Устройство для автоматического управления процессом жидкостной экстракции в аппарате с перемешиванием

 

Изобретение относится к автоматизации процесса жидкостной экстракции , может быть использовано в химической промышленности и позволяет сократить энергозатраты и повысить степень очистки продукта. Устройство содержит датчик (д) 1 количества оборотов , соединенный с приводом электродвигателя мешалки 2, установленной в экстракционном аппарате 3. Выход Д 1 связан с входом регулятора (р) 15 и одним из входов блока 4 вычисления производных. Один из выходов последнего подключен к последовательно соединенным потенциометру 9, сумматору 1 1 , блоку 13 ограничения сигналов .и Р 15. Второй выход блока 4 связан с последовательно соединенными потенциометром 10, сумматором 12, блоком 14 ограничения сигналов, подключенным к одному из входов пропорционального Р 16. Второй вход последнего связан с датчиком расхода растворителя, -а выход Р 16 подключен к клапану .17 расхода растворителя. 2 ил. i (Л PaipuHam ПМД I Экстракт 3 со 00 00 00 vl

00K) 3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3821654/31-26 (22) 10,12,84 (46) 23,09.87. Бюл. ¹- 35 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В, В, Ажогин, А. М. Демченко, П. И. Бидюк, С. С. Руденко, Н. К. Фурсова, Г. Г. Швачко и P. А. Тифенбах (53) 66,012-72(088.8) (56). Авторское свидетельство СССР № 1087980, кл. G 05 0 23/00, 1982.

Авторское свидетельство. СССР

¹ 768403, кл. G 05 D 23/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЖИДКОСТНОЙ 3КСТРАКЦИИ В АППАРАТЕ С IIEPEMEIIIHBAHHEM (57) Изобретение относится к . автома— тизации процесса жидкостной экстракции, может быть использовано в хими(51) 4 B 01 D 11/04 G 05 D 23/00 ческой промышленности и позволяет сократить энергозатраты и повысить степень очистки продукта. Устройство содержит датчик (Д) 1 количества оборотов, соединенный с приводом электродвигателя мешалки 2, установленной в экстракционном аппарате 3. Выход

Д 1 связан с входом регулятора (Р)

15 и одним из входов блока 4 вычисления производных. Один из выходов последнего подключен к последовательно соединенным потенциометру 9, сумматору 11, блоку 13 ограничения сигналов ,и P 15. Второй выход блока 4 связан с последовательно соединенными потенциометром 10, сумматором 12, блоком

14 ограничения сигналов, подключенным к одному из входов пропорционального

P 16, Второй вход последнего связан с датчиком расхода растворителя, а выход Р 16 подключен к клапану,17 расхода растворителя, 2 ил.

1338871

Изобретение относится к технике автоматического управления процессом жидкостной экстракции и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности .

Целью изобретения является экономия энергозатрат и повышение степени очистки продукта эа счет оптимизации процесса.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устрой— ства; на фиг. 2 — блок-схема блока вычисления частных производных, Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 количества оборотов (тахометр), соединенный с приводом электродвигателя мешалки 2, установленной в экстракционном аппарате 3. Выход датчика

1 количества оборотов двигателя соединен с первым входом блока 4 вычисления частных производных, второй вход которого соединен с датчиком 5 расхода, установленным на линии 6 подачи растворителя, Выходы 7 и 8 блока вычисления производных соединены с входами потенциометров 9 и 10, выходы которых соединены с первыми входами сумматоров 11 и 12 соответственно, Вторые входы сумматоров ll u

12 соединены с датчиками количества оборотов двигателя 1 и расхода растворителя 5 соответственно, Выходы сумматоров 11 и 12 через блоки 13 и

14 ограничения сигналов соответственно соединены с первыми входами про— порциональных регуляторов 15 и 16 соответственно. Второй вход регулятора 15 соединен с выходом датчика

l.количества оборотов двигателя, а второй вход регулятора 16 — с выходом датчика 5 расхода растворителя.

Выход пропорционального регулятора

15 соединен с приводом электродвигателя мешалки 2, а выход пропорционального регулятора 16 — с датчиком 17 расхода растворителя.

