Устройство для дозирования жидкости

 

Изобретение относится к технике объемного дозирования и позволяет повысить производительность устройства. Расходные баки 1.2 имеют равные объемы и снабжены датчиками 3,4 уровнемеров 5,6. Отпускаемая величина дозы устанавливается на задатчике и может во много раз превосходить объем баков 1,2. Объем бака фиксируется с помощью задатчика. Задатчики подключены к сумматору таким образом, что их сигналы складываются противоположной полярностью. При величине заданной дозы жидкости, не превышающей объема одного расходного бака 1,2, устройство работает без режима перекачки, а при величине заданной дозы, превышающей объем одного из баков 1,2, устройство сначала работает в режиме перекачки, при котором происходит поочередное заполнение и опорожнение баков 1.2 до тех пор, пока остаток недоотпущенной дозы станет меньше объема одного бака 1,2. 2 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сн)ю G 01. F 11/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

;;,1 «Р ««« АФ.. « -! к- «1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714504/10 (22) 04.07.89 (46) 23.09.91. Бюл. Q 35 (71) Государственный институт по проекти рованию предприятий легкой промышленности ГПИ-9 (72) Н.M.Ïâëüö, А,И,Сухов, X.À.Àêîïüÿíö, А,M.Êàáàíîâ и И.И.Фридлянд (53) 66.028 (088.8) (56) Соколов М,В, и др,.Автоматическое доэирование жидких сред. — Л... Химия, 1987, с. 46-48.

Авторское свидетельство СССР

N. 11000022884411, кл. 6 01 F 11/10, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к технике объемного дозирования и позволяет повысить производительность устройства. Расходные

5U 1679199 А1 баки 1,2 имеют равные объемы и снабжены датчиками 3,4 уровнемеров 5,6. Отпускэемая велйчина дозы устанавливается на 3адатчике и может во много раз превосходить объем баков 1,2, Объем бака фиксируется с помощью задатчика. Задатчики подключены к сумматору таким образом, что их сигналы складываются противоположной полярностью, Г1ри величине заданной дозы жидкости, не превышающей объема одного расходного бака 1,2, устройство работает без режима перекачки, а при величине заданной дозы, превышающей объем одного из баков 1,2, устройство сначала работает в режиме перекачки, при котором происходит поочередное заполнение и опорожнение баков 1,2 до тех пор, пока остаток недоотпущенной дозы станет меньше обьема одного бака 1,2. 2 ил.

1679199

14 и 15 закрыты, сигналы.уровнемеров 5 и 6 равны нулю, на второй вход первого сумма- 50 устанавливает в соответствии с запросом на

Изобретение относится к технике объемного дозирования жидкостей.

Цель изобретения — повышение производительности, На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 — блок-схема блока управления, Устройство содержит одинаковые по объему расходные баки 1 и 2 с постоянной по всей высоте площадью сечения с встроенными датчиками 3 и 4 уровнемеров 5 и 6, трубопроводы 7 и 8 заполнения с запорными вентилями 9 и 10, связывающие расходные баки 1 и 2 с емкостью-хранилищем 11 жидкости, расходные трубопроводы 12 и 13 с запорными вентилями 14 и 15, соединяющие расходные баки 1 и 2 с потребителем

16, органы 17 — 20 управления запорных вентилей 7, 8, 14 и 15, Блок управления работой содержит задатчик 21 дозы, индикатор 22 дозы, первый сумматор 23, первый аналого-релейный преобразователь 24, первый элемент И 25, первый триггер 26, задатчик 27 объема расходного бака 1, пусковой элемент 28, второй элемент И 29, первый элемент ИЛИ 30; третий элемент И 31, второй триггер 32, третий триггер 33, второй аналого-релейный преобразователь 34, второй элемент ИЛИ 35, третий элемент ИЛИ 36, четвертый элемент

ИЛИ 37, четвертый элемент И 38, пятый элемент И 39, третий аналого-релейный преобразователь 40, четвертый триггер 41, пятый триггер 42, четвертый аналого-релейный преобразователь 43, пятый элемент

ИЛИ 44, шестой элемент И 45, седьмой элемент И 46, пятый аналого-релейный преобразователь 47, шестой аналого-релейный преобразователь 48, восьмой элемент И 49, интегрирующий задатчик 50, второй сумматор 51, умножитель 52, третий сумматор

53, шестой элемент ИЛИ 54, девятый элемент И 55.

Устройство работает следующим образом.

В нерабочем состоянии расходные баки

1 и 2 не заполнены, запорные вентили 9, 10, тора 23 поступает сигнал с задатчика 27 величины расходного бака 1, соответствующий максимальной дозе жидкости, которая может быть отдозирована при полном заполнении любого из расходных баков 1 и 2.

