Автоматическая система для отбора, транспортирования и приема проб фильтрата

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 155564 БРЕТЕНИ 13 8)тельство СССР И 1/10, 1985. льство СССР Я 1/10, 1986. ТПРО 7 зобретение относиобоотбора и проботехнологических я к средсставки настворов,а анал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯБОРА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ПРИФИЛЬТРАТА 1 И 1/10 С 05 Р 27/00 фильтратов пульп, сточных и оборотныхрастворов, оно может быть использовано при автоматизации контроля процессов цветной и черной металлургии.Изобретение предназначено для улучшения представительности пробы и ускорения ее доставки на анализ. Сначала продуваются сжатым воздухом черезпульсатор 4 линии 7, 8 и 9, фильтр 1приемной емкости 11 и линии 22, затем фильтрат через фильтр 13 подается в промывочную емкость 11, а затемв пульсатор 4, регенерируется фильтр13, а фильтрат подается в устройство17 приема проб, Подача реагента осуществляется дозатором 38, а промывной жидкости дозатором 51. 1 ил.Изобретение относится к средствампробоотбора и прободоставки на анализтехнологических растворов, фильтратов пульп сточных и оборотных растФ5воров и может быть использовано приавтоматизации контроля процессовцветной и черной металлургии.Целью изобретения является улучшение представительности пробы и повышение производительности.На чертеже представлена гидропнев-.матическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 вакуума, соединенный линией 2 вакуумдавления через электромагнитный (ЭМ)клапан 3 с накопительным сосудом 4(пульсатором) с поплавком или датчиком, Источник вакуума своим входомпоключен к регулятору 5 давления (редуктору),Пульсатор через линии 6-9 отборапробы, входной пневмокланан (ПК) 10,промывную емкость 11 и ПК 12 соединен 25с фильтром 13, а через линии 14 и 15доставки пробы и выходной ПК 16 - сустройством 17 приема проб. Линия 2вакуума-давления с помощью ЭМ клапана18 через линию 19 и редуктор 20 соединена слинией 21 сжатого воздуха.При соответствии давления воздуха вмагистрали пневмосети предприятиятребованиям к давлению воздуха длятранспортирования пробы редуктор 20может отсутствовать.35Вход ПК 10 линией 22 связан с выходом ПК 23, который своим входомсвязан с ЭМ клапаном 24 продувочнойлинией 25.Вход ЭМ клапана 24 соединен с линией 19 и редуктором 20 с линией 21сжатого воздуха.Управляющие входы линиями 26 и 27ПК 10, 23 и 16 соединены с линией2 вакуум-давления.45Устройство 17 приема проб состоитиз сливной камеры 28 и приемной камеры 29 с ЭМ клапанами на выходе (непоказаны). Камеры 28 и 29 конструктивно объединены и разделены перегородкой 30, на перегородке 30 шарнирноукреплен желоб 31, а в сливную камеру 28 помещен поплавок 32 с регулируемым штоком 33. В крышке 34 камерынад желобом 31 установлен штуцер 35линии 15 доставки проб и выполненоотверстие 36 для связи внутреннихполостей камер 28 и 29 с атмосферой. В исходном состоянии желоб перекинут в сторону слива поступающейжидкости в сливную камеру 28, чтообеспечивается, например, применениемпротивовеса или укорочением плечажелоба со стороны приемной камеры 29,Сливная камера 28 предназначенадля приема непредставительной головной части пробы, а приемная камера29 - для приема вьщеленной представительной части пробы,Уэер регенерации фильтра и внутренних полостей каналов отбора и доставки проб состоит из емкости 37 схимическим реагентом, например подкисленным раствором НБО, дозатора38, соединенных линией 39 с обратнымклапаном 40, пневмоклапана 4 1, выходкоторого соединен линией 42 с выходомпневмоклапана 12, линии 43 подачи реагента, соединяющей выход дозатора38 с входом нневмоклапана 4 1 черезобратный клапан 44, и линии 45 управления пневмоклапанами 12 и 41, соединяющей управляющий вход этих клапанов через обратный клапан 46 с выходом ЭМ клапана 47, который своимвходом соединен с линией 19. Дозатор38 соединен одним из входов черезобратный клапан 48 с выходом клапана47, а другим входом через обратныйклапан 49 соединен с атмосферой дляобеспечения возможности поступленияреагента иэ емкости 37 в камеру дозатора.