Устройство для регулирования концентрации добавки в потоке жидкости при производстве сажи

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО- . ВАНИЯ КОЩЕНТРАЦИИ ДОБАВКИ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ, содержащее последовательно соединенные первую емкость добавки и насосдозатор , выход которого подключен к трубопроводу осйовного потока жидкости , трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенный с входом насоса-дозатора, последовательно соединенные расходомеры основного и вспомогательного потоков жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и регулируюдай клапан на линии вспомогательного пот тока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффициент и сз матор, о тли ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации заданной концентрации добавки в основном потоке жидкости, оно дополнительно содержит вторую емкость добавки, заПорные клапаны на трубопроводах добавки , второй блок умножения на постоянный коэффициент, два релейных блока, позиционный регулятор и блок ограничения сигнала, при этом вторая емкость через свой запорный клапан соединена с входом насоса-дозатора , выход блока извлечения квадратного корня расходомера основного потока жидкости параллельно подключен к первому блоку умножения на постоянный коэффициент и позиционному регулятору, выход которого параллельно соединен с первыми входами первого и второго релейных блоков и с запорными клапанами на трубопроводах первой и рторой емкостей г добавки, выход первого блока умножения на постоянный коэффициент параллельно подключен к второму блоку умножения на постоянный коэффициент и к второму входу первого ре§ лейного блока, .выход которого па- .раллельно соединен с первым входом сзгмматора и выходом второго релейного блока; подключенного свою им .вторьм входом к выходу второго сь блока умножения на постоянньй коел эффициент , блок извлечения квадрат00 ного корня расходомеравспомогатель ю ного потока жидкости через.регулятор связан с блоком ограничения сигнала, выход которого .подключен к регулирующему клапану на линии вспомогательного потока жидкости, задатчик соединен с вторым входом сзтматора, выход которого подключен к второму ВХОДУ регулятора.

СОЮЗ COBETCHHX . СИИ Л ЮЪН

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3629998/23-.26 (22) 21.07.83 (46) 30.11.84. Бюл..9 44 .(72). А.M. Комаров, С.Д. Фарунцев, В.И. Ивановский, В.E. Дмитриев и Р.Г. Кильтау (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (53) 66.012-52(088.8) . (56) 1. Патент США У 3277218, кл. 264-40, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 780505, кл. С 09 С 1/58, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДОБАВКИ В ПОТОКЕ

ЖИДКОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ, содержащее последовательно соединенные первую емкость добавки и насосдозатор, выход которого подключен к трубопроводу основного потока жидкости, трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенный с входом насоса-дозатора, последовательно соединенные расходомеры основного и вспомогательного потоков жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и регулирующий клапан на линии вспомогательного по . тока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффициент и сумматор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации задан" ной концентрации добавки в основном потоке жидкости, оно дополнительно содержит вторую емкость добавки, запорные клапаны на трубопроводах до„„SU„„1126582 А зао С 09 С 1/58 G 05 D 27/00 бавки, второй блок умножения на постоянный коэффициент, два релейных блока, позиционный регулятор и блок ограничения сигнала, при этом вторая емкость через свой запорный кла" пан соединена с входом насоса-доэатора, выход блока извлечения квадратного корня расходомера основного потока жидкости параллельно подключен к первому блоку умножения на постоянный коэффициент и позиционно1 му регулятору, выход которого параллельно соединен с первыми входами первого и второго релейных блоков и с запорными клапанами на трубопроводах первой.и второй емкостей Я добавки, выход первого блока умножения на постоянный коэффициент параллельно подключен к второму блоку умножения на постоянный коэффициент и к второму входу первого релейного блока, выход которого па»» .раллельно соединен с первым входом ф сумматора и выходом второго ре- > лейного блока, подключенного сво- © им .вторым входом к выходу второго блока умножения на постоянный коэффициент, блок извлечения квадратного корня расходомера вспомогатель- 00 ного потока жидкости через,регуля- М тор связан с блоком ограничения сигнала, выход которого подключен к регулирующему клапану на линии вспомогательного -потока жидкости, задатчик соединен с вторым входом сумматора, выход которого подключен к второму входу регулятора.

1 1

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами, где в материальные, потоки, изменяющиеся.в соответствии с функционированием процессов, дозируют различного рода присадки, например, при подготовке сырья для процесса получения сажи или при приготовлении в потоке грануляционного раствора, направляемого в смеситель участка мокрого гранулирования сажи. Способы приготовления растворов добавок в потоке являются наиболее прогрессивными и экономичными. Однако при этом возникают трудности в стабилизации заданной концентрации . добавки в растворе, так как при этом расход потока жидкости (углеводородного сырья или воды на гранулирование) изменяется случайным образом в соответствии с изменением количества работающих реакторов или смесителей-грануляторов.

