Дозатор жидкости

(57) Изобретен тся к дозирообретения отно Цо уччнои техн но-производст Промавтоматика О.В,Горбунов вдов повышение точности и р диа изо зона дозированияетения заключаетс дозат подач -дро сс и дву перио ной п сти содер рения рас эЛементом ж етельство СССР1 11/00, 1972,ельство СССРГ 9/00, 1970.гп лем. 2, камер н дическо дачи 9 кость заправк сообщен 9 32 о ми ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Грозненское навенное объединение1295372 бой через клапан 10, с помещенными в них трубками 11 и 12 подачи газа, двухкамерная емкость подключена через запорные органы 14, 16 и 18 к трубопроводам сброса воздуха .13, заполнения 15 и отдозированного продукта 17. Дозатор снабжен пневморегулятором 4, переключающим реле 5, блоками 22 управления заправкой двухкамерной емкости, измерения верхнего и нижнего уровней жидкости камеры периодической заправки, причем выход пневматического регулятора 4подключен непосредственно к дросселю 2, один из контактов переключающего реле 5 подключен к выходу дросселя 2, его другой контакт соединен с газовым пространством камеры 8 периодической заправки ниже запорно- Г Изобретение относится к устройствам для непрерывной подачи и регулирования малых расходов жидкости, как агрессивных, вязких, так и с механическими включениями, и может найти применение в химической, пищевой, микробиологической, медицинской отраслях промышленности, а также в лабораторной практике. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона дозирования.На фиг. схематично представлен дозатор жидкости, общий вид; на фиг.2 - пневматическая схема блоков управления заправкой двухкамерной емкости и измерения верхнего и нижнего уровней жидкости в камере периодической заправки; на фиг.3 - временная диаграмма внутренних и внешних сигналов блоков.Дозатор содержит блок 1 подачи и измерения расхода газа, содержащий первый дроссель 2, элемент 3 сравнения, пневморегулятор 4, первое переключающее реле 5 и задатчик 6.Дозатор включает также двухкамерную емкость 7 с камерами периодической заправки 8 и непрерывной подачи З 0 9, сообщенных между собой через клапан 1 О. В камерах 8 и 9 размещены го органа 14, а выход - с минусовойкамерой элемента 3 сравнения, блок22 управления заправкой двухкамерной емкости подключен соответствующими выходами к трубке 11 подачигаза в камеру периодической заправки, к камере управления переключающего реле 5 и ко всем запорным органам, блоки измерения верхнего и нижнего уровней жидкости периодическойзаправки подключены своими входамисоответственно первый - через блокуправления заправкой - к трубке подачи газа в эту камеру,второй - непосредственно к газо -вому пространству камеры нижезапорного органа 14, а выходами - к блоку управления заправкой. 3 ил. трубки 11 и 12 подачи газа. Двухкамерная емкость 7 подключена к трубопроводу 13 сброса воздуха через запорный орган 14, к трубопроводу 15 заполнения с запорным органом 16 и трубопроводу 17 отдоэированного про- дукта с запорным органом 18, поэво ляющим связать его с технологической установкой 19.В дозатор также входят блоки измерения верхнего 20 и нижнего 214уровней жидкости, камеры периодичес- кой заправки, блок периодической заправки и блок 22 управления заправкой двухкамерной емкости. Блок управления заправкой двухкамерной емкости содержит триггеры 23-26, переключающие реле 27-30 и элементы ИЛИ 31-34, причем первый вход первого триггера соединен с входным каналом прекращения дозирования (" Стоп" ), а второй вход - с входным каналом запуска доэатора "Пуск через первый элемент ИЛИ 3. Выход первого триггера связан с другим входом первого элемента ИЛИ 31 и каналами питания второго 27 и четвертого 29 переключающих реле. Один иэ выходов второго переключающего реле подключен к запорному органу 14 на трубопроводе 13 сброса95372 4 40 45 3 12воздуха и нормально открытому контакту третьего переключающего реле 28,а другим выходом - к запорному органу 16 на трубопроводе 15 заполнения и нормально закрытому контактутретьего переключающего реле 28, проточные камеры которого связаны с атмосферой и подключены к управляющейкамере первого переключающего