Автоматический дозатор непрерывного действия

О П - ЙС АИ И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)м. Кл.2 6 01 Р 13/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 281179(72) Автор изобретения Г.Г. Воробьев Куйбышевский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГОДЕЙСТВИЯ 1ФИзобретение относф:я к дозирующим устройствам непрерывного действия с программным управлением производительности и может быть использовано для доэирования текучих сред - 5жидких, газообразных, сыпучих.Известны автоматические дозаторы,состоящие из датчика порции (дозы),выполненного на аналоговых элементах,преобразователей аналог - цифра, ана10логового компаратора, схемы записивеличины дозы, схемы определения веса дозируемого материала, реверсивного счетчика (1). К недостаткам данных дозаторов относятся низкая точность аналогового задатчика дозы, узкий диапазон отпускаемых доз,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кизобретению является автоматический 20дозатор жидкости непрерывного действия, содержащий датчик расхода с частотным выходом, формирователь импульсов, к входам которого подключены датчик расходаи делитель частоты, входкоторого подключен к выходу импульсного генератора, регулирующий и отсека-.ющий клапаны с исполнительными механизмами, счетчик импульсов на тъ-разрядов, индикатор и задатчик дозы (21.30 Однако этот дозатор имеет недостаточно высокую производительность и низкую надежность работы, Невозможность обеспечения максимальной производительности обьясняется необходимостью иметь регулируемую зону производительности не менее, чем в 20, при этом максимально задаваемая производительность не должна превышать 80. В противном случае возможно явление незахвата частоты регулирующим звеном, что вызовет колебательный характер в работе исполнительного органа, и вместо повышения производительность доэатора снизится. Ниэкая надежность работы объясняется возникновением в трубопроводе гидравлического удара при срабатывании отсекающего клапана, при этом возможен также выход иэ строя регулирующего клапана и датчика расхода.Цель изобретения - повышение производительности и надежности.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены попарно последовательно соединеннные зарядно-разрядное звено и пропорционально-интегральное звено, сравнивающее устройство и интегратор, схема И на т 1-входов и источник капряжения лого уровня, .схема И на (л - и 1 ) входон и и точник напряжения большого уровня, причем входы зарядно-Разрядного звена подключены к выходам формирователя импульсов, выход пропорционально-интегрального звена подключен к исполнительному механизмурегулирующего клапана и к одному извходов сравнивающего устройства, авыход интегратора через переключатель - к входу импульсного генерато ОРа, входь 1 схем И подключены к выходам счетчика импульсов на И разрядов,а выходы источников напряжения малого и большого уровней подключены квходам сумматора, выход которого подключен к другому входу сравнивающегоустройства, через переключатель к входу импульсного генератора и через усилитель к исполнительному механизму отсекающего клапана,2 ОНа Фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на Фиг.диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит трубопровод 1,на котором установлены датчик расхода 2, регулирующий 3 и отсекающий 4клапаны, вход отсекающего клапана 4подключен к выходу усилителя 5 импульсный генератор б, подключенныйчерез последовательно включенные управляемый делитель частоты 7, Форми- ЗОрователь 8, зарядно-разрядное звено 9,.пропорционально-интегральноезвено 10 к регулирующему клапану 3и через последовательно включенныесравнивающее устройство 11, интегра- З 5тор 12нормально разомкнутому кон -такту переключателя 13. Выход датчика расхода 2 подключен к другому входу Формирователя 8 и к счетчику 14импульсов на.