Устройство для регулирования концентратами растворов

ОП ИСАНИЕ Сооз Советски)е Социалистических Республик.оударстаенныи камитеСоаета Министров СССРао делам изобретенийи открытий 123 Приорнтет -Оно олнковяно 15,03.77,Дата Опубликования оп 1 ь Л"е 1 153) У,(К 62-53(72) Аьторы изобретен;: розин, В, А. Маркелов, А. Д. Самойленко,и В. М. Майоров ЧЕИКО 71) еа)51 нитсл 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ 2 Изооретение касаетс 51 явтоматн 1 сских устройств для регулирования концентрации раствОРОВ и мО)кст найти примснснис В химической нромышлснн.сти, в частности н исте. ме ЯвтОмят 1 еского реГули 1)ОВяни 51 КОнцентряцнн содового раствора на выходе дскарбонагоря производства кальцинированной соды.Одно и изветных устройств для регули. р)вания концентрации всщсст содсрхкнт дозатор реагспт 1, соединенный с реа,(Г 1 ро,л, детчнк кднцентрац)н, подклОченны)1 и дВум триггерам Шмидта, и иснолн)тел)пый механизм 11).Недостатком этого устройства является низкОВ кячестВО рсГул(и)ОВяни 51 00 ьсктОВ с Г Спределеннь 1 зи ."Яр.оетрами..ру 1 ос 51 звссти)с у трой:Гво дл регулч рОВНН 51 КОНЦЕЕ)трацИИ, КОтОрОС яВЛястСя Нанболсе близким по тсхничсской сущности к ;япЕому изобрете)пно, содер)кьт нсполнительныс механизмы, установленные в реакционном аппарате, соединенном через входной клапан с блоком управления и дозатором-реактором, который соединен с блоком измерени 5 н че 11 сз нрох 1 еи(уточный к,Япян с сиг)12- лнзятэроз и дОзе 1 т 01)Ом рсяГентя, В котором Оаззсисны электЕ)одь), Один из к 010 пых под(л 10 Сн Срез сЕгнялизятор к блок упрявлеНН 51, Е ДРГИС ЭЛСКТРО 1 Ы -- 1( СООТВЕТСТВУЮ. нз Выходам блока управлсння, и точник реагента, подсоедннснныи через клапан заполСИИ 51 к дозаОру рсе 1 Гснтя, и фораИроватсль сигнялоВ е)ряв;ения, соединенный с исполнительными механизмами реакционного аппя- )ЯТЯ (2).Недостатком такого устройства являетсясравнительно низкая точность регулирования обьсктов, например декарбонаторов, абсорбе- рОВ, дистнллсрОе 5 ссдОВОГО нроизвэдств 11, т. с. О реакционных аппаратов, для которых характерно большое транспортное запаздывание, Тяк, например, в декарбонаторе транспортнос запаздывание достигает 45 мин. При отклонении концентрации в подобных аппаратах от 3 зеданного значени 51 управ.я 10 Цсс ВОздейсти 1 е от устройства управления начнет изменять концентрацПо в химическом аппарате д.151 стра нснн 51 мном 51 нтОГО Отк;1;)нсння. Однако за то время, пока это изменение кон цснтрапни проявится на выходе аппарата иустройство управления откорректирует управл 51 ющсе ВОздсйствие, концентрация В аппарате вновь значительно отклонится от заданного значения.25 Целью изобретения является повышениеточности регулирован)я, Зто достигается тем, что в предлагаемое устройство введены триггер, элсмснт ИЛИ и элементы И, входы четырех элементов 11 )н)дключсны и блоку управЗ 0 лепия и выходам триггера, выходы первых3двух элементов И подсоединены через элемент ИЛИ к клапану заполнения, выходы третьего и четвертого элементов И подсоединены к формирователю сигналов управления, один из входов триггера через пятый элемент И соединен с блоком управления и блоком измерения, другой вход соединен с сигнялизатором.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.