Устройство для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавах

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11974995(Р 1 М Кл 3 с присоединением заявки М А 23 Ь 3/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий. 4 (О 88. 8) Опубликовано 2111,82. Бюллетень Йф 43 Дата опубликования описания 23.11.82 В.В.Русанов, В.Ф.Лебедев и И"И,.лапщиц-,Московский ордена Трудового Красноге Знанииинститут народного хозяйства им. Г.В.ПлеЪащва(541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ В АВТОКЛАВАХ30 Изобретение относится к стерилизации пищевых продуктов, например при изготовлении рыбных консервов.Известно устройство для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавах, состоящие из терморегулятора и регулятора давления, таймера временных интервалов, мембранных вентилей, основных и обводных паро- и водопроводов Г 13.Недостатками указанного устройства является малая надежность, связанная с использованием зубчатых передач, кулачковых механизмов и механических контактных групп, сложность обслуживания и наладки программы стерлизации, жесткая зависимость выполнения процесса стерилизации от давления в подводящих паро- и воздухопроводах. Наиболее близким техническим реше- нием к изобретению является устройство для автоматического управления. .процессом стерилизации в автоклавах, содержащее регуляторы температуры и давления, связанные с первичныьвт преобразователями температуры к давления, программный блок и исполнительные механизмы,. Установленные ва линиях подачи пара, воды, воздуха, слива воды, и конденсатор 23.Недостатками этого устройства являются большой расход энергии на управление процессом стерилизации, сложность перестройки на новую программу стерилизации, зависимость надежности,выполнения процесса стерилизации от внешних Факторов и отсутствие альтернативных вариантов изменения хода ведения процесса при изменении параметров и в аварийиых ситуациях.Цель изобретения - повьхаение надежности и снижение энергозатрат в процессе стерилизации.Укаэанная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления. процессом стерилизации в автоклавах, содержащее. регуляторы температуры и давления, связанные с первичными преобразователями температуры и давления, программный блок, исполнительные механизввт, установ-. ленные на линиях подачи пара, воды, воздуха, слива воды и, конденсатор, :снабжено дешиФраторами, логическим блоком и компаратором, ттричем последний связан с регулятором температуры и программным блоком, а вхо 974995ды дешифраторов соответственно подключены к регуляторам температурыи давления и через концевые выклю"чатели - к исполнительным механизмам, выходы же дешифраторов подклю"чены к логическому блоку, соединенному через промежуточные реле сисполнительными механизмами.На чертеже представлена схема устройства для автоматического управления процессом стерилизации в автокланах,устройство состоит из программного блока, представляющего собойтаймер 1 временных интервалов, компаратора 2 конечной температуры про.дувки, дешифратора 3 периодов работы устройства, трехпоэиционных регу-.ляторов 4 и 5 температуры и,цавления,выходы которых подключены к,цешифра,тору б состояния среды. Концевые26выключатели электрических исполнительных механизмов 7 и соленоидных мембранных вентилей 8 подключены к.входам дешифраторов 9 состояний рабочих,органов. Выходы всех дешифраторов соединены с блоком 10 логических элементов, принимающих информацию о ходе технологического процесса и организующих переключениеисполнительных механизмов воздействием на промежуточные реле 11.ЗООсновные логические операции вданном устройстве осуществляют четырехвходовые дешифраторы, которые взависимости от поданного набора (кода)входных сигналов выдают сигнал только на определенную выходную шину,.Сигналы приходят в виде уровней напряжения. Высокий уровень соответствуетлогической 1, низкий уровеньлогическому О Так на входы дешифратора этапов стерилизации приходят сигналы от компаратора и триггеров временных интервалов программного блока. В период продувки навсех четырех входах этого дешифратора логические нули 11= Ор 12= Ор= О (0000), В период прогрева код изменяется и на входныхклеммах дешифратора появляется набор 1000, период стерилизациисоответствует коду 1100, периодохлаждения 1110, а конец цикластерилизации соответствует коду1111 фНа дешифратор состояния среды вавтоклаве приходят сигналы от трех 6 озиционных регуляторов 4 и 5 температуры и давления. Когда температура и давление в автоклаве соответствуют норме на входе этого дешифратора, устанавливается код ф 0000 фф. В 60зависимости от других состояний па-раметров среды (температура или давление больше или меньше нормы) навходе возможна одна иэ шестнадцатикоцовых комбинаций, б 5 И, наконец, два последних дешифратора распознают какие из клапанов закрыты, а какие открыты При закрытом клапане на вход соответствующего дешифратора подан логический 0, если клапан открыт - на входе логическая ф 1Работает устройство согласно. установленному в таблице алгоритму, где в левой части указаны все возможные кодовые комбинации аргументов ,на входных клеммах дешифраторов, а с правой стороны функции каждого набора этих аргументов (2-2-), По существу Функция каждого набора представляет собою код переключения исполнительных механизмов А-А, за ;которым следит логический блок 10.