п разрядов, Выходы разрядов счетчика подключены к цифровому индикатору 15, К установочнымвходам разрядов счетчика подключензадатчик дозы 16, Одновременно выходы разрядов счетчика подключены к45схеме И 17 на И входов, а к схемеИ 18 подключены выходы 1 в м ) разрядов счетчика 14, где в -первыеразряды счетчика. Схемы И 17 и 18подключены соответственно через источник 19 напряжения малого уровняи источник 20 напряжения большого.уровня к сумматору 21 напряжения.Выход сумматора 21 подключен на входусилитля 5, к другому входу сравнивающего устройства 11 и к нормальнозамкнутому контакту переключателя 13.Работа устройства возможна в двухРежимах: когда вход генератора 6 подключен к выходу интегратора 12 иликогда вход генератора 6 подключен к 60выходу сумматора 21,С помощью задатчика дозы 16 производят запись в счетчик 14 заданнойдозы, С помощью цифрового индиктора15 можно проконтролировать записан ное число, Источники 19 и 20. заблокиРовань; сигналом Стоп, напряжениена выходе сумматора 21 и звена 10равно нулю, Отсекающий 4 и регулирующий 3 клапаны закрыты, В управляемомделителе частоты 7 установлен масштабный коэффициент деления К. После,снятия сигналов блокировки Стоппри поцаче разрешающего сигналаПуск к источникам 19 и 20 на выходе сумматора 21 появится напряжение Оз, равное сумме напряжений Ци 0, где О в несколько раэ больше О.В свою очередь, напряжение Оь по величине берется несколько большим, чемнапряжение, которое, действуя на входе регулирующего клапана 3, открываетего на максимальную величину. Напряжение Оз на входе усилителя 5 откроет отсекающий клапан 4, но потока жидкости пока не будет, так как закрытклапан 3.Одновременно напряжение Оз поступает через сравнивающее устройство 11на вход интегратора 12, напряжение навыходе которого начнет расти,Включается в работу импульсный генератор б, частота его на выходе тоже начинает расти. Импульсы этой частоты, сформированные по амплитуде идлительности в формирователе 8, поступят на зарядную цепь звена 9, Навыходе этого звена напряжение такженачнет увеличиваться, Появится увеличивающееся напряжение и на выходезвена 10, клапан 3 начнет открываться, Возникающий поток жидкости вызывает появление импульсов на выходедатчика 2. Эти фпульсы поступают через Формироватеф 8 на разрядную цепьзвена 9, рост напряжения на выходезвена 9 и 10 начнет замедляться, Наступит момент, когда это напряжение( О 4) станет больше, чем Оэ (клапан 3открыт полностью, расход максимален).Это вызовет появление отрицательногонапряжения на вхоце интегратора, напряжение на его выходе понизится, понизится частота генератора б, частота на выходе делителя 7 станет равной частоте с датчика расхода, С этого момента. (окончание переходного процесса, время 1 на диаграмме) процесспримет установившийся характер, напряжение О 4 равно О, клапан 3 открытполностью.Таким образом, генератор б как быследит за частотой датчика (при полностью открытом клапане), подстраиваясь под эту всегда максимально возможнУю частотУ. Так, например, еслив момент времени 1 пропускная способность линии упала (см. диаграммуизменения т ), то О 4 выделит положительный скачок напряжения, на выходе звена 11 появится отрицательныйскачок напряжения. Интегратор 12 понизит свое выходное напряжение, часто 699333та на выходе генера.:ра ь. понизится и станет раьной на .ыхде делителя 7новой частоте датчика, Частота на выходе генератора б (Г, всегда меняетсяв такт изменению ьастаты датчика, Этачастота может служить опорной частотой для других доваторов или каналовуправления. В этом случае коэффициент К служит масштабным коэффициентом для данного канала.