Механика управления флегмовым числом

Вместо предисловия.
Как всем известно, автоматизация предусматривает наличие трёх основных составляющих частей.
Первое - органы чувств - глаза и уши. Это датчики. В нашем случае - датчики давления и температуры.
Второе - органы управления - руки, которые управляют подачей энергии, охлаждающей воды или интенсивностью отбора.
Третье - мозги - устройство или компьютерная программа, которые в зависимости от информации, полученной от датчиков, посылают команды органам управления.
Эти три части обязательны. Отсутствие любой из них делает систему не автоматизированной, а просто усовершенствованной и не решает в полном объеме задачу автоматизации.

В связи с тем, что область нашей самогонно-ректификационной деятельности не может похвастаться пристальным вниманием и опекой специалистов - профессионалов, приходится решать возникающие задачи дилетантскими методами, используя собственные и привлеченные наработки в смежных и отдаленных областях знаний и техники.

Ближе к делу.
С глазами и ушами проблема более-менее сдвинута с мёртвой точки. Датчики температуры уже достаточно широко применяются коллегами. Датчики-реле давление кто-то делает из коробок от компакт-дисков, кто-то применяет готовые от стиральных машин, а в продаже имеется достаточно широкий выбор промышленных датчиков-реле давления с изменяемыми пределами настроек и приемлемым гистерезисом. Есть и цифровые и аналоговые датчики, применение которых более перспективно, а единственный сдерживающий фактор их широкого применения - цена.
С мозгами для систем автоматизации тоже проблем нет. Мы - форум - умеем и на бейсиках-паскалях проги для компа писать, и микроконтроллеры программировать. Мы учимся и умеем использовать порты компьютера для ввода-вывода информации. А постановка задачи и продумывание правильного алгоритма - дело опыта, который приходит с осознанием процесса.
Работа над исполнительными устройствами тоже не стоит на месте. Есть уже немало наработок с триаками, и с прямым управлением от датчиков-реле давления.
А вот с автоматизация управления отбором - автоматическим изменением флегмового числа - пока дело не идёт.

Теперь о деле.
Мне кажется, что я один использую управление отбором, присобачив для этой цели электромагнитный клапан от газобаллонной системы автомобиля. Никто не решился повторить такого извращения, а о создании других систем никто не пишет.
Моя система имеет ряд достоинств и ряд недостатков. Главные недостатки - это большая длительность остановов отбора на поздних этапах ректификации и сомнительность материалов, из которых изготовлен клапан.
Идеальный способ ручной плавной регулировки отбора предложил Кулинар - изменение высоты расположения иглы на конце трубки отбора. Если приделать к такой системе привод, управляемый по сигналам от датчиков, будет великолепно. Последние несколько дней эта мысль не даёт мне нормально спать. Я продумывал разные системы и остановился на устройстве, широко применяемом для изменения положения антенн спутникового телевидения. Это устройство называется АКТУАТОР (или актЮатор). Представляет собой электромеханическое устройство, которое при подаче напряжения разной полярности медленно выдвигает или задвигает шток на 12 - 18 дюймов (30-45 см) и имеет еще два провода от датчика Холла, позволяющего управляющей системе определить длину выдвигаемой или задвигаемой части. Минимальная цена такого устройства составляет не более 20 долларов и не может считаться заоблачной. Подробнее о нем можно прочесть здесь.

Теперь вопрос к коллегам.
Интересует мнение по этому поводу. Может  быть кто-то предложит другие готовые устройства для подъема-опускания двух трубочек и иглы общим весом в десятки грамм на высоту 30-50-200 см? Может кто-то может поделиться более детальной информацией по актуаторам?

Несложное и экономичное устройство изменения флегмового числа с простым управлением и с достаточным уровнем дискретности регулирование стало бы важным шагом на пути автоматизации процесса ректификации.

Пришла мысль - использовать для этой цели автомобильную антенну с электроприводом. думаю, что её мощности хватит для подъема двух шлангов и иглы, а высота подъема более чем достаточна. Но быстрый поиск показал, что цена таких цацок минимум вдвое выше антенного актуатора с грузоподъемностью 250 кг. И у них наверняка нет обратной связи для отсчета высоты подъема.

А как насчёт шагового двигателя или как вариант разнообразные исполнительные механизы.Суть в том что рычаг закреплённый на оси может поворачиваться на определённый угол и как следствие поднять или опустить на нужную высоту(зависит от длины рычага)сливную трубку узла отбора.
Не вдавался как работают шаговые движки,а вот исполнительный механизм разбирал.Там реверсивный движок с редуктором(с большим передаточным числом)и много "микрух",выполняющих роль путевых выключателей.Кроме того что механизм регулируется на останов в крайних точках,он ещё и выдаёт информацию о текущем(промежуточном) своём положении.