Оно содержит соединенный с реакционным аппаратом 1 через входной клапан 2 дозатор- реактор 3, соединенный через промежуточный клапан 4 с дозатором 5 реагецта (реагенттитрант), который через клапан 6 заполнения соединен с источником 7 реагецта. Дозатор реагента снабжен общим сигнальным электродом 8, сигнальными электродами 9, 10 верхнего уровня, расположенными на различной высоте, и сигнальным электродом 11 нижнего уровня. Сигнальные электроды 9 и 10 через резисторы 12 и 13 подключены к блоку управления 14. Дозатор-реактор 3 соединен с блоком измерения (измерительным блоком) 15, к которому через пятый элемент И 16 подключен триггер 17. К выходам триггера присоединены входами четыре элемента И 18, 19 и 20, 21. Другие входы первых двух элементов И 18 и 19 подключены к блоку управления 14 и сигнальным электродам 9 и 10, а вь 1 ходы этих элементов И через элемент ИЛИ 22 подключены к клапану заполнения 6. Другие входы третьего и четвертого элементов И 20 и 21 подключены к блоку управления 14, а выходы этих элементов И подключены к формирователю 23 сигналов управления, Другой вход пятого элемента И 16 соединен с измерительным блоком 15. К блоку управления 14 подключены также входной клапан 2, промежуточный клапан 4 и сигнализатор 24, к которому подключен сигнальный электрод 11 нижнего уровня. Формирователь сигналов управления воздействует на исполнительные механизмы 25 и 26 реакционного аппарата.Блок управления 14 выполнен таким образом, что сигнал, соответствующий логической единице, появляется последовательно на каждом из его выходов 1 - 1 Ъ. На остальных выходах в это время присутствуот сигналы, соответствующие логическим нулям.Устройство работает циклически следующим образом.Каждый цикл содержит ряд тактов, следующих друг за другом в соответствии с сигналами, появляющимися последовательно па выходах 1 - 17 блока управления 14,В первом такте ца выходе 1 блока 14 появляется единичный сигнал, который воздействует на клапан 2 и открывает его, Исследуемая жидкость из реакционного аппарата 1 заполняет дозатор-реактор 3, в течение времени, достаточного для обновления пробы в нем. 550624 Во втором такте ца выходе 1 исчезает еди.ничный сигца,1. Клапан 2 закрывается - происходит формирование дозы пробы исследуемой жидкости. Одновременно ня выходе 115 появляется единичный сигнал, который черезрезисторы 12, 13 поступает ца первые входыпервой группы элементов И 18, 19. На второмвходе одного из этих элементов всегда присутствует единичный сигнал с одного из вью ходов триггера 17. Если единичный сигналприсутствует ца прямом выходе триггера 17,то па выходе элемента И 18, соединенного сэлектродом 9 верхнего уровня, также появляется единичный сигнал. В это же время на15 ццверс ом выходе триггера есть нулевой сигнал и такой же сигнал на выходе элеменга И 19, соедицсцного с электродом 10 верхнего уровня, Если же единичный сигнал присутствует па инверсном выходе триггера 17,2 то па выходе элемента И 19 возникает единичный сигнал, а а выходе элемента И 18 -нулевой,Таким образом, на выходе одного из эле.ментов И 18, 19 присутствует единичный сигг 5 нал, в то время как на другом из этих элементов И - сигнал нулевой. Единичный сиг 1 ьял с любого из элементов И 18, 19 первойгруппы, через элемент ИЛИ 22, воздействуетпа клапан 6 и Открывает его,3 Происходит заполнение дозатора 5 из источника 7 реагента. При достижении реагентав дозаторе 5 урошя электрода 9 цепь междушгм и обцим электродом 8 замыкается, иавходе соедицс 1 гцого с электродом 9 элемента35 И 18 появляется нулевой сигнал. Если прпэтом ця прямом выходе триггера 17 присутствует единичный сигнал и, следовательно,единичный сигнал был ца выходе элементаИ 18, то теперь па выходе этого элемента по 4 является нулевой сигнал. Послсдццй, воздействуя через элемент ИЛИ 22 на кляпа 6,откл 1 очяет его. Происходит заполцецис дозатора 5 реягента мешшей дозой реагецта.