Устройство для автоматического приготовления смеси жидких компонентов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 77459 19)Г 15/04, С 05 П 27 1) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР ТЕТЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТП 7,." Е г(21) (22) (46) (71) 4201850/202,038707.05.89. Б 3-2 ое объе у средс аучно-произ по созданию одст вен и выпус ых маши А.А.Янч .И.федо нени нк ов о СССР 1979. истемахдетельс Г 15/О ореле в нтроля издат,регулиро, с. 69 вания. - Госэн автоматизации горн(56) Авторское свиУ 856527, кл. В 01Литвак В.И. фотавтоматического ко 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ ЖИДКИХ КОМПО- ЕНТОВ(57) Изобретение относится к автоматическим устройствам смешивания жидких компонентов в определенных пропорциях, может быть использовано вгорной промышленности для приготовлюння эмульсии, используемой в качестве рабочей жидкости для гидрофицированных угледобывающих комплексов иагрегатов, и позволяет повысить на"дежность работы за счет сохранениякачества приготовленной смеси в ава59 14774рийных ситуациях. Устройство для автоматического приготовления смесижидких компонентов содержит насос 1для подачи основного компонента,электромагнитный клапан 2 управления,емкость 3 с эмульгированным компонентом, смеситель 4, емкость 5 для готовой смеси и блок управления, состоящий из фотоэлектрического датчика бконтроля концентрации смеси, задатчика 7, максимального содержания эмульгированного компонента, и задатчик 8минимального содержания эмульгированного компонентасоединенный с фотоэлектрическим датчиком б, регулятор расхода 9. В устройстве имеютсяреле времени 12,13, транзисторные ключи 14,15,6, исполнительные реле.17,18 и реле 19 аварийного отключения, Фотоэлектрический датчик 6 .контроля концентрации смеси выполнен ввиде емкости 23 с прозрачными стенками, С одной стороны емкости 23 расположен источник 24 светового потока,соединенный с источником стабилизированного питания, последний соединенс задатчиками 7 и 8, Устройство содержит блок 22 контроля, соединенныйоптически ) с фотоэлектрическим датчиком 6 контроля концентрации эмульсии и содержащий фотоприемники 51 и52, соединенные транзисторными ключа-.ми 53,54, переменными резисторами 55,56 с реле 1 9 аварийного отключения. 1 ил, 1Изобретение относится к автоматическим устройствам смешивания жидкихкомпонентов в определенных пропорциях и может быть использовано, в частности, в горной промышленности дляприготовления эмульсии, используемойв качестве рабочей жидкости для гид".рофицированных угледобывающих комплексов и агрегатов.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства эа счетсохранения качества приготовленнойсмеси в аварийной ситуации,На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматическогоприготовления смеси жидких компонентов.Устройство содержит насос 1 дляподачи основного компонента, например воды, электромагнитный клапан 2управления, емкость 3 с эмульгированным компонентом, смеситель 4, выполненный в виде эжекторной установки,соединенный трубопроводами с насосом1 и емкостью 3, а также емкость 5 дляготовой смеси. В состав устройствавходит блок управления, включающийфотоэлектрический датчик 6 контроляконцентрации смеси, установленныймежду смесителем 4 и емкостью 5 дляготовой смеси и соединенный с нимитрубопроводами, задатчик 7 максимального содержания эмульгированного ком 2понента и задатчик 8 минимального содержания эмульгированного компонента,соединенные с фотоэлектрическим датчиком 6, регулятор 9 расхода с элек 5 троприводом 10, установленный междуэлектромагнитным клапаном 2 и смесителем 4 и соединенный с ним трубопроводами. Регулятор 9 расхода и электромагнитный клапан 2 подключены ксети или к источнику 11 питания,В состав устройства входят такжереле 12 и 13 времени и транзисторныеключи 14-16, соединенные с исполнительными реле 17 и 18 и реле 19 аваррииного отключения, которые своимиконтактами, расположенными в блоке20 коммутации, соединены с приводом10 регулятора 9 и электромагнитным, клапаном 2. Указанные элементы под- ,ключены к источнику 21 питания.