Алгоритм переключения составляется для каждого случая с учетом минимума энергозатрат для ведения процесса стерилизации.При пятнадцати представленных аргументах теоретически возможно получение 225 наборов кодовых комбинаций. В данной таблице, в качестве примера, представлены выборочно семнадцать наборов, где 1-1 - наборный код на дешифраторе периодов работы; Т 8, Т, Р, Р - код на дешифраторе состояния среды в автоклаве) А 1-А 1 - код состояния рабочих органов йсполнительных механизмов, соответственно установленных на трубопроводах подачи пара, воды, воздуха, сливном трубопроводе и линии спуска конденсата; 2 Е 1 - промежуточные реле, управляющие работой электрического исполнительного механизма (ЭМИ) и соленоидного мембранного вентиля (СВМ) на трубопроводе подучи пара;22 - промежуточные реле, управляющйе работой ЭМИ и СВМ на трубопроводе подачи воды; Е - промежуточное реле, управляющее работой клапана на сливном трубопроводе 1 Е - промежуточное реле вентиля подачи воз- духа; 2 - промежуточное реле, уп,равляющее работой соответствующего исполнительного механизма А на спускном трубопроводе.Перед началом процесса на регуляторах температуры и давления устанавливают пределы температуры и давления, соответствующие выбран.ным режимам, стерилизации. Переключателями программного блока 1 устанавливают временные интервалы на прогрев, стерилизацию и охлаждение. На входе компаратора 2 устанавливается уровень опорного напряжения, соответствующего температуре начала прогрева. После этого устройство готовок работе. При нажатии на кнопку Пуск на все выходные клеммы дешифратора 3 поданы логические0, что соответствует периоду продувки. В это время открывается клапан подачи пара А и продувочный . (сливной) клапан А, Остальные вен.тили перекрыты. Когда автоклав за. полняется паром и температура в нем достигает уровня, при.котором срабатывает компаратор 2, на входной ножке дешифратора 3 появляется логическая 1-, что соответствует коду прогрева, Блок автоматического управления начинает работать в соответствии с новыми наборамикодовыхкомбинаций. Соленоидные вентили А, А и А перекрывают соответствующие трубопроводы продувки, слива конденсата и подачи пара и постепенно начинает открываться клапан А, работой которого управляет электрический исполнительный механизм ИЗО. Время и скорость процесса прогревания консервов установлены режимами работы этого механизма и контролируются логическим блоком в соответствии с алгоритмической таблицей. При истечении времени прогрева блок управления переводит схему в режим стерилизации и посредством исполнительных механизмов А-А поддерживаем этот ре жим согласно таблице режимов работы. После процесса стерилизации на дешифраторе временных интервалов появляется код охлаждения 1110. Вэто время, постепенно открываютсяклапаны на.воздушном и водяном трубопроводах, что обеспечивает плав 5ность процесса охлаждения и требуемую длительность. Применение регулируемых исполнительных механизмовМЭО исключает ручную подстройку процессов прогрева и охлаждения. Поокончании цикла охлаждения появля 0 ется код 1111, который можетвключить сигнальное устройство (индисаторнло лампу, звуковой сигнал),сигнализируюшее об окончании процесса,15 ,В результате реализации предложенного устройства для автоматическогоуправления процессом стерилизациив автоклавах надежность всего устройства повышается как за счет иск пользования микросхем, срок службыкоторых составляет 15000 ч, по сравнению с 2000 ч работы элементовизвестного устройства, так и за счетзаранее установленных переключенийр 5 в случае возможных аварийных ситуаций. Кроме того, самонастройка работы исполнительных механизмов на оптимально запрограммированный режимснижает энергозатраты на ведение процесса стерилизации.974995 Формула изобретения ачева Корректор,О, Би ставитель Г хред Л. Пекар.Редактор А.Ш на 61/3 Тираж 5 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж0 Подписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/5 Филиал ПЙП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавах, содержащее регуляторы температуры и давления, связанные с первичными преобразователями температуры и давления, программный блок и исполнительные механизмы, установленные на линиях подачи пара,. воды, воздуха, слива воды, и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения энергозатрат, оно снабжено дешифраторами,.логическим блоком и компаратором, последний связан с регулятором температуры и программным блоком, входы дешифраторов соответственно подключены к регуляторамтемпературы и давления и через концевые выключатели - к исполнительным механизмам, а выходы - к логическому блоку, соединенному черезпромежуточные реле с исполнительными механизмами. Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Барбаянов К.А, Производстворыбных консервов. М., Пищепромиэдат, 1961, с. 180,2. Берендс Т.К. и др. Элементыи схемы пневмоавтоматики, М., Машиностроение, 1968, с. 229-233,