Устройство для импульсного дозирования жидкости под давлением

ОП ИЗО Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик И 17.4645 ВТОРСКОМУ СИИ ИЕ,ПЬСТВУ(22) Заявлено 170478 (21) 2616879/18-2 3)М. Кп. 0 9/12 р 13/О рисоедииением3) ПриоритетОпубликованоДата опубликов явки Ио Государственный комитет СССР но делам изобретениИ и открытий7,80, Бюллетень Иоя описания 070780 2) Авторизобретения.А. Рощи огическ Специальбюро п е констр мысловой(71) Заявител торско-тееоФизики 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ дозирования жидкоЧти под давлением,.содержащее блок управления и бак сдозируемой жидкостью, через первыйгидравлический распределитель соединенный с дозировочной каМерой, снаб=женной датчиками верхнего и нижнегопредельного уровня и соединенной со й вторым гидравлическим распределителем, в котором ббъем дозы регулируется реостатным задатчиком 2,Общими недостатками указанных дозирующих систем и устройств являютсянизкие Функциональные воэможности,15ограниченные каким-либо одним метод- дом доэирования, невозможность циФро"вого управления непосредственно отЭВИ и т.п. сложность конструкции дозирующих камер, низкие точность и на,дежность.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства наряду с упрощением конструкции, повышением точности и надежности дозирования.Цель достигается тем, что в устройстве второй гидравлический распределитель снабжен трубопроводами вхоюда вытесняющего агента и сообщения с 30 атмосФерой, выходы датчиков верхне" Изобретение относится к автомати.ческому регулированию и может бытьиспользовано для автоматическогообъемного импульсного дозированияжидкостей или сжиженных газов поддавлением при научных исследованиях,в промышленных измерениях и технологических процессах различных отрасленародного хозяйства, н частности дляавтоматического Формирования метокв потоке жидкости в меточных расходомерах и устройствах, использующихизмерительный канал меток потока, например в устройстве для измеренияобъема внутренних полостей и проиэвоных от объема величин, а также в гидравлических дискретных циФровых приводах,Известные импул матического дозиро используют методы частотно -импульсн пульсного дозиров а ции, причем наибол ся время-импульсны ными - частотно-им сные системы ания жидкост ремя-импульс го, амплитудни их комбпростыми я а наиболее ьсные сист а ог инияеее,пул НЮляютточмы (1 Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретениявляется устройство для импульсногого,и нижнего предельного уровня соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам нижних исполнительных механизмов первого и второго гидравлических распределителей, а третий выход блока управления соединен со входом верхних исполнительных механизмов первого и второго гидравлических распределителей.А также блок управления содержит два выходных преобразователя, первый и второй элементы задержки, первое, второе и третье реле и два триггера, нулевой вход триггера соединен 15 с единичным входом второго триггера и через один выходной преобразователь - с первым входом управления, а единичный вход - с нулевым входом второго триггера и через дру- Щ гой выходной преобразователь - совторым входом блока управления, третий выход которого через замыкающий контакт первого реле подключен к выходу первого триггера, а второй выход через замыкающий контакт второго реле - к одному выходу второго триггера и через последовательно включенные первый элемент задержки и замыкающий контакт третьего реле - к первому входу блока управления, другой выход второго триггера через второй элемент задержки подключен к управляювему входу первого триггера.35На Фиг.1 изображена структурная электрогидравлическая схема устрой" ства; на Фиг.2 - структурная схема соединения устройств в тетраду.Устройство содержит дозировочнуЮ камеру 1, через гидравлические рас О иределители 2 и 3, снабженные верхним и нижним исполнительными механизмами (на чертеже не показаны), связанную с баком 4 и с трубопроводами выкида дозы 5, входа вытесняю щего агента 6, сообщения с атмосферой 7. Камера 1 снабжена датчиками (измерительными преобразователями) предельных уровней - верхнего 8 и нижнего 9,которые могут быть любого Я :типа, например ультразвукового, оптического, радиационного (на Фиг. 1 показаны, наИооЛее простые, электродные первйчные преобразователи 8 и 9, пригодные для электропроводных жидкостей, а в емкостных схемах - для электропроводных и неэлектропроводных жидкостей). Датчики 8 и 9 стыкуются с промежуточными преобразова-, телями 1 О и 11, Блок 12 управления- содержит триггеры 13 и 14, элементы 60 задержки (времени) 15 и 16, усилители мощности 17 18 и 19, реле 201 21 и 22, генератор 23, выходные преобразователи 24 и 25, переключатель (реле) 26 режима работы. 