Узел промывки фильтра и внутреннихполостей каналов отбора и доставкипроб промывочной жидкостью состоитиз емкости 50 с промывочной жидкостью, например водой, доэатора 51,соединенных линией 52 с обратным клапаном 53, ЭМ клапана 54 и линии 55подачи промывной жидкости, соединяющей выход дозатора 51 с входом ПК 41узла регенерации через обратный клапан 56. Дозатор 51 соединен одним извходов через обратный клапан 57 с атмосферой для обеспечения возможностипоступления промывочной жидкости иземкости 50 в камеру дозатора, а другим входом через обратный клапан 58с выходом ЭМ клапана 54, который своим входом соединен с линией 19, а выходом через обратный клапан 59 соединен с линией 45 управления ПК узларегенерации,Система работает по программе УУ,УУ обеспечивает цикличность отбора5155 проб, управление источником 1 вакуума и работой клапанов 3, 18, 24, 47 и 54, включение звуковой и световой сигнализации, автоматическое управление химической регенерацией комплекса при поступлении задания от оператора, а также реагирование на сигнал управления от датчика пульсатора 4 в случае управления окончанием его заполнения от датчика, а не с помощью поплавкового устройства.УУ содержит электронные реле времени, например тина ВЛс диапазонами выдержек 1-100 мин, преобразователь напряжения (например, переменного 220 В в постоянное 24 В), реле промежуточные, например типа РП. источник звуковой сигнализации, например звонок электрический бытовой, а также приборы световой индикации, например светодиоды типа АЛ 102 Г.Устройство функционирует следующим образом.В исходном состоянии (а после запуска комплекса в работу во время паузы ожидания команды на очередной рабочий цикл) все ЭМ клапаны отключены. Дозатор 38 реагента заполнен реагентом, поступающим, например, самотеком, из емкости 37 по линии 39 через обратный клапан 40Заполнение дозатора обеспечивается наличием связи с атмосферой через обратный клапан 49.Аналогично дозатор 51 промывочной жидкости заполнен промывочной жидкостью, поступающей из емкости 50 по линии 52 через обратный клапан 53, что обеспечено наличием обратного клапана 57 связи с атмосферой.Система работает следующим образом.В первом такте рабочего цикла устройство управления (УУ) включает клапаны ЭМ 18 и 24, обеспечивая по,цачу сжатого воздуха из линии 21 че-, рез редуктор 20 и линию 19 в линию 2 вакуум"давления и в продувочную линию 25. Под действием давления сжатого воздуха в линии 2 ПК 10 за- крывается, разделяя тракт промывки - продувки фильтра и тракт доставки пробы на анализ, а ПК 16 и 23 открываются. Через линию 2 и пульсатор 4 происходит продувка линий 6, 14 и 15, а через линию 25 и промывочную емкость 11 происходит продувка линий 22, 7, 8 и 9 и фильтра 13, так как 5646подпружиненный ПК 12 при отсутствиидавления в линии 45 находится в открытом состоянии, а ПК 4 - в закрытом состоянии. Продувка фильтра 13 5обеспечивает вытеснение иэ его полости опробуемой жидкости, поступившейв него под действием статическогодавления после завершения конечногопродувочного такта предыдущего рабочего цикла, чем обеспечивается повышение представительности отбираемойв данном рабочем цикле пробы.Во втором такте рабочего цикла УУвключает ЭМ устройства 1 вакуума иЭМ клапаны 3 линии 2 вакуум-давления.В каждом очередном такте ЭМ, работающие в предыдущем такте, возвращаются в исходное состояние (отключают ся), если не указывается на их включение в данном такте.Под воздействием вакуума в линии2 ПК 10 открывается, а ПК 16 и 23 закрываются. Данное положение соответ ствует их исходному состоянию благодаря подпружинивающему воздействиюпружин на мембраны управляющих входов, воздействие которых совпадаетпо направлению с воздействием на 30 мембрану разрежения. Благодаря поднружиниванию выравниваются воздействующие на мембрану ПК усилия при разрежении и при давлении, так как непосредственно усилие при давлении внесколько раз превышает усилие приразрежении.