Блок 22 контроля соединен (оптически) с фотоэлектрическим датчиком6 контроля концентрации эмульсии иэлектрическими цепями с реле 19 аварийного отключения. фотоэлектрический датчик б контроля концентрациисмеси выполнен в виде емкости 23 спрозрачными стенками. С одной стороны емкости 23 расположен источник30 35 40 45 50 3 14774Последний включен в мостовую схе= му, состоящую из переменных резисторов 27 и 28, К одной диагонали моста подключен источник 29 питания, а к второй диагонали моста датчика 6 цепями 30 и 31 подключены задатчик 7 максимального содержания эмульгируемого компонента и задатчик 8 минимального содержания эмульгируемого компонента.Задатчики 7 и 8 выполнены компаратором на операционных усилителях 32 и 33 и подключенных к ним переменных резисторов 34 и 35, а также ре зисторов 36-41.Блок 22 контроля цепью 42 соединен с реле 19 аварийного отключения и логическими элементами И-НЕ 43 и 44 соответственно. 20Задатчик 7 цепью 45 соединен с входами логического элемента ИЛИ-НЕ 46 и И-НЕ 47. Задатчик 8 цепью 48 соединен с входами логического элемента И-НЕ 47 и ИЛИ-НЕ 49. Выход логи ческого элемента 47 соединен с одним из входов логического элемента 43, выход которого соединен с входами реле 12 и 13 времени. Выход реле 12 времени соединен с базой транзистора 14, а выход реле 13 времени соединен с одним из входов логического элемен та И-НЕ 44. Выход логического элемента 44 соединен цепью 50 с входами логических элементов ИЛИ-НЕ 46 и 49. Выход элемента ИЛИ-НЕ 46 соединен с базой транзистора 15, а выход элемента ИЛИ-НЕ 49 - с базой транзистора 16. Коллектор транзистора 15 соединен с реле 17, а коллектор транзистора 16 соединен с реле 18.Блок 20 коммутации содержит ряд выключающих (переключающих) устройств, соединяющих контакты рабочих реле 17 и 18 и реле 19 аварийного отключения, источник 11 питания с приводами электромагнитного клапана 2 и регулятора 9 расхода. Блок 22 контроля содержит дополнительные фотоприемники 51 и 52, установленные в фотоэлектрическом датчике 6 контроля концентрации, транзисторные ключи 53 и 54, переменные резисторы 55 и 56, диоды 57-59, резистор 60.Один из выходов фотоприемников 5 1 и 52 соединен через переменные резисторы 55 и 56 с базами транзисторных ключей 53 и 54, второй выход фотоприемника 51 соединен с минусом источни 59 4ка 21 питания, а фотоприемника 52 - с плюсом источника 2 питания, коллекторы транзисторных ключей через диоды 57 и 58 подсоединены цепью 42 к реле 19 аварийного отключения и ло" гическим элементам И-НЕ 43 и 44.Устройство работает следующим обраэом.Включают насос 1 и одновременно подают напряжение на привод электромагнитного клапана 2, открывая последний. Основной компонент, например вода, проходит через регулятор 9 расхода и попадает в смеситель 4, в ко тарый также поступает эмульгированный компонент из емкости 3. Приготовленная смесь через фотоэлектрический датчик 6 контроля концентрации поступает в емкость (бак) 5 для готовой смесиПри прохождении смеси через емкость 23 с прозрачными стенками в ней, в зависимости от концентрации эмульгированного компонента, изменяется ее оптическая плотность, т.е изменяется величина светового потока, проходящего через емкость 23 и, соответственно, изменяется внутреннее сопротивление фотоприемника 26. При прохождении смеси номинальной концентрации .сопротивление фотоприемника 26 таково, что мост сбалансированПри отклонении концентрации смеси от номинальной с выхода моста по цепям 30 и 31 выходит сигнал рассогласования, величина которого зависит от величины отклонения концентрации от номинальной.Если концентрация эмульгируемого компонента не превышает заданные отклонения по максимуму и минимуму, то сигналы, поступающие на операционные усилители 32 и 33, не приведут к срабатыванию и на их выходе сигнал не изменится, Настройка операционного усилителя 32 производится резистором 34, а операционного усилителя 33 - резистором 35.Одновременно при прохождении светового потока через емкость 23 изменяется внутреннее сопротивление фотоприемников 51 и 52 блока контроля. Блок контроля настроен переменным резистором 55 так, что транзисторный ключ 53 открывается от светового отока, значительно меньшего чем световой поток при максимально допусти77459 6емкость 5 будет поступать эмульсиязаданной концентрации,Если концентрация эмульгированного компонента выше заданной, то с выхода задатчика 7 по цепи 45 поступает сигнал на логические элементы ИЛИ-НЕ 46 и И-НЕ 47. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 14 мой концентрации эмульгированного компонента.