Устройство автоматического управления реактором полунепрерывного действия

 

Изобретение относится к области управления реактором полунепрерывного действия, отличающимся нестационарностью своих динамических характеристик при дозировке разнофазных компонентов (жидкого и сыпучего) в импульсном режиме. Технический результат заключается в сокращении длительности дозировки и повышении как степени заполнения реактора, так и безаварийности процесса. Установка, на которой реализуется устройство управления, состоит из реактора, расходной емкости жидкого компонента, дозатора и шнекового питателя подачи сыпучего компонента. В качестве информационных каналов используются датчики массы, уровня и давления в расходной емкости, веса сыпучего компонента в бункере. В устройстве используется частотно-импульсная дозировка с переменным интегрированием импульсов, обеспечиваемая использованием микропроцессорного контроллера с небольшой степенью интеграции, расположением электропневматических дискретных и аналогового преобразователей рядом с отсечными трехходовыми клапанами, конструктивным выполнением дозатора и заборного патрубка в расходной емкости, установкой вибрационного побудителя расхода сыпучего компонента. 5 ил.

Изобретение относится к области управления реактором полунепрерывного действия (реактор) при дозировке двух компонентов и касается, в частности, регулируемой подачи разнофазных компонентов (жидкого или сыпучего) в импульсном режиме, которое найдет широкое применение в химической, химико-фармацевтической, лакокрасочной, витаминной, пищевой и других специализированных отраслях промышленности при производстве целевых продуктов лекарственных препаратов, пигментов, лаков, витаминов, взрывчатых веществ.

Уже известно большое количество способов и устройств по управлению (реактором), каждый из которых находит область применения исходя из особенностей кинетики и термодинамики протекающего процесса, фазового состояния дозируемых компонентов, технологического и аппаратурного оформления процесса, и достигнуты уровнем научно-технического прогресса к настоящему времени.

1. А.с. №332852, 521003, 664681, 978114, 1230667, 1376510, 1601973, 1606178, 1634659, 1690840, 1736600, 1804903.

2. Автоматическое регулирование и контрольно-измерительные приборы в промышленности основной химии /Под ред. В.С.Шермана. - Л., 1975. Беркман Б.Е. Промышленный синтез ароматических нитросоединений и аминов - М., 1964. Виденеев Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия. - М., 1978. Манусов Е.Б. Контроль и регулирование технологических процессов лакокрасочных производств. - М., 1977. Соколов М.В., Гуревич А.Л. Автоматическое дозирование жидких сред. - Л., 1987.

3. Перемешивание жидких материалов в аппаратах со сложным законом движения мешалок (Ю.В. Мартынов и др. Химическая промышленность. 1983, с.43-45).

Известно устройство, реализующее способ управления процессом перемешивания в реакторе полунепрерывного действия, содержащее якорную и две параллельные мешалки с регулируемыми приводами, а также измеритель разности температуры реакционной массы между центром и стенкой реактора (А.с. №89077, БИ №46, 1981 г.).

Недостатком его является потребность в регулируемых приводах для каждого типа мешалок и необходимость измерения разности температуры для выработки корректирующих управляющих воздействий, что значительно усложняет структуру регулирующего контура, снижающего надежные показатели устройства.

Известен способ автоматического управления технологическим процессом в реакторе с приведенным устройством по его реализации, в котором частоту выдачи доз, объем единичной дозы и скорость вращения мешалки корректируют по уровню дозируемого жидкого компонента в расходной емкости (А.с. №498957, БИ №2, 1976).

Недостатком его считается усложненная трехканальная структура управления отдельными контурами, что не способствует сокращению длительности процесса в условиях широкого изменения вязкости реакционной массы.

Известно устройство управления, содержащее расходные емкости, датчики уровня и температуры, таймеры, соответствующие управляющие контуры (А.с. №1181701, БИ №36, 1985).

Недостатком приведенного устройства является наличие регулирующего контура по температуре реакционной массы, снижающего мощность теплосъема и, тем самым, увеличивающего длительность процесса, а наличие таймеров для выработки управляющих воздействий не учитывает количественных и качественных изменений, проходящих с реакционной массой, что препятствует корректировке управляющего сигнала в сторону сокращения длительности процесса.

