Способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала в сушильно-ширильной машине и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 1)4 )26 В 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСНОМ ТЕЛЬСТВУ юл. 11 40ндустриальный инстиго комсомола агеналы ф отки адатуЮ изоб Изобретение скому управл гроскопичных тения - снижение энер оцесс сушки материала относится к автоматизатрат ессом суш ов и може мате но в На на принциеалиэующей равления кстильнои, легпромьшшенносерживать регтеже предста)ть использ аслях и других огде необхо иальн пособ я с а систе)ы,тического уп ки текстилого материво время е тер амент сушкивижения,роцессом 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 1244453, кл. Р 26 В 25/22, 1985(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУЫКИ ТЕКСТИЛЬНОГОМАТЕРИАЛА В СУЕЯЛЬНО-Н 1 РИЛЬНОЙ МАШИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЧ ЕГО ОСУНЖСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессом сушкитекстильных материалов, Целью изобретения является снижение энергозатратна процесс сушки материала. Устройство, реализующее способ автоматического управления процессом сушки текстильного материала, содержит датчикитемпературы сушильного агента в калорифере, скорости материала, начальной 1и конечной влажности материала,. температуры и влажности окружающей среды,температуры и влагосодержания контактирующего с материалом сушильного ента и температуры материала в соо ветствующей зоне сушильной камеры, атакже датчик давления в сушильной камере, Изменение температуры сушильного агента и распределение его притокав соответствующие зоны сушильной камеры осуществляется собственными регуляторами, воздействующими на соответствующие исполнительные механизмы привода заслонок и клапана. Информация ссоответствующих датчиков обрабатывается блоками формирования задания, вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне, вычисления конечной влажности материала,суммирующим и логическим блоком с учетом введения с задатчиков вида волокна и коэффициента распределения сушильногота по зонам сушильной камеры, а сигисоответствующие результатам обрабинформации, поступают на входы эчиков соответствующих регуляторовтемпературы сушильного агента и регляторов притока сушильного агента впромежуточные зоны сушильной камеры.Для исключения возможной пересушкиматериала приток тепла на сушку осуществляется с недостачей на 10-202по отношению к расчетному значению.2 с,п. ф-лы, 1 ил.Устройство содержит сушильную камеру 1 сушильно-ширильной машины сраспределителями 2 сушильного агентапо зонам, каждый из которых имеет заслонку 3, кинематически связанную сисполнительньм механизмом 4, регулятор 5 притока сушильного агента в коечную зону сушильной камеры 1, регуляторы 6 и 7 притока сушильного агента н промежуточные зоны сушильной камеры 1 из коллектора 8, паровой калорифер 9 с установленным на линии подачи пара регулирующим клапаном 1 О,кинематически связанным с исполнительным механизмом 11, подключеннымк выходу регулятора 12 температурысушильного агента на выходе калорифера 9, датчик 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, датчик 14влажности материала на нходе сушильной камеры 1, датчик 15 конечной влажности материала, датчик 16 скоростиматериала, датчик 17 с преобразователем 18 давления в сушильной камере, 25датчики 19 температуры материала взоне сушки, датчики 20 температуры идатчики 21 влагосодержания контактирующего с материалом сушильного агента, блоки 22 вычисления промежуточнойвлажности материала, блок 23 формирования задания, задатчик 24 коэффициента распределения подачи сушильногоагента по зонам сушильной камеры 1,задатчик 25 вида волокна, логический35блок 26 выбора максимально допустимойтемпературы нагрева сушильного агента, суммирующий блок 27, блок 28 вычисления конечной влажности материала,датчик 29 температурь и датчик 30влажности окружающей среды, элементы31, 32, 33 и 34 сравнения, задатчики35, 36, 37 и 38, блок 39 преобразования,45Первые входы каждого иэ блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне связаны с датчиками 19 температуры материала, вторые и третьи входы подклю 50 чены соответственно к датчику 20 температуры и датчику 21 влажности сушиль ного агента, четвертые входы объединены и через преобразователь 18 подсоединены к выходу датчика 17 давле 55ния в сушильной камере, пятые входы объединены и связаны с датчиком 14 влажности материала на входе в сушильную камеру 1, шестые входы объединены и подключе к первому выходу суммирующего блока 27,Первый и второй входы блока 28вычисления конечной влажности материала подсоединены к выходам соответственно датчиков 29 и 30 температурыи влажности окружающей среды, третийвход связан с вторым выходом суммирующего блока 27, а первый выход через блок 39 преобразования и задатчик 38 подключен к первому входу элемента 34 сравнения, к второму нходукоторого подсоединен датчик 15 конечной влажности материала, а выходподключен к входу регулятора 5 притока сушильного агента в конечнук зонусушильной камеры 1. Первый выход задатчика 25 вида волокна связан с входом суммирующего блока 27, а второйвыход