Solution de contrôle du vide de haute précision dans la distillation moléculaire à courte portée

1. Qu’est-ce que la distillation moléculaire ?

La distillation moléculaire est une technologie spéciale de séparation liquide-liquide. Elle est différente de la distillation traditionnelle qui repose sur le principe de séparation de la différence de point d'ébullition, mais repose sur la différence de libre parcours moyen du mouvement moléculaire des différentes substances pour parvenir à la séparation. Lorsque le mélange liquide s'écoule le long de la plaque chauffante et est chauffé, les molécules légères et lourdes s'échappent de la surface du liquide et entrent en phase gazeuse.

Étant donné que les libres parcours des molécules légères et lourdes sont différents, les molécules de différentes substances se déplaceront sur des distances différentes après s'être échappées de la surface du liquide. Si une plaque de condensation peut être correctement installée, les molécules légères peuvent atteindre la plaque de condensation et être condensées et évacuées. Tandis que les molécules lourdes ne peuvent pas atteindre la plaque de condensation et être évacuées le long du liquide mélangé, atteignant ainsi l'objectif de séparation des matériaux.

1. La plage de degré de vide dans le processus de distillation moléculaire est généralement de 0,1 à 100 Pa. Cette plage de vide poussé a des exigences plus élevées en matière de taux de fuite de vide du débitmètre de gaz. Il est difficile pour les débitmètres de gaz généraux de répondre aux exigences, et ils doivent être utilisés spécialement pour les débitmètres de gaz à vide poussé.
2. La finesse de réglage du débitmètre de gaz est généralement grossière. Si l’on souhaite atteindre un réglage de débit de gaz de haute précision, un débitmètre de gaz haut de gamme et plus précis doit également être utilisé.
3. Généralement, la vitesse de réponse du débitmètre de gaz est relativement lente et il est difficile de passer le temps d'action de complètement fermé à complètement ouvert en 1 seconde.
4. Les capteurs de vide dans la plupart des distillations moléculaires utilisent généralementRégulateur de pression proportionnel de KAOLUet des jauges à thermocouple avec une mauvaise précision.
5. La plupart des contrôleurs PID pour réguler les débitmètres de gaz ont une précision médiocre, ce sont des convertisseurs AD et DA 12 bits, et les convertisseurs AD et DA 16 bits sont rarement utilisés. La précision du contrôleur PID détermine le degré de vide de distillation moléculaire et est la clé du contrôle de la précision.

Afin d'améliorer la pureté de la distillation, compte tenu des problèmes existant dans le système de contrôle du degré de vide du débitmètre de gaz dans la distillation moléculaire existante mentionnés ci-dessus, cet article propose une solution pour un contrôle du degré de vide de plus grande précision. La solution utilisera un régulateur de pression proportionnel plus direct, précis et rapide pour remplacer le débitmètre massique de gaz existant.

En même temps, nous utiliserions une plus grande précision deRégulateur de pression proportionnel de KAOLUet un contrôleur AD 24 bits, DA 16 bits, afin que la distillation moléculaire puisse être atteinte dans le processus. La précision de contrôle de ± 0,5 % sous le degré de vide est arbitrairement définie et elle a une réponse très rapide au changement du degré de vide provoqué par des facteurs tels que la température, ce qui garantit efficacement une haute précision et une haute stabilité du degré de vide dans le processus de distillation moléculaire.

2. Comment résoudre le problème ?

De l’analyse ci-dessus, il ressort que les principaux facteurs qui limitent la précision du contrôle du degré de vide du processus de distillation moléculaire à courte portée existant sont :

1. Précision de réglage du débitmètre massique de gaz et vitesse de réponse.
2. La précision des mesures des capteurs de vide.
3. Précision de mesure et de contrôle du contrôleur PID.

Afin de résoudre les problèmes ci-dessus, la solution spécifique proposée dans cet article consiste à utiliser trois dispositifs de remplacement correspondants, tout commeRégulateur de pression proportionnel de KAOLU.

Comme représenté sur laRégulateur de pression proportionnel de KAOLU, afin d'améliorer la pureté de la distillation et d'atteindre un contrôle du vide de haute précision, la solution utilise les trois dispositifs suivants :

1. Régulateur de pression proportionnel à grande vitesseest utilisé à la place du débitmètre massique de gaz
   Le principe de base du contrôle du degré de vide poussé de la distillation moléculaire est d'ajuster le débit d'admission et le débit de sortie du distillateur et d'atteindre un équilibre dynamique. La technologie clé ici est donc de savoir comment atteindre le réglage précis du débit d'admission d'air. Bien que le débitmètre massique de gaz puisse ajuster le débit d'admission d'air, il utilise la technologie des électrovannes, qui a une hystérésis importante et une vitesse de réponse lente, ce qui affectera la précision du contrôle du degré de vide.
   