В качестве ближайшего аналога данного изобретения принята установка, описанная в статье "Автоматизированная система управления процессами окисления и ацетилирования в реакторе полунепрерывного действия", опубликованная в Химико-фармацевтическом журнале (1994, №9, с.56-59), в которой изложены как описание установки, так и устройство по ее управлению. Установка содержит реактор с рубашкой, якорной мешалкой, клапаном разгрузки реактора, расходную и мерную емкости жидкого компонента, а также бункер со шнековым питателем для сыпучего компонента, электродвигатели с редукторами якорной мешалки и шнекового питателя.

Устройство по управлению реактором реализовано на использовании измерителей температуры в реакторе с позиционным регулятором, уровня в расходной емкости, блока импульсной дозировки, входного и сливного отсечных клапанов (ОК) обратного и прямого принципа действия, двух электропневматических дискретных преобразователей (ЭДП), магнитного пускателя двигателя шнекового питателя.

Блок импульсной дозировки включает в себя установочный и измерительный генераторы импульсов, два интегратора, триггер, логический элемент ЗАПРЕТ, три усилителя управляющего сигнала с соответствующими последовательными или параллельными связями между перечисленными элементами.

Недостатками известного устройства являются как значительная длительность дозировки, обусловленная использованием только одной тихоходной якорной мешалки, так и фиксированной подачей жидкого и сыпучего компонентов без учета увеличивающейся поверхности теплосъема по мере увеличения степени заполнения реактора при дозировке обоих компонентов.

Кроме того, отдаленность расположения электропневматических преобразователей от пневмоприводов отсечных клапанов снижает быстродействие в выработке управляющих сигналов, что может послужить причиной возникновения аварийного режима.

Задачей предлагаемого изобретения является сокращение длительности дозировки компонентов и повышение как степени заполнения реакторов, так и безаварийности процесса.

Поставленная задача решается применением частотно-импульсной дозировки с переменным интегрированием импульсов, использованием в комбинации тихоходной якорной и двух быстроходных пропеллерных мешалок, микропроцессорного контроллера (МПК) с небольшой степенью интеграции, расположением электропневматических преобразователей рядом с отсечными и трехходовыми клапанами (ТХК), конструктивными изменениями заборного патрубка в расходной емкости и дозатора, а также установкой вибрационного побудителя расхода сыпучего компонента на бункере шнекового питателя, управляемого тиристорным преобразователем частоты.