Подпружиненные ПК 12 и 41 продолжают находиться в исходном положении, когда ПК 12 открыт, а ПК 41 за крыт.Под воздействием вакуума системыфильтрат принудительно поступает через фильтр 13, линии 8 и 9 и клапан12 в промывочную емкость 11, а после 45 ее заполнения через линии 6 и 7 иклапан 10 в пульсатор 4 до его заполнения. Минимум времени на отбор пробы в пульсатор обеспечивается приме"нением датчика уровня в пульсаторе,После заполнения пульсатора втретьем такте цикла программное устройство отключает ЭМ клапан 3 и клапан источника 1 вакуума и включаетЭМ клапаны 18 и 24, обеспечивая подачу сжатого воздуха из линии 21 через редуктор 20 и линию 19 в линию2 вакуум-давления и в продувочную ли;нию 25, Состояние устройства при этомполностью совпадает с его состоянием155564в первом такте цикла. Сжатый воздух по линиям 25 и 22 вытесняет фильтрат из линии 7, промывочной емкости 11 и линии 9 через фильтр 13, осуществляя его реверсивную регенерацию гидравлическим потоком фильтрата, освобождая поры Фильтра от механических частиц. После полного вытеснения Фильтрата производится продувка сжа тым воздухом того же тракта и фильтра. Одновременно сжатый воздух по линии 2 вакуум-давления, поступая в пульсатор, вытесняет фильтрат по линиям 6, 14 и 15 в устройство 17 прие ма проб.Разделение трактов промывки - продувки Фильтра и доставки проб с помощью ПК 10 позволяет обеспечить независимую надежную работу этих трактов при любой длине линий отбора и доставки проб. Применение дополнительной промывной емкости 11 позволяет обеспечить, помимо продувки сжатым воздухом, гидравлическую промывку фильт ра реверсивным потоком фильтрата, а также позволяет осуществить в системе промывку промывочной жидкостью и химическую регенерацию трактов.Непосредственное соединение выхода 30 ПК 10 и входа ПК 16 между собой линией 14 позволяет очистить линию 6 и исключить заражение пробы в пульса- торе остатками предыдущей пробы, заполняющими эту линию и сохраняющимися в ней до очередного отбора пробы.При поступлении пробы в устройство 17 приема проб обеспечивается автоматическое самостоятельное отделение непредставительной головной части 40 пробы в сливную камеру 28 и выделение представительной (чистой) части пробы в приемную камеру 29, При этом в исходном положении желоб 31 обеспечивает слив пробы в сливную камеру 45 28, по мере заполнения которой поплавок 32 всплывает и регулируемым штоком 33упираясь в левое плечо же" лоба 31, перекидывает желоб на слив пробы в приемную камеру. 50Объем загрязненной пробы устанавливается опытным путем. Изменением длины регулируемого штока 33 обеспечивается поступление первых порций чистой пробы в приемную камеру 29 в момент достижения желобом 31 горизон 1 тального положения лишь после того, как в сливную камеру 28 поступит вся порция загрязненной головной части пробы. В дальнейшем некоторая часть чистой пробы, продолжая поступать помимо приемной камеры 29 в сливную камеру 28, вызовет дополнительный подьем поплавка 32 и поворот желоба 31 по часовой стрелке, в результате чего остальная часть чистой пробы будет сливаться в приемную емкость 29.Поступление пробы в устройство приема проб (третий такт цикла) сопровождается подачей звукового сиг" нала, привлекающего внимание оператора, и световой индикацией, отражающей соответствующий такт .рабочего цикла.Звуковой сигнал звучит непрерывно до его блокировки оператором, который ручным управлением включает ЭМ клапаны (не показаны) на выходе сливной 28 и приемной 29 камер, осуществляя слив загрязненной части пробы, например, в нейтрализационную емкость, а чистой части - в мерную емкость,После блокирования звуковой сигнализации оператором на любом такте работы УУ при его переходе к следующему такту работы производится автоматическое разблокирование звуковой сигнализации и она приходит в состояние готовности к новому действию.