реле5 и первому входу блока 20 измерения верхнего уровня жидкости,Камера управления второго переключающего реле 27 подключена к выходу червертого триггера 26, одномуиз входов четвертого элемента ИЛИ 34и к камере управления третьего переключателя реле 28. Первый вход второго триггера 24 соединен с входнымканалом прекращения дозирования"Стоп", а второй вход - с выходомвторого элемента ИЛИ 32. Выход второго триггера 24 соединен с однимиз входов второго элемента ИЛИ 32 ис запорным органом 18 на трубопроводе отдозированного продукта 17. Входтретьего триггера 25 соединен свходным каналом прекращения дозирования "Стоп" и одним из входовтретьего элемента ИЛИ 33, а выходтретьего триггера - с другим входомвторого элемента ИЛИ 32, с другимвходом данного триггера и с питающимвходом блока измерения нижнего уровня 21. Выход третьего элемента ИЛИ33 соединен с первым входом четвертого триггера 26, второй вход которого соединен с выходом четвертогоэлемента ИЛИ 34, другой вход которого соединен с выходом блока 20 измерения верхнего уровня, Выход четвертого переключающего реле 29 соединен с управляющим входом клапана 10,а вход - с выходом первого триггера23. Первый вход пятого переключающего реле 30 подключен к трубке 12 подачи газа в камере 9 непрерывнойподачи и первому входу блока 21 измерения нижнего уровня и нормальнозакрытому контакту первого переключающего реле 5. Питающий вход пятого переключающего реле 30 соединенс вторым выходом блока 20 измеренияверхнего уровня, выход - с трубкой11 подачи воздуха в камере 8 периодической заправки, а второй вход -с выходом четвертого переключающего,реле 29. Второй вход блока 21 измерения нижнего уровня соединен струбопроводом 13 сбросавоздуха 5 Ю 15 20 25 ЗО 35 до запорного органа 14, первый вы-. ход - с одним из входов пневморегулятора 4, а второй выход - с другим входом третьего элемента ИЛИ 33.Блок 21 измерения нижнего уровня жидкости содержит аналоговый элемент 35 сравнения, дискретный элемент 36 сравнения и задатчик 37. Две плюсовые камеры элемента 35 Соединеньг с первым входом блока. Две минусовые камеры элемента 35 через второй вход блока соединены с газовыми пространствами камеры периодической заправки до запорного органа 14 на трубопроводе 13 сброса воздуха, Выход элемента 35 соединен через первый выход блока с индикаторными выходом дозатора (инд. выход) и элементом 36.Задатчиком 37 устанавливается величина нижнего уровня жидкости в камере 8 емкости, Выход задатчика подключен к другому входу элемента 36, выход которого соединен с камерой другими входами третьего элемента ИЛИ 33. Блок 20 измерения верхнего уровня жидкости содержит элемент 38 сравнения, задатчик 39 и дроссель 40 регулирования подачи воздуха на трубку. Для повышения чувствительности блока 20 выход дросселя 40 под- ключен к двум плюсовым камерам элемента 38, Задатчиком 39 выставляется величина верхнего уровня жидкости. Выход элемента 38 подключен через первый выход блока к одному из входов элемента ИЛИ 34. Дозатор работает следующим образом,Первоначальный цикл заполнения мерной емкости 7 производится следующим образом. При отключенном блоке управления заправкой запорный орган 4 и клапан 10 открыты, а органы 16 и 18 закрыты. В блоке 1 устанавливается задание в соответствии с требуемым расходом.Пусковой кнопкой через канал "Пуск" включается триггер 23. Сигнал с него через нормально открытий контакт реле 27 поступает на запорный орган 16, который открывается. Происходит заполнение жидкостью камеры8 периодической заправки. Кроме того, сигналом с триггера 23 включается реле 29, Выход реле 29 соединенс клапаном 10, который закрывается,а также с камерой управления реле30, Оно переключается, соединяя через свой нормально закрытый контакт и выход трубку 11 подачи газа камеры 8 периодической заправки с выходом дроссеЛя 40, Воздухом, поступающим с нормально открытого контакта реле 2, запитывается через первый вход блок 20, т.