Сущность изобретения решения состоит в том, что устройство автоматического управления реактором полунепрерывного действия, содержащее расходные емкости для жидкого компонента и со шнековым питателем для сыпучего компонента, датчики температуры в реакторе и уровня в расходной емкости для жидкого компонента, отсечные клапаны подачи жидкого компонента в реактор, электропневматические преобразователи, блок частотно-импульсной дозировки, состоящий из установочного и измерительного генераторов импульсов, двух интеграторов импульсов, логического элемента ЗАПРЕТ, трех ключевых усилителя сигнала, причем частота установочного генератора импульсов выше частоты измерительного генератора импульсов, выход с расходной емкости подачи жидкого компонента последовательно через отсечный клапан и дозатор соединен с первым патрубком подачи дозируемого компонента в реактор, выход с расходной емкости подачи сыпучего компонента последовательно через шнековый питатель направлен к второму патрубку подачи дозируемого компонента в реактор, причем выход с установочного генератора импульсов связан с входом первого интегратора импульсов, выход с измерительного генератора импульсов последовательно через второй интегратор импульсов соединен параллельно со вторым, третьим ключевыми усилителями сигнала и первым входом измерительного генератора импульсов, выход с первого ключевого усилителя сигнала через электропневматическне дискретные преобразователи связан с пневмоприводами отсечных клапанов дозатора, а выход со второго ключевого усилителя сигнала направлен через магнитный пускатель к двигателю шнекового питателя, выход с датчика температуры через дискретный преобразователь соединен со вторым входом логического элемента ЗАПРЕТ дополнительно содержит расположенный на расходной емкости сыпучего компонента вибрационный побудитель расхода со сканирующей частотой и амплитудой, тиристорный преобразователь частоты управления вибрационным побудителем расхода, датчик давления в расходной емкости жидкого компонента и тензометрический датчик веса в расходной емкости сыпучего компонента, микропроцессорный контроллер, при этом расходная емкость оснащена патрубком подачи сжатого воздуха, снабженного трехходовым регулирующим клапаном, вход и один из выходов оснащены дроссельными вентилями, а второй выход соединен с воздушной полостью расходной емкости, нижний сливной смещенный относительно оси патрубок через отсечной клапан связан с входом дозатора, выполненного в виде перепускного цилиндра с плавающим поршнем внутри его и коническими торцеватыми частями с запирающими шаровыми клапанами, снабженного входным и выходным трехходовыми клапанами, трехпатрубковыми левым и правым коллекторами, центральные патрубки которых соединены с осевыми отверстиями конических торцевых частей, нижние патрубки с выходными отверстиями входного трехходового клапана, а верхние патрубки с входными отверстиями выходного трехходового клапана, входной патрубок входного трехходового клапана соединен с линией подачи дозируемого компонента из расходной емкости, а выходной патрубок выходного трехходового клапана связан с первым патрубком реактора подачи жидкого дозируемого компонента, блок частотно-импульсной дозировки, реализованный в микропроцессорном контроллере, снабжен инвертором, двумя диодными ячейками, причем первый интегратор выполнен с переменной длительностью интегрирования при выработке дискретного сигнала, выход с датчика уровня через микропроцессорный контроллер направлен ко второму выходу первого интегратора импульсов с переменной длительностью интегрирования, выход с которого соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ, а выход с него параллельно связан с входами инвертора, первого ключевого усилителя сигнала и первой диодной ячейкой, выход с инвертора соединен со входом второй диодной ячейки, выходы с первой и второй диодных ячеек включены параллельно и направлены ко второму входу измерительного генератора импульсов, выход со второго ключевого усилителя сигнала через блок магнитных пускателей соединен с двигателем шнекового питателя, выход с третьего ключевого усилителя сигнала через тиристорный преобразователь связан с вибрационным побудителем расхода, а выходы двух электропневматических дискретных преобразователей связанны с пневмоприводами входного и выходного трехходовых клапанов, работающих в противофазе, дозатора и соединены параллельно, выход с датчика давления последовательно через третий вход микропроцессорного контроллера, электропневматический аналоговый преобразователь направлен к пневмоприводу трехходового регулирующего клапана, выход с тензометрического датчика веса связан с четвертым входом микропроцессорного контроллера.

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой устройства управления реактором (фиг.1), структурной схемой блока частотно-импульсной дозировки (фиг.2), сравнительным графиком изменения степени загрузки реактором и длительности дозировки обоих компонентов (фиг.3), графиком изменения уровня (Ну) дозируемого жидкого компонента в расходной емкости и поверхности теплосъема (Fп) в реакторе (фиг.4), а также частотно-импульсной диаграммой выдачи единичных доз по жидкому (Тж) и сыпучему компонентам (Тс) (фиг.5).

В порядке обоснования соответствия предлагаемого изобретения критерию "промышленная применимость" приводим следующие доказательства:

1. Существующий уровень автоматизации реактора подобного типа остается до сих пор весьма невысоким из-за значительной сложности последнего, как объекта управления, и потенциальной опасности самих экзотермических процессов, проводимых в нем. Сложность реактора, как объекта управления, обусловлена переменными степенью заполнения реактора и составом реакционной массы, что предопределяет нестационарность динамических характеристик по управляющему каналу, а также необходимостью дозировки разнофазных компонентов. Поэтому разработка более рациональных устройств автоматического управления объектами подобного класса является весьма актуальным решением указанной проблемы.

2. При совместной дозировке разнофазных компонентов (жидкого и сыпучего) возникает опасность преждевременной агломерации, т.е. комкования мелких частиц сыпучего компонента в более крупные, что затрудняет в последующем протекание гетерогенной реакции с другим жидким компонентом. Кроме того, при дозировке подобных компонентов в режиме непрерывной подпитки происходит постоянное вспенивание реакционной массы, а это отрицательным образом сказывается на эффективность протекания процесса, уменьшая степени загрузки реактора и удлиняя процесс дозировки компонентов.