После доставки пробы, промывки фильтра фильтратом из емкости 11 и продувки воздухом рабочий цикл в устройстве беэ узла промывки заканчивается и автоматически повторяется через заданный период времени с первого такта - продувки фильтра дЛя вытеснения контролируемой жидкости, поступившей после окончания продувки в конце предыдущего рабочего цикла.В четвертом такте рабочего цикла включаются ЗМ клапаны 3 и 54 и устройства 1 вакуума.Под действием давления сжатого воздуха из линии 19, подаваемого через ЗИ клапан 54 в линию 45 управления ПК и в дозатор 51 промывной жид" кости через обратный клапан 58 ПК 12 закрывается, отделяя линию 8 от линии 9 и фильтра 13, ПК 41 открывается, обратные клапаны 53 и 57 закрываются, пружина дозатора сжимается, открывая выходное отверстие, и промывная жид- кость вытесняется из дозатора 15 через линию 55, обратный клапан 56, ПК 41, линии 42 и 8 в промывную емкость 11, а после ее заполнения через линию 7, ПК 10 и линию 6 в пульсатор 4 доАвтоматическая система для отбора, транспортирования и приема проб фильтрата, содержащая фильтр, установленный на линии отбора пробы, пульего заполнения. Включение ЗМ клапана и ЗМ устройства 1 вакуума обеспечивает через линию 2 вакуум-давления откачку воздуха .из пульсатора 4 и емкости 11.5Обратный клапан 44 препятствует попаданию промывочной жидкости в линию 43, а обратный .клапан 46 препятствует подаче сжатого воздуха в дозатор 38 реагента.Пятый такт рабочего цикла по вклю,чаемым элементам и состоянию устрой-ства полностью повторяет третий такт, обеспечивающий доставку пробы. При этом промывной жидкостью из пульсатора промывается и продувается тракт доставки пробы, а промывной жидкостью из промывной емкости 11 промывается и продувается фильтр 13. Одновременно на пятом такте подается звуковая сигнализация оператору, осуществляющему слив промывной жидкости из камер 28 и 29. На пятом такте заканчивается данный рабочий цикл и устройство го тово к осуществлению следующего рабочего цикла, иницируемого устройством управления с заданным периодом времени.При задании режима регенерации 30 устройство работает следующим образом. Сразу же после задания режима регенерации схема приходит в состояние готовности к осуществлению регенерации и ожидания очередного рабочего цикла. Обработка режима регенерации осуществляется сразу же после окончания последнего такта очередного рабочего цикла. При этом в первом такте режима регенерации (соответст вует шестому такту общего цикла) устройство управления включает ЭМ клапан 47, который срабатывает, соединяя линию 21 подачи сжатого воздуха через редуктор 20 и линию 19 с линией 45 управления ПК через обратный клапан 46 и с полностью дозатора 38 через обратный клапан 48. Под воздействием сжатого воздуха в линии 45 ПК 12 закрывается, а ПК 41 открывается, обратный клапан 48 открывается, обратные клапаны 40 и 49 закрываются, пружина дозатора химического реагента сжимается, открывая выходное отверстие, и химический реагент поступает иэ дозатора через линию 43 подачи реагента, обратный клапан 44, ПК 41 и линию 42 в линию 8, промывочную емкость 11 и далее заполняет пульсатор 4 аналогично заполнению этих емкостей промывочной жидкостью. При этомдля обеспечения откачки воздуха изпульсатора 4 и промывочной емкости11 включаются ЭМ клапаны 3 и устройства 1 вакуума, обеспечивая созданиевакуума в линии 2 вакуум-давления.Обратный клапан 56 препятствуетпопаданию реагента в линию 55 подачипромывочной жидкости, а обратный кла"пан 59 препятствует подаче сжатоговоздуха в дозатор 51 промывной жидкости.Второй такт режима регенерации(седьмой такт общего цикла) полностьюаналогичен описанному пятому тактурабочего цикла. При этом включаютсяЭМ клапаны 18 и 24, ПК 1 О разделяеттракты отбора и доставки пробы и производится промывка этих трактов химическим реагентом соответственно иземкости 11 и из пульсатора 4 с последующей продувкой сжатым воздухом.