Спосіб автоматичного регулювання газового середовища і схема його здійснення

1 Спосіб автоматичного регулювання газового середовища переважно в камері газової печі, шляхом вимірювання сигналу, що характеризує температуру в камері печі з подальшою дією на співвідношення газ - повітря, який відрізняється тим, що додатково вимірюють сигнал, який характеризує вміст СО в газовому середовищі і, в залежності від температури в камері печі, задають необхідний його вміст і проводять коректування подачі повітря на горіння 2 Схема автоматичного регулювання газового середовища, переважно в камері газової печі, що містить пальники, трубопроводи подачі газу та повітря до пальників, заслінки з електроприводами, контрольно-вимірювальні прилади, датчики технологічних параметрів горіння, вузли автоматичного регулювання потужності пальників та співвідношення "газ-повітря", газоаналізатор з пристроєм відбору газового середовища із камери печі, яка відрізняється тим, що в електричний ланцюг регулювання газового середовища введено мікропроцесорний контролер, датчиком для якого є газоаналізатор, а вихід з'єднано електричним ланцюгом з електроприводом повітряної заслінки, змонтованої в трубопроводі подачі повітря на горіння, при цьому його додатковий вихід електричним ланцюгом з'єднано з автоматом керування потужності пальників Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний при виготовленні термічного обладнання, переважно камерних газових печей з системами автоматичного регулювання і управління процесом горіння В процесі випалювання фарфорових і фаянсових виробів створюється черепок та його необхідні властивості Випал визначає тривалість технологічного циклу, якість виробів, економіку виробництва Випал виробів включає процеси нагрівання з заданою швидкістю, доведення температури до максимальної для даної маси з регламентованою технологією, витримування газового середовища (кисневе, відновлення, нейтральне) і охолодження по заданому закону ВІДОМІ спосіб і система автоматичного регулювання процесу одержання теплоносія, до складу якої належать пальник, термопара, регулятор температури, регулювальні клапани та регулятор витрати теплоносія [Исламов М Ш Проектирование и эксплуатация промышленных печей Ленинград, «Химия», Ленинградское отделение, 1986, стр 219-229, рис 74 Всего стр 277] Ця система дозволяє виконати автоматичне регулювання витрат теплоносія, автоматизацію регулювання температури, але не забезпечує необхідної точності регулювання за рахунок неявності двох ланцюгів регулювання - по лінії витрат теплоносія та по лінії зміни температури Крім цього, система складна в обслуговуванні із-за великої КІЛЬКОСТІ перетворювальних приладів Найбільш близькою за сукупністю ознак до пропонуємого способу є спосіб автоматичного регулювання режиму горіння шляхом вимірювання сигналу, що характеризує температуру в камері печі з послідуючою дією на співвідношення газповітря [авторское свидетельство СССР №1495579 по кл F23N1/02, опубл бюл «Открытия изобретения» №27,1989г .Москва] Цим способом досягається підвищення точності регулювання режиму паління, але залишається неможливим регулювання газового середовища в топці Відома також система автоматичного СО 1 Ю 57273 управління процесом горіння, що містить пальник, електроди підпалювання з трансформатором та наявності полум'я з автоматом управління пальником, клапан - відсікач газу, дросельні заслонки з електроприводами, перетворювач термоелектричний та контрольновимірювальні прилади [Исламов М Ш Проектирование и эксплуатация промышленных печей Ленинград, «Химия», Ленинградское отделение, 1986, стр 224, рис 77 Всего стр 277] Відома система забезпечує безпеку газової печі за допомогою приладів, автоматизації Недоліками цієї системи є недостатня точність регулювання потужності пальника та складність її виконання Найбільш близькою до схеми, яку пропонуємо, є схема автоматичного регулювання процесу горіння в камері газової печі, що містить систему автоматичного управління потужністю пальника у складі перетворювача термоелектричного, мікропроцесорного контролера, ведучого графік випалу в координатах "температура-час", повітряну дросельну заслонку з електрорприводом, трубопровід подачі повітря на горіння, який з'єднано з регулятором співвідношення "газ-повітря" імпульсною трубкою та газоаналізатор з пристроєм відбору газового середовища із камери печі [Заявка № 2002032284 від 22 березня 2002 р «Система автоматичного управління процесом горіння»] Недоліком відомої схеми є відсутність можливості впливу на газове середовище в процесі випалу фарфорових виробів з метою підвищення їх ЯКОСТІ В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб автоматичного регулювання газового середовища шляхом вимірювання сигналу, що характеризує температуру в камері печі з послідуючою дією