Если же единцшый сигнал присутствует45 ца инверсном выходе триггера 17 и, следовательно, на выходе элемента И 18 был нулевойсигнал, а ца выходе элемента И 19 - едиНН 1 ПЫЙ, то ЦОЯВЛЕЦС Ц, ЛЕВОГО С 1 Нс 1,Я ЦЯвтором входе элемента И 18 цс изменяет его50 выходац поэтому набор рсагецтя в дозатор 5продолжается.Прц достижении рсагсцтом уровня электрода 10 замыкается цеш между пим и общимэлектродом 8, что приводит к появлению пу 55 левого сигнала ца входе элемента И 19 и цясго выходе. Поэтому клапан 6 отключается.Происходит запол ение дозатора 5 рсагентябольшей дозой.Таким образом, во втором такте происходит заполнение дозатора 5 реягепта титрацтом, причем величина определяется состоянием триггера 17. Если единичный сигнал присутствует на прямом выходе триггера 17, топроисходит заполнение дозатора 5 реагецтаменьшей дозой, а если единичный сигнал присутствуст иа инверсном выходе, то дозатор 5 заполняется большей дозой.В третьем такте появляется единичный сигнал па выходе 111 блока 14, который через сигнализатор 24 нижнего уровня воздействует на клапан 4 и Открывает его. Происходит выдача до;ы из дозатора 5 реагента в дозатор- реактор 3 и псремешиваиие в последнем пробы с редгентом в течение достаточного промежутка времени.Одновременно с этим единичный сигнал с выхода 111 блока 14 поступас.т иа вход триггера 17 и устяндвливает его в определенное исходнос состо 5 не, при котором па его инверсном выходе появляется единичный сигдддлВ четвертом такте иа выходе 11 появляется единичный сигиал, который, попадая на Входы элементов И 16, 20, 21 подключает выход измерительного блока 15 иа вход триггера 17, а к выходу последнего подключает формирователь 23 сигналов управления,Измерительный блок 15 устроен таким образом, что оп выдает единичный сигнал при избытке редгепта в дозаторс-реакторе 3 (пеРСТ 1 ТРОВКс 11)ООЫ) И Н 1 ЛСВОЙ СИГНсдЛ - ПРП недостатке реагептд (иедотитровкд пробы).Поэтому, если в доздторс-реакторе 3 прооа перетитрозапа, то триггер 17 псребрасывсастся в поло)кение, при котором единичный сигнал появляется на его прямом выходе,т.е, в положепие, противоположное исходному, Если же в доздторе-реакторе 3 проба недотитровдпа, то переброса пе произойдет - триггер в исходном состоянии.Сигналы с выходов триггера 1 через элементы И 20 и 21 поступснот на формирователь 23, который через исполнительные механизмы 25 и 26 воздействует на химический процесс, протекающий в реакционном аппа. рдте 1.В пятом такте па выходе 1 Ч блока 14 появляется нулевой сигдл, формирователь 23 и измерительный с)лок 15 отклочается от триггера 17. Поэтому триггер 17 сохраняет то состояние, в котором он находился в четвертом такте, вплоть до третьего такта следующего цикла, когда вновь произойдет переброс триггсра 17 в исходос состояндс.Таким ооразом, триггер 17 запоминает направление воздействия на химический процесс устройства для автоматического измерения.