Система управления дозированием и транспортировкой агрессивных жидкостей

(5 ц 6 05 Р 11/02 ЕТ ИЯ В С Ф С: ю СО СО Ю ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Государственный институт по проектированию предприятий легкой промышленности и Усть-Каменогорский завод приборов(56) 1. Авторское свидетельство СССР469118, кл. б 05 Р 11/02, 1973.2. Васильев Л, М., Кондратьев А. А.Универсальная система автоматизации аппаратов периодического действия, М., Легкая индустрия, 1970, с. 39, рис. 16 (прототип).(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВАНИЕМ И ТРАНСПОРТИРОВКОЙАГРЕССИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащая емкости-хранилища жидкостей снапорными трубопроводами и трубопроводами сжатого воздуха, органы управления,подключенные выходами к соответствующим трехходовым клапанам, установленнымв трубопроводах сжатого воздухараздаточное устройство, расходную емкость струбопроводом заполнения, транспортныетрубопроводы, трубопровод промывки, дополнительный трубопровод сжатого воздуха,дополнительные органы управления, запорный вентиль, дополнительный трехходовойклапан и потребители, отличающаяся тем,что, с целЬю расширения области применения и упрощения системы, она содержитдатчик давления в расходной емкости и блокуправления, включающий в себя последовательно соединенные элемент сравнения,первый нуль-орган, первый триггер и первыйэлемент И, последовательно соединенныевторой нуль-орган, второй элемент И, реле времени, второй триггер и элемент задержки, а также задатчик адреса, третьи и четвертые элементы И и задатчик дозы, выход элемента задержки подключен к второму входу второго элемента И, выход первого задатчика адреса соединен с первыми входами третьих элементов И, выходы которых подключены к первому входу третьего триг. гера, соединенного первым выходом с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго триггера, второй выход первого триггера связан с первыми выходами четвертых элементов И, вторые входы которых подключены к выходу второго задатчика адреса, выход задатчика дозы связан с первым входом элемента сравнения, вторые входы первого, второго и третьего триггеров подключены к выходу элемента запуска блока, а раздаточное устройство включает в себя круговой распределитель с вращающимся раздатчиком и неподвижно установленными по окружности воронками, а также датчики положения раздатчика, причем вход расходного трубопровода соединен с выходом расходной емкости, а выход - с входом вращающегося раздатчика, воронки через транспортные трубопроводы связаны с потребителями, датчики положения раздатчика подключены выходами к вторым входам соответствующих третьих элементов И блока управления, второй выход третьего триггера блока управления связан с входом первого дополнительного органа управления, выход которого соединен с управляющим входом раздатчика, выход датчика давления в расходной емкости подключен к второму входу элемента сравнения и к входу второго нуль- органа блока управления, трубопровод промывки и дополнительный трубопровод сжатого воздуха связаны с входом расходной емкости, вход второго дополнительного органа упьавления связан с выходом реле времени блока управления, а выход - с запорным вентилем, установленным в трубопроводе промывки, вход третьего дополни1133585 тельного органа управления подключен к выходу первого элемента И блока управления, а выход - к дополнительному трехходовому клапану, установленному в дополФ1Изобретение относится к автоматическому регулированию, предназначено для дозировани я и транспортировки агрессивных жидкостей и может быть использовано на красильно-отделочных участках текстильных трикотажных и других предприятий.Известна автоматическая транспортная система для жидких химикатов, содержащая емкость-хранилище, автоматизированный монтежю, расходный бак с пневматическим стабилизатором уровня, сифонные доза- торы, пневматический блок управления транспортировкой химикатов с автоматом дозирования, транспортные трубопроводы и потребители - красильные аппараты 11.