различные допустимые температуры нагрева зерна для отдельных сушильных камер 2 и 3 сушилки 1, что позволяет учитывать изменение параметров зерна в процессе сушки при последовательной работе сушильных камер 2 и 3 сушулки 1. Однако в такой схеме невозможно учесть изменения параметров зер"на по высоте сушильных камер 2 и 3.Возможны также и другие схемы подключения датчиков 8.Датчики 8 температуры, расположенные на выходе второй сушильной камеры 3, включены в контур автоматического регулирования температуры зернане случайно. Известно, что именно внижних горизонтальных сечениях сушильных камер 2 и 3 зерно в процессесушки нагревается до максимальнойтемпературы, Причем при параллельнойработе сушильных камер 2 и 3 достижение максимальной температуры зерномв обеих сушильных камерах 2 и 3 равновероятно, а при последовательной ихработе, т,е. в том случае, когда зерно в процессе сушки проходит последовательно сначала первую сушильную камеру 2, а затем вторую, зерно достигает максимальной температуры именно на выходе из второй сушильной камеры 3. В других сечениях сушки 1 перегрев зерна возможен лишь при возникновении ненормальных режимов работы сушилки 1 (например, в случае зави"сания зерна),Поэтому для сушилок ( например,зерносушилок) наиболее оптимальнымуправлением процессом сушки являетсяавтоматическое поддержание максималь-.но допустимой температуры зерна внаиболее нагреваемой зоне (в данномслучае на выходе второй сушильной камеры 3) и одновременно осуществление непрерывногоавтоматического контроля и поддержания граничных температур нагрева (в смысле недопущенияперегрева) зерна в других сеченияхсушилки 1.Устройство работает следующим образом,5 14256ки 1, непрерывно подвергается воздействию теплоносителя. При этом еговлажность постепенно уменьшается, атемпература нагрева возрастает до)стигая максимальных значений при выходе из сушильной камеры 2 или 3.В зависимости от влажности исход"ного зерна сушильные камеры 2 и 3настраивают на параллельную или последовательную работу. При низкойисходной влажности зерна сушильные:камеры 2 и 3 настраивают на параллельную работу. В этом случае исходное зерно параллельными потокаминаправляется одновременно в обе сушильные камеры 2 и Э и на их выходеполучают сухое зерно, При высокойисходной влажности зерна сушильные,1 камеры 2 и 3 настраивают на последовательную работу. В этом случае зер,но сначала пропускается через первуюсушильную камеру 2, а затем направля,ется на досушку во вторую сушильнуюкамеру 3. Последовательный пропускзерна через сушильные камеры 2 и 3позволяет удалять большее количествовлаги,Действительная температура зернав различных по высоте горизонтальныхсечениях сушильных камер 2 и 3 измеряется с помощью датчиков 8 температуры. Допустимая температура нагревазерна в сушилке 1 задается с помощьюзадатчиков 10. Причем путем соответствующей настройки задатчиков 10 для35различных сушильных камер 2 и 3, атакже для их различных горизонтальныхсечений задаются неодинаковые допустимые температуры нагрева зерна взависимости от действительной термоустойчивости (или влажности) зерна вконтролируемых сечениях сушильных камер 2 и Э. Каждая группа датчиков 8,размещенных в горизонтальном сечении 45первой 2 или второй 3 сушильной камеры, подключена к входам отдельноговыделителя 11, в котором осуществляется непрерывное сравнение сигналовдатчиков 8 температуры, подключенных50к его входам, и датчик 8 температуры, имеющий в любой текущий моментвремени максимальное значение сигна"ла, автоматически подключается данным блоком к входу блока 9 с задатчиком 10. В блоках 9 сигналы, поступающие от датчиков 8 через выделители11 и от задатчиков 10,сравниваютсямежду собой и на их выходах формиру 22 6ется сигнал ошибки, пропорциональный разности этих сигналов. С выходов блоков 9 сигналы ошибки поступаютна соответствующие входы блока 12сигнализации, с помощью которого осуществляется сигнализация о превышениидопустимой температуры нагрева зернав соответствующем сечении сушильнойкамеры 2 или 3.Одновременно с выходов блоков 9сигналы ошибки поступают на входисумматора 1 Э, Причем сигнал ошибкиблока 9, соединенного с датчиками 8,размещенными в нижнем горизонтальномсечении второй сушильной камеры 3 сушилки 1, подается на один иэ входовсумматора 13 непосредственно, а сигналы ошибки остальных блоков 9 подаются на другие входы сумматора 13 че"рез ограничительные элементы 15 (например, через диоды 16), Посредствомкаждого элемента 15 осуществляетсяподача сигнала ошибки с выхода соответствующего блока 9 на вход сумматора 13 только в том случае, еслибудет зафиксирован перегрев зерна,т.е, если сигнал, поступающий навход блока 9 от датчиков 8, превыситсигнал, заданный задатчиком 10. Всумматоре 13 формируется результирующий сигнал ошибки, равный сумме сигналов, поступающих на его входы. Результирующий сигнал ошибки подаетсяна вход регулятора 14) в котором онпреобразуется по определенному закону регулирования (например) пропорциональному) пропорционально-интегральному и т.п) в сигнал управления, подаваемый на регулирующий орган 6 теплогенератора 4,При установившемся режиме работысигнал, поступающий на вход блока 9через выделители 11 от датчиков 8температуры, размещенных в нижнем го"ризонтальном сечении второй сушильнойкамеры 3, равен сигналу, заданномузадатчиком 10. В этом случае сигналошибки на выходе данного блока 9 будет равен нулю. Поэтому на вход блока12 сигнализации, а также на вход сумматора 13, непосредственно соединенный с выходом данного блока 9, сигнала ошибки поступать не будет, Принормальном режиме работы сушилки 1,т.