SU875193A1 - Apparatus for automatic control of aerodynamic condition in underbuggy space of tunnel furnace - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОДВАГОНЕТОЧНОГО Изобретение относитс  к области автоматизации производственных процессов , а именно к автоматизации процесса обжига керамических изделий , например кирпича, в туннельных печах. Известно устройство дл  автоматического регулировани  аэродинс1мическ ро, режима туннельной печи, содержащее вентил торы С ЗОднако устройство не предусматривает автоматического регулировани  аэродинамического режима подвагонеточного пространства. Такое положение приводит к тому, что в результате несбалансированности аэродинамических режимов в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве между ними возникает значительный газообме через подовую систему печи (образованную вагонетками и песочными затворами ), имеющую неплотности в стыках вагонеток и в песочных затворах Известно также устройство дл  ав томатического регулировани  аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи с пода ющими и отбирающими вентил тораили в обжиговом канале и с подающим и отбирающим вентил торами в подвагоПРОСТРАНСТВА ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ неточном пространстве в конце и начале печи, включающее датчик разности давлени  в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве, подключенный через регул тор расхода воздуха к подающему вентил тору в подвагонеточном пространстве в начале печи С2. Однако это устройство не может предотвратить газообмена через подовую систему печи, поскольку предусматривает регулирование равенства давлени  только на одном участке печи. Цель изобретени  - повышение надежйости работы устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  автоматического регулировани  аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи с подающими и отбиракхцими вентил торги м в обжиговом . канале и с подак цим и отбирающим вентил торами в подвагонеточном пространстве в конце и начале печи,включающее датчик разности давлений в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве, подключенный через регул тор расхода воздуха к подгиощему веитилчтору в подвагонеточном пространствё в начале печи, снабжено дополнительными подающими и отбирающими вентил торами подвагонеточнйго пространства, контурами регулировани  расхода воздуха, причем ввод каждого вентил тора подвагонеточного пространства расположен напротив ввода соответствующего вентил тора обжигового канала, а каждый контур регулировани  расхода воздуха выполнен с двум  датчиками расхода воздуха , расположенными в двух .сечени х подвагонеточного пространства между соседними, вентил торами, двум  датчиками температуры, расположенными в тех же сечени х, двум  элементами сравнени , блоком произведени , сумматором и соответствукадим регул тором , причемвыхода датчиков температуры подключены к входам первого элемента сравнени , выход которого подключен к одному входу блока произведени , к другому входу которого подключен выход первого датчика расхода , выходы первого датчика расхода воздуха и блока произведени  подключены к входам сумматора, выходы сумматора и второго датчика расхода воздуха подключены к входам второго элемента сравнени , выход которого.подключен к входу соответствующего регул тора .(54) DEVICE FOR AUTOMATIC REGULATION OF THE AERODYNAMIC MODE OF THE PODAGONETOCHNO The invention relates to the field of automation of production processes, in particular to automation of the process of burning ceramic products, such as bricks, in tunnel kilns. A device for automatic control of the aerodynamic, tunneling furnace mode, containing fans C, however, the device does not provide for automatic control of the aerodynamic mode of the undercarriage space. This situation leads to the fact that as a result of the imbalance of the aerodynamic regimes in the firing channel and the undercarriage space between them, considerable gas exchange occurs through the hearth furnace system (formed by trolleys and sand closures), which have leakages in the joints of the carriages and sand closures. adjusting the aerodynamic mode of the tunnel-side space of the tunnel kiln with the feed and bleed fans or in the firing channel and with the supply m and selects the fans in a tunnel kiln podvagoPROSTRANSTVA imprecise space at the end and the beginning of the furnace, comprising a pressure difference sensor in the roaster and podvagonetochnom channel space connected via regulating air flow controller to the feed blower podvagonetochnom in the space at the beginning of the furnace C2. However, this device cannot prevent gas exchange through the hearth system of the furnace, since it provides for regulation of equality of pressure in only one section of the furnace. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. This goal is achieved by the fact that the device for automatic control of the aerodynamic mode of the undercarriage space of the tunnel kiln with the feed and discharge valves of the bidding m in the kiln furnace. The channel and with podsim and bleed fans in the space under the grid at the end and the beginning of the furnace, including a differential pressure sensor in the firing channel and the grid under the grid, connected through an air flow regulator to the heater in the base panel at the beginning of the furnace, is supplied with additional feeds and bleeds fans of the floor space, air flow control circuits, the input of each floor space fan is located opposite the input from The corresponding firing channel fan, and each air flow control loop are made with two air flow sensors located in two sections of the undercarriage space between adjacent fans, two temperature sensors located in the same sections, two elements of comparison, , the adder and the corresponding controller, and the output of the temperature sensors are connected to the inputs of the first comparison element, the output of which is connected to one input of the product, to others The main input of which is connected to the output of the first flow sensor, the outputs of the first air flow sensor and the product block are connected to the inputs of the adder, the outputs of the adder and the second sensor of air flow are connected to the inputs of the second comparison element, the output of which is connected to the input of the corresponding regulator.

