Устройство для регулирования работы мешалки аппарата периодического действия

Устройство для регулирования работы мешалки аппарата периодического действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ЖШАЛКИ АШ1АРАТА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ5 содержащее измеритель тока нагрузки двигателя мешалки тиристорный преобразователь частоты и гапряжеыия с дистанционным 3arjafom iv. блоком и блоком обратной связиs вход которого соединен Cvизмерителем тока нагрузки двигателя 5 а выход - с тиристорным преобразователем частоты и напряжения, блок переключения контура внешнего обогревЯ; вход которого соединен через преобразователь температуры с датчиком температурЫз а первът к второй выходы соединены с конTypojvj внешнего обогрева, отличающееся темд 4TOs с целью увеличения интенсивности перемешивания за счет повышения эффективности отвода избыточной теплоты диссипации5 оно дополнительно снабжено контуром .внешнего охлаждения подключенным параллельно контуру внешнего обогре«5 ва и состоящим И;, послвдовательно соединенных обратного клапана холодильника и насосолок управления электроприводом г.сторого соединен с вторым выходом блока переключения контура внешнего обогрева.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ :, РЕСПУБЛИК (;у,ъ-.! w Оц, !!,, ф,, ) А

4(51) В 01 F 13/G». G 05 D 27/00

" - X994+; 4А"„

ОПКОАНЙ"=- 4ЗС:PET. 1=СИЯ и АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССGF

PO rye. Au ИЗОБ ЕТЕКИЙ И ОТКР:П ИЙ (21) 3631-12 23-26 (22) 09.08.83 (46) 28.02.85= Бюл. - 8 (72) А.л.петров, В.В, Челышк и В.A.Öàëü ,(. i) !"1огилевское производс.-:;:-:-;ое обч.единр.: Уимвочокн " H ч ." =-:ë— (53) 66,012-52(088.8) (по 1. Авторское сып=тель :—

Й -.652 5. кл. В 01 л 1,> 00, Авторское свидетельство

9 513715, кл. В 01 F 13/04,. 1973. (5А) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУГП1РОВьРРЯ

PAB0TbI ЩЩАПКЦ AIITIAPATA ПЕРИОП1гцЕС"(Г-ГО ДЕЙСТВИ, содержашее из:еритель тока нагрузки двигателя мешалки., ти= ристорный преобразователь час Tvò-. напряжения с дистанционным за аюш- . блоком и блоком обратной связи, вход которого соединен с измерителем тока нагрузки двигателя., a зьгход — с тиристорным преобразователем частоты и напряжения, блок переключения контура -нешнего обогрева вход которого соединен через преобразователь температуры с датчиком температуры, а первый и зторой выходы соединены с кон-: туром внешнего обогрева, о т л и— ч а ю ш е е с я =:åè, что, с целью увеличения интенсивности перемешива-ния за счет повышеения =-,дефективности отвода избыточной тепло ь: диссипации, оно дополнительно снаожено контуром внешнего охлаждения,. подключенным параллельно контуру внешнего обогрева H состоящим и= послед: вательно соединенных обрати -.. клапана холо—

) дильника и насос - =: к управления электроприводом ... торого соединен с вторым выходом бл=ка переключения контура внешнего обогрева.

3 114215

Изобретение относится к устройствам для регулирования работы мешалки аппаратов периодического действия, предназначенных для изготовления продуктов, вязкость которых изменяется в процессе изготовления, в частности при производстве полиэфирных смол.

Известно устройство для регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой, осуществляющее изменение скорости вращения мешалки в зависимости от вязкости перемешиваемой среды и ее объема Е1 3.

Недостатком этого устройства является снижение интенсивности перемешивания на завершающей còàäèè периодического процесса, когда во избежание перегрева необходимо снижать частоту вращения мешалки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования работы мешалки аппарата периодического действия, содержащее измеритель тока нагрузки двигателя мешалки, тиристорный преобразователь частоты и напряжения с дистанционным задающим блоком и блоком обратной связи, вход которого соЗО единен с измерителем тока нагрузки двигателя, а выход — с тиристорным преобразователем частоты и напряжения, соединенным с преобразователем температуры, блок переключения контура внешнего обогрева, вход которо- З5 го соединен с тиристорным преобразователем частоты и напряжения и через преобразователь температуры с датчиком температуры, а первый и второй выходы соединены с контуром внешнего обогрева $2 3.

