Способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой

Способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С©юз Советских

Социалистических

Республик

„„689713

Ф

J (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 280977(21)2533622/23-26 (51)M. Кл.

B 01 F 7/00

G 05 D 27/00 с присоединение заявки М

Государственный комнтет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет. (53) УДК

66. 012-52 (088.8) Опубликовано 0Ы079. Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 0510.79 (72) Автооы

В.И.Сахненко, A.Н.Комов, В.Е.Грецов, ИЗО6(ЗЕТЕНИя Н.В. Лобанов и B ..F . .Зарембо-Рацевич (71) Заявитель

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета

{54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

В АППАРАТАХ С МЕШАЛКОЙ

Изобретение относится к области химической технологии, и, в частности,. к вопросам управления процессами перемешивания и может быть использовано в химической, лакокрасочной, нефтехимической.>и других отраслях промышленности.

Известен способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с ме- 1О шалкой путем изменения скорости вращения в зависимости от вязкости перемешиваемой среды и ее объема (lj.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ регулирования процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой путем изменения скорости вращения мешалки в зависимости от отклонения текущего значения технологического параметра от заданного, осуществляемый тем, что потребляемую двигателем мешалки мощность корректируют по вязкости реакционной массы (23.

Эффективность передачи мощности, потребляемой мешалкой, недостаточно высока, так как эффективность перемешивания характеризуется не только вязкостью среды. На нее влияют также такие параметры, как плотность и объем перемешиваемой жидкости, соотношение диаметра аппарата и диаметра мешалки, высота аппарата. Кроме того, вязкозиметр, являющийся прибором качественного контроля, сложен, требует непосредственного контакта с перемешиваемой жидкостью и обладает более низкими надежностными характеристиками чем датчик другого типа, на пример, электронный уровнемер.

Цель предложенного технического решения — повышение эффективности работы мешалки путем снижения энергозатрат на перемешивание.

Это достигается тем, что скорость вращения мешалки изменяют с учетом величины и знака отклонения уровней реакционной массы у стенки аппарата и по оси вала мешалки от заданных предельно допустимых значений и корректируют ее по отклонению глубины вихревой воронки, определяемой по разнице уровней у стенки аппарата и по оси мешалки от заданной.

На чертеже представлена принципиальная схема осуществления способа.

Реактор 1 с рубашкой 2 снабжен мешалкой 3 с электродвигателем 4, датчиками 5 уровня — по оси вала мешалки и б — у стенки аппарата, исполнительным механизмом 7 сброса реак68971 3 ционной массы, вторичными приборами

8 и 9 измерения уровня, блоками 10, 11 сравнения уровней по оси вала мешалки и у стенки аппарата, блоком 12 вычитания уровней и сравнения с эацаннык, логическим блоком 13 оценки знака и величины отклонения предельных. значений уровней блоком 14 выбора задающих воздействий и регулирующим блоком 15 скорости вращения мешалки.

Способ осуществляют следующим образом.

Существует оптимальное число оборотов мешалки, при котором достигается наилучшее перемешивание с точки зрения максимального использования поверхности теплообмена, повышения коэффициента теплоотдачи со стороны перемешиваемой жидкости и снижения энергозатрат на перемешивание. Как понижение, так и повышение скорости вращения мешалки по сравнению с опти- о мальной приводит к ухудшению степени перемешивания. Коэффициент теплоотдачи со стороны перемешиваемой жидкости связан с оборотами мешалки функциональной зависимостью g=С ° n /, 25 где с — коэффициент теплоотдачи;

n — обороты мешалки; С вЂ” постоянная, Скорость вращения мешалки ограничивают так, чтобы уровень у стенки аппарата не поднимался выше, а у вала 30 мешалки — не опускался ниже допустимых значений, причем скорость корректируют в ходе процесса также по глубине вихревой воронки, так как при черезмерном увеличении скорости 35 вращения мешалки даже в отсутствии отклонения разности уровней у стенки аппарата и по оси вала от заданной увеличивается глубина воронки, вершина которой достигает лопастей ме- 4О шалки, при этом потребляемая мешалкой и передаваемая реакционной массе. мощность, резко пацает и эффективность перемешивания уменьшается.

