Устройство для автоматического регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильных жидкостей

Устройство для автоматического регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильных жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА СЖИМАЕМЫХ РЕОНЕСТАБИЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее два датчика из0ь1точного давления, датчик температуры, вычислительный блок и последовательно соединенные задатмик, блок сравнения, регулятор, исполнительный механизм и регулирующий органо т л и чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, вычислительный блок содержит четыре наоитабирующих элемента, последовательно включенные задатчик влажности, первый квадратор, пятый масштабирующий элемент и сумматор и последователь;НО соединенные вычитатепь, второй квадратор и шестой масштаб14рую1ций элемент, выходом связанный с вторым входом сумматора, третий, четвертый пятый и шестой входы которого через первый, второй, третий и четвертый масштабирующие элементы подключены (Л соответственно к выходам задатчика влажности, первого датчика избыточного давления, вычитателя и датчика температуры, причем входы вычитателя соединены с выходами первого и второго датчиков избыточного давле. .д выход сумматора связан с вторым входом блока сравнения. 00 ч о 00

„,ЯИ„„1008708

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 -" :.-...;-» 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ4ЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА

СЖИМАЕМЫХ .РЕОНЕСТАБИЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее два датчика избйточного давления, датчик температуры, вычислительный блок и последовательно соеН ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 331.7205/18-25 (22) 13.. 07. 81 (46) 30.03-.83. Бюл. ф 12

{72) А.Б.Никольский, С.В.Сорокин, С.А.Мачихин, В.f).Амелин и О.К.Кронгард (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт пищевой .промышленности и

Всесоюзное научно-производственное объединение хлебопекариой промышленности (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 462995, xa. G Ol G lj/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР и 725639, кл. А 21 С 1/00, 1977. (прототип). диненные задатчик, блок сравнения, регулятор, исполнительный механизм и регулирующий орган о т л и ч а- . ю щ е е с я тем, что, с целью гк вышения точности устройства, вычислительный блок содержит четыре масштабирующих элемента, последовательно включенные задатчик влажности, первый квадратор;. пятый масштабирующий элемент и сумматор и последовательно соединенные вычитатель, второй квадратор и шестой масштабирующий элемент, выходом связанный с вторым входом сумматора, третий, четвертый пятый и шестой входы которого через первый, второй, третий и четвертый масштабирующие элементы подключены соответственно к выходам задатчика влажности, первого датчика избыточного давления, вычитателя и датчика температуры, причем входы вычитателя соединены с выходами первого и второго датчиков избыточного давле"; ния, а выход сумматора связан с вторым входом блока сравнения.

08708 ности устройства.

20

1 19

Изобретение относится к средствам непрерывного измерения и регулирования массового расхода нвньютоновских жидкостей химико-технологических производств и может быть использовано, в частности, в хлебопекарном производстве при автоматическом дозирова нии пшеничных и ржаных опар, заквасок, заварок и дрожжевых суспензий.

Известна дозировочная станция, содержащая емкости для ингредиентов„ размещенные под ними весовые дозаторы с установленными в них регуляторами объема мерных камер, привод и .круговую шкалу для задания производительности (1 . .Однако эта станция при дозировании реонестабильных жидкостей обладает низкой точностью дозирования, требует затрат ручного труда и времени при корректировке объема мерных камер с помощью винтового механизма.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического управления технологическим процессом, содержащее контур регулирования подачи компонентов, включающий датчик измеряемого параметра, зависящего от консистенции теста, например, влажности, блок вычисления математического ожидания и последовательно соединенные задатчик, блок сравнения и регулятор, выход которого через исполнительный механизм подключен к регулирующему органу, и контур регу-, лирования отбора готового теста, включающий регулирующий орган, установленный на линии отбора готового теста, и регулятор, вход которого связан посредством одного из блоков сравнения с блоком определения дисперсии, а выход — через исполнительный механизм — с регулирующим органом, установленным на линии отбора готового теста, и регулятор, вход которого связан посредством другого блока сравнения с блоком определения дисперсии,а выход-через исполнительный механизм — с регулирующим органом, установленным на линии отбора готового теста, и прогнозирующим фильтром, вход которого соединен с блоком математического ожидания, а выход — с другим блоком сравне-. ния (2 2.

Недостаток этого устройства — низкая точность регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильных жидкостей, так как не учитываются адгезионные характеристики, вязкость и плотность реальных жидкостей.

3 Цель изобретения — повышение точПоставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем два датчика избыточного давления, датчик температуры, вычислительный блок и последовательно соединенные задатчик, блок сравнения, регулятор, исполнительный механизм и регулирующий орган, вычислительный блок содержит четыре масштабирующих элемента, послЕдовательно включенные задатчик влажности, первый квадратор, пятый масштабирующий элемент и сумматор и последовательно соединенные вычита-. тель, второй квадратор и шестой

:масштабирующий элемент, выходом. связанный со вторым входом сумматора, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого через первый, второй, третий и четвертый масштабирующие элементы подключены соответственно к выходам задатчика влажности, первого датчика избыточного давления, вычитателя и датчика температуры, причем входы вычитателя соединены с выходами первого и второго датчиков избыточного давления, а выход сумма-. тора связан с вторым входом блока сравнения.

3$

На чертеже изображена структурная схема устройства для автоматического регулирования массового расхода сжимаемых реонестабильных жидкостей.