3. Устранение агломерации достигается применением в комбинации тихоходной якорной мешалки и двух быстроходных пропеллерных мешалок. Такое сочетание в одном реакторе мешалок разного типа положительным образом сказывается при перемешивании реакционной массы с большим диапазоном изменения вязкости (1·10^-3-100) Па·с.

В этом случае, когда вязкость реакционной массы незначительна (1·10^-3-4) Па·с, с наибольшей эффективностью используются две быстроходные пропеллерные мешалки, а тихоходная якорная мешалка в это время выполняет функцию отражательных передвижных перегородок, способствуя дополнительной турбулизации реакционной массы и тем самым улучшая условия тепло- и массообмена.

Когда же вязкость реакционной массы повысится до более высокого значения (>4 Па·с), работа тихоходной якорной мешалки начинает протекать более эффективно, способствуя существенному улучшению перемешивания реакционной массы. Продолжающаяся работа двух быстроходных пропеллерных мешалок препятствует образованию застойных зон.

4. Дополнительно агломерацию мелких частиц сыпучего компонента можно уменьшить использованием системы частотно-импульсной дозировки двух компонентов, момент выдачи единичных доз которых в реактор строго синхронизован между собой. Такой режим подачи компонентов дополнительно устраняет чрезмерное вспенивание реакционной массы. Причем каждая последующая выдача единичных доз производится с частотой, когда дозы предыдущей выдачи уже прореагировали между собой. Это исключает накопление непрореагировавшей массы в реакторе и тем самым предотвращает возникновение аварийных режимов.

5. Определенные трудности возникают при подаче жидких агрессивных компонентов, отличающихся к тому же повышенной вязкостью и возможным включением посторонних механических примесей. Повышенная вязкость среды создает ненужный дросселирующий эффект при подаче дозируемого компонента в реактор, что удлиняет процесс дозирования. Наличие механических примесей может стать причиной либо свободного слива дозируемого компонента в реактор из-за попадания их на опорную поверхность седла под шток отсечного клапана, либо к существенному уменьшению подачи дозируемого компонента в реактор по причине частичной закупорки подающего патрубка.

При подаче жидкого дозируемого компонента последовательно через входной трехходовой клапан, перепускной цилиндр с плавающим поршнем, выходной трехходовой, работающий с входным в противофазе, сводит вышеуказанные недостатки к минимуму.

6. Установка смещенного относительно осевой линии расходной емкости и изогнутого под прямым углом заборного патрубка в ней выше ее днища с косым срезом в сторону днища, на его горизонтальном участке, исключает попадание механических примесей, присутствующих в дозируемом жидком компоненте, в поток выдаваемой дозы. В этом случае механические примеси оседают на днище, которые удаляются через сливной вентиль по окончании процесса.

7. Применение МПК с малой степенью интеграции, снабженного дисплеем и принтером, позволяет реализовать выбранный алгоритм управления блоком частотно-импульсной дозировки и отказаться от установки громоздких щитов с вторичными приборами и релейными блоками, что существенно обеспечивает более высокие метрологические и надежностные характеристики устройства управления реактора.

8. Расположение ЭДП непосредственно у пневмопроводов отсечных и трехходовых клапанов намного увеличивает быстродействие в передаче управляющих воздействий, так как пневматический сигнал обладает ограниченной скоростью распространения и имеет предельное расстояние в его передаче, а клапаны с пневмоприводом, наоборот, наделены лучшими характеристиками (в смысле быстродействия) и однонаправленностью действия при отсутствии управляющего сигнала.

9. Самой медленной стадией технологического процесса является массопередача.

Суммарная площадь межфазной поверхности между жидким и твердым компонентами является функцией степени перемешивания и концентраций разнофазных реагирующих компонентов.

Повышение интенсивности перемешивания оказывает непосредственное воздействие на общую скорость гетерогенного превращения.

Без интенсивного перемешивания и импульсного режима подачи разнофазных компонентов гетерогенные процессы протекают с малой скоростью.

Перемешивание с использованием тихоходной и быстроходной мешалок при частотно-импульсном режиме подачи компонентов приводит к уменьшению толщины диффузионного слоя, которую должны преодолеть взаимодействующие молекулы разнофазных компонентов, и кратковременному увеличению их концентраций, что весьма существенно ускоряет медленную стадию гетерогенного превращения.