Одновременно импульсы частоты датчика 2 поступают в счетчик 14, который работает на списывание. К выходам его разрядов, начиная со старшего иисключая )ь 1 первых разрядов, подключена схема И 18. Число ь 1 - небольшой объем циФровой памяти счетчика 14 небольшая часть заданной дозы, Наступит момент, когда в счетчике 14 останется только это число ( Ю Сработает схема И 18, сигнал на выходе которой включит источник 20, тем самым из напряжения ОЭ вычтется напряжение ОЛ Теперь заданием для клапана 3 станет не сумма напряжений О + ОЛ, как это было раньше, а только напряжение Од. Возникший отрицательный скачок напряжения ( О) на входе интегратора вызовет пойижение напряжения на его выходе, снижение (значительное) частоты на выходе генератора б, понижение напряжения (.)4 (на входе клапана 3) до уровня О, Клапан 3 прикроется производительность упадет до минимума(время 1), При полном обнулении счетчика 14, которое наступит вскоре после снижения производительности (так 35 как число Ф мало), сработает схема И 17, подключенная к выходам всех разрядов счетчика 14. Снимется последнее разрешающее напряжение 0. НапряжениеЦэ станет Равным нУлю, сРаботает от 40 секающий клапан 4 (без возникновения гидравлического удара, так как производительность в этот момент была минимальной), постепенно закроется клапан 3. Параметры усилителя 5 подобра ны таким образом, что при снятии только одного напряжения ( О) и при наличии О, отсекающий клапан 4 остается открытым.Второй режим работы, когда переключатель 13 подключает вход генератора б к выходу сумматора 21, используют тогда, когда стоит задача выдерживания производительности на постоянном уровне, заданном с помощью делителя частоты,7. В этом случае частота генератора неизменна и датчик всегда (с помощью схемы регулирования) выравнивает свою частоту под заданную. Режим мягкого, двухступенчатого останова после набора дозы полностью 60 соблюдается,Таким образом, предложенный доза тор позволяет повысить производительность на 15-20 и довести ее до максимально возможной, равной прогуск ной способности трубопровода, за счет того, что регулирующий клапан после пуска дозатора плавно открывается на максимальную величину и находится в этом состоянии до конца работы, при этом регулирующее воздействие, поступающее на регулирующий клапан, при дсстижении клапаном полно;",тью открытого состояния автоматически переключается на вход управляемого имцульсйого генератора, частота имгульсов на выходе которого, а следовательно, и задание дозатору постоянно корректируется в зависимости от пропускной способности трубопровода.Другим преимуществом дозатора является повышение надежности его работы за счет применения плавных пуска и останова дозатора при обеспечении высокой точности дозирования.Формула изобретенияАвтоматический дозатор непрерывного действия, содержащий датчик расхода с частотным выходом, формироват ель импульсов, к входам которого подключены датчик расхода и делительчастоты, вход которого подключен квыходу импульсного генератора, регулирующий и отсекающий клапаны с исполнительными механизмами, счетчикимпульсов на И-разрядов, индикатор изадатчик дозы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и надежности, в неговведены попарно последовательно соединенные зарядно-разрядное звено ипропорционально-интегральное звено,сравнивающее устройство и интегратор,схема И на П входов и источник напряжения малого уровня, схема И на (И -й) входов и источник напряжения большого уровня, причем входы зарядно- разрядного звена подключены к выходамформирователя импульсов, выход пропорционально-интегрального звена подключен к:исполнительному механизмурегулирующего клапана и к одному извходов сравнивающего устройства, авыход интегратора через переключательк входу импульсного генератора,входы схем И подключены к выходамсчетчика импульсов на и разрядов, авыходы источников. напряжения малогои большого уровней подключены к входам сумматора, выход которого подключен к другому входу сравнивающегоустройства, через переключатель - квходу импульсного генератора и черезусилитель - к исполнительному механизму отсекающего клапана.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоР 222726, кл. 606 Р 9/00, 1966.2. Авторское свидетельствоЬ 491041, кл. 601 б 13/28, 1977,699333 Фиг. Составитель Н.Ермолаевр Л,Бибер Техред О.Андрейко Редак ректор Е. Пап дпис илиал ППП Патент, г,Ужгород, Ул.Проектная, 4 аказ 7429/4 ЦНИИПИ по 113035, МТираж 844 Государственного лам изобретений ква, Ж, Раушс