На чертежа изображена функциональна  схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

В туннельной печи, имек дей обжиговый канал 1, подвагонеточное пространство 2 вентилируетс  с помощью подающего 3 и отбирсш цего 4 вентил торов в конце и начале печи дополнительно вентил торов 5 и 6. Расход воздуха вентил торами 3, 4, 5 и- 6 регулируетс  с помощью регул торов 7, 8,9 и 10 путем изменени  частоты вращени  вентил торов или с помощью заслонок, установленных на воздуховодах (не показаны). Устройство содержит также датчики расхода воздуха 11-16, датчики температуры 17-22, датчик разности давлений в обжиговом канале и подвйгонеточном пространстве 23,элементы сравнени  24-29, блоки произведени  30, 31 и 32 и сумматоры 33, 34 и 35.In the tunnel kiln, imey dey, the firing channel 1, the vehicle space 2 is ventilated using feed 3 and 4 complete fans 4 and 5 and 6 at the end and beginning of the furnace. Fans 3, 4, 5 and 6 regulate the air flow. by means of regulators 7, 8.9 and 10 by changing the frequency of rotation of the fans or with the help of dampers installed on air ducts (not shown). The device also contains air flow sensors 11-16, temperature sensors 17-22, a differential pressure sensor in the firing channel and sub-outlet space 23, comparison elements 24-29, product blocks 30, 31 and 32, and adders 33, 34 and 35.

Действие устройства основано на том факте,что при посто нстве массы воздуха, проход щей через любое еечени подвагонеточного пространства между двум  соседними вентил торам , аэродинамические ;характеристики 14одвагонеточного пространства и обжигового канала печи полностью совпадают. Совпадение же аэродинамических характеристик обеспечивает отсутствие потоков газообмена между подвагонеточным пространством и. обжиговым каналом.The operation of the device is based on the fact that when the mass of air passes through any part of the space between the two adjacent fans, it is aerodynamic; the characteristics of the two-space space and the kiln channel are completely the same. The coincidence of the aerodynamic characteristics ensures the absence of gas exchange between the vehicle space and. roasting channel.

Поскольку максимальные искажени  кривой аэродинамического режима в обжиговом канале занимают фиксйроваи .ное положение и наход тс  в тех сечени х , где имеет место сосредоточенна  подача или отбор воздуха, то вентил торы подвагонеточного пространства устанавливаютс  в тех же сечени х печи.Since the maximum distortions of the aerodynamic curve in the firing duct occupy a fixed position and are located in those sections where there is a concentrated supply or extraction of air, the fans of the undercarriage space are installed in the same sections of the furnace.