в голове мысль: что нибудь типа трубочки от пипетки... носиком вниз ... в ней шарик-подшипник, чтоб только не проваливался в носик... выше шарика поверх стекла обмотка... сверху шланг, снизу шланг .. подаем на обмотку напряжение и по идее приподнимаем шарик, открывая отбор... контакта со спиртом минимум... только вот интересно сколько будет мощности кушать обмотка, чтоб поднять шарик

ПС: хотя может просто достаточно будет электромагнита от реле, приставленого сердечником к боковой стенке пипетки

в голове мысль: что нибудь типа трубочки от пипетки... носиком вниз ... в ней шарик-подшипник, чтоб только не проваливался в носик... выше шарика поверх стекла обмотка... сверху шланг, снизу шланг .. подаем на обмотку напряжение и по идее приподнимаем шарик, открывая отбор... контакта со спиртом минимум... только вот интересно сколько будет мощности кушать обмотка, чтоб поднять шарик
P-Alex, 05 Июня 08, 15:31

Обмотку можно подобрать экспериментально, чтоб и шарик поднять хватило усилия и чтоб потребляла небольшой то.
Этот вариант мне лично импонирует ешё и тем что одновременно с регулировкой и жидкость на выходе омагничивается  ...

в голове мысль: что нибудь типа трубочки от пипетки... носиком вниз ... в ней шарик-подшипник, чтоб только не проваливался в носик... выше шарика поверх стекла обмотка... сверху шланг, снизу шланг .. подаем на обмотку напряжение и по идее приподнимаем шарик, открывая отбор... контакта со спиртом минимум... только вот интересно сколько будет мощности кушать обмотка, чтоб поднять шарик
P-Alex

Интересная мысль,тем более зная разнообразие реле,представляю,что с некоторых достаточно просто снять катушку и одеть на пипетку(или трубку).Однако по условиям отбора,лучше бы что-б этот девайс при подаче напряжения перекрывал отбор.Катушка будет не всегда под напряжением,а только при приостановке отбора.

Самый простой вариант диск диаметром 30см на него намотана нить,а на конце этой нити и находится та заветная игла.При полном обороте диска игла смещается на метр по высоте.С одной сторон вала на котором одет диск, соединён с исполнительным механизмом (моторчик с редуктором от какой нибудь игрушки) с другой стороны потециометр, сопротивление его и будет определять угол поворота диска, а значит и высоту иглы.

Варианты Клима и Селянина - рычаг на валу шагового двигателя и диск с ниткой на таком же валу практически одинаковы. Правда, примеряя эти системы к своей колонне, вариант с 20-долларовым готовым актюатором мне нравится больше. Тем  не менее начал эксперименты с шаговым двигателем. Вытащил таковой из привода дисковода. Он оказался биполярным.После изучения принципа его работы придумал и спаял интерфейс для подключения к ЛПТ - порту. Сейчас найду тут, на форуме, статейку про подачу сигналов из бейсика на ЛПТ и вперёд, начну крутить этот моторчик. Ключ - интерфейс сделал достаточно мощным, на КТ815 - КТ816  так что смогу подключать моторчик с током до двух ампер. А пока поиграюсь с этим маленьким, осознаю принципы управления им из бейсика.
Отпишусь.

работы придумал и спаял интерфейс для подключения к ЛПТ - порту. Сейчас найду тут, на форуме, статейку про подачу сигналов из бейсика на ЛПТ и вперёд, начну крутить этот моторчик. Ключ - интерфейс сделал достаточно мощным, на КТ815 - КТ816  так что смогу подключать моторчик с током до двух ампер. А пока поиграюсь с этим маленьким, осознаю принципы управления им из бейсика. Игорь, 05 Июня 08, 20:09

Конкретный вариант от LPT + куча полезной инфо:
http://www.electroprivod.ru/pc_operation.htm

В качестве бреда: опишу сумбурно, ибо познания в радиоэлектронике так себе... Собрать что то типа колебательного контура с терморезистором, поставить фильтр типа кварца, терморезистор запихнуть в колонну поближе к верху.... добавить какой нибудь регулируемый элемент для подстройки колебательного контура... сигнал прошедший фильтр пусть включает(или выключает) реле, которое управляет отбором... после вывода колонны на рабочий режим, отбираем головы органолептически... потом подстраиваем контур чтоб открылся отбор и все... как только в точке измерения изменилась температура, значит колонна вышла из стабильного режима работы... значит отбор закрывается

P-Alex, всё верно кроме мелочей. Бля... эти мелочи вечно что-то портят.

К сожалению точность измерительных терморезисторов и других радиоэлементов составляет в лучшем случае 1-2%, что даст точность срабатывания устройства +-градус. Ну - допустим - полградуса при условии принятия специальных мер термостабилизации. Это грубовато для нашего случая....

