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专利号: 2021111910848
申请人: 长春市吉达自动化系统有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于全自动温控和压控反应釜的山梨醇生产系统,其特征在于:

包括反应釜主体与温控系统;

所述反应釜主体包括内壁、中壁与外壁,所述内壁与中壁之间形成第一空腔,所述中壁与外壁之间形成第二空腔;所述第一空腔与第二空腔内均填充耐高温、热传导率高的液体物质;

所述温控系统包括温度传感器、加热器、油液调节器、温度控制模块以及自适应更新系统,所述温度传感器均匀分布在所述反应釜主体内壁内与第一空腔内、用于监测反应釜主体内壁的反应温度以及第一空腔内液体物质的温度,所述加热器固定安装在所述第一空腔内,用于对第一空腔内的液体物质进行加热,所述油液调节器由油液储存器与真空泵组成且所述油液调节器与所述第二空腔连通,所述温度控制模块分别与所述温度传感器、所述加热器、所述油液调节器电性连接;

所述自适应更新系统用于提升温控系统的自适应能力、保证加热器最小加热时间的准确性;

所述自适应更新系统包括:记忆系统、计算系统以及更新学习系统;

所述记忆系统用于记录反应釜升温系数k1与第一空腔散热系数k2的数组,所述数组包括反应釜升温系数k1与第一空腔散热系数k2的经验值与系统新增参数值;所述数组由参数与时间组成数据对,分别为(k1,j,t1,j)与(k2,j,t2,j),其中,k1,j与k2,j分别表示不同时间下生成的反应釜升温系数k1与第一空腔散热系数k2,t1,j与t2,j分别表示对应的参数生成时间;

所述反应釜升温系数k1表示单位时间内反应釜主体内壁内升高温度值与温度差值的比例系数,所述第一空腔散热系数k2表示单位时间内第一空腔降低温度值与温度差值的比例系数,所述温度差值为第一空腔温度与反应釜主体内壁内温度之间的差值;所述加热器加热效率p表示单位时间内使得第一空腔内液体物质升高的温度值;

所述计算系统根据所述记忆系统中的数组,采用权重均值法计算反应釜升温系数k1与第一空腔散热系数k2的初始化数值,具体为:式中,i=1或2, 表示计算系统得到的反应釜升温系数k1的初始化数值, 表示计算系统得到的第一空腔散热系数k2的初始化数值;t0为当前时间;

所述更新学习系统用于新增参数,依据升温过程中反应釜升温系数k1与第一空腔散热系数k2的实际测量值、对记忆系统中的反应釜升温系数k1与第一空腔散热系数k2的数组进行不断更换;

按照更新学习系统中的参数新增方法获得反应釜升温过程中反应釜升温系数k1、第一空腔散热系数k2的实测值的具体步骤为:S201、当加热器停止工作时,温度传感器以极小的时间间隔Δt为周期,分别记录反应釜主体内壁内的温度Tfi(i=1,2,3,4,……)以及第一空腔内液体物质的温度Tki(i=1,2,

3,4,……);

S202、首先计算得到反应釜主体内壁内的温度变化值dTfi以及第一空腔内液体物质的温度变化值dTki:dTfi=Tf(i+1)‑Tfi;

dTki=Tki‑Tk(i+1);

然后计算得到反应釜主体内壁内温度与第一空腔内液体物质温度的差值dTi:dTi=Tki‑Tfi;

S203、采用最小二乘法分别求取所有点(dTfi,dTi)(i=1,2,3,4,……)的误差最小拟合直线的斜率作为反应釜升温系数k1以及所有点(dTki,dTi)(i=1,2,3,4,……)的误差最小拟合直线的斜率作为第一空腔散热系数k2的实测值;

所述温控系统的控温方法包括恒温温控方法、升温温控方法与降温温控方法;

所述升温温控方法具体为:

S001、首先控制油液调节器抽空第二空腔内的液体物质,使得第二空腔保持真空状态;

S002、然后通过计算系统获得反应釜升温系数k1、第一空腔散热系数k2以及加热器加热效率p的初始化数值;

S003、预设反应釜主体内壁内原材料的预期温度值Tr;根据预设的预期温度值Tr以及反应釜主体内壁内原材料初始温度Tf0、第一空腔中液体物质的初始温度Tk0,获得加热器工作的最短时间tp,然后控制加热器工作、实现对第一空腔内液体物质的升温,从而实现对反应釜主体内壁内的升温;

获得加热器工作的最短时间tp具体步骤为:

从而获得:

式中,Tf表示加热器加热过程中反应釜主体内壁内原材料的温度;Tk表示加热器加热过程中第一空腔内液体物质的温度;

当第一空腔内液体物质的温度达到预期温度值时,达到热平衡状态,即获得加热器工作的最短时间tp;

S004、达到预期温度值后,加热器停止工作;然后按照更新学习系统中的参数新增方法获得反应釜升温过程中反应釜升温系数k1、第一空腔散热系数k2的实测值,并添加到记忆系统的数组中进行记录。

2.根据权利要求1所述的一种基于全自动温控和压控反应釜的山梨醇生产系统,其特征在于:所述反应釜主体内分别设置高压进料孔、出料孔以及泄压孔,所述高压进料孔与所述出料孔位于所述反应釜主体底部,所述泄压孔位于所述反应釜主体顶部;且所述高压进料孔、所述出料孔、所述泄压孔上均设置单向通过阀门。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种基于全自动温控和压控反应釜的山梨醇生产系统,其特征在于:所述反应釜主体采用抗压能力强、热传导效率高的材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种基于全自动温控和压控反应釜的山梨醇生产系统,其特征在于:所述恒温温控方法具体为:首先控制油液调节器抽空第二空腔内的液体物质,使得第二空腔保持真空状态;然后通过温度传感器监测反应釜主体内壁内的温度,当温度低于目标值时,温度控制模块控制加热器工作,对第一空腔中的液体物质进行升温;温度传感器实时监测反应釜主体内的温度,当反应釜主体中温度达到要求指定温度时,温度控制模块停止加热器;循环重复上述过程,使得反应釜主体内壁内温度保持恒定。

5.根据权利要求3所述的一种基于全自动温控和压控反应釜的山梨醇生产系统,其特征在于:所述降温温控方法具体为:首先温度控制模块控制加热器停止工作,然后再控制油液调节器使得第二空腔内填充液体物质;待反应釜主体中温度降低到指定温度时,控制油液调节器抽空第二空腔内的液体物质。