Блок 4 вычисления частных производных содержит потенциометр 18, первый вход которого соединен с задатчиком 19 постоянного коэффициента а,, второй †. с датчиком 5 расхода растворителя, а выход — с первым входом сумматора 20, второй вход которого соединен с задатчиком 21 постоянного коэффициента, а третий — с выходом потенциометра 22, первый и второй входы которого соединены с датчиком 5 расхода растворителя, а третий — с задатчиком 23 постоянного коэффициента а, Выход сумматора 20 соединен с первым входом сумматора

24, второй вход которого соединен с задатчиком 25 концентрации примесей в продукте, а третий — с выходом сумматора 26. Первый вход последнего соединен с выходом потенциометра 27, первый вход которого соединен с датчиком 1 количества оборотов электродвигателя мешалки, а второй вход — с выходом потенциометра 28, первый вход которого соединен с задатчиком 29 постоянного значения коэффициента а ; а второй — с выходом датчика 5 расхода растворителя, Второй вход сумматора 26 соединен с выходом потенциометра 30, первый вход которого соединен с выходом задатчика 31 постоянного значения коэффициента а> а второй — с выходом датчика 1 количества оборотов двигателя, Выход умма25 тора 24 соединен с первым входом потенциометра 32, второй вход которого соединен с выходом задатчика 33 значения, равного 2, а выход — с первым входом потенциометра 34, второй вход которого соединен с выходом суммато— ра 35, первым входом соединенного с выходом потенциометра 36, вторым входом — с выходом потенциометра 28, а третьим — с выходом задатчика 31

35 значения постоянного коэффициента а .

Первый вход потенциометра 36 соединен с задатчиком 33 постоянного коэффициента 2, второй — с задатчиком

37 постоянного коэффициента а, а

40 третий — с выходом датчика 1 количества оборотов двигателя и с первым входом потенциометра 38, второй вход которого соединен с задатчиком 37 постоянного коэффициента. Выход потенциометра 38 соединен с первым входом потенциометра 39, второй вход которого соединен с выходом датчика 1 количества оборотов двигателя, а выход— с третьим входом сумматора 26. Выход потенциометра 32 соединен с первым

50 входом потенциометра 40, второй вход которого соединен с выходом сумматора 41, первый вход которого соединен с выходом задатчика 19 значения постоянного коэффициента а, второй

55 вход — с выходом потенциометра 42, первый вход которого соединен с выходом датчика 5 расхода растворителя, второй вход — с задатчиком 23 значеl3

38871 а(а

an,", Ц., и дели ния постоянного коэффициента а, а третий — с выходом задатчика 33 зна— чения постоянного коэффициента 2.

Третий вход сумматора 41 соединен с выходом потенциометра 43, первый вход которого соединен с задатчиком

29 значения постоянного коэффициента

Я61 а второй — с выходом датчика 1 количества оборотов электродвигателя мешалки. Выход потенциометра 34 соединен с входом потенциометра 9, а выход потенциометра 40 — с входом потенциометра 10 °

Устройство для автоматического управления процессом жидкостной эстракции в аппарате с перемешиванием работает следующим образом.

С датчика 1 количества оборотов двигателя сигнал, равный текущему значению количества оборотов двигателя п",, поступает на первый вход блока 4 вычисления частных производных, на второй вход которого поступает сигнал равный текущему значеЭ и нию расхода растворителя ар, с датчика 5 расхода растворителя, В блоке

4 (фиг. 2) вычисляются значения частных производных где 1 = (С., ц -С а< ) " квадратичный критерий качества"

С „ — текущее значение концентрации. примесей, определяемое по математической моГде ао а„, а, яз, G4 и я5 — пОстО янные коэффициенты.