Действительно, при отсутствий в подвагонеточном пространстве возмущающих воздействий, аналогичных воздействи м в обжиговом канале, характристика аэродинамического режима подвагонеточного пространства резко отличаетс  от кривой аэродинамического режима обжигового канала. Естественно , что автоматическое регулирование по разности давлений не приводит к исключени ю газообмена.Indeed, when there are no disturbing effects in the space under the hood, similar to those in the firing channel, the characteristic of the aerodynamic mode of the vehicle bottom space differs sharply from the curve of the aerodynamic mode of the firing channel. Naturally, the automatic regulation of the differential pressure does not lead to the exclusion of gas exchange.

С другой стороны, равенство расходов массы воздуха в двух сечени х подвагонеточного простиранства, например участке между вентил торами 3 и 5, еще не может гарантировать отсутстви  газообмена между подвагонеточными пространствами и обжиговым каналом . При излишнем расходе подаваемо .го вентил тором 3 воздуха в подвагонеточное пространство, часть его за счет разности давлений, проходит в обжиговый канал. Вентил тор 5, стрем сь сохранить расход массы воздуха, снижает давление в подвагонеточном пространстве (увеличивает отбор воздуха), что приводит к по влению подсосов из обжигового канала около вентил тора 5. Соответственно увеличивают подачу и отбор веитил то  д 6 и 4, что и приводит к по влению потоков газообмена.On the other hand, the equality of mass flow rates of air in two sections of the undercarriage width, for example, the area between fans 3 and 5, cannot yet guarantee the absence of gas exchange between the undercarriage spaces and the firing channel. At an excessive consumption, the air supplied by the fan 3 to the space in the space under the bridge, part of it due to the pressure difference, passes into the firing channel. Fan 5, striving to preserve the mass flow of air, reduces the pressure in the space under the joint (increases air extraction), which leads to the appearance of suction from the firing channel near the fan 5. Accordingly, the supply and selection of vents 6 and 4 increase, and leads to the appearance of gas exchange flows.

Очевидно, что кроме сохранени  расхода масс : воздуха между каждыми двум  сечени ми подвагонетрчного пространства в промежутках между соседними вентил торами, необходимо и достаточно регулировать подачу воздуха в подвагонеточное пространство по разности давлений в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве.It is obvious that in addition to maintaining the mass flow rate: air between every two sections of the undercarriage space in the spaces between adjacent fans, it is necessary and sufficient to regulate the air supply to the undercarriage space by the pressure difference in the calcining channel and the undercarriage space.

Наиболее приемлемым  вл етс  регулирование расхода воздуха по разности давлений в зоне высоких температур перед ближайшим к зоне обжига вентил тором, где даже небольшие подсосы иэ обжигового канала могут существенно -повысит-ь температуру в подвагонеточном пространстве.It is most appropriate to control the air flow rate by the pressure difference in the high temperature zone in front of the fan closest to the burning zone, where even small inflows from the firing channel can significantly increase the temperature in the bottom of the firing range.

Claims (2)

, Датчик разности давлений 23, воздейству  иа регул тор 7, уменьшает подачу воздуха вентил тором 3, снижа  давление в точке а аэродинам ической характеристики и уменьш а  расход массы воздуха между вентил торами 3 и 5.Уменьшение расхода воздуха вентил тором 3 приводит к соответствун}1аему , уменьшению расхода воздуха вентил тором 5. Снижение подсосов из печи в районе вентил тора 5 приводит к соответствующему уменьшению расхо ,да воздуха вентил тором 6, что в конечном счете, приводит к выравниванию давлений и уменьшению отбора воз духа вентил тором б до полного совпадени  характеристик. Поскольку давление по длине подвагонеточного пространства измен етс  в небольших пределах, его изменением можно пренебречь. Разность температур в сечени х выдел етс  схемой сравнени  24, к входу которой подключены датчики тем ператур 17 и 18. Выход схемы сравнени  24 подключен к одному входу блока произведени  30, а к другому вход которого подключен выход датчика рас хода 11. Таким образом, на выходе блока произведени  30 выдел етс  сиг нал, который подаетс  на один из вхо дов сумматора 33, н второй вход которого подаетс  сигнал от датчика расхода 11. На выходе сумматора по в л етс  сигнал, который подаетс  на вход схемы сравнени  27, где сравниваетс  с сигналом от датчика расхода 12. Разностный сигнал подаетс  на вход регул тора 8, управл гацего производительностью вентил тора 5, устанавлива равенство расходов масс Аналогично управл ютс  вентил торы б и 4, обеспечива  равенство расходо массы воздуха в двух сечени х подвагонеточного пространства каждый между, соответственно, 5 и 6 и б и 4 вентил торами. Следует отметить, что расход воздуха , подаваемого на вентил цию подвагонеточного пространства, и отбира емой из него температуры, поскольку скорость теплопередачи (через подовую часть вагонеток) зависит от раз ности температур, а температура теплоносител  в обжиговом канале печи практически не измен етс , т.е. если воздух подаваемый вентил тором 3 ст холоднее, то нагреваетс  он быстрее , а разность температур увеличиваетс , что приводит к увеличению сигнала с выхода блока произведени  30 и сумматора 33. Регул тор 8 в этом случае увеличивает расход воздуха , отбираемого вентил тором 5. Таким образом, устройство позвОл ет создать аэродинамическую характеристику подвагонеточного пространства , идентичную аэродинактческой характеристике обжигового канала, позволит снизить газообмен через подовую систему до уровн  1-3% от общего объема газов, уменьшить расход топлива на 5-10% (в зависимости от первоначального объема газообмена/ достигающего в некоторых печах 30% от общего объема газов), повысить качество обжига и увеличить срок службы вагонеток. Повьшгение качества обжига вызвано тем,, что газообмен кроме потерь тепла увеличивает градиент температуры по высоте обжигового , а это приводит к недожогу нижних р дов пакета. Уменьшение же газообмена приводит к вьфавниванию темпера- турного пол  по высоте печи, что положительно вли ет на качество обжига . Формула изобретени  Устройство дл  автоматического регулировани  аэродинамического режима подвагонеточного пространства туннельной печи с подающими и отбирающими вентил торами в обжиговом канале и с подающим и отбирающим вентил торами в подвагонеточном пространстве в конце и начале печи,включающее датчик разности давлени  в обжиговом канале и подвагонеточном пространстве,, подключенный через регул тор расхода воздуха к подающему вентил тору, в подвагонеточном пространстве в начале печи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства , оно снабжено дополнительными подающими и отбирающими вентил торами подвагонеточного пространства, контурами регулировани  1расхода воздуха , причем ввод каждого вентил тора подвагонеточного пространства расположен напротив ввода соответствующего вентил тора обжигового канала, а каждый контур регулировани  расхода воздуха выполнен с двум  датчиками расхода воздуха, расположенными в двух сечени х подвагонеточного пространства между соседними вентил торами , двум  датчиками температуры,расположенными в тех же сечени х, двум  элементами сравнени , блоком произведени , сумматором и соответствующим регул тором, причем выходы датчиков температуры подключены к входам пер- , вого элемента сравнени , выход которого подключен к одному входу блока произведени , к другому входу которого подключен первый датчик расхода, выходы первого датчика расхода воздуха и блока произведени  подключены к входам сумматора, выходы сумматора и второго датчика расхода воздуха подключены к входам второго элемента сравнени , выход которого подключен к входу соответствукхцего регул тора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3947237, кл. F 27 О 3/00, 1968. The differential pressure sensor 23, acting on the controller 7, reduces the air supply by the fan 3, reducing the pressure at the aerodynamic characteristic point a and reduces the mass flow of air between the fans 3 and 5. Reducing the air flow rate by the fan 3 results in a corresponding} The first is to reduce the air flow rate of the fan 5. Reducing the suction from the furnace near the fan 5 leads to a corresponding decrease in the flow rate and air flow of the fan 6, which ultimately leads to pressure equalization and a decrease in air extraction b torus until complete coincidence characteristics. Since the pressure along the length of the vehicle space varies within small limits, its change can be neglected. The temperature difference in the cross sections is highlighted by a comparison circuit 24, to the input of which temperature sensors 17 and 18 are connected. The output of the comparison circuit 24 is connected to one input of the work unit 30, and to the other input of which the output of the flow sensor 11 is connected. the output of the work unit 30 is allocated a signal that is fed to one of the inputs of the adder 33, the second input of which is supplied by a signal from the flow sensor 11. At the output of the adder, a signal is fed which is fed to the input of the comparison circuit 27, where it is compared with signal from the sensor flow rate 12. The differential signal is fed to the input of the regulator 8, controlled by the performance of the fan 5, establishes the equality of mass flow. Similarly, the fans b and 4 are controlled, ensuring the equality of the air mass flow in the two sections of the undercarriage each, respectively, 5 and 6 and b and 4 fans. It should be noted that the flow rate of air supplied to the ventilation of the carriage space and the temperature taken from it, since the heat transfer rate (through the bottom part of the carriages) depends on the temperature difference, and the temperature of the heat carrier in the kiln furnace is almost unchanged, t. e. if the air supplied by the fan 3 ct is colder, it heats up faster and the temperature difference increases, which leads to an increase in the signal from the output of the production unit 30 and the adder 33. The controller 8 in this case increases the air flow taken by the fan 5. Thus , the device allows creating the aerodynamic characteristics of the space under the hood, identical to the aerodynamic characteristics of the firing channel, will reduce gas exchange through the hearth system to the level of 1-3% of the total volume of gases, reducing it fuel consumption by 5-10% (depending on the initial volume of gas exchange / furnaces reaching in some 30% of the total gas volume), to increase the burning quality and prolong the service trolleys. Reducing the quality of firing is caused by the fact that gas exchange, in addition to heat loss, increases the temperature gradient along the firing height, and this leads to underburning of the lower rows of the package. A reduction in gas exchange leads to an increase in the temperature of the floor over the height of the furnace, which has a positive effect on the firing quality. Apparatus of the Invention A device for automatic control of the aerodynamic behavior of the undercarriage space of a tunnel kiln with feed and bleed fans in the firing channel and with the feed and bleed fans in the car floor space at the end and the beginning of the furnace, including a pressure difference sensor in the roasting channel and the bed space, connected through the air flow regulator to the supply fan, in the space under the grid at the beginning of the furnace, characterized in that, in order to increase reliability of the device, it is equipped with additional feed and bleed fans in the undercarriage space, control circuits for the air flow, with the input of each fan in the vehicle space and the opposite side in two sections of the space between the adjacent fans, two temperature sensors, two comparison elements, a product block, an adder and a corresponding controller, the temperature sensor outputs are connected to the inputs of the first comparison element, the output of which is connected to one input of the product block, to the other input of which the first sensor is connected. the flow, the outputs of the first air flow sensor and the product block are connected to the inlets of the adder, the outputs of the adder and the second air flow sensor are connected to the inputs of the second comparison element, the output of which is connected to to the course of the corresponding controller. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent No. 3947237, cl. F 27 O 3/00, 1968. 2.Отчет о НИР, Разработка и внедрение систем автоматического управлени  процессом обжигакерамических труб дл  трех печей дренажного цеха. ЬИАСМ, Киевский филиал, 1978, с. 26.2. Report on R & D, Development and implementation of automatic control systems for the roasting-ceramic tubes for three furnaces of the drainage workshop. LIASM, Kiev branch, 1978, p. 26 SmSop на сцшкуSmSop on SCSC j5( j5 ( Ton/tuSoT1Ton / tuSoT1 srhTrrn-in-r-TsrhTrrn-in-r-T - -тггггг-гп t фЬф 4t- -ygggg-gp t fff 4t