Если концентрация эмульгируемого компонента вышее, но не превышает аварийную, то ее оптическая плотность будет больше, а соответственно, световой поток будет ниже. заданного и по цепи 30 сигнал рассогласования с моста поступает на вход задатчика 7 максимальной концентрации. Если концентрация эмульгированного компонента меньше максимально заданной, то ее оптическая плотность будет меньше, а соответственно, световой поток будет выше заданного и по цепи 31 сигнал рассогласования с моста будет поступать на вход задатчика 8 минимальной концентрации, В этом случае через операционный усилитель 33, резистор 40 сигнал поступает на один из входов логических элементов И-НЕ 47 и ИЛИ-НЕ 49. Он может пройти через первый элемент И-НЕ 43 и включить реле 12 и 13 времени. Это происходит потому, что на вторые входы элементов И-НЕ 47 и 43 не поступают запрещающие сигналы с задатчика 7 и блока 2, Через промежуток. времени (1-5 с) с выхода реле 13 времени сигнал попадает на вход второго элемента И-НЕ 44, а на второй вход его приходит разрешающий сигнал с блока 22. С выхода второго элемента И-НЕ 44 сигнал попадает на вход элемента . ИЛИ-НЕ 46 (блокирует его от возможных срабатываний) и на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 49. Теперь сигнал, пришедший с операционного усилителя 33 на элемент ИЛИ-НЕ 49, включает через транзисторный ключ 16 исполнительное реле 18. Исполнительное реле18 своими контактами включает напряжение от источника 11 питания на привод регулятора 9 расхода."Последний уменьшает подачу основного компонен" та и, тем самым, концентрация эмульгированного компонента начнет повышаться и, соответственно, повысится ее оптическая плотность, что приведет к увеличению сопротивления фотоприемника 26 и, соответственно, к уменьшению рассогласования моста.При достижении величины рассогласования меньше заданной с выхода задатчика 8 прекращает поступатьсигнал иконтакты исполнительного рабочего реле 18,отключаются, этим регулятор 9 расхода установил нужный расход и в При отсутствии сигнала с выходазадатчика 8 и блока 22 сигнал с логического элемента И-НЕ 47 через элемент И-НЕ 43 включает реле 12 и 13времени.Через промежуток времени с выходареле 13 сигнал попадает на вход второго элемента И-НЕ 44, а на второйего вход приходит разрешающий сигналс блока 22, С выхода элемента И-НЕ44 сигнал приходит на вход элементаИЛИ-НЕ 49 (блокирует его) и на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 46. Теперьсигнал, пришедший с операционногоусилителя 32, двумя путями на элемент ИЛИ-НЕ 46 включает через транзисторный ключ 15 исполнительное реле 17. Последнее своими контактамиподает напряжение от источника 11питания на привод регулятора 9 расхода, Регулятор увеличивает подачуосновного компонента (воды), тем самым концентрация эмульгированногокомпонента начнет уменьшаться и начнет уменьшаться сопротивление фотоприемника 26 и, соответственно,уменьшит рассогласования моста, Приуменьшении величины рассогласованияменьше заданной с выхода задатчика 7прекращают поступать сигналы и контакты исполнительного рабочего реле17 отключаются,Регулятор 9 расхода регулирует нужный расход и в емкость 5 поступает эмульсия заданной концентрации.В отдельных случаях, если по каким-то причинам (отклонение концентрации эмульгированного компонента от заданной, попадание в каналы инородных частиц, мешающих прохождению компонентов, и т.д.) устройство за заданное время настройки реле 13 не произведет регулировку концентрации до заданной, реле 12 времени подаст сигнал на транзисторный ключ 14, который включит .реле 19 аварийного отключения. Реле 19 отключит электромагнитный клапан 2 и, тем самым, прекратит подачу основного компонента в смеситель 4.15 Таким образом, прекращается подача эмульсии незаданной концентрации в емкость 5 для готовой смеси.Если при работе закончился эмуль 5 гированный компонент или забился трубопровод его подачи, сломался смеси" тель и не подает эмульгированный компонент, то в емкость 5 начнет поступать основной компонент, что за время работы реле 12 может вызвать разбавление уже приготовленной смеси и, как результат, ее негодность. В этом случае сопротивление фотоприемника 52 уменьшится значительно и блок 22 контроля сработает; за счет уменьшения сопротивления фотоприемника 52 увеличится ток через него, на базу транзисторного ключа 53 поступит повышенное напряжение и откро ет его, Транзисторный ключ 53 соединит минус источника 21 питания через диод 57 ".