Недостатком такой системы является низкая точность дозирования, так как в основу ее работы положен способ дозирования по 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. При необходимости дозирования нескольких видов жидкости разным потребителям нужно иметь расходный бак на каждук жидкость и количество эрлифтов, равное числу потребителей. Все это усложняет систему в целом, снижает ее надежность.Кроме того, транспортировка химиката от сифонного дозатора возможна только самотеком, что снижает производительность системы, а перерыв в питании автомата дозирования вызывает исчезновение информации об отправленном количестве жидкости, восстановить которую невозможно.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является автоматическая транспортная система с дозирующим устройством, содержащая емкость-хранилище, расходный бак, раздаточное устройство, транспортные трубопроводы с запорной арматурой и потребители.В расходном баке транспортной системы с таким дозирующим устройством устанавливаются электроды многопредельного сигнализатора уровня. Высота установки электродов один относительно другого или для бака определяет объем химиката (дозу) для нительном трубопроводе сжатого воздуха,выходы четвертых элементов И блока управления соединены с входами соответствующихорганов управления. 2разовой подачи потребителю. Дозирующееустройство позволяет производить транспортировку химиката потребителю сжатым воздухом 2,Недостатком известной автоматическойтранспортной системы с дозирующими устройствами, содержащими многопредельныесигнализаторы уровня, является отсутствиегибкости в работе. Они допускают толькоступенчатое изменение величины отпускаемой дозы, причем число ступеней ограниченоколичеством электродов, которое можно установить в расходном баке. В современномпроизводстве часто возникает необходимостьоперативного изменения величины отпускаемой при дозировании жидкости, а перестановка электродов требует значительных временных затрат. Дозирование в таких системах возможно только в объемных единицах,в то время как на практике химикаты обычнодозируются в единицах массы.Кроме того, раздача химикатов потребителям производится устройством, содержащим запорную арматуру, установленную натранспортных трубопроводах, а это значительно снижает надежность системы, таккак при транспортировке химически активных веществ арматура быстро выходит изстроя,Целью изобретения является расширение области применения и упрощение системы.С этой целью в систему управления дозированием и транспортировкой агрессивныхжидкостей, содержащую емкости-хранилищажидкостей с напорными трубопроводами итрубопроводами сжатого воздуха, органыуправления, подключенные выходами к соответствующим трехходовым клапанам, установленным в трубопроводах сжатого воздуха, раздаточное устройство, расходнуюемкость с трубопроводом заполнения, транспортные трубопроводы, трубопровод промывки, дополнительный трубопровод сжатоговоздуха, дополнительные органы управления,запорный вентиль, дополнительный трехходовой клапан и потребители, введены датчик давления в расходной емкости и блокуправления, включающий в себя последовательно соединенные элемент сравнения, пер-вый нуль-орган, первый триггер и первыяэлемент И, последовательно соединенные 5 10 15 20 25 30 35 40 453второй нуль-орган, второй элемент И, реле времени, второй триггер и элемент задержки, а также задатчик адреса, третьи и четвертые элементы И и задатчик дозы, выход элемента задержки подключен к второму входу второго элемента И, выход первого задатчика адреса соединен с первыми входами третьих элементов И, выходы которых подключены к первому входу третьего триггера, соединенного первым выходом с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго триггера,. второй выход первого триггера связан с первыми входами четвертых элементов И, вторые входы которых подключены к выходу второго задатчика адреса, выход задатчика дозы связан с первым входом элемента сравнения, вторые входы первого, второго и третьего триггеров подключены к выходу элемента запуска блока, а раздаточное устройство включает в себя круговой распределитель с вращающимся раздатчиком и неподвижно установленными по окружности воронками, а также датчики положения