Устройство для автоматического дозирования жидкости

)5 6050 ТЕНИ ЯАВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Государственный институт по проектированию предприятий легкой промышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССР1 Ф 469118, кл. 6 05 0 11/02, 1973,2. Авторское свидетельство СССРМ 1002841, кл. 6 01 Г 11/00, 1981.. Изобретение относится к автоматическому регулированию, предназначено дляавтоматического дозирования.жидкостей иможет быть использовано на красильно-отделочных участках текстильных, трикотажных, меховых и других предприятий легкойпромышленности, а также в других отрасляхпри необходимости дозирования различныхжидкостей, в том числе агрессивных, вязких, пульпообразных жидких сред и промстоков,Известна автоматическая транспортнаялиния для жидких химикатов, содержащаяемкость-хранилище, автоматизированныймонтежю, трубопроводы, расходный бак,сифонные дозаторы, пневматический стабилизатор уровня с пневматическим блокомуправления и пневматическим. автоматомдозирования (11.Недостатком таких линий является низкая точность дозирования, так как в основуих работы положен способ дозирования по 1772790 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛ ТОМАТИЧЕСКОГО ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение предназначено для автоматического дозирования жидкостей. Цель изобретения - повышение точности дозирования при значительно отличающихся по величине порциях жидкости. Цель достигается за счет того, что устройство содержит расходную емкость сдатчиком уровня, емкость- хранилище, трубопровод заполнения и расходный трубопровод с запорными вентилями, блоки управления запорными вентилями, блок переключения секций расходной емкости, первая и вторая перегородки, снабженные первым и вторым затворами и разделяющие расходную емкость на три секции, 1 ил. времени, который для обеспечения постоянной скорости дозирования предполагает жесткую стабилизацию уровня в расходном баке и давления воздуха, подаваемого на сифонные дозаторы, что вызывает необходимость применения вспомогательных устройств, работающих с определенной погрешностью, влияющей на точность дозирования. Зто усложняет устройство, снижает его надежность. Кроме того, перерыв в питании автомата дозирования вызывает исчезновение информации об отправленном потребителю количестве химиката, восстановить которую невозможно.Наиболее близким по технической сущности к изобретнию является устройство для дозирования жидкости, содержащее расходную емкость с постоянной по всей высоте площадью сечения и встроенным датчиком уровня, емкость-хранилище, трубопровод заполнения, расходный трубопровод, потребитель и блок управления (21.Недостатком этого устройства являетсянизкая точность отмера малых доз при дозировании значительно отличающихся по величине порций жидкости. В таком дозаторе расходная емкость по объему соответствует максимальной дозе и при дозировании в нем небольших количеств жидкости относительная погрешность может иметь недопустимо большую величину.Если, например, при дозировании 1000 л относительная погрешность будет 2%, то при отпуске дозы величиной 40 л она соста 5 10 вит 50 ф . Поэтому на практике в этом случае обычно устанавливают два или три дозатора - на малые, средние и большие дозы. Этот недостаток усложняет использование таких устройств дозирования на объектах, вызывает дополнительные материальные затраты,20 датчиком уровня, емкость-хранилише, потребитель, трубопровод заполнения и расходный трубопровод с запорными вентилями, органы управления которых связаны с блоком управления, содержит перегородки с затворами, разделяющие емкость на секции, датчик уровня установлен в первой секции, затворы снабжены органами управления и датчиками нижнего и верхнего положений, орган управления первого затвора подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первым и вторым входами соединенного соответственно со вторым и третьим выходами переключателя секций, второй выход которого, кроме того, подключен к первому входу второго элемента И, орган управления второго затвора соединен. с третьим выходом переключателя секций и первым входом третьего элемента И, первый выход перекл,очателя секций подключен к первому входу первого элемента И,вторым и третьим входами соединенного с датчиками нижнего