65 устройство работает следующим об разом. Переключателем 26 устанавливается в левом положении - ждущий, в правом - релаксационный режим работы, В ждущем режиме при пустой камере 1 триггер 13 получает на вход Н сигнал. логического О, на вход Я - ф 1. Внешний запускающий имйпульс 1) - поступив на вход Ятриггера 13, опрокидывает его и через усилитель 17 и реле 20 выдает напряжение ц на верхние исполнительные механизмы распределителей 2 и 3. Распределитель 2 подключает к низу камеры 1 бак 4, распределитель 3 к верху камеры 1 атмосферный трубопровод 7. В результате этого начинается заправка камеры, Жидкость иэ бака 4самотеком заполняет камеру 1, вытесняя иэ нее воздух через трубопровод 7 в атмосФеру. Как только уровень Н жидкости в камере достигает заданного верхнего (предельного) значения, по сигналу от датчика 8 триггеры 13 и 14 опрокидываются, реле 20 отключает напряжение У 1 , реле 21 срабатывает и подает напряжение (1 Поэтому распределитель 2 переходит в нейтральное положение, закончив заправку, а распределитель 3 подключает к верху камеры 1 трубопровод 6 от источника вытесняющего агента. Агентом могут быть сжатый воздух, газ, например азот, жидкость, например кремнийоорганическая с плотностью, меньшей плотности дозируемой жидкоети. Вытесняющий агент заполняет свободное пространство в камере 1 и устанавливает в ней давление, равное давлению в трубопроводе 6. Одновременно испульс с выхода триггера 14 проходит элемент 16 задержки времени,которое немного больше времени установления давления в ка-: мере 1. Эадержанный импульс через усилитель 19 и реле 22 включает нижний исполнительный механизм распределителя 2 и соединяет низ камеры 1 с трубопроводом 5 выкида дозы. Давление вытесняющего агента превышает противодавление в трубопроводе 5, поэтому жидкость вытесняется иэ камеры 1. Как только поверхность жидкости в камере 1 понижается до нижнего предельного уровня (изолятора электрода датчика 9), в связанном с ним измерительном канале Формируется импульс логической 1, который, поступив на вход триггеров 13 и 14, приводит их в исходное состояние. На выходе усилителя 18 появляется спад напряжения, реле 21 отключается и распределители 2 и 3 одновременно возвращаются в среднее (нейтральное) состояние, отсекая камеру 1 от всех трубопроводов. На этом цикл дозировки заканчивается и системаждет следующийзапускающий импульс.Изменения перепарада давлениямежду трубопроводами б и 5 влияютна форму импульса (отношение амплитуды к длительности), но его площадь, т.е, объем дозы при этом неизменяетс я.Объем дозы определяется и регулируется разностью предельных уровнейдатчиков 8 и 9 дозировочной камеры 1.Изменением объема дозы достигаетсяизменение длительности импульса расхода Я , при постоянном перепадедавления между трубопроводами б и 5,т.е. достигается широтно-импульсное(время-импульсное) дозирование, Время-задающим элементом в данном случае является сама дозировочная камера, а точность дозирования определяется стабильностью размеров ее рабочего объема.В ждущем режиме систему используют для моноимпульсного дозирования(выдачи одиночных доз), число-импульсного, частотно-импульсного дозирования, прй необходимости - длявремя-импульсного (широтно-импульсного), а также широтно-число-импульсного и широтно-частотно-импульсногодозирования Выдачу каждой дозысистема производит, получая запускаюющий (внешний) импульс напряжения ЦРелаксационный режим работы системы (переключатель 26 вправо) достигается включением цепи обратнойсвязи с выхода триггера 14 на еговход через элемент 15 задержки.Система.самовоэбуждается и процессформирования импульса дозы, описанный для ждущего режима, повторяетсячерез интервал времени, установленный элементом эадеожки 15 Таким образом, элемент 15 регулирует скважность и частоту импульсов. В релаксационном режиме осуществляется автономное частотно-импульсное дозирование, наиболее приемлемое в непрерывных технологических процессах.