Формула для определения глубины воронки (h>), образуемой на поверхности жидкости, имеет следующий вид: И 28, 4d где D †-,, внутренний диаметр аппарата с мешалкой, м;

d †; диаметр мешалки, м;

n .Число оборотов мешалки, с — динамический коэффициент 55

С ! вязкости, Па.с;

V - плотность кг/м з;

A и  — показатели степени эависящие от отношеният

В ходе ведения процесса могут ме- о няться объем жидкости в аппарате, плотность, вязкость среды и т.д.

Каждое из этих изменений влечет за .собой изменение глубины вихревой воронки . Система управления отрабаты- 65 вает эти изменения, воздействуя на скорость вращения мешалки таким образом, чтобы -.:начения уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки были оптимальными, т.е. чтобы глубина воронки достигла установленного значения или изменялась по требуемому закону. При изменении глубины воронки сигналы, поступающие от датчиков 5 и

6, через вторичные приборы 8 и 9 подают на блок 12 и на блоки 10, 11 сравнения. В зависимости от наличия командного сигнала КС на блоке 14 выбора задающих воздействий регулируют обороты двигателя мешалки, либо исходя иэ предельных допустимых значений уровней жидкости у стенки аппарата и по оси вала мешалки, либо, в частном случае, ло заданной глубине вихревой воронки, определяемой по разности высоты жидкости у стенки аппарата и по оси вала мешалки. При регулировании скорости вращения мешалки по предельно допустимым уровням жидкости у стенки аппарата и у вала мешалки сигналы с блоков 10, 11 сравнения поступают на логический блок

13, где происходит отбор регулируемых параметров в зависимости от знака и величины отклонений. Логический отбор регулируемых переменных происходит по следующему алгоритму:

1 ° Если Кс С Н, ° дН, < 0 илй

/4Н I >1дК, /или Р„=4К при /д Hñ,(/4B„/, 2. Если Н > Н „, . 4Кс ) 0 или

/д К /т/дНц/или

%, = дН при /дН /аН„/;>

З.Если К с Кс3сд,дН(0 или с

4. Если Н ) Н*,дНс 7 0 или с с.sa4.

Д 1 С где Н вЂ” высота уровня жидкости у стенки аппарата;

Н вЂ” высота уровня жидкости по

Ц оси вала мешалки; дН вЂ” отклонение высоты уровня жидкости у стенки от заданного значения; дН вЂ” отклонение высоты уровня

Ц жидкости по оси вала мешалки от заданного значения/

ПА — скорость врщений мелки в данный момент времени; — задающее воздействие регулятору от предельно-допустимых значений уровня;

n — скорость вращения мешалки в

С последующий момент времени.

В случае превышения предельно-допустимых значений уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки сиг68971 3

ЦНИИПИ Заказ 5848/5

Тираж 877 Подпи сн ое

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нал на выходе логического блока 13 воздействует на регулирующий блок 15, который изменяет скорость вращения мешалки таким образом, чтобы соответ-. ствующий уровень не выходил за допустимые пределы, не поднимаясь у 5 стенки аппарата выше поверхности теплообмена по рубашке охлаждения и не опускаясь в центре аппарата до лопастей мешалки.

При корректировке скорости вращения мешалки 3 по заданной глубине вихревой воронки величина отклонения с блока 12 вычитания и сравнения через блок 14 поступает на регулирующий блок 15 таким образом, чтобы свести это отклонение к минимуму.

Такой способ регулирования скорос-, ти вращения мешалки создает пульсирующий режим работы перемешивающего устройства (чередование ускорения с замедлением), что повиаает эффективность перемешивания.

Применение способа позволит повысить эффективность перемешивания в аппаратах периодического, полунепрерывного и непрерывного действия на всех стадиях ведения процесса.

Формула изобретения

1. Способ регулировани я процесса перемешивания в аппаратах с мешалкой путем изменения скорости вращения мешалки в зависимости от отклонения текущего значения технологического параметра от заданного, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания путем снижения энергозатрат на перемешивание, скорость вращения мешалки изменяют с учетом величины и знака отклонения уровней реакционной массы у стенки аппарата и по оси вала мешалки от заданных предельно допустимых значений.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что скорость вращения мешалки корректируют по отклонению глубины вихревой воронки, определяемой по разнице уровней у стенки аппарата и по оси вала мешалки от заданной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 465215, кл. В 01 J 1/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 363678, кл. С 07 В 11/00, 1971 (прототип).