положения первого и второго затворов, датчик верхнего положения первого затвора подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, дат 50 чик верхнего положения третьего затвора соединен с, третьим входом третьего элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И соответственно; подсоединены к первому, второму и третьелу входам второго элемента ИЛИ и к первой, второй и третьей сигнальным лампам блока индикации, выход датчика уровня подключен к первому входу устройства сравнения, выходом соединенного с инвЕрЦелью изобретения является унификация устройства,Поставленная цель достигается тем, что устройство для дозирования жидкости, содержащее расходную емкость с встроенным сным входом триггера, вторым входом подключенного к входу блока индикации и выходу четвертого элемента И, первым входом соединенного с выходом второго элемента ИЛИ, вторым - с задатчиком дозы, к прямому входу триггера подключен элемент пуска, прямой и инверсный выходы связаны с органами управления запорными вентилями соответственно трубопровода заполнения и расходного трубопровода,Вышеуказанные отличительные признаки заявляемого устройства не совпадают с известнь 1 ми по конструкции и это позволяет сделать вывод, что предлагаемый обьект в сравнении с прототипом обладает существенными отличиями. Анализ конструктивных особенностей изобретения позволяет сделать вывод, что поставленная цель - унификация устройства - не вызывает сомнний, т.к. имеющиеся в базовом объекте - прототипе недостатки - низкая точность дозирования в области малых доз, и, как следствие, усложнение устройства, вызывающие неудобства в эксплуатации, устранены в заявленном объекте.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство для дозирования жидкости содержит расходную емкость 1 с чувствительным элементом 2 датчика уровня 3, перегородками 4, 5, в которых установлены затворы 6, 7, снабженные блоками управления затворами 8, 9 и датчиками верхнего 10, 11 и нижнего 12, 13 положений соответственно, Датчик уровня 3 соединен с первым входом элемента сравнения 14, первый блок управления затвором 8 подключен через элемент ИЛИ 15 к второму и третьему выходам секций блока переключения 16 расходнай емкости, к третьему выходу которого подключен также второй блок управления 9 затвором 7, первый выход подсоединен к первому входу элемента И 17, а второй и третий, кроме того, связаны с первыми входами элементов И 18, 19. Второй и третий входы элемента И 17 соединены с датчиками 12, 13 никнего положения затворов 6, 7, вторые входы элементов И 18, 19 связаны с датчиком 10 верхнего положения затвора 6, третий вход элемента И 19 подключен к датчику 11 верхнего положения затвора 7. Выходы элементов И 17, 18, 19 соединены с сигнальными лампами 20,21,22 блока индикации 23 и входами элемента ИЛИ 24, выходом подключенного к одному из входов элемента И 25, второй вход которого соединен с задатчиком дозы 26, а выход подключен к входам блока индикации 23 и элемента сравнения 14, выходом связанным с инверсным входом триггера 27, прямой вход кото 1772790рого соединен с пусковым злеметом 28, примой выход подключен к первому блоку уп"ревлении 29 запорного вентили 30 натрубопроводе заполнении 31, свизвнным семкостью.хранилищем 32, а инверсный вы. 8ход триггера 27 соединен со вторым блокомуправлении 33 запорного вентили 34 не рвсходном трубопроводе 35, связывающим ем.кость-хранилище 1 с потребителем 36,Элементы 14,28 структурной схемы устройстве входит в блрк управления 37.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии расходная емкость 1 не заполнена, сигнал датчика уровня 153 равен нулю, эапорный вентиль 30 и затворы 6, 7 закрыты, запорный вентиль 34 открыт, блок переключений секций расходнойемкости 16 находится в нулевом положении,В зависимости от того, какую величину дозы 20жидкости необходимо отпустить потребителю, переключатель секций 16, управляющийзатворами 6, 7 через первый и второй блокиуправления затворами 8, 9 устанавливаетсяоператором в одно из трех рабочих положений, соответствующих нужному диапазонуизмерения. Первое положение блока переключений секций расходной емкости 16 соответствует диапазону доэирования малыхдоз, второе - средних и третье - больших. 30При дозировании малых доэ жидкостьюзаполняется первая секция расходной емкости 1, средних доэ - первая и вторая,больших доэ - все три секции.