Однако в устройстве во избежание перегрева реакционной среды, обусловленного диссипацией механической энергии перемешивания, необходимо снижать частоту вращения мешалки на завершающей стадии периодического процесса, когда вязкость среды становится особенно высокой. В результате снижения интенсивности перемешива" о ния на этой стадии скорость химического превращения также снижается.

Цель изобретения — увеличение интенсивности перемешивания за счет повышения эффективности отвода избы- точной теплоты диссипации.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования ра7 2 боты мешалки аппарата периодического действия, содержащее измеритель тока нагрузки двигателя мешалки, тиристорный преобразователь частоты и напряжения с дистанционным задающим блоком и блоком обратной связи, вход которого соединен с измерителем тока нагрузки двигателя, а выход — с тиристорньм преобразователем частоты и напряжения, блок переключени контура внешнего обогрева, вход которого соединен через преобразователь температуры с датчиком температуры, а первый и второй выходы соединены с контуром внешнего обогрева, дополнительно снабжено контуром внешнего охлаждения, подключенным параллельно контур1 внешнего обогрева и состоящим из последовательно соединенных обратноro клапана, холодильника и насоса, блок управления электроприводом которого соединен с вторым выходом блока переключения контура внешнегб обогрева.

На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 циклограммы работы отдельных контуров устройства.

Устройство для регулирования работы мешалки аппарата периодического действия (фиг.1) состоит из приводного электродвигателя 1 мешалки 2 an7 7 парата 3 периодического действия.Двигатель 1 подключен к выходу тиристор-ного преобразователя 4 частоты и напряжения, охваченного цепью отрицательной обратной связи,, содержащей измеритель 5 электрической нагрузки двигателя 1 и блок 6 обратной связи.

Сигнал обратной связи на выходе преобразователя 4 сравнивается с задающим сигналом, поступающим с дистанционного задающего блока 7. К рубашке аппарата 3 подключен контур внешнего обогрева, состоящий из ребойлера 8 с нагревательным змеевиком 9 первичного теплоносителя, нагнетательной паровой линии 10 и линии 11 возврата конденсата. Параллельно контуру обогрева подключен контур охлаждения, включающий в себя обратный клапан 12, холодильник 13, межтрубное пространство которого подключено к магистрали 14 первичного хладоагента, и циркуляционный насос 15 с электроприводом и блоком 1б управления электроприводом.

Вход преобразователя 17 температуры соединен с датчиком 18 температу3 t 1421 ры аппарата 3, а выход — с блоком 19 переключения конт ра внешнего обогре— ва. В состав блока 19 переключения контура внешнего обогрева входят регуляторы 20 и 21, включенные параллельно. Выходы регуляторов 20 и 21. соединены с регулирующим клапаном 22, установленным на линии подачи теплоносителя в змеевик 9 ребойлера 8.

Выход регулятора 21 соединен также

L блоком управления 16 электроприводом насоса 15 °

На фиг.2 обозначено: 23 — кривая температуры аппарата Т, 24 — кривая теплового потока диссипации 0

25 — циклограмма работы контура охлаждения 26 циклограмма работы контура внешнего обогрева.

Устройство работает следующим образом. 20

При нагревании аппарата в началь— ной стадии периодического цикла включен контур внешнего обогрева (цикло- грамма 26), состоящий из ребойлера

8 прямой 10 и обратной .11 линий циркуляции греющего агента через рубашку аппарата 3. Регулятором 20 и клапаном 22 обеспечивается форсированный режим циркуляции первичного .теп1 лоносителя через змеевик 9. Мешалка l работает с постоянной максимальной частотой вращения ° Насос 15 контура охлаждения отключен. Обратный клапан

12 препятствует проникновению греющеrо агента в этот контур. Температура

Т аппарата 1 форсированно растет и к моменту окончания начальной стадии цикла достигает своего минимального рабочего значения Т„„.„ (начальный участок кривой 23, фиг.2). При этом срабатывает позиционный регулятор

21, который переводит клапан 22 в закрытое состояние и дает импульс на включение циркуляционнбго насоса 15.