е. в случае отсутствия перегревазерна в ее сечениях, на выходы другихблоков 9 будут поступать от датчиков8 сигналы, меньшие, чем от задатчи"622 7 1425 ков 10. Поэтому сигналы ошйбкк, сформированные ка выходах этих блоков 9 с задатчиками 10, не вызовут срабатывания блока 12 сигнализации и ке будут подаваться на входы сумматора 13 из-за того, что ограничительные элементы 15 будут закрыты. Причем каждый ограничительный элемент 15 будет закрыт до тех пор, пока на выхо де соответствуяцего блока 9 не появится сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна, т.е. до тех пор, пока сигнал, поступающий на блок 9 от датчиков 8, не превысит сигнала, заданного задат чиком 10. Таким образом, в установившемся режиме работы на входы сумматора 13 сигналов ошибок не поступает, а значит и на его выходе сигнала не будет. Отсутствие сигнала на выходе 20 регулятора 14 обуславливается сохранением неизменного положения регулирующего органа 6 теплогенератора 4, чем обеспечивается сохранение постоянства температуры теплоносителя, по даваемого в сушилку 1.При повышении температуры зерна в каком-либо месте нижнего горизонтального сечения второй сушильной камеры 3 выше допустимой температуры, ЗО заданной задатчиком 10, на выходе блока 9, соединенного с датчиками 8, расположенными в данном сечении сушилки 1, появляется сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна. Этот сигнал поступает на вход блока 12 сиг 1 нализации и вызывает его срабатывание. Одновременно сигнал ошибки поступает через сумматор 13 на вход регулятора 14, который преобразует сигнал 40 по заданному закону регулирования (например, пропорциональному, пропорционально-интегральному и т,д.) в. сиг" нал управления регулирующим органом б,чем обеспечивается изменение температуры теплоносителя, подаваемого в сушилку 1, направленного на устранение перегрева зерна. Понижение температуры зерна в том же сечении сушилки 1 киже заданного задатчиком 10 значения вызывает появление на выходе блока 9 сравнения такого сигнала ошибки, который через сумматор 13, регулятор 14 и регулирующий орган 6 приводит к увеличению темпера 55 туры теплоносителя, подаваемого в сушилку 1, чем обеспечивается нагрев зерна до допустимой температуры. Таким образом, устройством обеспечивается непрерывное поддержание темпера туры нагрева зерна в нижнем горизонтальном сечении второй сушильной камеры 3 на уровне предельно допустимой температуры.В случае обнаружения датчиками 8 перегрева зерна в каком-либо горизонтальном сечении сушильных камер, что может произойти, например, из-за зависания зерна в сушилке 1, на выходе блока 9, соединенного с данными датчиками 8, появляется сигнал ошибки, отражающий перегрев зерна. Этот сигнал ошибки поступает на соответствующий вход блока 12 и вызывает его срабатывание.Одновременно с появлением на вы" ходе блока 9 сигнала ошибки, отражающего перегрев зерна, открывается со" ответствующий органичительньв элемент 15 и выход данного блока 9 оказывается подключенным к одному извходов сумматора 13. Сигнал ошибки,поступающий на один из входов сумматора 13 через элемент 15, вызывает появление на выходе сумматора 13 дополнительного сигнала коррекции. До"полнительный сигнал коррекции после преобразования его регулятором 14 вызывает дополнительную перестановку регулирующего органа 6, направленную на уменьшение подачи топлива, а следовательно, на снижение температурытеплоносителя, подаваемого в сушилку.Это обеспечивает устранение перегрева зерна в контролируемой зоне сушилки 1.Таким образом, устройством обеспечивается автоматический контроль максимальной температуры нагрева зерна в различных по высоте горизонтальных сечениях сушильных камер 2 и 3сушилки 1, а также обеспечивается автоматическая корректировка температуры теплоносителя, подаваемого на сушилку 1 в случае обнаружения перегрева зерна в каком-либо горизонтальном сечении сушильных камер сушилки 1. Формула изобретения1Устройство для контроля и регулил рования температуры в зерносушилках, содержащее первую и вторую группь датчиков температуры, расположенных в нижнем горизонтальном сечении сушильных камер сушилки, теплогенератор, соединенный подводящими диффузорами с сушильными камерами, регу.Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 4767/44 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 142562 лирующий орган, установленный на топливопроводе теплогенератора и под:ключенный управляющим входом к выходу регулятора, а также цепей, каждая из которых содержит последовательно соединенные задатчик температуры и блок сравнения, подключенный выходом к соответствующему входу блока сигнализации, о т л и ч а ю щ е е с я 10 там, что, с целью повышения произво дительности сушилки путем ведения процесса сушки при максимально допус тимой температуре нагрева зерна, в устройство введены И выделителей максимального сигнала, (И) ограничительных элементов, сумматор и (Ю) групп датчиков температуры, расположенных по высоте сушилки в различныхгоризонтальных сечениях сушильныхкамер сушилки, причем каждая группадатчиков температуры соединена выходами с соответствующими входами соответствующих вьщелителей максимального сигнала, подключенных выходамик вторым входам соответствующих блоков сравнения, сумматор соединен выходом с входом регулятора, первымвходом - с выходом первого блока сравнения, а остальными входами черезсоответствующие ограничительные элементы - с выходами соответствукицихблоков сравнения