Энергосберегающие технологии вулканизации в автоматизированных системах производства резиновых изделий

• Автор: Киргин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение.

1. Технологические комплексы по термообработке деталей.

1.1 Классификация промышленных автоклавов.

1.2 Описание технологического процесса вулканизации.

1.3 Примеры использования автоклавов в промышленности.

1.3.1 Автоклав для стекольного производства

1.3.2 Автоклав для стерилизации

1.3.3 Автоклав для конструкционного склеивания.

1.3.4 Автоклав для вулканизации резиновых изделий

1.4 Разработка оборудования технологического комплекса по вулканизации резиновых изделий
1.5 Выводы
2. Математические модели регулирования параметров технологического процесса в автоклаве при паровом нагреве
2.1 Математическая модель процесса при нелинейном нарастании давления в автоклаве в условиях подачи воздуха из коллектора с постоянным давлением .
2.2 Управление режимами изменения давления воздуха в автоклаве по линейному закону
2.3 Математическая модель процесса при линейном нарастании давления в автоклаве в условиях стабилизации производительности магистрали воздуха.
2.4 Математическая модель процесса при линейном нарастании давления в автоклаве в условиях использования регулятора давления
2.5 Математическая модель процесса давления паровой среды в автоклаве при вулканизации
2.5.1 Определение количества пара, затраченного на процесс вулканизации.
2.5.2 Разработка математической модели процесса изменения давления пара в автоклаве.
2.5.3 Определение теплового баланса технологического процесса вулканизации в автоклаве.
2.5.4 Разработка математической модели процесса изменения температуры в автоклаве при вулканизации.
2.5.5 Разработка математической модели, описывающей процесс изменения параметров системы с регулятором температуры при заданном входном линейном нарастании температуры в автоклаве
2.6 Выводы.
3. Математические модели регулирования параметров технологического процесса в автоклаве при электрическом нагреве
3.1 Определение теплового баланса для технологического процесса вулканизации в автоклаве при использовании нагревательных элементов.
3.2 Разработка математической модели технологического процесса вулканизации при использовании электронагрева, описывающая процесс регулирования давления в автоклаве
3.3 Разработка математической модели технологического процесса вулканизации при использовании электронагрева, описывающая процесс регулирования температуры в автоклаве.
3.4 Выводы
4. Разработка алгоритмов управления технологическим комплексом для термообработки резиновых изделий.
4.1 Анализ существующих алгоритмов управления.
4.1.1 Алгоритм ручного управления работой автоклава при вулканизации.
4.1.2 Алгоритм работы автоклава в ручном режиме при охлаждении.
4.2 Синтез новых алгоритмов управления
4.2.1 Средства автоматизации технолог ического процесса вулканизации в
автоклаве.
4.2.2 Подготовка автоклава к технологическому процессу вулканизации.
4.2.3 Алгоритмы работы автоклава в режиме вулканизации при использовании парового нарева.
4.2.4 Алгоритмы управления технологическим процессом вулканизации при использовании электрического нагрева.
4.3 Экспериментальные исследования технологического процесса вулканизации резиновых изделий в автоклаве.
4.4 Разработка методики расчета оборудования автоклава для управления технологическим процессом вулканизации с использованием электрического нагрева
4.5 Выводы.
Заключение
Список основных сокращений
Библиографический список
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, а также получен 1 патент на полезную модель. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Объем работы включает в себя 5 страниц основного текста, 6 таблиц и рисунков. Библиографический список включает 8 наименования. Эффективность производства в современных отраслях промышленности достигается при условии четкой и слаженной работы всех технологических звеньев производства, что выполнимо только на базе комплексной автоматизации производственных процессов. Вышесказанное в полной мере относится и к технологическим комплексам по термообработке деталей под давлением, в которых широко используются автоклавы . Автоклав это герметичный аппарат для ускоренного проведения физикохимических процессов при нагреве и повышенном давлении различных технологических изделий. В автоклавах не допускается обработка изделий из малонаполненых эбонитов и других продуктов, подверженных термическому разложению в процессе варки. Данные устройства могут работать самостоятельно или входить в состав различных технологических линий. При необходимости снабжаются внутренними, наружными или выносными теплообменниками, механическими, электромагнитными, либо пневматическими перемешивающими устройствами и контрольноизмерительными приборами для измерения и регулирования давления, температуры и т. Конструкции и основные параметры промышленных автоклавов разнообразны, их мкость может составлять от нескольких десятков см3 до сотен м3у и предназначены они для работы под давлением до 0 МНм2 кгсексм2 при температуре до 0 С. Циркуляция газовой среды может обеспечиваться вентилятором. Циркуляция жидких сред осуществляется циркуляционным насосом, механическими или пневматическими перемешивающими устройствами 9. Автоклавы, использующие данный вид нагрева, получили широкое распространение для тепловлажной обработки различных видов промышленного сырья при давлении от 0,8 до МПа в среде насыщенного пара. С помощью установленной на корпусе автоклава аппаратуры управляют режимом тепловлажной обработки и контролируют параметры паровой среды. Для контроля давления служит манометр. Паровпускной клапан регулирует подачу пара. В автоклаве также имеется автоматически открывающийся клапан, предназначенный для выпуска пара в случае превышения заданного давления. Для выпуска пара в атмосферу установливают паровыпускной вентиль . Пищевая промышленность, к которой относится консервная промышленность, использует горячую воду в качестве источника нагрева. Для стерилизации консервов применяют аппараты периодического или непрерывного действия. К аппаратам периодического действия относятся открытые ванны и автоклавы. Данный вид нагрева не применяется для вулканизации резиновых изделий вследствие ограниченной температуры теплоносителя вода. Для нагрева в производстве очень часто используют индукционный нагрев. В этом случае металл помещают в область катушки, которая является первичным контуром трансформатора. Такой способ нарева изделий применяют в очень многих производственных отраслях, однако его не используют для нагрева воды и других теплоносителей, т. ТВЧ, а преобразователи ТВЧ слишком дороги и требуют серьезных мер по обеспечению безопасности обслуживающего персонала и специальные помещения . Данный вид нагрева не применяется для вулканизации резиновых изделий вследствие диэлектрической природы вулканизируемых материалов. Электрический нагрев подразумевает использование электрических устройств в качестве источника тепла в камерах с избыточным давлением автоклавах. В качестве источника нарева используются тенлоэлектронагреватели ТЭНы, установленные внутри автоклава. Принцип аэродинамического нагрева заключается в реализации теплового эффекта аэродинамических потерь, возникающих при работе ротора рабочего колеса центробежного вентилятора в замкнутом циркуляционном контуре . Данные аппараты применятся в резинотехнической, льноперерабатывающей, деревообрабатывающей, стекольной, пищевой, химической и других отраслях промышленности.