Автоматизація процесу фільтрування рідких неоднорідних систем

Розглянемо в якості об’єкта керування барабанний (дисковий) вакуумний фільтр. При керування даним об’єктом ставиться задача отримання мінімально малої при даних умовах вологості осаду. Це і буде ціллю керування.

В реальних умовах виробництва на фільтри надходить велика кількість збурюючих впливів у вигляді зміни гранулометричного складу твердої речовини, зміна початкової концентрації твердої речовини в суспензії, в’язкість рідкої фази і т.д. Найбільш сильним збурюючим впливом є зміна подачі (витрати) суспензії. Зокрема збільшення витрати суспензії приводить до підвищення вологості осаду.

Пристрої регулювання встановлюються на даному об’єкті тільки для забезпечення визначення продуктивності по осаду.

Ця продуктивність для вибраного типу фільтру має бути виражена наступною формулою:

/9.4/

де K – постійний коефіцієнт, ∆P – різниця тисків до і після фільтруючої перегородки, С_ТС – маса твердих частинок на одиницю об’єму рідини вихідної суспензії, С_ро – об’єм рідини в осаді на одиницю маси твердих частин, n – число обертів барабану (диска), η – кінематична в’язкість рідини, l – частина барабану що знаходиться в рідині, визначається рівнянням суспензії у ванні, α – середнє значення опору осаду.

Як випливає з рівняння, продуктивність V_T – пропорція (∆Pln)^0,5. Параметри ∆P, n не змінюються при використанні в якості привода вакуум-насоса і барабана (диска) асинхронних двигунів. Тому єдиний параметр який слід стабілізувати – це l, тобто рівень суспензії у ванні. Регулюючу дію в даному випадку будемо виносити шляхом заміни витрати суспензії.

Серйозною небезпекою при роботі вакуумних фільтрів є прорив фільтруючої перегородки, так як через отвори в якій буде втрачатись цільовий продукт. Для запобігання таких ситуацій встановлюють датчики мутності або густини фільтрату, які у випадку різного підсилення цих параметрів подають сигнал на пристрої сигналізації та захисту. Крім цього, на вакуум-фільтрі встановлюють ще один датчик сигналізації і захисту - датчик перевантаження електродвигуна барабану.

Параметри контролю:

- витрата суспензії і фільтрату;

- рівень рідини у ванні;

- розрідження у вакуум-лінії;

- перепад тиску до і після фільтруючої перегородки;

- мутність (густина) фільтрату;

- потужність електродвигуна.