Установка для проведения экзотермических реакций между разнофазными исходными компонентами включает в себя собственно реактор 1, расходную емкость 2 для жидкого компонента, дозатор 3 жидкого компонента, шнековый дозатор 4 сыпучего компонента.

Реактор 1 состоит из рубашки 5, тихоходной якорной 6 и двух быстроходных пропеллерных 7 и 8 мешалок, каждая из которых снабжена электродвигателями 9, 10 и 11 соответственно, редуктором 12 привода якорной мешалки, а также клапана разгрузки реактора 13, установленного в днище реактора. Реактор 1 снабжен патрубками: 14 - загрузки жидкого компонента, обычно буферного для создания изначальной минимальной поверхности теплосъема и обеспечения погружения мешалки в жидкость до отметки 15; 16 - подачи дозируемого жидкого компонента до отметки 17; 18 - отвода газообразных продуктов реакции; 19 и 20 - подачи с повышенной и выхода с пониженной энтропией хладоагента через рубашку.

Расходная емкость 2 содержит: загрузочный патрубок 21 с отсечным клапаном 22, через который проходит заполнение расходной емкости дозируемым жидким компонентом до отметки 23, заборный патрубок 24, смещенный относительно осевой линии расходной емкости, приподнятый относительно ее днища, изогнутый под прямым углом и снабженный на входе горизонтального участка косым срезом в сторону днища.

Механические примеси, осевшие на днище расходной емкости, по окончании дозировки удаляются через сливной вентиль 25. Чистый компонент через отсечной клапан 26 поступает по трубопроводу 27 на вход дозатора 3.

Для подачи сжатого воздуха в воздушную полость расходной емкости 2 и его стравливания из нее предназначена воздушная линия 28, на входе которой установлен ТХК 29.

Вход клапана, связанный с линией подачи сжатого воздуха, снабжен входным дроссельным вентилем 30, а выход клапана, обеспечивающий стравливание сжатого воздуха в атмосферу, - выходным дроссельным вентилем 31. Установка дроссельных вентилей и соответствующая степени их открытия исключает режимы как "короткого замыкания", когда поток сжатого воздуха напрямую соединен с атмосферой, так и "обрыва цепи", когда поток сжатого воздуха полностью перекрыт. Это также гарантирует более точную стабилизацию давления в воздушной полости расходной емкости и обеспечивает, соответственно, устойчивый режим работы дозатора.

Дозатор 3 жидкого компонента относится к частотно-импульсным системам напорного истечения и состоит из исполнительного устройства с перепускным цилиндром 32, содержащим плавающий поршень 33 и два запирающих шариковых клапана 34. Торцевые части 35 перепускного цилиндра для удобства запирания выполнены коническими с осевыми отверстиями для заполнения и вытекания единичных доз жидкости.

Дозатор является исполнительным устройством двухстороннего действия, что предопределяет более высокую его производительность и снабжен левым 36 и правым 37 трехпатрубковыми коллекторами, которые соединены между собой через входной 38 и выходной 39 ТХК, работающие в противофазе. Входной патрубок входного ТХК 38 соединен с заполняющим патрубком 25, связанным через ОК 26 со сливным патрубком 24 расходной емкости, а выходной патрубок выходного ТХК 39 соединен через подающий патрубок 40 с заполняющим патрубком 16 реактора.

Дозатор сыпучего компонента 4 состоит из шнекового питателя 41, бункера 42, загрузочного патрубка 43 сыпучим компонентом до исходного уровня 44, редуктора 45 с электродвигателем 46.

В реакторе 1 контролируют:

- температуру реакционной массы посредством термопреобразователя 47 с передачей сигнала по информационному каналу X1 на микропроцессорный контроллер МПК 48 с регистрацией полученных данных в запоминающем устройстве, с последующим выводом по запросу на дисплей и при необходимости на принтер.

В расходной емкости 2 измеряют:

- уровень дозируемого жидкого компонента посредством измерителя уровня 49 с передачей сигнала по информационному каналу Х2 в МПК 48;

- давление сжатого воздуха в воздушной полости при помощи датчика давления 50 с передачей сигнала по информационному каналу Х3 в МПК 48.