по цепи 42 с реле 19 аварийного отключения, которое через блок 20 коммутации отключит электромагнит ный клапан 2, подача основного компонента прекратится и не будет разбавления смеси в баке 5. Одновременно по цепи 42 сигнал поступит на входы элементов 47 и 44, заблокиро ввв выходы с задатчиков 7 и 8 и реле 13 времени.Блок 22 контроля переменным резистором 55 настраивается на величину срабатывания от светового потока вьппе, чем световой поток при предельной концентрации минимального со" держания эмульгированного компонента, а задатчик 8 минимальной концентрации эмульгированного компонента 40 переменным резистором 35 настроен на величину срабатывания от светового потока меньшего (через фотоприемник 26), чем световой поток при предельной минимальной концентрации. 45Если при работе в фотоэлектрическом датчике 6 контроля концентрации смеси выйдет из строя источник 24 светового потока (обрыв цепи, питающей этот источник, перегорела лампоч ка, вышел из строя источник 25 питания), то это будет соответствовать увеличению оптической плотности эмульсии; отсюда сопротивление фотоприемника 26 будет значительно увеличиваться и в этом случае сработает дополнительный блок 22 контроля. Сигналы с дополнительного фотоприемника 51, на котором при отсутствии светового потока увеличивается сопротив" ление, попадают через переменный резистор 56 на базу транзисторного ключа 54, который по цепи 42 через диод 58 включит реле 19 аварийного отключения, последний отключит электромагнитный клапан 2 и прекратит подачу основного компонента в смеситель 4, тем самым прекратится подача смеси незаданной концентрации в емкость 5 для готовой смеси.Одновременно по цепи 42 сигнал поступит на входы элементов 44 и 47, заблокировав выходы с задатчиков 7, 8 и реле 13 времени. Блок 22 контроля переменным резистором 56 настраивается на величину срабатывания от светового потока ниже, чем световой поток при предельной концентрации максимального содержания эмульгируемого компонента, а задатчик 7 максимальной концентрации эмульгируемогокомпонента переменным резистором 34 настроен на величину срабатывания от светового потока ниже (через фотоприемник 26), чем световой поток при предельной максимальной концентрации. Формула из обр ет енияУстройство для автоматического приготовления смеси жидких компонентов, содержащее насос для подачи основного компонента, электромагнитный клапан, емкость с эмульгированным компонентом, смеситель и схему управления, содержащую фотоэлектрический датчик контроля концентрации, два ре" ле времени, два транзисторных ключа, соединенных через соответствующие исполнительные реле, и блок коммутации с электромагнитным клапаном и регулятором расхода основного компонента, при этом фотоэлектрический датчик контроля концентрации смеси выполнен в виде емкости с прозрачными стенками, с одной стороны которой расположен источник светового потока, а с другой - фотоприемник, соединенный с задатчиками максимального и минимального содержания эмульгированного компонента, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повьппения,надежности работы устройства, оно дополнительно содержит реле аварийного отключения, третий транзисторный ключ, три элемента ИЕ, два элемента ИЛИ-НЕ и блок контроля, содержащий два дополнительных фотоприемника,14774 10 15 Составитель Б.ДолотинТехред М.Лидык Редактор Н.Тупица Корректор О,Кравцова Заказ 2189/11 Тираж 548 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 два переменных резистора, два диодаи два дополнительных транзисторныхключа,.при этом выходы дополнительных фотоприемников через соответствующие переменные резисторы соединены с входами соответствующих дополнительных транзисторных ключей, выходыкоторых через соответствующие диодысоединены с реле аварийного отключения и с первыми входами и первого ивторого элементов И-НЕ, задатчики.максимального и минимального содержания эмульгированного компонента соединены с входом третьего элементаИ-НЕ и первыми входами соответствен 59Оно первого и второго элементов ИЛИ-НЕ,выход третьего .элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого через первоереле времени соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и черезпоследовательно соединенные второереле времени, третий транзисторныйключ и реле аварийного отключения сблоком коммутации, а выход первогоэлемента И-НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементовИЛИ-НЕ, которые своими выходами соединены соответственно с первым и вторым транзисторными ключами,