Устройство для автоматического регулирования температуры валков каландра

1 зс

К ! аа1 нт 1

ОП ÀНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

00 546862

Союз Ссеетскнх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 554) ь (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.01.74 (21) 1992982/24 (51) Ч Кл е 6 05D 23/19 с присосд|шением заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) PpttpgttTcT! Опубликовано 15.02.77. Бюллетень М 6

f . Дата опубликования описания 24.03.77 (53) УДК 621.555.6 (088.8) гс делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Б. Е. Шевченко, И. И. Цыгрик, А. Г. Мельник и В. С. Фурман (71) Заявитель Специальное конструкторское бюро полимерного машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ВАЛКОВ КАЛАНДРА

Изобретение относится к области тепловой автоматики, в частности, к регулированшо теплового режима валков каландра, и может найти применение в вальцах, экструзионных и других машинах, предназначенных для переработки полимерных материалов.

Известны системы поддержания заданной температуры валков каландра, в которых используется рециркуляция (выходящий из валка теплоноситель снова поступает в валок без дополнительного подогрева пли охлаждения) (1)Эта схема обеспечивает любой режим работы машины, однако, в циркуляционном контуре каждого валка используются четыре трехходовых клапана и реализация схемы в металле дает большие габариты и вес.

Известна также система, имеющая централизованный контур подогреваемого теплоносителя и индивидуальный контур рециркуляции охлаждаемого теплоносителя для каждого валка (2).

Нагрев теплоносителя (конденсата или масла) производится в общем теплообменникенагревателе путем подачи пара определенного давления, соответствующего определенной температуре. При разогреве валка теплоноситель проходит по контуру: валок — теплообменникнагреватель — трехходовой клапан-насос. При достижении заданной температуры теплоноситель проходит только по контуру рециркуляции, мш.уя теплообменнпки: валок — два последовательных трехходовых клапана — насос.

В случае превышения заданной температруы, 5 так как процесс переработки полимера в валках экзотермический, первый по ходу теплоносителя трехходовой клапан начинает изменять соотношение потоков теплоносителя (рециркуляционного и охлажденного) через теп10 лообменник-холодильник, установленный параллельно основному контуру подачи теплоносителя в валок. Оба трехходовых клапана управляются пневматическими сигналами от прибора, получающего, в свою очередь, сигна15 лы от двух датчиков температуры, установленных на подаче и на сливе теплоносителя из валка.

Такая система автоматического регулирования температуры имеет ряд недостатков: на20 личие дву. клапанов в контуре подачи теплоносителя в валок увеличивает инерционность системы, повышает гидравлическое сопротивление и может привести к гидравлической неустойчивости (перетокп потоков); нагрев ii ox25 лаждение теплоносителя в теплообменниках (нагревателе и холодильнике) производится без регулирования и без регулирующих клапанов, что снижает точность поддержания температуры, а также вызывает больший расход

30 тепловых агентов (пара и воды); регулирова546862 ние не качественное, а количественное; замер температуры осуществляется датчиками температуры, установленными на подаче и на сливе теплоносителя из валка, что является косвенным способом измерения температуры валка и вносит определенную погрешность, снижая тем самым точность регулирования температуры. г аиоолее близким техническим решением является устройство для автоматического регулирования температуры каландра, содержащее централизованный контур подогрева теплоносителя, состоящий пз теплообменника-нагревателя и регулирующего клапана пара, индивидуальный контур подачи теплоносителя на каждый валок, состоящий из теплообменннкахолодильника, регулирующего клапана холодной воды и трехходового клапана-смесителя, датчика температуры поверхности валков каландра и теплоносителя и блок управления.

Описанная схема также имеет ряд недостатков: теплообменник-нагреватель и теплообменник-холодильник установлены последовательно, что приводит к увеличению инерционности системы и, даже при установившемся режиме, к неоправданным дополнительным затратам энергоресурсов; отсутствие регулирующего клапана подачи охлаждающей воды в теплообменник-холодильник не позволяет производить индивидуальную для каждого валка каландра подрегулировку температуры теплоносителя, что указывает на непригодность использования данного схемного решения для регулирования температуры валков каландра; также как и в описанном выше устройстве применяется косвенный способ измерения и регулирования температуры объекта— датчик температуры установлен на выходе теплоносителя из оросительной камеры, вследствие чего увеличивается инерционность системы и снижается точность регулирования температуры воздуха.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик, т. е. снижение энергозатрат и повышение точности регулирования устройства.