На третьем входе первого сумматора 23 сигнал равен нулю, Подавая сигнал с задатчика

21 дозы на первый вход первого сумматора

23, оператор по шкале индикатора дозы 22

40 потребителя 16 необходимую величину дозы.

Сигнал рассогласования, равный алгебраической сумме сигналов на входах первого сумматора 23, поступает с его выхода на вход первого аналого-релейного преобразователя 24, при этом задатчики 21 и 27 дозы подключены к сумматору 23 таким образом, что их сигналы складываются с противоположной полярностью, в результате чего на выходе сумматора 23 получается разность величин входных сигналов. Она будет положительна, если величина сигнала задатчика

21 дозы больше величины сигнала задатчика 27.

Первый аналого-релейный преобразователь 24 настраивается таким образом, что при величине входного сигнала больше нуля появляется сигнал на первом выходе аналого-релейного преобразователя 24, а при величине входного сигнала меньше или равной нулю — на втором выходе, При величине заданной дозы жидкости, не превышающей объем одного из расходных баков 1 или 2, устройство будет работ;ть без режима перекачки, при величине заданной дозы жидкости, превышающей объем одного из расходных баков 1 или 2, включается сначала режим перекачки, при котором происходит последовательное поочередное заполнение и опорожнение расходных баков 1 или 2, подающих жидкость потребителю.16, до тех пор, пока остаток недоотпущенной дозы потребителю 16 станет равным или меньше объема одного расходного бака 1 или 2, после чего освободившийся расходный бак 1 или 2 заполняется на величину остатка, определяемую при помощи уровнемера 5, а затем опорожняется.

Пуск устройства в работу осуществляется при помощи пускового элемента 28, сигнал с которого при наличии выходного сигнала на первом выходе аналого-релейного преобразователя 24 и, следовательно, на первом входе элемента И 25 проходит на второй вход триггера 26 и переключает его в состояние, при котором на первом выходе появляется нулевой сигнал, а на втором— единичный, переключающий во взведенное состояние триггер 32 и через элемент ИЛИ

37 разрешающий работу элементов И 38 и

39, а также И 49. Триггеры 41 и 42 находятся в исходном состоянии, когда на их первых выходах присутствуют единичные сигналы, а на вторых нулевые.

С первых выходов триггеров 41 и 42 единичные сигналы поступают на третьи входы, соответственно элементов И 38 и 39, вторые входы которых поступают сигна1679199 лы с выходов аналого-релейных преобразователей 40 и 43, Аналого-релейные преобразователи 40 и 43 являются преобразователямии нулевого сигнала уровнемеров

5 и 6 в единичный сигнал и сигналиэируют об опустошении расходных баков 1 или 2.

Таким образом, при запуске устройства переключается один из триггеров 41 и 42, запрещая через соответствующий элемент

И переключаться другому и открывая запорный вентиль 9 или 10 на трубопроводе 7 или

8 заполнения одного из расходных баков 1 или 2.

Например, при переключении триггера

42 на его первом выходе появляется нулевой сигнал, закрывающий элемент И 39 и открывающий через орган 17 управления запорный вентиль 9. Жидкость начинает заполнять расходный бак 1 через трубопровод

7 заполнения. При полном заполнении расходного бака 1 сигнал ча выходе уравнемера 5 достигает максимальной величины и срабатывает аналого-релейный преобразователь 47, настроенный на сигнал верхнего уровня, и через элемент ИЛИ 35 переключает триггер 42 в исходное состояние. Запорный вентиль 9 закрывается, подача жидкости в расходный бак 1 прекращается, Одновременно открывается вентиль.14 через орган 19 управления и жидкость из расходного бака 1 сливается потребителю 16.

Импульсный сигнал с выхода триггера

42 при его переключении из исходного состояния в возбужденное и обратна считывается через элементы ИЛИ 44 и И 49 интегрирующим задатчикам 50 и на ега выходе появляется сигнал, пропорциональный величине дозы жидкости, заключенной в полном объеме расходного бака 1. Этот сигнал поступает на третий вход первого сумматора 23 и складывается с сигналами от задатчикав 21 и 27 дозы, при этом полярность сигнала на третьем входе первого сумматора 23, величина сигнала ат задатчика 27 дозы больше максимальной величины расходного бака, та триггер 41 переключается и его сигнал с второго входа через орган 18 управления открывает запорный вентиль 10 и жидкость начинает поступать из емкости-хранилища жидкости 11 па трубопроводу 8 заполнения вр,асходный бак 2, При заполнении расходного бака 2 да верхнего уровня, контролируемого уровнемером 6, сигнал катарага достигает при этом максимальной величины, срабатывает аналого-релейный преобразователь 48 и переключает триггер 41 через элемент ИЛИ 36 в исходное состояние, Единичный сигнал на входе органа 18 управления исчезает, эапорный вентиль 10 закрывается, жидкость интегрирующим задатчиком 50 и сигнал на