Известно устройство автоматического управления процессом мокрого гранулирования сажи, содержащее расходомеры воды и добавки, связанные регулятором соотношения расходов этих компонентов, выход которого подключен к регулирующему клапану на линии подачи добавки (1) .

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает точного и надежного контроля и регулирования малых расходов концентрированных добавок и, в конеч.ном итоге, точную стабилизацию ее заданной концентрации в растворе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического регулирования процесса мокрого гранулирования сажи, содержащее последовательно соединенные первую емкость добавки и насос-дозатор, выход которого подключен к трубопроводу основного потока жидкости, трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенный со входом насоса-доза тора, последовательно соединенные расходамеры основного и вспомогательного потока жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и регулирующий клапан на линии вспомогательного потока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффициент и сумматор f2) .

126582 2

5

t0

f5

40.

55

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает высокой точности ст;.били-, зации заданной концентрации добавки в основном потоке жидкости, что особенно проявляется при значительном изменении расхода основного потока.

В случае превьпнения расхода вспомогательного потока жидкости над производительностью дозатора избыток воды может поступать в емкость, что недопустимо. При малых расходах основного потока воды целесообразно применять исходную добавку малой концентрации, а при больших расходах основного потока воды — более концентрированную добавку.

Цель изобретения — повьппение точности стабилизации заданной концентрации добавки в основном потоке жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее последовательно соединенные первую емкость добавки и насосдозатор, выход которого подключен к трубопроводу основного потока жидкости, трубопровод вспомогательного потока жидкости, соединенный со входом насоса-дозатора, последовательно соединенные расхадомеры основного и вспомогательного потоков жидкости и блоки извлечения квадратного корня, регулятор и регулирующий клапан на линии вспомогательного потока жидкости, задатчик, первый блок умножения на постоянный коэффициент и сумматор, дополнительно содержит вторую емкость добавки, запорные клапаны на трубопроводах добавки, второй блок умножения на постоянный коэффициент., два релейпых блока, позиционный регулятор и блок ограничения сигнала, при этом вторая емкость через свой запорный клапан соединена са входом насосадозатора, выход блока. извлечения квадратного корня расходомера основ. наго потока жидкости параллельно подключен к первому входу умножения на постоянный коэффициент и позиционному регулятору, выход которого параллельно соединен с первыми входами первого и второго релейных блоков и с запорными клапанами на трубопроводах первой и второй емкостей добавки, выход первого блока умножения на постоянный коэффициент параллельно подключен ка вто3. 1)26582 ф рому блоку умножения на постоянный .. могательного трубопроводов потоков коэффициент и ко второму входу пер- 9 и 10 жидкости, блоки 11 и 12 вого,релейного блока, выход кото- извлечения квадратного корня, блоки рого параллельно соединен с первым 13 и 14 умножения на постоянный ковходом сумматора и выходом второго

5 зффициент релейные блоки 15 и 16 с

В релейного блока, подключенного сво- нормально замкнутыми и нормально им вторым входом к выходу второго ° разомкнутыми контактами; позиционблока умножения на постоянный коэф- ный регулятор 17, регулятор 18, зафициент, блок извлечения квадратно- датчик 19, сумматор 20 и блок 21го корня расходомера вспомогатель- . ограничения сигнала .

4 ного потока жидкости через регуля- Устройство работает следующим тор связан с блоком ограничения сиг- образом. нала, выход которого подключен к ре- При расходах основного потока гулирующему клапану на линии вспомо- Q „ с Яо„ (фиг. 2) расход вспомогагательного потока жидкости, задатчик тельного потока изменяется.в соот1$ соединен со вторым входом сумматора, ветствии с прямой gb при расходах

В выход которого подключен ко второму Q .п 0 „. расход вспомогательного *о входу регулятора. тока изменяется по прямой с4 . Be\ 4

Повышение точности стабилизации личина Я „подбирается таким образаданной концентрации добавки в пото" зом чтобы Q не опускался ниже

20 вй ке жидкости происходит. вследствие значения Я > "- О 25 . Я вд " вп,„„ расширения рабочего диапазона изме- Я . — максимум шкалы прибора Q в