Зто достигается тем, что в предлагаемом устройстве датчики температуры поверхности и температуры теплоносителя наиболее горячего валка через блок управления связаны с установленным последовательно с теплообменником-холодильником трехходовым клапаном смесителем и с регулирующими клапанами холодной воды и пара, а датчики температуры поверхности и температуры теплоносителя других валков через блок управления связаны с соответствующими трехходовыми клапанамисмесителями и клапанами холодной воды.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Схема включает в себя объект регулирования 1 (валки каландра); циркуляционный насос 2, подающий теплоноситель в валок; трехходовой клапан-смеситель 3, смешпвающий потоки теплоносителей двух контуров циркуля10

65 ции (централизованного и индивидуального) в требуемом соотношении; индивидуальный для каждого валка поверхностный теплообменникхолодильник 4, в котором теплоноситель охлаждается холодной водой; общий для всех валков теплообменник-нагреватель 5, в котором теплоноситель нагревается паром; регулирующие клапаны 6 и 7, осуществляющие регулирование подачи пара н воды в соответствующие теплообменники; датчик 8 температуры поверхности валка, сигнал от которого поступает на потенцпометр 9; датчик 10 температуры теплоносителя на сливе из валка, подающий сигнал на потенциометр 11; прибор алгебраического суммирования 12 сигналов, поступающих от потенциометров.

Регулирование температуры валков каландра производится путем регулирования температуры теплоносителя, проходящего через валок, и ее коррекции по температуре валка. Регулирование и коррекция температуры теплоносителя, подаваемого насосом 2 в валок 1 осуществляется с помощью смесительного клапана 3 путем изменения соотношения потоков теплоносителей из централизованного и индивидуального контуров и управляемого пневматическим сигналом блока управления

13, включающего в себя потенциометры 9 и 11 с нзодромными и регулирующими устройствами и прибор алгебраического суммирования сигналов 12.

В режиме разогрева клапан 6 и проходное сечение вертикального патрубка смесительного клапана 3 открыты, а клапан 7 закрыт.

Теплоноситель циркулирует по контуру: валок 1 — централизованный теплообменник-нагреватель 5 — клапан-смесптель 3 — насос 2.

Чем ближе температура наиболее горячего валка к заданной, тем больший пневматический сигнал поступает на клапаны 3, 6 и 7, следовательно, тем большая доля теплоносителя из валка идет на рециркуляцию по контуру: валок 1 — теплоооменник-холодильник

4 — клапан-смеситель 3 — насос 2, а меньшая доля — через теплообменник-нагреватель 5 по централизованному контуру.

При установившемся тепловом режиме наиболее горячего валка теплоноситель циркулирует только IIO рециркуляционному контуру.

В режиме охлаждения при перегреве клапан пара 6 полностью закрыт, а клапан охлаждающей воды 7 открыт. Теплоноситель из валка также циркулирует по рециркуляционному контуру.

Для остальных валков каландра работа схемы аналогична, но без выдачи управляющего сигнала на клапан пара 6 от соответствующих блоков управления.

Таким образом, данная система регулирования с общим теплообменником-нагревателем и индивидуальными теплообменниками-холодильниками для каждого валка каландра позволяет работать как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева, за счет изменения соотношения количества теплоносителя, идущего

546862 на рециркуляцию и в общий теплообменникнагреватель. Причем в обоих режимах преимущественно используется рециркуляционный контур, что указывает на получение экономического эффекта по энергоресурсам.

Проведенные опытно-промышленные испытания в системах автоматического регулирования валков каландра датчиков температуры поверхности валков показали, что точность поддержания температуры валков повысилась с +-5 С до +2 С, что указывает на перспективность использования данного устройства на полимерном оборудовании, в бумажной промышленности, а также в листовой холодной прокатке для повышения качества получаемой продукции.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования температуры валков каландра, содержащее централизованный контур подогрева теплоносителя, состоящий из теплообменника-нагревателя и регулирующего клапана пара, индивидуальный контур подачи теплоносителя

HB каждый валок, состоящий из теплообменника-холодильника, регулирующего клапана холодной воды и трехходового клапана смесителя, датчика температуры поверхности валков каландра и теплоносителя и блок управления, о т л и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью по5 вышения эксплуатационных характеристик и точности регулирования устройства, в нем датчики температуры поверхности и температуры теплоносителя наиболее горячего валка через блок управления связаны с установленным по10 следовательно с теплообменником-холодильником трехходовым клапаном-смесителем и с регулирующими клапанами холодной воды и пара, а датчики температуры поверхности и температуры теплоносителя других валков че15 рез блок управления связаны с соответствующими трехходовыми клапанами-смесителями и клапанами холодной воды.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:

20 1. Лвторское свидетельство СССР № 249806, М. Кл. С 05D опубл. 1967 r.

2. Система регулирования и привод в каландргх.ж. Гессон «PGCP», 50, № 7 — 8, 1973 г.

3. Применение автоматического регулирова25 ния в промышленности В. Стрейц, 1960 г., стр. 132.