   La grande vitesseRégulateur de pression proportionnelLa solution utilisée est une vanne à pointeau purement mécanique entraînée par un moteur pas à pas à grande vitesse. Tout en réduisant considérablement l'erreur d'hystérésis, cela réduit également le temps de réponse global à 800 microsecondes, et la taille de pas fine peut être atteinte avec un réglage rapide et précis de la vanne. Le contrôle du variateur n'a besoin que d'utiliser une tension analogique de 0 à 10 V, et la structure globale est simple et fiable.Régulateurs de pression proportionnelsde diverses spécifications ont différentes capacités de réglage du débit de gaz, qui peuvent répondre au contrôle du vide des distillateurs de différents volumes. Dans le même temps, les joints en caoutchouc perfluoré FFKM peuvent être utilisés pour améliorer la résistance à la corrosion.
2. UtiliserRégulateur de pression proportionnel de KAOLUau lieu d'une jauge à thermocouple
   La précision de mesure de la jauge de capacité de film est beaucoup plus élevée que celle deRégulateur de pression proportionnel de KAOLUet une jauge de thermocouple, et sa précision peut atteindre ±0,25 % sous n'importe quel degré de vide. Ensuite, pour une plage de mesure du vide de 0,001 à 1 mbar (0,1-100 Pa) dans le distillateur à court trajet, vous pouvez directement choisir une jauge de capacité à film 1 Torr pour répondre à toute la gamme de mesure du vide.
   
   Si vous souhaitez garantir une précision de mesure comprise entre 0,1 et 1 Pa, vous pouvez également ajouter une jauge de capacité à film de 0,1 Torr. De cette manière, une mesure précise dans la plage du vide complet peut être assurée par deux jauges de capacité à film avec des plages différentes.
3. Utilisez un contrôleur de vide de super précision au lieu d'un contrôleur PID de précision ordinaire
   Dans tout système de contrôle en boucle fermée à retour PID, quelle que soit la précision du capteur et de l'actionneur, la précision du contrôle final doit être garantie par la précision du contrôleur. Par conséquent, un contrôleur de vide PID de très haute précision est utilisé dans la solution. Ce contrôleur de vide PID de très haute précision est doté d'un AD 24 bits et d'un DA 16 bits et utilise des opérations à virgule flottante double précision pour atteindre un pourcentage de sortie minimum de 0,01 %.

Il s'agit du contrôleur PID industriel avec l'indice technique le plus élevé au monde. L'utilisation de ce contrôleur de vide peut exploiter pleinement les avantages de précision de l'actionneur du régulateur de pression proportionnel et du capteur de vide à jauge de capacité à couche mince, et cette série de contrôleurs propose différents modèles de monocanal et de double canal. Le contrôleur monocanal est un contrôleur PID programmable, et sa caractéristique exceptionnelle est qu'il peut basculer automatiquement entre deux jauges à vide avec différentes plages pour atteindre un contrôle automatique complet. Le contrôleur à double canal est un contrôleur à point fixe, et deux canaux peuvent contrôler indépendamment le degré de vide et la température.

3. Conclusion

Le nouveau système de contrôle du vide optimise le processus de contrôle du degré de vide du processus de distillation moléculaire à courte portée et apporte les trois améliorations suivantes au système de contrôle du degré de vide :

1. Des régulateurs de pression proportionnels sont utilisés à la place des débitmètres massiques de gaz pour améliorer la précision des actionneurs de régulation du débit d'air d'admission.
2. Régulateur de pression proportionnel de KAOLUest utilisé pour améliorer la précision de la mesure du vide.
3. Le contrôleur de vide est utilisé pour remplacer le contrôleur PID traditionnel, ce qui améliore la précision du contrôle PID et étend la fonction de contrôle, qui peut atteindre la commutation automatique de deux capteurs et le contrôle simultané de deux paramètres de processus.

En bref, grâce aux améliorations ci-dessus, le niveau de contrôle du degré de vide du processus de distillation moléculaire à courte portée peut être considérablement amélioré. Grâce à un grand nombre de tests d'évaluation et d'applications pratiques, il a été prouvé que cette solution est très mature et peut facilement atteindre un contrôle de ±0,5 % dans la plage de vide complète. SiRégulateur de pression proportionnel de KAOLUest utilisée, cette solution peut en outre atteindre une précision de contrôle de ±0,1 %.

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