В шнековом дозаторе 4 контролируют вес дозируемого сыпучего компонента в бункере 42 посредством тензометрического датчика веса 51 с передачей сигнала по информационному каналу Х4 в МПК 48.

На установке регулируют в режиме стабилизации:

- давление сжатого воздуха в воздушной полости расходной емкости 2 по сигналу с датчика давления 50 по информационному каналу Х3 с выработкой управляющего сигнала в МПК 48 с последующим воздействием по каналу У1 через электропневматический аналоговый преобразователь (ЭАП) 52 на пневмопривод ТХК 29 подачи сжатого воздуха через входной дроссельный вентиль 30 и стравливание его в атмосферу через выходной дроссельный вентиль 31.

На установке управляют:

- вращением тихоходной якорной 6 и двух быстроходных пропеллерных 7 и 8 мешалок по команде с МПК 48 с воздействием по управляющим каналам Z1, Z2 и Z3 через блок магнитных пускателей 53 по каналам У2, У3 и У4 на электродвигатели соответствующих мешалок;

- заполнением расходной емкости 2 жидким компонентом до отметки 2 по сигналу с уровнемера 49 по каналу Х2 с выработкой управляющего воздействия в МПК 48 по каналу У5 через ЭДП 54 на пневмопривод ОК 22;

- подачей жидкого компонента из расходной емкости 2 к дозатору 3 воздействием по команде с МПК 48 по каналу У6 через ЭДП 55 на пневмопривод ОК 26;

- подачей жидкого компонента из расходной емкости 2 в реактор 1 посредством дозатора 3 по команде с МПК 48 с воздействием по управляющему каналу У7 в импульсном режиме через ЭДП 56 на пневмопривод ТХК 38, а через ЭДП 57 на пневмопривод ТХК 39;

- подачей сыпучего компонента из бункера 42 в реактор 1 с воздействием по управляющему каналу Z4 через блок магнитных пускателей 53 по каналу У8 на электродвигатель 46 шнекового дозатора 4;

- подачей сыпучего компонента к шнековому питателю 41 из бункера 42 воздействием по управляющему каналу Z5 через тиристорный преобразователь частоты 58 по каналу У9 на вибрационный побудитель расхода 59;

- разгрузкой реактора по команде с МПК 48 с выработкой управляющего воздействия по каналу У10 через ЭДП 60 на пневмопривод клапана разгрузки 13.

Структурная схема блока управления частотно-импульсным дозатором, реализованная в МПК 48, представленная на фиг.2, состоит из установочного генератора импульсов 61, первого интегратора импульсов 62 с переменной длительностью выдачи командного сигнала, логического элемента ЗАПРЕТ 63, измерительного генератора импульсов 64, второго интегратора импульсов 65, инвертора 66, двух диодных ячеек 67 и 68, первого, второго и третьего ключевых усилителей сигналов 69, 70 и 71.

На фиг.3 представлен график сравнительной оценки длительности дозировки сыпучего (Gc) и жидкого (Vж) компонентов при синтезе высокоэнергетического продукта, а также степени заполнения реактора при использовании только тихоходной мешалки и интеграторов импульсов с фиксированной длительностью интегрирования (вариант 1) и с применением в комбинации тихоходной и быстроходной мешалок, а также интеграторов импульсов с переменной длительностью интегрирования (вариант 2).

Очевидно, что во втором варианте длительность дозировки компонентов меньше (τ2<τ1), а степень загрузки реактора выше (Мж (2)>Vж (1); Gc (2)>Gc (1)), чем в первом.

На фиг.4 изображен график изменения уровня дозируемого жидкого компонента из расходной емкости (Ну) и поверхности теплообмена (Fп) в реакторе в зависимости от степени заполнения реактора (ϕ). По текущему значению уровня жидкого компонента в реакторе корректируют длительность интегрирования импульсов в первом интеграторе импульсов и тем самым определяют момент выдачи управляющего воздействия на одновременную подачу жидкого и сыпучего компонентов.

Блок импульсной дозировки работает следующим образом.