раздатчика, причем вход расходного трубопровода соединен с выходом расходной емкости, а выход - с входом вращающегося раздатчика, воронки через транспортныетрубопроводы связаны с потребителями, датчики положения раздатчика подключены выходами к вторым входам соответствующих третьих элементов И блока управления, второй выход третьего триггера блока управления связан с входом первого дополнительного органа управления, выход которого соединен с управляющим входом раздатчиюка, выход датчика давления в расходноиемкости подключен к второму входу элемента сравнения и к входу второго нуль- органа блока управления, трубопровод промывки и дополнительный трубопровод сжантого воздуха связан с входом расходнои емкости, вход второго дополнительного органауправления связан с выходом реле времениблока управления, а выход - с запорным вентилем, установленным в трубопроводе промывки, вход третьего дополнительного органа управления подключен к выходу первого элемента И блока управления, а выход - к дополнительному трехходовому клапану, установленному в дополнительном трубопроводе сжатого воздуха, выходы четвертых элементов И блока управления соединены с входамв соответствующих органов управления,На чертеже изображена структурная схема предлагаемой системы.Система содержит емкости-хранилища 1 жидкостей, присоединенные к ним напорные трубопроводы 2 и трубопроводы 3 сжатого воздуха с трехходовыми клапанами 4, раС- ходную емкость 5 с постоянной по всей высоте площадью сечения и подключенную к трубопроводам заполнения 6 и промывки 75 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4и дополнительному трубопроводу 8 сжатого воздуха с установленными на них соответственно обратным клапаном 9, запорным вентилем 10 и дополнительным трехходовым клапаном 11, чувствительный элемент 12 датчика 13 давления, блок 14 управления, включающий в себя элемент 15 сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика 13 давления, а первый - с выходом задатчика 16 дозы. К выходу элемента 15 сравнения подключен блок 17 индикации и первый нуль-орган 18, выход которого соединен с первым входом триггера 19, второй вход которого связан с элементом 20 запуска блока 14, а второй выход подключен к первым входам элементов И 21, вторые входы которых подключены к выходу второго задатчика 22 адреса, а выходы соединены с входами органов 23 управления трехходовых клапанов 4 на трубопроводах 3 сжатого воздуха.Выход датчика 13 давления связан также с входом второго нуль-органа 24, выход которого подключен к первому входу элемента И 25, связанного выходом через реле 26 времени и орган 27 управления с запорным вентилем 1 О на трубопроводе 7 промывки, а вторым входом - через элемент 28 задержки с первым выходом триггера 29; вторым входом соединенного с элементом 20 запуска блока 14, а первым входом - с вторым выходом реле 26 времени, при этом первый выход триггера 29 соединен с третьим входом элемента И 30, первый вход которого связан с третьим входом триггера 19, а выход - с третьим дополнительным органом 31 управления дополнительного трехходового клапана 11 на дополнительном трубопроводе 8 сжатого воздуха.Расходная емкость 5 расходным трубопроводом 32 соединена с круговым распределителем 33; состоящим из раздатчика 34 с органом 35 управления и воронок 36 с датчиками 37 положения раздатчика 34.Воронки 36 соединены транспортными трубопроводами 38 с потребителями 39, причем датчики 37 положения подключены выходами к вторым входам элементов И 40 блока 14 управления, первые входы которых подключены к выходу первого задатчика 41 адреса, а выходы соединены с первым входом триггера 42, вторым входом подключенного к элементу 20 запуска, первым выходом - к третьему входу элемента И 30, вторым выходом - к входу первого дополнительного органа 35 управления раздатчика 34.Органы управления 23, 27, 31 и 35 представляют собой последовательно соединенные усилитель и привод, воздействующий на соответствующий вентиль, клапан или раздатчик.В качестве элемента 20 запуска применяется кнопка, ключ или другое устройство.40 45 50 55 Система работает следующим образом.