е, он включается в работу, после чего воздух с дросселя 40 поступает в трубку 11, где производится измерение уровня жидкости, заполняющей камеру 8; Сигналом с реле 27 также переключается реле 5, подключая минусовую камеру элемента 3 сравнения непосредственно к выходу переменного дросселя 2,При достижении уровнем жидкости трубопровода 13 срабатывает элемент 38 сравнения. Сигнал с его выхода включает триггер 26, который в свою очередь переключает реле 27 и, следовательно, закрывает запорные органы 14 и 16, Этим же сигналом включается триггер 24, открывающий запорный орган 18, триггер 25, запитывающий элемент 36 сравнения, и реле 29 отключается. При отсутствии сигнала на выходе реле 29 клапан открывается, жидкость из камеры .8 заполняет камеру 9, реле 30 через свой нормально открытый контакт соединяется с одним из выходов блока 22, сигнал с дросселя 2 пропадает, газ в трубке 11 камеры 8 периодической заправки начинает выдавливать жидкость из емкости 7 с расходом, прямо пропорциональным расходу газа на дросселе 2, в технологический аппарат 19. При переключении реле 27 сигналом с триггера 26 отключается питание блока 20 и переключается реле 5, которое теперь подключает минусовую камеру элемента 3 сравнения к камере 8. При выдавливании жидкости из камеры 8 давление газа над уровнем жидкости, поступающего из.трубки 11,возрастает на величину давления стол,ба жидкости, вытесненной из камеры, а расход жидкости сохраняется и соответствует заданному. Это достигается за счет подключения минусовой камеры элемента 3 сравнения к газовому пространству камеры. Элемент 3 сравнения замеряет изменение высоты столба жидкости (егогидростатическое давление) и вводитрегулирующее воздействие на пневморегулятор 4. Регулятор отрабатывает 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 это воздействие и увеличивает перепад давления на дросселе, тем самымсохраняя расход жидкости в пределахзаданного. Уровень жидкости в камере 8 замеряется блоком 21, а именноэлементом 35 сравнения. С понижениемуровня в камере 8 уменьшается давление воздуха на выходе элемента 35,сигнал с которого передается на индикаторный выход дозатора, Выход элемента 35 заводится и на минусовуюкамеру элемента 36, При уменьшениисигнала на выходе элемента 35 довеличины давления в плюсовой камереэлемента 36, устанавливаемым задатчиком 37, на выходе элемента 36 появляется сигнал "1". Этим сигналомвыключается триггер 26 и переключа -ются реле 27, 29 и 30, запитываетсяблок 20, и соответственно запорныеорганы 14 и 16 открываются, а клапан закрывается. Газ по трубке 12продолжает поступать в камеру 9 емкости 7 и выдавливает жидкость изнее в технологический аппарат 19 сустановленным расходом.1Расход жидкости сохраняется засчет подключения минусовой камерыэлемента 3 сравнения через реле 5,также переключающегося, к трубке 8.В этот период производится заполнение камеры 8 жидкостью и измерениеее уровня, как уже описывалось. Присрабатывании элемента 38 сравнениядозатор переключается на дозированиежидкости из камеры 8, Выключение дозатора производится второй кнопкойуправления через входной каналСтоп, При этом включаются триггеры 23-25, т,е. отключается питаниевоздухом блока 22, Включение производится кнопкой управления и дозатор начинает свою работу, Жидкостьвыдавливается из камеры 9, а камера8 заполняется,Предлагаемая конструкция дозатора, сводящаяся к замене редукторадавления и задатчика на пневматический регулятор, подключенный своимвыходом непосредственно к сужающемуэлементу, после которого отсутствуютрегулирующий исполнительный механизм,обеспечивает надежную работу пневматической части узла подачи и измерения расхода газа и точность дозирования до 1 Х.Связь минусовой камеры элементасравнения узла измерения расхода га 1295372за через переключающее реле с газовым пространством камеры периодической заправки устранит уменьшениерасхода жидкости с уменьшением уровня в этой камере, а также влияние 5на расход возможного изменения гид- ,равлического сопротивления в технологическом аппарате. Регулируемыйсужающий элемент позволяет оттаривать подачу газа в нескольких диапазонах, например 0 - 1; 0 - 2; 0,55 и 0,5 - 10 л/ч, что даст возможность переключится в процессе работы на любойтребуемый диапазон дозирования жидкости, Использованиеблоков управления измерения верхнего и нижнего уровней