С первого выхода блока 4 сигнал, а1, равный „ поступает на вход потенап,, циометра 9, где реализуется его умножение на постоянный коэффициент й1, С выхода потенциометра 9 сигнал, равный 9, -„ — со знаком — поступает ат

11 11

06 на первый вход сумматора ll на второй вход которого поступает сигнал, равный текущему значению количества и, оборотов двигателя и . В сумматоре

11 происходит сложение поступающих сигналов, Суммарный сигнал, равный

° 3L

n" = n" —, „ с выходя суммааь р6 8 п1и тора 11 поступает на вход блока 13 ограничений, где сравнивается с сигналом, равным максимально допустимому числу Оборотов двигателя п06,к,. и+1

Если n y n „, то на первый

06 о6 маКс вход регулятора 15 поступает сигнал, и

10 равный и 1 в противном случае — сигИ -1 нал, равный и о6

На второй вход регулятора 15 поступает сигнал, равный 11 6 с датчика 1 количества оборотов, С выхода регулятора 15 на при 15 вод двигателя мешалки поступает управляющий сигнал, пропорциональный разности текущего значения количества оборотов двигателя и рассчитаннои го оптимального значения (К „ /n

At1

20 -"о6 ) °

С второго выхода блока 4 сигнал, а равный у- -, поступает на вход поP тенциометра 10,где реализуется его

25 умножение на постоянный коэффициент

С выхода потенциометра 10 сигнал, 31

11 1!

pBBHbIH $ — 6-- со знаком —, поступа3Q ет на первый вход сумматора 12, на

30 второй вход которого с датчика 5 расхода растворителя поступает сигнал, и равный значению Q . В сумматоре 12 происходит сложенйе поступающих curn+1 налов. Суммарный сигнал, равный Q> а1

35 = Q - — с выхода сумматора 12 Пи

ОБ ° поступает на вход блока 14 ограничений, где сравнивается с сигналом, рав. ным максимально допустимому значению

40 расхода растворителя Q» Ä . Если а о ар мск, то на первый вход регур р мсккс1 лятора 16 поступает сигнал, равный в противном случае — сигнал, Р макск

paBHbDI Q О . НЯ второй вход регулятора 16 поступает сигнал, равный аО а„„с датчика 17 расхода раствор рйтеля поступает управляющий сигнал, пропорциональный разности текущего значения расхода растворителя и рассчитанного оптимального значения

" (к,га", - а"," ).

Влок 4 вычисления частных производных работает следующим образом, Сигнал, равный значению расхода

55 растворителя Qр, с датчика 5 расхода поступает на первые входы потенциометров 18, 28 и 42, а также на первый и второй входы потенциометра 22 °

Потенциометры 18 и 28 реализуют ум1338871 е потенциометра 36, а на третий — сигнал, равный постоянному коэффициенту а, с задатчика 31. С выхода сумматора 24 сигнал, равный ((a + а„ Ц,Р +

5 о

+ Я2 0.Р+ аз " Б + a "„+ ау"

Q> пр ) C>) постУпает нЯ пеРВый вход потенциометра 32, на второй вход которого поступает сигнал, равный 2, с задатчика 33 постоянного коэффициента 2. С выхода потенциометра 32 сигнал, равный произведению поступающих сигналов, поступает на первые входы потенциометров 34 и 40. На второй вход потенциометра 34 поступает сигнал, равный (я + 2 ° я и +

+ à Qp), с выхода сумматора 35, а с выхода потенциометра 34 сигнал, равный значению частной производной — 2((a+aQ+aQ+a с11 )2

3n nL - p - Р рБ

ПрБ + а ПрБ + ay Qp П )

-Сз1 х (а> + 2 а„п,Б + а . Qp) поступает на вход потенциометра 9 (фиг. 1), )5 С выхода потенциометра 43, сигнал, равный яБ п Б, поступает на первый вход сумматора 41, на второй вход которого поступает сигнал, равный

2 а 2 Q Р, с выхода потенциометра 42, 30 на третий — сигнал, равный а,, с задатчика 19. В сумматоре 41 происходит сложение поступающих сигналов, и с его выхода сигнал, равный (а„ +

+ à и, 2 а2 QÐ), поступает на

35 второй вход потенциометра 40, на ( первый вход которого поступает сигнал, равный 2 ((ар + а,0. + а. 0 +

ОБ

С выхода потенциометра 40 поступает ет, Bl

40 сигнал равныи — = 2 Г(а + à Q + х р .+ а + а и„+а " +а х

2 а Q ), на вход потенциометра 10

)фиг. 1

Использование изобретения позволяФ ет улучшить качество очистки продукта, уменьшить технологическую себестоимость процесса экстракции за

50 счет более рационального использова+ ния дорогостоящего растворителя и уменьшения его потерь с продуктами, а также значительно снизить объем не. кондиционной продукции. ножение сигнала а на постоянные коР эффициенты а, и а соответственно.