В исходном состоянии емкости-хранилища 1 заполнены агрессивными жидкостями . различной плотности, расходная емкость 5 пуста, раздатчик 34 распределителя 33 находится над воронкой 36, через которую в предшествующем цикле производилось дозирование жидкости потребителю 39, емкости-хранилища 1 и расходная емкость 5 сообщаются с атмосферой через соответствующие штуцеры трехходовых клапанов 4 и 11. По запросу одного из потребителей 39 об отпуске в его адрес дозы жидкости определенной величины и вида оператор на пульте управления задатчиками 16, 22 и 41 устанавливает соответствующую величину дозы, вид жидкости и адрес потребителя 39.Так как в исходном состоянии расходная емкость 5 пуста, сигнал на выходе датчика 13 давления (на входе элемента 15 сравнения) равен нулю.Подавая на второй вход элемента 15 сравнения сигнал с задатчика 16 дозы по шкале блока 1 индикации, оператор устанавливает необходимую величину дозы.При этом сигнал рассогласования, измеренный блоком, соответствует давлению столба жидкости, заключенной в объеме расходной емкости 5, который предлагается заполнить для получения необходимой дозы. Шкала блока 17 индикации градуируется в единицах массы для жидкости плотностью 1 кг/м.Это позволяет взвешивать в расходной емкости дозы жидкостей различной плотности и концентрации.Сигнал рассогласования с устройства 15сравнения поступает также на вход нуль- органа 18, настроенного на срабатывание при нулевом уровне сигнала. Выход нуль- органа 18 подключен к первому входу триггера 19, управляющего подачей жидкости из емкостей-хранилищ 1 в расходную емкость 5. Вид жидкости для подачи ее в расходную емкость 5 по запросу потребителя 39 устанавливается задатчиком 22, управляющим элементами И 21, каждый из которых включает подачу жидкости из определенной емкости-хранилища 1.Задатчи ком 41 устанавливается адреспотребителя 39, которому необходимо подать дозу жидкости, При этом задатчик 41 управляет элементами И 40, каждый из которых кроме этого получает сигнал от соответствующего датчика положения, установленного у воронки 36, через которую производится слив жидкости из раздатчика 34 по транспортному трубопроводу 38 данному потребителю 39, и фиксирующего прибытие раздатчика 34 к заданной воронке 36 распределителя 33,При включении оператором элемента 20запуска переключаются триггеры 19, 29 и 42.На первые входы элементов И 21 поступает с выхода триггера 19 сигнал, разрешающий 5 10 15 20 25 30 35 подачу жидкости в расходную емкость 5. При этом на выходе элемента И 21, имею щего на втором входе сигнал с задатчика 22, появляется сигнал через соответствующий орган 23 управления, включающий трехходовой клапан 4, который разобщает емкость- хранилище 1 данной жидкости с атмосферой и подает в нее сжатый воздух, вытесняющий жидкость по напорному трубопроводу 2 через трубопровод 6 заполнения и обратный клапан 9 в расходную емкость 5. Подача жидкости производится до тех пор, пока сигнал на выходе датчика 13 давления не станет равным сигналу задатчика 16 дозы. При этом на выходе устройства 15 сравнения появляется сигнал нулевого уровня, срабатывает нуль-орган 18 и переключает триггер 19 в исходное состояние. На выходе элемента И 21 исчезает воздействие, через орган 23 управления удерживающее трех- ходовой клапан 4 в открытом состоянии, он перекрывает доступ воздуха в емкость-хранилище 1, сообщая ее с атмоферой.Одновременно с подачей жидкости в расходную емкость 5 производится поиск раздатчиком 23 заданной воронки 36 распределителя 33 для последующего слива в нее жидкости потребителю 39. При этом выходным сигналом триггера 42 через орган 35 управления приводится во вращение раздатчик 34, который при своем движении последовательно включает и выключает датчики 3 положения. При достижении заданной воронки 36 сигнал с ее датчика 37 положения через элемент И 40 возвращает триггер 42 в исходное состояние, останавливая через орган 35 управления движение раздатчика 34. После заполнения расходной емкости 5, остановки раздатчика 34 у заданной воронки 36 и переключения триггеров 19 и 42 в исходное состояние на все три входа элемента И 30 поступают сигналы, обуславливающие появление на ее выходе сигнала, который через орган 31 управления переключает трехходовой клапан 11 на трубопроводе 8 сжатого воздуха расходной емкосзи 5, разобщая ее с атмосферой и подавая в нее сжатый воздух. Отмеренная в расходной емкости 5 доза жидкости через расходный трубопровод 32, раздатчик 34, воронку 36 и транспортный трубопровод 38 вытесняется сжатым воздухом потребителю 39, произведшему запрос. При полном опустошении расходной емкости 5 срабатывает нуль-орган 24, настроенный на нулевой сигнал преобразователя 13 давления, и через элемент И 25, на второй вход которого в это время через элемент 28 задержки .