дЛя число-импульсного дозирования квыходу усилителя 19 (цепь) йодключается счетчик импульсов с задатчиком. В состоянии покоя контакт 26реле находится в левом положении(Бр отключено). При переводе еговправо в системе возникают релаксационные колебания, число импульсовкоторых считается упомянутым счетчиком. Когда число этих импульсов достигается заданногб эадатчиком счетчика, контакт 26 реле отключается(влево) и система возвращается в состояние покоя. При одновременном изменении объема дозы осуществляетсяширотно-частотное или широтно-числоимпульсное доэирование,Таким образом, достигается расширение функциональных воэможностейустройства до использования его вдвух режимах работ;.;. по методам импульсного автоматического дозированияжидкости под давлением, что поэволяЗ 5 ет удовлетворить потребности народ"ного хозяйства в гамме дозирующихустройств, от простых дозаторов доцифровых источников расхода жидкостей или сжиженных газов, управляе мых непосредственно ЭВМ. Во всехэтих случаях дозирвочная камера отличается от известных простотой конструкции, причем камера и распределители могут быть различных конст рукций и размеров при одном и томже блоке управления, выполнимом намикросхемах. Все это способствуетунификации и стандартйзации, облегчая создание рядов дозирующих систем для различных требований и условий эксплуатации. Точность дозирования определяется стабильностью объемадозировочной камеры между заданнымипредельными уровчями, что не представляет затруднений. Выкид дозы производится вслед за ее отмериванием,чем исключается влияние утечки распределителей на точность дозирования.Высокая надежность системы достигается за счет отсутствия движущихся мвханизмов и малого количества элементов в блоке управления. Хотя доза выдается по давлением, доэируемая жид"кость в баке находится беэ давленИяФ)что упрощает дозаправку и повышает 65 ,эксплуатационную надежность системы,Кодо-импульсное доэирование с числовым управлением непосредственно от ЭВМ или программно-числового устройства осуществляется при соединении устройств в тетраду, На фиг. 2 изображена схема одной тетрады: 27, 28,29 и 30 - четыре устройства, выполненные по фиг.1 в ждущем режиме, присоединенные к общему баку 4 и общимтрубопроводам 5, б и 7 того же назначения. Емкости дозирующих камер этихустройств соответственнократны весу кода, например 1-2-4-8, Управляющие импульсы Я) на входы устройств 27, 28, 29 и ЗО подаются двоично-десятичным параллельным кодомнепосредственно с выходного регистра31 ЭВМ или програмно-числового уст-ройства. Одна тетрада позволяет выдавать дозы, кратные от, 1 до 15 единичных доз (4 октавы). При количестве тетрад, равном количеству десятичных разрадов , достигается импульсноечисловое (цифровое) дозирование. Устройство упрощается за счет исключения элементов задержки,15 и 16, Исключение элемента 15 приводит к тому что частотно-импульсное дозиро" ванне в релаксационном режиме происходит с постоянной максимальной частотой, Исключение элемента 16 вполне возможно при работе с малыми давлениями и объектами доз.Формула изобретения 1, Устройство для импульсного доэирования жидкости под давлением, содержащее дозировочную камеру с датчиками верхнего и нижнего предельногоуровня, соединенную с первым и вторым гидравлическим. распределителем, каждый из которых снабжен верхним и нижним исполнительными механизмами, блок управления и бак с дозируемой жидкостью., соединенный с первым гидравлическим распределителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения точности и надежности устройства, в нем второй гидравлический распределитель снабжен трубопроводами входа вытесняющего агента и сообщения с атмосферой, выходы датчиков верхнего и нижнегопредельного уровня соеди иены соответственно с первым и вторым входами блока управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам нижних исполнительных механизмов первого и 25 второго гидравлических распределите-лей, а третий выход блока управления соединен со входом верхних исполнительных механизмов первого и второ- го гидравлических распределителей. 302. Устройство по п,1, отличающееся тем, что блок управления содержит два выходных преобразователя, первыйи второй элементы задержки, первое,второе и третье реле и два триггера,нулевой вход первого тоиггеоа соединен с единичным входом второго триггера и.через один выходной преобразователь - с первым входом блока управления, а единичный вход - с нулевым входом второго триггера И черездругой выходной преобразовательсо вторым входом блока управления,третий выход котьрого через замыкающий контакт первого реле подключенк выходу первого триггера, а второйвыход через замыкающий контакт второго реле - к одному выходу второготриггера и через последовательновключенные первый элемент задержкии замыкающий контакт третьего релек первому входу блока управлений,другой выход второго триггера черезвторой элемент задержки подключен,куправляющему входу первого триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гуревич А.Л. и др. Импульсныесистемы автоматического дозированияагрессивных жидкостей. и., Энергия, 19 73, с.7, 10, 17,2. Авторское свидетельство СССРР 524975, кл. С 01 Г 13/00,10.09,74 (прототип).