PL55843B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.11.1966 (P 113 215) 11.IX.1965 Niemiecka Republika Demokratyczna 20. IX. 1968 55843 KI. 17 g, 2/01 MKP F25j 3/o H Wspóltwórcy wynalazku: Heinz Wankowski, Dieter Berger, Gerhard Gnauck Wlasciciel patentu: VEB Technische Gase — Werke, Berlin (Niemiecka Republika Demokratyczna) Uklad pomiarowy stezenia do regulacji produktu wyjsciowego kolumny rektyfikacyjnej do rozkladu powietrza Wynalazek dotyczy ukladu pomiarowego stezenia do regulacji produktu wyjsciowego kolumn rekty¬ fikacyjnych do rozkladu powietrza, celem wytwa¬ rzania gazowego i cieklego tlenu oraz azotu.Wiadomo, ze kolumny rektyfikacyjne do rozkladu powietrza, których produkty wyjsciowe sa gazowe i ciekle, maja rózne wymiary. Istnieja wielkie urzadzenia, wytwarzajace wylacznie produkty ga¬ zowe, podczas gdy urzadzen malych i srednich uzy¬ wa sie przede wszystkim do wytwarzania cieklych produktów rozkladu powietrza. W urzadzeniach malych i srednich nie stosowano dotychczas auto¬ matycznej regulacji stezenia, a analiz dokonywa¬ no co pól godziny, recznie za pomoca biurety mie¬ dzianej lub fosforowej.W toku wprowadzania automatyzacji wielkie za¬ klady wyposazano w obwody regulacji czesciowej, które jednak nie reguluja automatycznie samego urzadzenia rozkladajacego. Istotne znaczenie ma przy tym regulacja jakosci produktu za po¬ moca obwodów regulacji stezenia, poniewaz przez ciaglosc pomiaru jednego ze skladników majacej byc rozlozonej mieszaniny powietrznej, zapewniona jest zarówno stala kontrola stezenia tego skladni¬ ka, jak równiez wykryte zostaja natychmiast wszelkie zmiany wielkosci zadanej stezenia, spo¬ wodowane dzialaniem zewnetrznych wielkosci za¬ klócajacych i usuwane sa przez regulator. Z naj¬ wazniejszych wchodzacych w rachube dla regu¬ lacji produktów rozkladu powietrza to jest tlenu, 10 azotu, a w niektórych wypadkach równiez miesza¬ niny argonowej, najbardziej nadaje sie do tego tlen, który na skutek jego cech paramagnetycznych, latwo jest wyznaczyc w calym obszarze stezenia, za pomoca znanego t.zw. „magnetycznego analiza¬ tora tlenowego".Takich analizatorów uzyto juz doswiadczalnie w obwodach regulacji stezenia. Magnetyczny pomiar tlenu ma jednak te wade, ze jest zalezny od cis¬ nienia i przeplywu. Jakkolwiek te wielkosci wply¬ wajace mozna w bardzo wysokim stopniu ograni¬ czyc za pomoca odpowiednich samocznynnych urza¬ dzen regulacyjnych lub kompensacyjnych, pomiar w wymienionych obwodach regulacji stezenia wy¬ maga duzego nakladu technicznego, przede wszy¬ stkim na skutek koniecznosci stosowania wspom¬ nianych urzadzen dodatkowych do regulacji i kom¬ pensacji wahan cisnienia powietrza i przeplywu mierzonego gazu.Dalsze utrudnienie procesu technologicznego, oraz stosowania przyrzadów wystepuje, gdy miej¬ sce pomiaru regulowanego skladnika znajduje sie na dnie górnego slupa kolumny rektyfikacyjnej, w którym stezenie jest na poczatku lub koncu wy¬ branego, ale na ogól zadanego zakresu pomiarowe¬ go magnetycznego analizatora tlenowego.W obydwóch wypadkach dokladnosc pomiaru mo¬ ze ulegac zmniejszeniu. Poza tym istnieje mozli- 50 wosc ograniczenia wartosci mierzonej w dól lub 25 558433 55843 4 w góre, co uniemozliwia otrzymanie liniowosci wskazania wartosci mierzonej.Wszystkie te czynniki utrudniaja dokladne ob¬ liczenie regulacyjno-techniczne danych do nasta¬ wienia obwodu regulacji tak, ze projektant zmu¬ szony jest stale do zatrudniania przy uruchomieniu specjalnie przeszkolonych fachowców.Zadaniem wynalazku jest taka regulacja wytwa¬ rzania tlenu i azotu w postaci gazowej i cieklej, na podstawie wyników analizy tych produktów, zeby otrzymac produkt, którego wahania stezenia miesz¬ cza sie w najnizszych granicach, oraz osiagniecie przy zuzyciu minimum srodków technicznych ta¬ kiego wyniku pomiaru, to znaczy liniowosci wska¬ zania wartosci mierzonej, przy wyeliminowaniu wymienionych czynników wplywajacych, co zapew¬ nia podniesienie sprawnosci regulacji, a koszty automatyzacji instalacji i nastawienia obwodu re¬ gulacji stezenia mozna znacznie obnizyc, poniewaz wskazanie stezenia nie jest juz zalezne od cisnie¬ nia powietrza i od ilosci przeplywajacego gazu mierzonego a obwód regulacji stezenia o prostej konstrukcji tych wad nie ma.Stwierdzono mianowicie, ze wyznaczanie stezenia tlenu jest mozliwe nie tylko za pomoca parama¬ gnetyzmu tlenu, lecz takze przez wykorzystanie przewodnosci cieplnej skladników mieszaniny po¬ wietrza, poniewaz, jak wiadomo, tlen, azot i argon róznia sie pomiedzy soba przewodnoscia cieplna w odniesieniu do wodoru. Róznica ta jest dostatecz¬ nie wielka, zeby przy wprowadzaniu kazdorazowe- wej partii mieszaniny do odpowiedniego przyrzadu, otrzymac wartosc mierzona proporcjonalna do ste¬ zenia tlenu, l^tóra mozna udowodnic teoretycznie i doswiadczalnie.Wedlug wynalazku uzywa sie czulego na tempe¬ rature ogniwa przewodnosci cieplnej, wydajacego napiecie przestrojone, proporcjonalne do kazdora¬ zowej wartosci chwilowej stezenia, która moze byc zaptóana przez kompensacyjny rejestrator tasmowy lub, jak sie równiez praktykuje, sluzy jako czujnik pomiarowy w obwodzie regulacji stezenia. Pomiar porównawczy pobranego w tym samym. miejscu, samego tylko tlenu za pomoca magnetycznego ana¬ lizatora tlenowego i pomiar tlenu za pomoca og¬ niwa- przewodnosci cieplnej, daja calkowicie rów¬ norzedne wyniki okresu czasu napiecia, a obydwa zapisy róznia sie tylko stalym wspólczynnikiem skalowym. Trzeba jednak przestrzegac tego. zeby czujnik pomiarowy umieszczac w takim miejscu, w którym podczas wystepowania zaklócen, zmiany wartosci mierzonej sa jednoznaczne. Jak stwier- / dzono na podstawie pomiarów profilu stezenia przeprowadzanych w wielu urzadzeniach do roz¬ kladu powietrza, istnieje jednoznaczne przyporzad¬ kowanie pradu wzglednie napiecia wartosci mie¬ rzonej j do zmiany stezenia, poniewaz wynik po¬ miaru polega scisle na przesunieciu stosunku ar- gon-tlen. Przebiegajaca równolegle zmiana steze¬ nia N2 ma wplyw równoznaczny.Gdy napiecie przestrojone zapisane zostanie przez znany kompensacyjny rejestrator tasmowy z wbu¬ dowanym regulatorem, to oprócz zarejestrowania kazdorazowego chwilowego stezenia tlenu na okres¬ lonym dnie górnego slupa kolumny rektyfikacyj¬ nej, elektryczny lub pneumatyczny sygnal wyjs¬ ciowy moze dzialac na czlon nastawczy. Obwód zamkniety, rozpoczynajac od przyrzadu przewo¬ dzacego cieplo, rejestrator tasmowy z regulatorem, przyrzad sterujacy i czlon napedowy umozliwia, jezeli czlon napedowy zamontowany jest na przy¬ klad w przewodzie odprowadzajacym tlen, regu¬ lacje stezenia górnego slupa kolumny rektyfikacyj¬ nej.Dlawienie wzglednie poszerzanie przekroju po¬ przecznego powoduje wzrost, wzglednie opóznienie zawartosci skraplacza slupa biernego. Z tym zwia¬ zane jest przesuwanie sie profilu stezenia wewnatrz slupa górnego. Tym samym po osiagnieciu wartos¬ ci zadanej stezenia w miejscu pobierania produktu do analizy, regulowanie jest zakonczone. Jak z te¬ go wynika, korzysci techniczne i techniczono-eko- nomiczne wynalazku polegaja na tym, ze z jednej strony stworzono prostszy w konstrukcji, tanszy i precyzyjniejszy w dzialaniu analizator, przezna¬ czony jako czujnik pomiarowy dla oprzyrzadowania obwodu regulacji stezenia, a z drugiej strony mozna opracowac przepis nastawiania obwodu regulacji dla kazdego typu podlegajacej regulacji kolumny rektyfikacyjnej do rozkladu powietrza.Wynalazek objasniono blizej na podstawie rysun¬ ku, którego poszczególne figury przedstawiaja: fig. 1 — technologiczny schemat przeplywu ko¬ lumny rektyfikacyjnej, fig. 2 — pomiar stezenia w slupie górnym kolumny z rejestracja, fig. 3 — zamkniety obwód regulacji stezenia.Fig. 1 przedstawia schemat przeplywu znanej kolumny rektyfikacyjnej do rozkladu powietrza.Slup górny 1 kolumny ma spust 2 do argonu, wy¬ lot 3 do tlenu i wyloty 4; 5 do azotu. Poza tym urzadzenie jest wyposazone w suszarke zelowa 6, rozprezarke 