через логический блок 26 и задатчик 35 подключен к первому входуэлемента 31 сраннения, к второму входу которого подсоединен датчик 13температуры сушильного агента в коллекторе 8 а выход связан с входомрегулятора 12 температуры сушильногоагента на выходе калорифера 9,Первый вход блока 23 формированиязадания связан с вторым выходом блока28 вычисления конечной влажности материала, второй вход подключен к выходу датчика 14 влажности материалана входе сушильной камеры 1, третийвход соединен с выходом датчика 16скорости материала, а четвертый входподключен к выходу задатчика 24 коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам суплюльной камеры 1, Первый и второй выходы блока 23формирования задания подключены соответственно через задатчики 36 и 37к первым входам соответственно элементов 32 и 33 сравнения, вторые входыкоторых снязаны с выходами соответствующих блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала, а выходыподсоединены к входам соответствующих регуляторов 6 и 7 притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры 1.Устройство работает следующим образом.Предварительно в задатчик 25 видаволокна вводятся значения, соответствующие состану индивидуальных волоконв смеске , материала и их термическим свойствам, т.е. максимальной термостойкости. С первого выхода эадат5 1518634 чика 25 вида волокна сигнал поступает на вход суммирующего блока 27, в котором осуществляется формирование сигнала, соответствующего среднему коэффициенту равновесия К смески воло 5 кон К=,Г К;,с=1где и - число компонентов в смеске;К; - коэффициент равновесия каждой составляющей смеси,Со второго выхода задатчика 25вида волокна сигнал подается на входлогического блока 26 выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильного агента, в котором взависимости от заданного составасмески осуществляется выбор максимально допустимой темчературы нагрева сушильного агента и формированиевыходного сигнала, поступающего далее на вход задатчика 35, подключенного к одному из входов элемента 31сравнения, другой вход которого соединен с датчиком 13 температуры сушильного агента в коллекторе 8, Посигналу с выхода элемента 31 сравнения и посредством регулятора 12 температуры сушильного агента на выходекалорифера 9, исполнительного механизма 1 и регулирующего клапана 10в коллекторе 8 устанавливается максимально допустимая температура сушильного агента.Одновременно на первый, второй,третий, четвертый, пятый и шестойвходы каждого из блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала поступают сигналы соответственнос датчика 19 температуры материала,датчика 20 температуры и датчика 21влагосодержания контактирующего сматериалом сушильного агента, датчика 17 и преобразователя 18 давленияв сушильной камере, датчика 14 влажности материала на входе сушильнойкамеры и первого выхода суммирующегоблока 27, по которым осуществляетсярасчет текущей влажности ч материалав соответствующей зоне сушильной камере 1 к ы=ч -- " - -е (Т -ТУТ),-Т"Т+137,5 - температура мокрого термометра;10 Т - температура материала;Т - температура контактирующегос материалом сушильногоагента;=К /ТМТ - гигроскопическая влажность 5 материала;У=Р х/Р (0,622+хе) - влагосодержание контактирующего с материалом сушильного агента;Р =15+133,3 ехр(7,95- в в в -)1 г О 11657 20 н ф ф ТМТдавление насыщенного пара;к ъ - конечная влажность материала,На первый, второй и третий входыблока 28 вычисления конечной влажности материала поступают сигналы соответственно с датчика 29 температурыи датчика 30 влажности окружающейсреды, а также суммирующего блока 27,30 в результате чего на его выходахформируется сигнал, соответствующийзначению конечной влажности ъ мате- риала=К /Т35где К - коэффициент;Ч и То - влажность и температураокружающей среды соответственно,40 Сигнал с первого выхода блока 28вычисления конечной влажности материала через блок 39 преобразования изадатчик 38 подается на первый входэлемента 34 сравнения, к второму вход 5 ду которого подсоединен датчик 15конечной влажности материала, имеющий на своем выходе сигнал, соответствующий текущему значению влажностию выходящего из сушильной камеры ма 50 териала. В результате этого на выходеэлемента 34 сравнения формируетсяразностный сигнал (ы-ю), который подается на вход регулятора 5 притокасушильного агента в конечную зону55 сушильной камеры 1, где ы =(ц +Зъ,.)/4 - критическая влажность материала; С целью исключения возможной пересушки материала общий приток тепловойэнергии Я на сушку материала осуще 1518634где С - производительность по абсолютному сухому материалу;г - теплота парообразования;1 у - КПД установкиВ соответствии с этим регулятором 5 притока подача сушильного агента в конечную зону сушильной камеры 1 осуществляется иэ расчета. 