на співвідношення "газ-повітря" та додатковим вимірюванням сигналу, що характеризує вміст СО в газовому середовищі і, в залежності від температури в камері, задавати його вміст коректировкою подачі повітря на горіння і забезбечити високу якість виробам Крім цього, в схемі автоматичного регулювання газового середовища, що містить систему автоматичного управління потужністю пальника у складі перетворювача термоелектричного, мікропроцесорного контролера, ведучого графік випалу в координатах "температура-час", дросельну заслонку з електроприводом, трубопровід подачі повітря на горіння, який з'єднано імпульсною трубкою з регулятором співвідношення "газ-повітря" та газоаналізатор з пристроєм відбору газового середовища, вона додатково містить мікропроцесорний контролер для регулювання газового середовища, датчиком для якого служить газоаналізатор, а його вихід з'єднано з електроприводом повітряної заслонки, змонтованої в трубопроводі подачі повітря на горіння, при цьому додатковий вихід мікропроцесорного контролера для регулювання потужності пальника електричним ланцюгом з'єднано з мікропроцесорним контролером для регулювання газового середовища в камері Винахід пояснюється кресленням, (Фіг) на якому наведена схема автоматичного регулюван ня газового середовища в камері газової печі Технологія способу містить розробку графіка випалу в координатах "температура-час" та графіка МІСТКОСТІ СО в координатах "окис вуглецючас", вимірювання температури в камері печі і МІСТКОСТІ СО в газовому середовищі і проведення коректировки подачі повітря на горіння Схема автоматичного регулювання газового середовища містить трубопровід 1 подачі газу на горіння з регулятором 2 співвідношення "газповітря", трубопровід 3 подачі повітря з системою автоматичного управління потужністю пальника у складі перетворювача термоелектричного 4, мікропроцесорного контролера 5, дросельної заслонки 6 з електроприводом Трубопровід подачі повітря на горіння з'єднаний імпульсною трубкою 7 з регулятором співвідношення "газ-повітря" В технологічній ПОСЛІДОВНОСТІ змонтовані пристрій 8 відбору газового середовища, газоаналізатор 9, мікропроцесорний контролер 10 і повітряну заслонку 11 з електричним приводом Схема працює в налагоджувальному і автоматичному режимах, підтримуючи температуру в камері печі по графіку термічної обробки в координатах "температура-час" і МІСТКІСТЬ СО по графіку в координатах "% МІСТКІСТЬ СО-час" В налагоджувальному режимі проводять випробування механізмів і приладів системи, перевірку їх на ВІДПОВІДНІСТЬ функціональному призначенню, налагоджують і визначають діапазон та величини вуглів поворота заслонок, а в автоматичному - проходить процес термічної обробки як при ПІДЙОМІ температури, так і при охолодженні печі При роботі печі по трубопроводу 1 подається на горіння газ, а по трубопроводу 3 -повітря Датчиком температури в камері печі є перетворювач термоелектричний 4 Від останньго електричний сигнал надходить до мікропроцесорного контролера 5, який веде графік термічної обробки шляхом дії на електропривод дросельної заслонки 6, збільшуючи її прохідний переріз і пропорційно збільшуючи потужність пальника, а зменшуючи прохідний переріз - зменшуючи потужність пальника Пропорційне співвідношення газу і повітря забезпечується регулятором 2 співвідношення "газповітря", який незалежно від потужності пальника тримає співвідношення, наприклад 1 10, що гарантує коефіцієнт надлишку повітря а = 1 , 0 5 та забезпечує найбільш економне спалювання газу Регулятор 2 з'єднаний імпульсною трубкою 7 з трубопроводом подачі повітря на горіння Газоаналізатор 9 безперервно із пристрою 8 відбору газового середовища із камери печі прокачує його та подає електричний сигнал в мікропроцесорний контролер 10 Останній ВІДПОВІДНО з графіком "% МІСТКІСТЬ СО-час" діє на електропривід повітряної заслонки 11 і шляхом зменшення и прохідного перерізу пропорційно збільшує % МІСТКОСТІ СО в газовому середовищі печі, та навпаки, збільшуючи прохідний переріз зменшує % МІСТКОСТІ СО При повністю відкритій заслонці 11 - газове середовище в камері печі кисневе Швидкодіяння і точність регулювання системи 57273 6 спеціального язика програмування - всі необхідні досягається відсутністю проміжних ланцюгів між параметри легко задаються клавіатурою, яка контролерами та виконавчими механізмами, відсурозміщена на лицевій панелі, при цьому доступ до тністю умов для перерегулювання Запис парамепараметрів захищено паролем трів відбувається при допомозі багатоканального Винахід дозволяє підняти якість виробів і вільнопрограмуємого самописця, який виконує ефективність роботи термічного устаткування також функції другоразового контролю за регулюємими параметрами Вони не вимагають знань ФІГ. Комп'ютерна верстка М Мацело Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна