Автоматический регистратор температуры затвердевания тротила
AUTOMATIC TNT HARDENING TEMPERATURE RECORDER

Предлагаемое изобретение относится к области автоматизации тротилового производства и может быть использовано для автоматизации процессов очистки и сушки.
О качестве продукта в процессе производства тротила судят по температуре затвердевания, которая является одной из основных контрольных точек.
В настоящее время анализы по температуре затвердевания тротила проводят в большинстве случаев ручным методом согласно ГОСТ 9405-60.
Количество анализов по температуре затвердевания в процессе производства тротила в сутки свыше 150.
Известные определители температуры затвердевания не находят своего массового применения в производстве тротила ввиду сложности как в конструктивном отношении, так и в процессе обслуживания во время эксплуатации.
В основу анализа данных приборов положена запись характерного участка кривой охлаждения, работа которых состоит в циклическом выполнении 6-ти самостоятельных операций. Кроме того, данные анализаторы имеют следующие недостатки:
- у одного известного анализатора температуры затвердевания требуется при работе тщательная стабилизация давления сжатого воздуха поступающего на инжекторы, в случае не соблюдения данного условия показания прибора не стабильны ввиду разного отбора количества пробы. Кроме того, настройка инжекторов сложна и требует полной герметизации измерительной камеры;
- у другого известного анализатора температуры затвердевания мембрана мешалки жидкость - жидкостью и мембрана продуктового насоса постоянно подвержены действию паров тротила, что приводит к зарастанию и забивке полостей кристаллами в процессе эксплуатации в производственных условиях, очистка которых возможна только путем пропаривания при полной разборке датчика прибора.
Результаты анализов записываются на прямоугольной диаграмме электронного моста типа ЭМП в виде кривой охлаждения, в пределах всей шкалы, что не дает возможности использовать данные приборы в схемах автоматического регулирования.
Целью настоящего изобретения является разработка совершенного и надежного образца, определителя температуры затвердевания как для контроля, так и регулирования тех. процесса, путем:
во-первых, изменения ряда элементов конструкции прибора,
во-вторых, разработки и применения более совершенной схемы управления,
в-третьих, разработки устройства для автоматической регистрации и запоминания точки температуры затвердевания.
Согласно изобретению в предлагаемом анализаторе температуры затвердевания с измерительной камерой, нагревателем-охладителем, термодатчиком с электронным мостом, пневмогенераторами, системой трубопроводов и кабелей и т.д.:
1) подача тротила на анализ осуществляется снизу термохимической ячейки, т.е. обмен пробы происходит за счет замещения, а мембрана дозатора подачи пробы помещена под слой тротила;
2) установлена спирально-шнековая механическая мешалка, соединенная с мембранным приводом гибкой пружиной, что улучшило процесс кристаллизации пробы и повысило точность и воспроизводимость результатов определения;
3) применена схема управления на реле времени и промежуточном реле, что повысило надежность прибора и облегчило эксплуатацию его;
4) в электронном мосте установлен второй реохорд с дополнительным реверсивным двигателем и переключающим реле для запоминания данного значения предыдущего анализа до получения последующего и выдачи сигнала на регулирование.
Данные разработки позволили сократить количество операций на определение анализа с 6 до 3, упростить систему перемешивания с одновременным улучшением точности измерения температуры затвердевания, уменьшить количество дополнительных элементов повысило надежность прибора, значительно улучшило конструкцию и схему управления прибора с блокировкой по параметрам нагрева и охлаждения, и позволили использовать данный анализатор в схемах автоматического регулирования процессом производства тротила.
Все это дает существенные преимущества и принципиальные отличия предлагаемого анализатора по сравнению с существующими.
Принципиальная схема предлагаемого автоматического анализатора температуры затвердевания тротила изображена на рис. 1. На рис. 2 представлена электрическая схема управления анализатора. Схема регистратора температуры затвердевания показала на рис. 3.
Автоматический анализатор температуры затвердевания состоит из щита управления и датчика, соединенных пневмотрубами и кабелем, регулирующих клапанов для подачи пара (11) и охлаждающего воздуха (12). Щит управления включает в себя: двухходовой электропневмоклапан ЭПК-1 (13), трехходовой электропневмоклапан (ЭПК-2 (14), программное устройство, состоящее из реле времени РВ (16) и промежуточного реле 1РП (17), электронный мост с устройством для регистрации площадки температуры затвердевания. Датчик включает в себя: измерительную камеру (1) с термодатчиком (2) - платиновым термометром сопротивления и механической спирально-шнековой мешалкой (3), соединенной с мембранным приводом (4) гибкой пружиной (5) и импульсным пневмогенератором (10), пробоотборное устройство, состоящее из клапанного устройства (6), мембранного привода (7) и импульсного пневмогенератора (9), подогреватель-охладитель (8).
Датчик анализатора температуры затвердевания устанавливается таким образом, чтобы пробоотборное устройство было погружено в тротил.