08-09г ( - ) - в кк РМ 15 С второго выхода блока 28 вычисления конечной влажности сигнал подается также на первый вход блока 23 формирования задания, на второй, третий и четвертыйвходы которого поступают сигналы соответственно с датчика 14 влажности материала на входе сушильной камеры 1, датчика 16 ско рости материала и задатчика 24 коэф - фициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры 1, на основании чего на первом и втором выходах блока 23 формирования задания появляются сигналы, подаваемые далее соответственно через задатчики 36 и 37 на первые входы элементов 32 и 33 сравнения, на вторые входы которых поступают сигналы с выхода блоков 22 вычисления промежуточной влажности материала в соответствующей зоне сушильной камерыВыходной сигнал с элементов 32 и 33 сравнения подается далее через 40 соответственно регуляторы 7 и 6 притока сушильного агента в промежуточные эоны сушильной камеры 1 на исполнительные механизмы 4, устанавливающие заслонки 3 и, соответственно, приток сушильного агента согласно заданным коэффициентам распределения по зонам сушильной камеры с недостачей на 10-207Реализация блоков системы, осуществляющих соответствующие вычисления и формирование закона управления, возможна с использованием микропроцессорных устройств, микроЭВМ и УВМ,1. Способ автоматического управления процессом сушки текстильного ма 55Формула изобретения териала в сушильно-ширильной машине, заключающийся в том, что измеряют температуру сушильного агента на выходе калорифера, начальную и конечную влажность материала, а также температуру и влажность окружающей среды, задают физико-химические свойства материала и по результатам измерений определяют количество тепловой энергии, необходимой для сушки материала, и регулируют приток теплоносителя в калорифер и подачу тепловой энергии в соответствующие зоны сушильной камерь:, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, дополнительно измеряют в каждой зоне сушильной камеры температуру материала, влажность и температуру контактирующего с материалом сушильного агента, а также скорость движения материала, давление в сушильной камере и по результатам дополнительных измерений корректируют количество тепловой энергии, необходимой для сушкиматериала, а подачу тепловой энергии в промежуточные зоны осуществляют в количестве 0,8-0,9 от скорректированного значения тепловой энергии.2, Устройство для автоматического управления процессом сушки текстильного материала в сушильно-ширильной машине, содержащее регулятор температуры сушильного агента на выходе калорифера, первый и второй регуляторы притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры, входы задатчиков которых связаны соответственно с первым и вторым выходами блока формирования задания, а выходы задатчиков - с первыми входами соответствующих элементов сравнения, регулятор притока сушильного агента в конечную зону сушильной камеры, к одному из входов элемента сравнения которого подключен датчик конечной влажности материала, а вход задатчика подсоединен к выходу блока преобразования, его выход - к входу элемента сравнения, блок вычисления конечной влажности материала, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчики температуры и влажности окружающей среды, первый выход подсоединен к входу блока преобразования, а второи выход связан с первым входом блока Формирования задания, а также датчик влажности материала на входе су 1538634шильной камеры и эадатчик вида волокна, отличающееся тем,что, с целью снижения энергозатрат, внего введены дополнительно датчикитемпературы материала, влагосодержания и температуры контактирующего смат риалом сушильного агента, установленные в соответствующих зонах сушильной камеры, датчик и преобразователь давления в сушильной камере,датчик скорости материала, блок вычисления промежуточной влажности материала, суммирующий блок, логический блок выбора максимально допустимой температуры нагрева сушильногоагента и эадатчик коэффициента распределения подачи сушильного агентапо зонам сушильной камеры, при этомпервые входы блоков вычисления промежуточной влажности материала связаны с соответствующими датчикамитемпературы материала, вторые и третьи входы подключены соответственнок датчикам температуры и влажностисушильного агента, контактирующего сматериалом, четвертые входы объединены и подключены через преобразователь к датчику давления в сушильной камере, пятые входы объединены и связаны с датчиком влажности материала на 5входе в сушильную камеру и вторым входом блока формирования задания, шестые входы объединены и подключены к первому выходу суммирующего блока, второй выход которого подсоединен к третьему входу блока вычисления конечной влажности материала, причем выходы блоков вычисления промежуточной влажности материала подключены к вторым входам соответствующих элементов сравнения регуляторов притока сушильного агента в промежуточные зоны сушильной камеры, датчик скорости материала связан с третьим входом блока формирования задания, четвертый вхоц которого подключен к выходу задатчи ка коэффициента распределения подачи сушильного агента по зонам сушильной камеры, причем первый выход задатчика вида волокна подсоединен к входу 25 суммирующего блока, а второй выходчерез логический блок связан с входом задатчика регулятора температуры сушильного агента на выходе калорифера,1518634Составитель А.Козлов Редактор В,Ковтун Техред Л.Сердюкова Корректор О,Ципле Заказ 6593/44 Тираж 593 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101