Что то в подсознании вертится... что через комп мы организуем отрицательную обратную связь... поднялась Т в точке отбора, надо уменьшить отбор, снизилась, можно чуть увеличить... может можно как то проще сделать данную связь.. это как: "не преумножай сущностей" ... ну к примеру... в точке отбора биметаллическая пластина, закрывающая клапан отбора... или регулировка отбора по пару, а чем выше Т в точке отбора, тем холоднее жидкость в регулировочном холодильнике... или тот же регулировочный холодильник, у которого в рубашке допустим спирт 96... или..или.. или

Что то в подсознании вертится... что через комп мы организуем отрицательную обратную связь... поднялась Т в точке отбора, надо уменьшить отбор, снизилась, можно чуть увеличить... может можно как то проще сделать данную связь.. это как: "не преумножай сущностей" ... ну к примеру... в точке отбора биметаллическая пластина, закрывающая клапан отбора... или регулировка отбора по пару, а чем выше Т в точке отбора, тем холоднее жидкость в регулировочном холодильнике... или тот же регулировочный холодильник, у которого в рубашке допустим спирт 96... или..или.. или
P-Alex, 07 Июня 08, 12:40

101% согласен. А для того, чтобы понять что же нужно сделать и как, сперва надо собирать, собирать, собирать информацию, накапливать и накапливать опыт. Это проще с временным "преумножением сущностей.
То есть нехочется попасть в ситуацию, когда, собрав классную систему с биметаллической регулировкой отбора, вдруг обнаружишь, что регулировать надо было не отбор, а, например, количество воды, подаваемой в дефлегматор.

согласен

Что-то мне подсказывает, что проще всего регулировать отбор, если он организован по паровой фазе. То есть когда узла отбора нет совсем, а в холодильник отбора продукта поступает пар, который смог прорваться через дефлегматор. Тогда регулировать отбор можно количеством охлаждающей воды, подаваемой в дефлегматор. А её регулировать несложно, установив, например, водяной электромагнитный клапан от стиральной машинки за 5 долларов. У меня их есть. Две.:)

согласен насчет паровой фазы...  еще обдумывал регулировку флегмового числа путем подачи определенного количества воды на верх насадки колонны , как при гидроселекции.... но не придумал куда девать потом эту воду из куба... если бы была непрерывная перегонка, тогда без проблем... а тут засада

Удаление лишней жидкости из куба (не пробовал, но подозреваю) не слишком сложная задача. Надо только в кубе сделать лабиринт, который будет направлять к выходному отверстию только ту жидкость, которая перед этим достаточно долго поциркулировала возле нагревателя. А вытекание излишней кубовой жидкости - через гидрозатвор по определенному уровню.

Сегоднешний выходной посвятил очередному перегону на колонне.Благодаря предыдущим удачным сериям слегка расслабился и получил сюрприз в виде вовремя не замеченного повышения температуры в дефлегматоре на 0,5*С.Благо всё произошло сразу после очередной смены приёмной ёмкости и полученный продукт(не большой объём) слил к перваку.Из-за этого инцендента вижу срочную необходимость установить электормагнитный клапан,пусть не для полной автоматизации,хотя-бы как подстраховку на такие случаи.Недавно разбирая стиралку видел в ней клапана,кто-нибудь уже подобными интересовался?Можно их применить?А есть клапана не открывающиеся,а наоборот закрывающиеся при подаче напряжения?

Клапана в стиралке имеют резиновую мембрану-клапан. Не уверен, что они не завоняют спирт. И он все нормально закрытые.
Я сегодня наконец-то собрал схему управления шаговым двигателем из бейсика через ЛПТ-порт. Можно было взять готовую микросхему-драйвер, но я, как истинный дилетант, собрал её из 16-ти транзисторов. Точность поворота вала - 7,5^о. При полушаговом режиме - вдвое меньше.
Теперь два пути. Или этот моторчик будет крутить вертикальный винт, на котором невращающаяся гайка будет поднимать - опускать иглу отбора, или примостить этот моторчик на шток игольчатого вентиля. В любом случае можно будет реализовать устройство прецизионного программного управления отбором. Один шлагбаум пока не открывается. Не могу в бейсик вытащить значения температуры от ДС18Б20. Сделал идиотскую прогу считывания символов с экрана монитора, но это извращение, хоть и работает.

У меня вентиль не игольчатый,а навроде небольшого конуса входящего в соответствующие углубление.Вот он уже очень чувствительный,допустим на нём 7,5 градуса поворота не прошло-бы.Хотелось-бы иметь плавную систему,реагирующею на температуру,но пока у меня даже в мыслях,ничего подобного не прорисовывается.
Вот снимок разобраного крана нашёл,когда-то делал.Сейчас бы уже что-нибудь другое поставил.