Установочный генератор импульсов 61 вырабатывает импульсные сигналы прямоугольной формы, которые подаются на первый интегратор импульсов 62, и (после подсчета установленного числа поступивших импульсов) вырабатывает сигнал, поступающий через логический элемент 63 ЗАПРЕТ на ключевой усилитель мощности и далее, по управляющему каналу У7, на ЭДП 56,57 для переключения клапанов 38 и 39 (фиг.1). При этом жидкость из расходной емкости 2 поступает в противоположную полость цилиндра 3, поршень которого начинает перемещаться, вытесняя очередную дозу жидкости через выходной патрубок 40 до тех пор, пока поршень 33 не вкатит шаровой клапан 34 в коническое седло 35, прекращая выдачу дозы и исключая протечку жидкости в момент останова поршня 33. Через диодную ячейку 67 запускается измерительный генератор импульсов 64. Необходимое количество импульсов для выдачи командного сигнала интегрируется на втором интеграторе импульсов 65 и подается на останов генератора импульсов 64, на включение ключевых усилителей сигналов 71 и 72 для запуска двигателя 46 шнекового дозатора и подачи сыпучего компонента и на включение вибрационного побудителя расхода 59 подачи сыпучего компонента из бункера 42 к шнековому питателю 41.

Длительность интегрирования для выдачи командного сигнала определяется текущим значением уровня жидкого компонента в расходной емкости 2. Элемент ЗАПРЕТ 63 блокирует выдачу управляющего сигнала при аварийном повышении температуры в реакторе 1.

Использование предложенного устройства при синтезе высокоэнергетических продуктов позволяет в 1,5-2 раза сократить длительность дозировки и на 10-15% увеличить загрузку реактора.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления реактором полунепрерывного действия, содержащее расходную емкость для жидкого компонента, бункер с сыпучим компонентом, снабженный шнековым питателем, термопреобразователь в реакторе, снабженном якорной мешалкой, датчик уровня в расходной емкости, отсечные клапаны подачи жидкого компонента в реактор, электропневматические преобразователи, предназначенные для управления пневмоприводами клапанов, блок частотно-импульсной дозировки, блок магнитных пускателей, при этом выход с расходной емкости последовательно через отсечной клапан и дозатор соединен с первым патрубком реактора, выход с бункера через шнековый питатель соединен со вторым патрубком реактора, а один из выходов блока частотно-импульсной дозировки через соответствующий магнитный пускатель блока магнитных пускателей подсоединен к двигателю шнекового питателя, отличающееся тем, что реактор снабжен двумя пропеллерными мешалками, а устройство дополнительно снабжено вибрационным побудителем расхода, расположенным на бункере, со сканирующей частотой и амплитудой, тиристорным преобразователем частоты управления вибрационным побудителем расхода, датчиком давления в расходной емкости и тензометрическим датчиком веса бункера с сыпучим компонентом, микропроцессорным контроллером, предназначенным для реализации функций блока частотно-импульсной дозировки, а также для формирования управляющих воздействий, подаваемых на электропневматические преобразователи через соответствующие магнитные пускатели блока магнитных пускателей на электродвигатели мешалок реактора и через тиристорный преобразователь на вибрационный побудитель расхода, при этом расходная емкость снабжена нижним сливным патрубком и трехходовым регулирующим клапаном, вход которого через соответствующий дроссельный вентиль соединен с линией подачи сжатого воздуха, а выходы связаны соответственно с воздушной полостью расходной емкости и через соответствующий дроссельный вентиль с атмосферой, причем нижний сливной патрубок смещен относительно оси расходной емкости и поднят косым срезом входного участка относительно днища расходной емкости, а также связан через соответствующий отсечной клапан с входом дозатора, выполненного в виде перепускного цилиндра с плавающим поршнем и коническими торцевыми частями с запирающими шаровыми клапанами, снабженного трехпатрубковыми левым и правым коллекторами, центральные патрубки которых соединены с осевыми отверстиями конических торцевых частей перепускного цилиндра, нижние патрубки - с выходными отверстиями входного трехходового клапана и верхние патрубки связаны с входными отверстиями выходного трехходового клапана, причем вход входного трехходового клапана соединен последовательно через соответствующий отсечной клапан с нижним сливным патрубком расходной емкости, а выход выходного трехходового клапана связан с первым патрубком реактора, при этом выходы термопреобразователя, датчиков уровня, давления и тензометрического датчика веса соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами микропроцессорного контроллера.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5