Сигналы, равные постоянным коэффициентам а„. и а, поступают на вторые входы потенциометров 18 и 28 соответ ственно с эадатчиков 19 и 29 постоян ных коэффициентов соответственно. На второй вход потенциометра 42 поступа ет сигнал, равный 2, с задатчика 33, а на третий его вход и третий вход потенциометра 22 — сигнал, равный а2 с задатчика 23. С выхода потенциомет

2 ра 22 сигнал, равный а21 Р, поступает на первый вход сумматора 20, на второй вход которого поступает сигнал, равный а,, с выхода задатчика 21, а на третий — сигнал, равный a с выхода потенциометра 18, Потенциометр 28 осуществляет умножение сигнала равного ЯР, на постоянный коэффициент а . Сигнал, рав ный скорости вращения ротора мешалки и, поступает на первые входы потенциометров 43, 27, 36, 38 и 30, н вторые входы которых поступают сиг—

НЯЛЫ, рЯВНЫе Я, a g,Р, ае), 84 а,, с задатчика 29 постоянного коэффици ента а, с выхода потенциометра .28„ с задатчика 37 постоянного коэффици ента а задатчика 31 постоянного ко эффициента а соответственно.

В перечисленных потенциометрах происходит умножение поступающих си налов, На первый вход потенциометря

39 поступает сигнал, равный aÄn выхода потенциометра 38, на второй вход которого поступает сигнал, рав ный и, с датчика 1 количества обо ротов двигателя. С выхода потенциом ,ра 27 сигнал, равный а 0 и, поступает на первый вход сумматора 26 на второй вход которого поступает сигнал, равный а> п,, с выхода по тенциометра 30, а на третий — сигна). равный я и, с выхода потенциом ра 39. С выхода сумматора 26 сигнал равный я ° Qp n + a> n + а„х х и постуйает на первый вход сум рБ х матора 24, на второй вход которого поступает сигнал, равный а + a„Qp

О

+ а 11 с выхода сумматора 20, а йа третий — сигнал, равный заданному значению концентрации примесей Сц с знаком "-", с задатчика 25 заданного значения концентрации примесей. На первый вход сумматора 35 поступает сигнЯЛ раВный а 5 Q Р с выхОДЯ пО тенциометра 28, на второй вход— сигнал, равный 2 а и, с выхода

ОБ

Формула изобретения

Устройство для автоматического уп. равления процессом жидкостной экстракции в аппарате с перемешиванием, 1338871!

3I II 1ÏI1 Заказ 4159/4

Тираж 656

Подписное

Произв.-полигр.,пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 содержащее датчик и регулятор расхода растворителя, датчик числа оборотов двигателя мешалки, соединенный через регулятор с двигателем мешалки, блоки умножения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью экономии энергозатрат и повышения степени очистки продукта за счет оптими— зации процесса, оно дополнительно содержит задатчик концентрации примесей в готовом продукте, блок вычисления частных производных по расходу растворителя и числу оборотов двигателя мешалки, сумматоры, блоки orраничения, при этом задатчик, датчики расхода растворителя и число оборо" тов двигателя мешалки соединены с

Ь входами соответствующих сумматоров и с блоком вычисления частных производных, выходы которого через соответствующие блоки умножения подключены к другим входам сумматоров, выходы которых через соответствующие блоки ограничения с регуляторами числа оборо-, тов двигателя мешалки и расхода растворителя соединены с .двигателем мешалки и исполнительным механизмом .на линии подачи растворителя.