Так как величина дозы реагента определяется состоянием триггера 17, то во втором такте слсдудощего цикла произойдет набор оольшей дозы реагепта, если в предыдущем цикле дозы пробы В дозаторе-реакторе 3 была иедотитрована, и наоборот, меньшей до. зы реагеита, если проба в предыдуцем цикле бьдла перетитрована.Данное изобретение позволяет по сравнению с известными устройствами увеличить очдость регулирования концентрации раствосдов в аппаратах с распределенными параметрами за счет того, что изменение управляющего воздействия на противоположное происходит не только до изменения отклопепия КОГЦСНТРДЦИП В РСЯКЦПОППОМ с 1 ППДРЯТС ОТ ЗдДап 10 ГО ЗПЯЧСПИ 51 В ПРОТИВОПОЛОЖНУЮ СТОРО.5 и, 110 Даже ДО ТОГО, кдк коГЦентРЗЦиЯ В Рсс 1 КЦИСИП 10 М с 1 ППЯРЯТС ДОСТИГНЕТ ЗДДДН 10 ГО ЗНЯ- чешя, т, е. данное устройство работает с предваренисм, причем па основе мипимальпой информации: перетитровапд пли педотитрова пд доза пробы, а величипд зддапия регулируется ИЗ. ГСНЕПИСМ РсЗССТО 5 ИР 51:ЛежД" ЭЛЕКТРО- дам.В процессе испытания устройства откло 1 сГРс величипы текущей коицептрацпи от но мипальпой в 1,5 - 2,0 раза мепИс, чем в известных устройствах за счет эффекта предидрсспя, что в целом повышает быстродействие и точдость реГулировани 51. Один из Опытных промьпплснных образцов устройства пс реда в эксплуатацию СсдавяРскот содовомуКО.1 ОД 11 ЯТУ. Р СЗУЛ ЬтсДТД 1 ПСП Ы ТЯП И Й ПОЛожпГс.льыс.,.)сонохиссси Эффект От пспользоВДИИ 51 1 РСДЛсГс)СЪГОГО УСТ)ОЙСТВсз ДЛ 51 РЕГУЛП- ровсИ 5 КО 1 цс.Н Г 1)д 1,И 11 ПИСТ)ОрОВ В ПГ)0,ЫП - 25,Гсииостп состав 1 окс.,1 О 20 ть 1 с, )с). Б Гс)д 1 д)днс систс)с.с 1) о 1) ) у Г д и з о б р е т с" 1 и я5 сГ)ОЙстВО д.51 РсГУлиРОВдниЯ дсо 1 цситРЯГдп растворов, С 0,1 сржд.цес 1 сполительдьдс СХЯГГПЗЛЫ, УСТЯПОВЛСНЫС В РСДКЦИО 11 ЮМ ДП - пдрдтс, сосдпнеппом чсрсз входпод Клдпдп с з 5 блоком 1 рд).пепд 5 и дозатором)сдкго)оч,ГсоГср)1 сосддддсп с Олоком изме)сипя с и с 3 п) 0 м с Рдс т 0%ы Й к,п а и я и с с и Г д,1 и- ЗсТС;РС.; и ДоэатОРОМ РсаГЕПГа, В КОТО- рО)с раЗМСщспы ЭЛЕКТРОДЫ, ОДИ ПЗ КО ТО) Ь 1 х Годк.10 с 1011 чеРсз сГГГдлиз Ято,) 1 с 0 10 ку уирдвлспия, д другие электроды - к соот- ВЕТСГВУГОГЦИ)с ВЬХОДДМ ОЛОКД 1 ПРДВЛС.ПП 51, истс)чник рсдгснтя, подсоединенный черсз клдпдп здполснпя к доздтору рсдгета, и фор )1 ГГ)Овс 1 ГС.Ь СГГсГД;ДОВ 1)ЯГДЛСП:51, СОСДИ 1 С 111 ЛГс исполител нъи механизмами реякционОГо дппдрдтд, отличдюдцесся тем, что, с ЦСЛ ПО ОВЕПИСГП 5 ТОЧНОСТИ РЕГУЛПРОВсИЕЕ 15, И его введены триггер, элсмепт ИЛИ и эле.50 менты И, входы четырех элементов И под.ключспы к блоку упрдвлспия и выходам триггер 1, выходы первых двух элемс:Гтов И подсоединены через элемент И ГЕИ к клапану зд.полнения, выходы третьего и четвертого элементов И подсоединены к формирователю сипдлов управления, один из входов триггс рд чс.рез пятый элемент И соединен с блоком уГНЗВлен 151,1 Олокоъд Гз)с 1)едия, д)угои Вход сосдипссп с сигнализатором.60 Источники информации, принятые Во вппмдиис ири экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР М 234729, М. 1 с. СГ 01 М ЗсГ 06, 1968 г.2, Авторское свидетельство СССР М 248334, 65 М, 1 с,л." с 01 Х 15/00, 1969 г.550624 Составитель И. Петкун 1 ехрсд И. Карандашова Корректор Л. Денискина Редактор Н, Каменскал МОТ, Загорский филиал Заказ 2538 Изд, М 279 Тир а ж 1059 Познисное ЦНИИ 11 И Государственного комгггета Совета Министров ГССР по делам изобретений и открьгпий 113035, Москва, Ж, Рашская наб., д. 4/5