25 ной части рабочего диапазона. При . подается в общий трубопровод 9. малых расходах основного потока жид- Вспомогательный поток жидкости поскости устройство подает добавку в . тупает на вход насоса-доватора по поток из емкости малой концентрации . трубопроводу 10. Заданное значение добавки, при больших — из емкости вспомогательного потока жидкости большеи концентрации добавки. За

ЗО контролируется расходомером .8, вы-. счет разности концентрации добавки ходной сигнал которого линеаризуетв емкостях и путем переключения ем- ся блоком 12 и поддерживается рекостей в нужный момент удается под- гулятором 18 воздействием на регулидерживать значение расхода вспомо- рующий клапан б на уровне, заданном гательного потока жидкости в преде- >5 сумматором 20. лах, отстоящих как от верхней грани- Расход основного потока жидкости цы его шкалы, так и от нижней. Тем контролируется расходомером 7, высамым исключаются возможности попа- ходной сигнал которого линеаризуетдания воды в емкость добавки при ма- ея блоком 11 и подается на вход лых расходах основного потока жид- 4О блоков 13 и 14. Позиционный регулякости и прекращения подачи вспомо- тор 17 настроен таким образом, чтогательного потока жидкости на вход бы при значении расхода основного насоса-дозаФора при больших расхо- потока. Я меньшем некоторой велидах основного потока жидкости, т.е. чины Ясв, на его выходе был сигнал .происходит расширение диапазона 45- ™О", а -при значении Q большем

М оп работы устройства. Q „- сигнал "1".

На фиг. 1 показана структурная Нулевой сигнал с выхода регулясхема. данного устройства; на тора 17 обеспечивает прохождение фиг, 2 — зависимость, между расхо- сигнала, пропорционального расходу дами основного и вспомогательного 5О 0 через оба блока 13 и 14 умноОвъ потоков щидкости, которую реализу- жения на постоянный козффициент и ет данное устройство. одновременно — подачу раствора добав-.

Устройство (фиг. 1) содержит пер- ки из емкости 2, так как при этом вую и вторую емкости 1 и 2 добавок, контакты релейного блока 15 замкнунасос-дозатор 3, нормально закрытый 5 ты, блока 16 — разомкнуты, запорный и нормально открытый запорные кла- клапан 4 закрыт, а клапан 5 открыт, паны 4 и 5, регулирующий клапан 6, . и устройство реализует зависимость расходомеры 7 и 8 основного и вспух- yg . Когда расход основного пото126582

5 1 ка преаышает величину.q++, на, выходе с .регулятора 17 появляется, сигнал равный "1", который размыкает контакты блока 15, замыкает контакты блока 16, закрывает клапан

5 и открывает клапан 4. Сигнал, про. порциональный Я4:„, при этом проходит только через .один блок.13, добавка подается Hs емкости 1 и устройство реализует,зависимость сб

Блок 21 ограничения сигнала не позаоляет регулирующему клапану 6 пропускать расход вспомогательно" го потока больший, чем значение производительности насоса-дозатора 3, что способствует повышению надежности схемы устройства.

Увеличение основного потока жидкости вследствие, например, увеличения количества сажи на гранулирование, что приведет к снижению концентрации добавки в растворе, вызовет одновременно и увеличение выходного сигнала расходомера 7 основного потока, i значит и выходных сигналов блоков 13 и 14, в результате чего уменьшится выход сумматора 20, служащий заданием .регулятору 18. Уменьшение задания регулятору вызовет его рассогласование и он, воздействует на клапан 6, уменьшит расход вспомогательного потока жидкости на вход насоса-доза ° тора на-заданную величину.

Так как производительность насо5 са-дозатора 3 постоянная величина, то уменьшение расхода вспомогательного пбтока жидкости на его вход приведет к увеличению расхода добавки на такую же величину и, сле1О довательно,,к восстановлению заданного значения концентрации добавки в растворе., Таким образом,.алгоритм работы устройства включает непрерывный

15 расчет величины вспомогательного потока жидкости на вход насоса-дозатора для текущих значений расхода основного потока жидкости и автоматическое регулирование вспомогатель20 ного потока жидкости из условия заданной концентрации добавки.

Использование данного устройст ва позволяет повысить точность поддержания концентрации добавки в. растворе в 3 раза по сравнению с известным способом. Это дает возможность повысить качественные показатели продукта, связанные с концентрацией добавки как в грануляцион

30 ном растворе, так и в сырье для производства сажи.

1126582

Ъ

I ь

Oar сауе

Ьг.

ВЯЯИПИ Заказ 8636/19 Тираж 633 Подписное

4гглмал ППП "Яатект" ° r .Óõãîðîä, ул.Проектная, 4