Устройство содержит чувствительные элементы 1 и 2 датчиков избыточного давления, размещенные в трубопроводе, чувствительный элемент 3 датчика . температуры, размещенный в трубопроводе, дроссель 4 с приводом, преобразователи 5 и 6 датчиков избыточного давления, преобразователь 7 датчика температуры, вычислительный блок, состоящий из вычитателя 8, квадратора ю

9, задатч ка 10 влажности, квадратора 1l, шести масштабирующих элем.нтов состоящих из элементов 12 задания масштаба и множителя 13, элемента 14 задания. масштаба и множителя 15, элемента 16 задания масштаба и мно55 жителя lj, элемента 18 задания масштаба и множителя 19, элемента 20 задания масштаба и множителя 21, элемента 22 задания масштаба и мнсз 100 жителя 23, и сумматор, в состав кото-рого входит элемент 24 задания постоянной суммирования и элемент 25 суммирования. К выходу вычислительного блока подключена шкала 26 индикации.

Задатчик 27 и выход вычислительного блока подключены к входам блока 28 сравнения, который через регулятор 29 соединен с исполнительным механизмом 30. Регулирующий орган выполнен в виде электродвигателл 31 насоса

32. Чувствительный элемент 1 датчика избыточного давления размещен íà рас,стоянии Ф„ от насоса 32, а чувствительный элемент 2 датчика избыточного давления — на расстоянии т . + g

Посредством элементов 12,14,16,18, 20 и 22 задания масштаба и элемента

24 задания постоянной суммированил задаютсл коэффициенты о 0,с 1, @LE, сь>, о, oL и оС6 реологического уравнения, свлзывающего массовый расход G,,перепад давления hP, избыточное давление P на прямолинейном участке трубопровода, реологические свойства и основные технологические параметры транспортируемой жидкости.

Для жидких полуфабрикатов хлебопе.карного производства это уравнение имеет вид

8708 4 на приборе процесс течения изучаемой жидкости в реальных производственных условиях. При этом измеряют расходнонапорные характеристики течения жидкости с различными предварительно спланированными технологическими и физическими параметрами, обеспечивал подобие геометрических и дина10,мических факторов. Затем массивы экспериментальных данных обраба56

2 Ф

2 Я о 1 2 3 Ф

6 где oLO, с,, oL, С 6- коэффициенты, зависящие от структурно-механических свойств полуфабрикатов;

w — влажность полуфабриката; температура.

Зависимость Я = 0 (ЬР, P) содержит основные физические и технологические параметры, определяющие структурно-механические свойства изучаемой жидкости. Введение в рео логическое уравнение избыточного давления позволяет учесть сжимаемость газовой фазы и перейти в результате этого от объемного расхода к массовому.

Коэффициент с(,о характеризует пластические свойства жидкости, коэффициент,К . — ньютоновскую текучесть, di - нелинейные вязкие или пластич еские свойства. Остальные представляют собой статические коэффициенты.

Все коэффицйенты определяют путем корреляционно-регрессивной обработки экспериментальных данных, полученных, например, на капиллярном виск<р-.

3S

45,зиметре. Опыты проводят, моделируя тывают на ЭВИ, получая коэффициенты реологического уравнения. Достоверность результатов проверяют на опытных образцах дозирующих устройств.

Избыточное давление в измерительной зоне не должно опускаться ниже заданного уровня. Для увеличения давления предлагается увеличить гидравлическое сопротивление на выходном участке трубопровода. Это обеспечивается автоматизированным приводом дросселя путем уменьшения площади выходного отверстия до тех пор, пока избыточное давление в измерительной зоне не превысит указанное минимально допустимое значение. Влажность определяется лабораторным способом (например высушиванием ), предусматривающим отбор проб дозируемого полуфабриката из баков, которые связаны трубопроводом с предлагаемым устройством и месильной машиной. При этом отбор проб предшествует опорожнению баков.

Полученное значение влажности вводится в задатчик .10 влажности.

Устройство работает следующим образом.

B элементы 12, 14, 16, 18, 20 и

22 задания масштаба и элемент 24 задания постоянной суммирования вводятся соответственно значения коэффициентов О(1 я ф в 6 з 0 т о e +g и +g.

В задатчйк 10 влажности вводится значение влажности, в задатчик 27значение требуемого массового расхода. С чувствительных элементов

1 и 2 датчиков избыточного давления поступает сигнал на преобразователи 5 и 6, с выхода преобразователя

5 сигнал, пропорциональный избыточному давлению, подается на вход множителя

17 и вычитателя 8, куда приходит сигнал с преобразователя 6. Вычитатель

8 определяет разность пришедших на его вход сигналов, которая возводится в квадрат в квадраторе 9 и поступает на вход множителя 19. Сигнал

% 1008708 d с чувствительного элемента 3 датчика Полученная сумма поступает на шкатемпературы преобразуется преобра- лу 26 индикации и вход блока 28 сравзователеи 7 и подается на вход мно- нения, который сравнивает полученное, жителя 23. Одновременно на вход мно- значение с заданным задатчиком 27, жителя 13 поступает значение влаж- s и сигнал рассогласования подается ности с задатчика 10 влажности, а через регулятор 29 на вход исполнина вход множителя 15 - значение квад -. тельного механизма, который увеличирата: влажности с квадратора 1 1. вает или уменьшает число оборотов

Пришедшие на входы множителей 13, электродвигателя 31 насоса 32.

15, 17, 19, 21 и 23 значения влажности, квадрата влажности, избыточно- Применение устройства для автомаго давления, квадрата разности избы- тического регулирования массового точных давлений, разности избыточных расхода сжимаемых;реонестабйльных давлений и значения температуры умно- жидкостей позволяет повысить точжаются на хранящиеся в элементах, ts ность регулирования расхода вслед12, 14, 16, 18, 20 и 22 задания мас- ствие оперативного учета условий штаба значения коэффициентов д 1, производства,, что приводит к сниd 2, с 6, И, о и складываются в жению технологических затрат и сумматоре со значением.О О хранящим- повышению качества готовой прося в элементе 24. лукции °

ВНИИПИ Заказ 2337/58 Тираж 432 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4