7, przewód przeplywu zwrotnego 8, glówny zawór rozprezajacy 9, skraplacz 10, za¬ silacz azotu do plukania 11, oraz zasilacz surowego tlenu 12.W fig. 2 przedstawiono przedmiot wynalazku schematycznie. Slup górny 1 kolumny rektyfika¬ cyjnej ma zawór spustowy tlenu 13 zawór spusto¬ wy azotu 14, istniejacy jeszcze obwód ' regulfcji cisnieniem 15 dla slupa górnego, 1 kolumny, zasi¬ lacz azotu do plukania 11, przyrzad przewodzacy cieplo 16, i kompensacyjny rejestrator tasmowy 17. W zaleznosci od umieszczenia zaworów spusto¬ wych tlenu 13 i azotu 14 na kazdym dnie slupa górnego 1 kolumny, jak równiez przed przyrzadem przewodzacym cieplo 16, istnieje zróznicowane ste¬ zenie glównego skladnika, którym jest tlen, które zapisuje kompensacyjny rejestrator tasmowy 17.Fig. 3 przedstawia te sama konstrukcje co fig. 2, jednak przez zamocowanie dalszych przyrzadów do kompensacyjnego rejestratora tasmowego 17, z ukladu pomiaru stezenia i rejestracji przedsta¬ wionego w fig. 2, powstal zamkniety obwód regu¬ lacji, do regulowania wedlug jakosci produktu.Miejsce w Etórym pobiera sie produkt do analizy, znajduje sie przed przyrzadem przewodzacym ciep¬ lo 16, wynik zostaje zapisany przez kompensacyjny rejestrator tasmowy 17, a zabudowany regulator porównuje wartosc zadana z rzeczywista. Przyrzad 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6055843 5 sterujacy 19 zapewnia reczne-automatyczne prze¬ laczenie, podczas gdy zawór spustowy tlenu 13, z regulatorem 18 polozenia zaworu reguluje od¬ plyw tlenu.W wypadku wystapienia wielkosci zaklócajacej 5 na przyklad zmiany nastawienia rozprezarki 7 (fig. 1), albo za wielkiego lub za malego dlawienia odplywajacego azotu przy wylotach azotu 4 i 5 (fig. 1), dziala ona po uplywie okreslonego czasu w górnym slupie 1 kolumny w ten sposób, ze na- 10 stepuje przesuniecie charakterystycznego stezenia dennego, a zatem równiez w miejscu pobierania produktu do analizy, przed przyrzadem przewo¬ dzenia ciepla 16 (fig. 3) i tym samym zmiana ja¬ koscitlenu. 15 Zaklócenie to, jako zmiana stezenia dennego, mo¬ ze byc teraz zmierzone przez przyrzad pomiarowy przewodnosci cieplnej 16 i zapisany przez kompen¬ sacyjny rejestrator tasmowy 17 tak, ze istnieje stala kontrola przebiegu stezenia. Tasmy rejestra- 20 tora maja wartosc dokumentacyjna.Zabudowany w znany sposób do kompensacyjne¬ go rejestratora tasmowego 17, pneumatyczny regu¬ lator, moze podawac pneumatyczne cisnienie zgod¬ nie z zapisem, wedlug nastawionej wartosci zada- 25 nej. Cisnienie to jest sterowane za pomoca przy¬ rzadu sterujacego 19, zeby w razie potrzeby mozna przejsc na system obslugi recznej i doprowadzone zostaje do normalnego pneumatycznego czlonu na- stawczego 20 (fig. 3), który ma w celu unikniecia histerezy, lub odchylen polozenia zaworu, równiez znany regulator polozenia zaworu 18 zwany rów¬ niez ustawnikiem.Nowe polozenie zaworu spustowego tlenu 13, utrzymuje sie tak dlugo, az zawartosc zaklócenia spadnie do zera, a w miejscu pobierania produktu do analizy wystapi znowu charakterystyczne ste¬ zenie denne, a produkt ma znowu pozadane ste¬ zenie. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad pomiarowy stezenia, do regulacji produktu wyjsciowego kolumny rektyfikacyjnej do rozkladu powietrza, znamienny tym, ze ma jako czujnik pomiarowy czuly na temperature przyrzad prze¬ wodzacy cieplo (16), który jest umieszczony w gór¬ nym slupie (1) kolumny do rozkladu powietrza, na dnie o najwiekszym stopniu zmiany stezenia tlenu, przed miejscem pobierania produktu do ana¬ lizy, tworzacy obwód regulacji stezenia wraz z kompensacyjnym rejestratorem tasmowym (17), jego regulatorem z przyrzadem sterujacym (19), nastawnikiem (20) i sprzezonym z nim czlonem na- stawczym (18) zaworu w przewodzie odprowadza¬ jacym tlen. i ^ f- / l ng. 1KI. 17 g, 2/01 55843 MKP F 25 j -•-3Ó- 15 h 14 vr a 16 17 Fig. 2 r~VL "} **-*-ch 1 11 11 i 20 16 W 17 —*H 18 13 ZE Fig.l Zaklady Kartograficzne, Wroclaw-D/564, 260 PL