жидкости в камере периодической заправки повышает точность дозирования за счет своевременного переключения камер дозировочной емкости и полного заполнения камеры периодической заправки. Формула изобретения25Дозатор жидкости, содержащий блок подачи и измерения расхода газа с первым дросселем, задатчиком и первым элементом сравнения и двухкамерную емкость с камерами периодической 30 заправки и непрерывной подачи, сообщенных между собой через клапан и с размещенными в камерах трубками подачи газа, причем двухкамерная емкость подключена через запорные органы к трубопроводу сброса воздуха и трубопроводам заполнения и отдозированного продукта, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности и расширения диапазона 40 дозирования, в нем установлены пневморегулятор, первое переключающее реле, блоки измерения верхнего и нижнего уровней жидкости в камере периодической заправки, а также блок управ ления заправкойдвухкамерной емкости, состоящий из триггеров, переключающих реле, и элементов ИЛИ, причем выход пневморегулятора подключен непосредственно к первому дросселю, 5 О выполненному регулируемым, нормально закрытый контакт первого переключающего реле подключен к выходу первого дросселя, его нормально открытый контакт соединен с газовым пространством камеры периодической заправки до запорного органа на трубопроводе сброса воздуха, а выход - с минусовой камерой элемента сравнения, первая плюсовая камера которо - го соединена с задатчиком, вторая плюсовая камера - с выходом пневморегулятора, а выход - с пневморегулятором, первый вход первого триггера соединен с входным каналом прекращения дозирования, второй вход - с входным каналом запуска дозатора через первый элемент ИЛИ, выход первого триггера связан с другим входом первого элемента ИЛИ и каналамипитания второго и четвертого переключающих реле, один из выходов второго переключающего реле подключен к запорному органу на трубопроводе сброса воздуха и нормально открытому контакту третьего переключающего реле, а другой выход - к запорному органу на трубопроводе заполнения, к нормально-закрытому контакту третьего переключающего реле, проточные камеры которого связаны с атмосферой, к управляющей камере первого переключающего реле и первому входу блока измерения верхнего уровня жидкости, камера управления второго перключающего реле подключена к выходу четвертого триггера, одному из входов четвертого элемента ИЛИ и камере управления третьего переключающего реле, первый вход второго триггера соединен с входным каналом прекращения дозирования, второй вход - с выходом второго элемента ИЛИ, а выход соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ и с запорным органом на трубопроводе отдозированного продукта, первый вход третьего триггера соединен с входным каналом прекращения дозирования и одним из входов третьего элемента ИЛИ, а выход третьего триггера соединен с одним .из входов второго элемента ИЛИ, с другим входом данного триггера и с питающим входом блока измерения нижнего уровня жидкости, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом блока измерения верхнего уровня жидкости, выход четвертого переключающего реле соединен с управляюшим входом клапана, а вход - с выходом первого триггера, первый вход пятого переключающего реле подключен к трубке подачи газа в камере непрерывной подачи и первому вхо295372 10 0 бшопПуск ду блока измерения нижнего уровняжидкости и нормально-.закрытому контакту первого переключающего реле,питающий вход пятого переключающегореле соединен с вторым входом блокаизмерения верхнего уровня, выход -с трубкой подачи воздуха в камерепериодической заправки, а второйвход - с выходом четвертого переключающего реле, второй вход блока из-мерения нижнего уровня жидкости соединен с газовым пространством камеры периодической заправки до запорного органа на трубопроводе сбросавоздуха, первый выход - с индикаторным выходом дозатора, а второй выход - с другим входом третьегО элемента.Редактор ТиражНИИПИ Государсто делам изобре3035, Москва,/54 з 6 ное енного комите ений и открыт/5 аб шск изво енно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4