Работа прибора состоит в последовательном выполнении 3-х самостоятельных операций:
I. Разогрев и набор пробы в измерительную камеру;
II. Охлаждение пробы сжатым воздухом;
III. Выход на площадку температуры затвердевания, запоминание этого значения и выдача сигнала на регулирование.
При включении анализатора на 1-ю операцию сжатый воздух подается на мембранный механизм регулирующего клапана (11), который открывает пар для разогрева пробы. Одновременно с этим сжатый воздух подается на пневмогенератор (9), который попеременно сообщаем в верхнюю полость мембранного привода (7) или с давлением воздуха или с атмосферой. В результате мембрана опускается вниз под действием сжатого воздуха или возвращается вверх под действием пружины. При движении мембраны вверх тротил поступает в нижнюю подмембранную полость, т.к. левый шарик поднят и отверстие, соединяющее полость аппарата с дозатором открыто, а правый шарик опущен. При движении мембраны вниз левый шарик опущен, а правый поднят и продукт поступает в измерительную камеру снизу, осуществляя одновременно обмен пробы за съем замещения.
Последовательность выполнения всех операций прибора осуществляется программным устройством моторным реле времени РВ (16) и реле 1РП (17).
1
2
1
При включении реле времени сначала идет III операция. После срабатывания 1-го диска замыкается нормально-открытый контакт 1-й группы реле времени (см. рис. 2) и включается электропневмоклапан ЭПК-1 (13), который подает сжатый воздух на мембранный механизм регулирующего клапана (11) и пневмогенератор (9), т.о. осуществляется первая операция. При срабатывании 2-го диска РВ замыкается нормально открытый контакт II группы и излучает питание электропневмоклапана ЭПК-2 (14). Он переключается и подает воздух на пневмоклапан (12), который открывает сжатый воздух на охлаждение. Схема управления настроена так, что после срабатывания нормально открытого контакта II группы получает питание и катушка промежуточного реле 1 РП и встает на самоблокировку при помощи контакта 1РП. Нормально замкнутый контакт 1РП размыкается. Катушка РВ обесточивается и под действием пружины РВ сбрасывает некоторое значение дисков, если проба в измерительной камере не прогрелась до нужной температуры, т.е. контактный ролик реохорда управления
(рис. 3) не достиг конца реохорда. Мгновенно замыкается нормально открытый контакт 1 группы реле времени и продолжается 1-я операция. Значение дисков будет сбрасываться до тех пор, пока проба не прогреется и контактный ролик реохорда управления
не займет крайне правое положение. При этом замыкается нормально открытый контакт "К" микропереключателя, установленного на реохорде управления в крайне правом положении. Тогда через контакт "К" и самоблокирующий контакт 1РП получат питание электропневмоклапан ЭПК-2 (14) и катушка промежуточное реле 1РП (17) и включат сжатый воздух на охлаждение. Когда проба охладится и контактный ролик
отойдет от крайне правого положения, разомкнется контакт К микропереключателя. Обесточатся электропневмоклапаны ЭПК-1 (13), ЭПК-2 (14) и катушка промежуточного реле (17).
2
При этом снова замкнется нормально-закрытый контакт 1РП. Соленоид катушки РВ притянется и введет диск сцепления в зацепление с двигателем. Диски реле времени (16) начнут вращаться. Идет III-я операция.
Перемешивание пробы осуществляется механической спирально-шнековой мешалкой (3), соединенной с мембранным приводом (4) гибкой пружиной (5). Воздух осуществления перемешивания подается постоянно по отдельной линии со щита управления на пневмогенератор (10). В зависимости от условий кристаллизации перемешивание автоматически замедляется до полного прекращения за счет гибкой пружины (5), что дает возможность получить стабильную хорошо выраженную площадку температуры затвердевания, т.к. только в этом случае мы имеем идеальный случай образования большого количества центров кристаллизации.
2
Запись показаний прибора производится на регистраторе температуры затвердевания (рис. 3), который представляет собой электронный мост с дополнительными реохором
и реверсивным двигателем РД и переключающим реле 2РП.
2
Постоянно находится в работе реохорд управления
реверсивным двигателем РД, которые осуществляют блокировки по параметрам обогрева и охлаждения (см. выше).
1
В момент записи температуры затвердевания, который фиксируется за 30 сек до включения 1-й операции, происходит срабатывание 3-го диска РВ (16), замыкается нормально открытый контакт III группы, и получает питание катушка переключающего реле 2РП. Реле 2РП срабатывает, нормально открытые контакты замыкаются, нормально закрытые контакты размыкаются. В схему измерения включаются реохорд записи
с реверсивным двигателем РД.
Происходит запись площадки температуры затвердевания.
При включении 1 операции происходит размыкание нормально закрытого контакта I группы РВ, катушка 2РП обесточивается происходит переключение реохордов и реверсивных двигателей. С целью обеспечения требуемого класса точности измерения температуры затвердевания сигнал снимаемой с реохорда записи не имеет разрыва.
эк
Погрешность измерения, возникаемая в результате параллельного соединения реохордов, незначительна. Так, если учитывая пределы шкалы для анализаторов температуры затвердевания тротила составляют 74-78°С и 77-81°C, то сопротивление шунта определено
а следовательно, сопротивление R без подсоединения 2-го реохорда при
составит
а при подсоединение 2-го реохорда
Анализатор температуры затвердевания может быть использован для определения как сухого, так и влажного тротила, без дополнительных устройств для дозирования воды. Учитывая, что датчик прибора устанавливается на производственном аппарате, где тротил находится в смеси с водой, а также совмещение нагрева и набора в одну операцию при хорошем перемешивании позволили получить стабильную температуру затвердевания влажного продукта.