В дальнейшем клапан 22 самоудержива45 ется в закрытом состоянии независимо от величины сигнала, поступающего с регулятора 20. Подача греющего агенТа в змеевик 9 ребойлера 8 прекращается. Из ребойлера 8 в рубашку anna- gg рата 3 поступает конденсат," охлажденный в холодильнике 13.

Для поддержания наиболее интенсивного режима перемешивания реакционной среди, вязкость которой в завершающейи5 стадии цикла:непрерывно возрастает, обеспечивают постоянство мощности Н .hh> потребляемой мешалкой при перемешива57 4 нин (кривая 24, фиг.2). Постоянство мощности N> равнозначно постоянству теплового потока, рассеиваемого в реакционной среде вследствие интенсивного ее перемешивания, т.е. теплота диссипации механической энергии: (l8(ei)=М =сопяt °

Условию поддержания постоянства рабочей температуры аппарата соответствует равенство

q„(-.)=q,(-),. в котором (т) — величина потока хладоагента, циркулирующего через рубашку.

Из последнего равенства .интервал изменения температуры аппарата при регулировании (ьТр):

> x(") сх ат = — — — -дт ()

Р -с где mх(), m () — соответственно масса хладоагента и реакционной среДЫ1 с,, с — средние удельные теплоемкости хладоагента и реакционной среды; Тх — перепад температуры хладоагента на входе и выходе из рубашки.

В процессе работы аппарата с контуром охлаждения составляющие с 4Т

Хз Хх

m (<), с практически не изменяются.

Тогда последнее равенство можно представить в виде:

1 П1х(") —,1 где 1c=cхс и;()DÒ„ — константа.

Поскольку теплота диссипации по своей величине обычно гораздо ниже теплот экзотермических реакций, то для отвода избыточной теплоты диссипации требуется соответственно меньшая величина потока хладоагента

mx(".) .

При работе контура регулирования частоты вращения мешалки с поддержанием постоянства потребляемой мощности совместно с контуром охлаждения (циклограмма 25 фиг,2) температура аппарата будет изменяться в соответствии с характеристикой 23 (фиг.2) .

Подбором величины потока m x(i ) при непрерывной работе насоса 15 можно обеспечить условия идеальной компенсации избыточной составляющей энергии диссипации:

1142157

Ц (6) О () >Tp=0 Трgp „=Tp

Однако из-за наличия тепловых возмущений в реальных системах для практических целей более целесообразно

5 обеспечить ступенчатый режим работы насоса 15 и контура циркуляции жидкого хладоагента (циклограмма 25 фиг.2), выбирая:

Тр <я y Т р п1 и

Путем подбора коэффициента усиления. преобразователя 17 величину ДТ на практике удается снести до десятых долей градуса, т.е. почти идеально компенсировать избыточную теплоту диссипации.

Более высокая эффективность отвода избыточной теплоты диссипации в изобретении обуславливается повышенной чувствительностью регулирования, так как передача теплоты диссипации в объем смеси и изменение величины потока хладоагента в крайних своих пределах происходит практически без- инерциойно, более т эчным поддержанием постоянства заданной температуры независимо от характера илхснен.:л частоты вращения мешалки и вязкости перемешиваемой среды, отсутствием каких бы то ни было специальных тех нических средств для регулирования потока хладоагента, з.а исключением единственной дополнительной связи между позиционным регулятором блока переключения контура внешнет о обогрева и блоком управления электроприводом циркуляционного насоса, отсутствием необходимости пополнения теплоносителя, обычно органического высокотемпературного, как в нагревательном, так и охлаждающем контурах аппарата.

Положительным эффектом при использовании предлагаемого технического решения является возможность интенсификации периодического процесса синтеза полиэтилентерефталата„ что,, например, в условиях Могилевского

ПО "Химволокно" им.В.И.Ленина дает возможность повысить прсизводительность аппаратов периодического дейст— вия в среднем »а 107 и получить продукт более высокого качества.

1142157

Д 7р1

Составитель Б.Долотин

Редактор Л.Авраменко Техред Л. Коцюбняк Корректор А.Ильин

Заказ 597/8 Тираж 587 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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