После окончания второго такта регенерации устройство управления производит немедленное переключение напромывку, отрабатывая четвертый ипятый такты рабочего циклапосле чего комплекс приходит в состояние ожидания команды на очередной рабочийцикл еПри отсутствии узла промывки сразу же после окончания регенерацииобеспечивается промывочный цикл отбора и доставки фильтрата (промывкафильтратом с последующей продувкой),после чего комплекс, как и в предыдущем случае, переходит в состояниеожидания команды на очередной рабо,чий цикл,В случае применения системы дляслабокристаллизующихся растворов уз"лы промывки и химической регенерациив составе элементов 12 и 37-58 могутотсутствовать оба или любой из них.В этом случае фильтр 13 непосредственно соединяется с промывочной камерой 11, наличие которой улучшаеточистку фильтра 13 от механическихчастиц, дополняя продувку фильтра более эффективной гидравлической регенерацией фильтратом.формула изобретения1555641 Составитель А.Прусковцов Техред Л. Сердюкова Корректор ТЛалец Редактор Л.Гратилло Заказ 552 Тираж 495 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "11 атент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 сатор, входной пневмоклапан пульса- тора, выходной пневмоклапан пульса- тора, управляемый источник вакуум- давления, устройство приема пробы, состоящее из приемной и сливной камер, разделенных перегородкой, датчика уровня, размещенного в сливной камере, и электромагнитных клапанов, размещенных на выходах камер, гидро" распределитель, первый и второй выходы которого соединены с приемной и сливной камерами, а также устройство управления и первый - четвертый электромагнитные клапаны, выход пульсатора соединен с выходом входного пневмоклапана, выход выходного пневмоклапана пульсатора соединен с входом гидрораспределителя, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения представительности пробы и повышения производительности, в состав системы дополнительно введены емкость для промывки фильтра, регулятор давления, редуктор, пятый электромагнитный клапан, первый, второй и третий пневмоклапаны, емкости для реагента и промывной жидкости, дозато-, ры реагента и промывной жидкости, первый - десятый обратные клапаны, при этом линия сжатого воздуха через регулятор давления соединена с входом управляемого источника вакуум-давления, а через редуктор - с входами первого - четвертого электромагнитных35 клапанов, выход управляемого источни- ка вакуум"давления соединен с входом пятого электромагнитного клапана, выход емкости для реагента через первый обратный клапан соединен с первым 40 входом дозатора реагента, второй и третий входы дозатора реагента через второй и третий обратные клапаны соединены с атмосферой и выходом первого электромагнитного клапана соответственно, выход дозатора реагента через четвертый обратный клапан соеди-нен с входом первого пневмоклапана,который через пятый обратный клапан;соединен с выходом дозатора промывнойжидкости, первый вход которого черезшестой обратный клапан соединен с выходом емкости для промывной жидкости,второй и третий входы дозатора дляпромывной жидкости соединены черезседьмой и восьмой обратные клапаныс атмосферой и выходом второго электромагнитного клапана соответственно,выход третьего обратного клапана через девятый и десятый обратные клапаны соединен с выходом второго электромагнитного клапана, выход девятогообратного клапана соединен с управляющими входами первого и второгопневмоклапанов, выход фильтра черезвторой пневмоклапан соединен с выходом первого пневмоклапана и входомемкости для промывки фильтра, выходкоторой соединен с входом входногопневмоклапана пульсатора и входомтретьего пневмоклапана, выход которо"го соединен с выходом третьего электромагнитного клапана, выходы четвертого и пятого электромагнитных клапанов соединены с управляницими входамипульсатора, третьего пневмоклапана,входного и выходного пневмоклапановпульсатора соответственно, вход выходного пневмоклапана пульсатора соединен с выходом входного пневмоклапана пульсатора, а гидрораспределительвыполнен в виде желоба и поплавка срегулируемым штоком, при этом желобшарнирно закреплен на перегородкеустройства приема проб, а в качестведатчика уровня в сливной камере применен поплавок с регулирующим штоком.