поступает сигнал с выхода триггера 29, включает реле 26 времени, имеющее два выхода с независимыми уставками времени, сигнал с первого выхода которого через орган 27 управленияоткрывает вентиль 10 на трубопроводе 7 промывки.В течение времени, обусловленного первой уставкой реле 26 времени, расходная емкость 5, транспортный трубопровод 32, раздатчик 34, воронка 36 и транспортный трубопровод 38 промываются водой, при этом вода, поступая в расходную емкость 5, разбрызгивается по ее стенкам и удаляется сжатым воздухом по расходному трубопроводу 32, не вызывая повышения уровня в 10 расходной емкости 5 и переключения в исходное состояние нуль-органа 24.После истечения времени промывки сигнал на первом выходе реле 26 времени исчезает, закрывая через орган 27 управления запорный вентиль 10 на трубопроводе 7 промывки.Через время, определенное второй уставкой реле времени и предусмотренное на продувку сжатым воздухом расходного 32 и транспортного 38 трубопроводов после про мывки, на втором выходе реле 26 времени появляется сигнал, возвращающий триггер 29 в исходное состояние. При этом исчезает сигнал на выходе элемента И 30, переключающий через орган 31 управления трехходовой клапан 11 на трубопроводе сжатого 8 воздуха в иСходное положение, прекращая доступ сжатого воздуха в расходную емкость 5 и сообщая ее с атмосферой.Элемент 28 задержки, включенный между выходом триггера 29 и входом элемента И зО 25, предназначен для предотвращения включения реле 26 времени при срабатывании нуль-органа 24 в момент пуска линии, а обратный клапан 9 препятствует утечке сжатого воздуха из расходной емкости 5 через трубопровод 6 заполнения при вытеснении из нее дозы жидкости.Таким образом, применение предлагаемой системы управления .дозированием и транспортировкой агрессивных жидкостей позволяет производить дозирование и транспортировку потребителям нескольких агрессивных жидкостей различной плотности с использованием одного дозирующего устройства производящего дозирование с плавным, бесступенчатым изменением величины дозы. При этом достигается упрощение конструкции за счет использования одного дозирующего устройства с раходной емкостью для всех видов жидкости, а также снижение стоимости оборудования и строительно-монтажных работ на его установку.Распределение жидкостей потребителям производится автоматическим распределителем без применения запорной арматуры на трубопроводах агрессивных жидкостей, что повышает надежность линии.Транспортирование дозы из расходной емкости к распределителю производится сжа тым воздухом, что делает линию более универсальной, позволяет расширить ее возможности, применить ее в тех случаях, когда необходима высокая скорость транспортировки, расходная емкость находится на значительном расстоянии от потребителей или на более низкой по отношению к потре бителям отметке.При нарушении питания устройства информация об отправленном до этого количестве жидкости потребителю не теряется, и после восстановления питания оставшаяся часть дозы досылается.Экономический эффект от внедрения предлагаемой автоматической линии достигается за счет уменьшения первоначальных капитальных вложений, повышения качества продукции, уменьшения брака при крашении, повышения эффективности работы оборудования предприятия.1133585 Составитель Л. ЦТехред И. ВересТираж 8.63И Государственногоделам изобретенийосква, Ж - 35, РаушПатент, г. Ужгоро аллаговаКорре Подпикомитета СССоткрытийскан наб д. д, ул. Проек тор О, БиноеР 4/ Редактор В. ДанкоЗаказ 9835/39ВНИИПпо113035, МФилиал ППП д апъчосФеру