При дозировании малых доз оператор 35устанавливает переключатель секций 16 впервое положение, подавая единичный сигнал на один из входов элемента И 17. Таккак при этом сигналы на втором и третьемвыходах блока переключений секций расходной емкости 16 равны нулю, затворы 6,7 остаются закрытыми, на второй и третийвходы элемента И 16 поступают сигналы отдатчиков 21, 13 нижнего положения затворов 6, 7, в результате чего на выходе элемента И 17 имеем единичный сигнал, которыйчерез элемент ИЛИ 24 открывает по первому входу элемент И 25 для прохождения повторому входу сигнала от задатчика дозы 26.Величина дозы жидкости устанавливается 50задатчиком дозы 26 по одной иэ трех шкалблока индикации 23. Каждая шкала соответствует своему диапазону измерений - малым, средним или большим дозам иосвещается сигнальными лампами 19, 20, 21 55в зависимости от положения блока переключений секций расходной емкости 16 иналичия сигналов на выходах элементов И17, 18 или 19. Сигнал задатчике дозы 26 поступает также нй Один из входов элемента сравне" нии 14, другой вход которого связан с выхо. дом детчике уровни 3 в расходной емкости 1, Элемент сравнении 14 алгебраически суммирует зти две сигнала и при их равенстве выдает единичный сигнал на инворс ный вход тригера 27, Однако в исходном состоянии, как говорилось выше, сигнал с выхода элемента сравнении 14 равен нулю,При включении пускового элемента 28, которым может быть кнопке или ключ, переключаетси триггер 27 и сигналом с прямого выхода через орган управления 29 открывает запорный вентиль 30 на трубопроводе заполнения 31. Вентиль 34 на расходном трубопроводе 35 при этом закрывается, Жидкость из емкости-хранилища 32 начинает поступать в первую секцию расходной емкости 1, что вызывает пропорциональное увеличение входного сигнала датчика уровня 3, В тот момент, когда этот сигнал станет равным сигналу задатчика дозы 26 и в расходной емкости 1 окажется количество жидкости равное заданной дозе, элемент сравнения 14 срабатывает и переключает триггер 27 по инверсному входу в исходное состояние. При этом сигнал на прямом выходе триггера 27 исчезает,а на инверсном появляется, что вызывает закрытие вентиля 30 и открытие вентиля 34, Подача жидкости в расходную емкость 1 прекращается и отмеренная доза поступает по расходному трубопроводу 35 потребителю 36.При дозировании средних доэ переключатель секций 16 устанавливается во второе положение, в котором выходной сигнал появляется на его втором выходе, через элемент ИЛИ 15 и второй блок управления запорным вентилем 8, открывая затвор 6. Одновременно этот сигнал поступает на первый вход элемента И 18, на втором входе которого при полном открытии затвора 6 появляется единичный сигнал с выхода датчика 10 верхнего положения затвора 6. Выходной сигнал элемента И 18 включает сигнальную лампу 21 блока индикации 23 и через элемент ИЛИ 24 открывает элемент И 25. Далее устройство работает также же. как и при доэировании малых доэ.Работа устройства при дозировании больших доз отличается тем, что блок переключений секций расходной емкости 16 устанавливается в третье положение. При этом сигналом с его третьего выхода открывается затвор 7 и через элемент ИЛИ 15 затвор 6. Положение затворов 6, 7 контролируется датчиками 10, 11, сигналы которых, а также сигнал с третьего выхода блока переключений 16 секций расходной емко 1772790сти подаются на входы элемента И 19, При наличии этих трех сигналов появляется выходной сигнал элемента И 19, который через элемент ИЛИ 24 открывает элемент И 25 и включает сигнальную лампу 22, после чего становится возможным установить величину сигнала задатчика дозы 26 через элемент И 25 на входе элемента. сравнения 14 по шкале больших доз блока индикации 23.Применение данного устройства для дозирования жидкости в отличии от прототипа позволяет повысить точность дозирования в области малых доз в дозаторах, рассчитанных на работу в широ ком диапазоне изменения.величины дозы жидкости. Так как в этих случаях с использованием известных устройств обычно применяются несколько дозаторов на малые, средние и большие дозы с отдельными расходными емкостями, трубопроводной обвязкой и блоками управления, что усложняет систему дозирования в целом, то можно сказать, что использование заявленного устройства делает его универсальным при дозировании любых доз, а также значительно снижает первоначальные материальные затраты на его изготовление и площади для размещения за счет использования одной расходной емкости, одного датчика уровня и,одного блока управления. Устройство может быть выполнено с любой заданной относительной погрешностьюдозирования, так как расходную емкость можно разделить на неограниченное количество секций, что позволяет регулировать объем расходной емкости, а -следовательно, и величину максимальной дозы, относительно которой рассчитывается погрешность,Экономический эффект от внедренияустройства достигается за счет повышения точности дозирования, позволяющей, например, на предприятиях легкой промышленности снижать потери химикатов и красителей, уменьшать брак при крашении изделий, снизить эксплуатационные расходы и первоначальные капительные затраты на изготовление и размещение устройства.Формула изобретения Устройство для автоматического дозирования жидкости, содержащее емкость- хранилище, первый и второй запорные вентили, первый и второй блоки управления запорными вентилями, расходную емкость, к первой секции которой подведен трубопровод заполнения, подключенный к выходу первого запорного вентиля, пропускной вход которого подключен к емкости-храни лищу, к первой секции расходной емкостиподсоединены расходный трубопровод, подключенный к пропускному входу второго запорного вентиля, подключенного выходом к потребителю, датчик уровня с чувствительным элементом, размещенным в первой секции расходной емкости, элемент 5 сравнения, пусковой элемент, ЙЯ-триггер,блок индикации, задатчик дозы, первый и второй элементы И, причем управляющие входы первого и второго запорных вентилей подключены к выходам соответственно пер ваго и второго блоков управления запорными вентилями, выход датчика уровня подключен к первому. входу элемента сравнения,отлича ющееся тем, что,с целью повышения точности дозирования при зна чительно отличающихся по размеру порцийжидкости, в расходной емкости дополнительно образованы вторая и третья секции, причем первая и вторая, вторая и третья секции расходной емкости отделены друг от 20 друга соответственно первой и второй перегородками, снабженными соответственно первым и вторым затворами, а также введены.блок переключения секций расходной емкости, первый и второй элементы ИЛИ, 25 третий и четвертый элементы И, датчикиверхнего положения первого и второго затворов, датчики нижнего положения первого и второго затворов, первый и второй блоки управления затворами, подключен ные соответственно к первому и второмузатворам перегородок секций и входы которых подключены соответственно к выходу первого элемента ИЛИ и к первому входу первого элемента ИЛИ, к первому входу чет вертого элемента И, к первому выходу блокупереключения секций расходной емкости, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к первому входу третьего элемента И, а третий выход 40 - к первому входу второго элемента И, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам датчиков нижнего положения первого и второго затворов, а выход - к первому информационному входу 45 блока индикации и к первому входу второгоэлемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И и к второму информационному входу блока индикации, третий вход - к выходу четвертого 50 элемента И и к третьему информационномувходу блока индикации, а выход - к первому .входу первого элемента И, второй вход которого которого подключен к выходу задатчика дозы, а выход - к управляющему входу 55 блока индикации и к второму входу элемента сравнения, выход которого подключен к Е-входу ВЯ-триггера, Я-вход которого подключен к выходу пускового элемента, а прямой и инверсный выходы подключены соответственно к входам первого и второго1772790 блоков управления запорными вентилями, выходы датчиков верхнего положения первого и второго затворов подключены соотоставитель Н,Пел ехред М.Моргента орректор Н.С дяник едактор Подписноепо изобретениям и открытия35, Раушская наб 4/5 КНТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 384 Б Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва, ветственно к вторым входам третьего, четвертого элементов И к третьему входу четвертого элемента И.