10 его выходе увеличивается соответственно на величину, пропорциональную дозе жид30

50 релейного преобразователя 24 появляется и на втором входе элемента И 55, первым

55 входом соединенного с выходом сумматора

45 перестает поступать в расходный бак 1. В то же время йоявляется единичный сигнал на входе органа 20 управления, который открывает запорный вентиль 15 и жидкость сливается из расходного бака 2 потребителю 16

Сформированный. при этом переключении иэ исходного состояния и обратно триггера

41 импульсный сигнал также считывается кости, заключенной в полном обьеме расходного бака 2, Таким образом, в режиме перекачки, т,е, при поочередном полном заполнении и опарожнении расходных баков 1 или 2 сигнал на выходе интегрирующего задатчика

50, и, следовательно. на третьем входе первого сумматора 23 ступенчато возрастает.

Этот процесс продолжается да тех пор, пока величина сигнала на выходе первого сумматора 23 не станет меньше или равной сигналу ат задатчика 27 дозы величины расходного бака.

Это означает, чта остаток дозы, недоотпущенный на данный момент потребителю 16, помещается в одном объеме расходного бака и полный цикл дазиравания жидкости потребителю будет закончен при последующем очередном заполнении пустого расходного бака 1 или 2 па сигналу соответствующего уравнемера 5 или 6.

Если после того, как была описано выше, триггер 41 переключился а исходное состояние, сигнал на выходе первагасумматора 23 изменился да величины меньше сигнала ат эадатчика дозы 27, та в этом случае срабатывает аналого-релейный преобразователь па второму выходу и переключает триггер 26 в исходное состояние, снимая разрешающий сигнал через элементы ИЛИ

37, И 38 и 39 на переключение триггеров 41 и 42 в режиме перекачки и через элемент И

31, на обоих входах которого появились единичные сигналы, и элемент ИЛИ 30 переключает ва взведенное состояние триггер

ЗЗ, который восстанавливает разрешающий сигнал на переключение триггеров 41 и 42 через элементы ИЛИ 37, И 38 и 39 для продалжения управления заполнением расходных баков 1 и 2 в режиме окончания цикла даэиравания. Единичный сигнал с аналого53, назначение которого — сравнение сигналов задания дозы и уровня в расходном баке

1 или 2 при окончании доэиравания. Б этом случае при опустошении расходного бака 1 и срабатывании второй раэ аналого-релей1679199

45 ходимо умножить сигнал от сумматора 51 на 50 постоянный коэффициент равный 50. Таким образом, коэффициент умножения умножителя 52 равен отношению максимальной дозы, на которую настроена схема блока управления устройством, к величине одного расходного бака.

При заполнении расходного бака 1 в режиме окончания дозирования возрастает сигнал на выходе уровнемера 5 и уменьшается величина сигнала рассогласования на ного преобразователя 40 триггер 42 переключается во взведенное состояние и его сигнал на втором выхоДе вновь открывает через орган 17 управления запорный вентиль 9 на заполнение расходного бака 1, а также разрешает работу элемента И 46.

Накопленный на выходе интегрирующего задатчика 50 сигнал сравнивается сумматором 51 с сигналом задатчика 21 дозы.

Результирующий сигнал с выхода сумматора 51 умножается умножителем 52 на постоянный коэффициент и подается на вход сумматора 53, где сравнивается с сигналом уровнемера 5, подключаемого через элементы И 46 и ИЛИ 54.

Сигнал на выходе сумматора 51 соответствует по величине остатку дозы жидкости, недоотпущенной потребителю 16, после окончания режима перекачки. Назначение умножителя 52 — привести этот сигнал к тому же масштабу, в котором изменяется сигнал уровнемера 5 при заполнении расходного бака 1, при использовании в качестве задатчика 21 дозы, интегрирующего задатчика 50 и уровнемеров 5 и 6, приборов системы ГСП, имеющих на выходе сигнал, изменяющийся в пределах 0.„5 mA.

Эту особенность работы схемы устройства можно проиллюстрировать на следующем примере.

Допустим, что максимальная доза жидкости, на которую настроена схема блока управления, составляет 1000 л, а величина одного расходного бака 20 л. При этом величины сигналов, как уровнемеров 5 и 6, так и задатчика 21 дозы изменяются в пределах

0.„5 mA. Соотношение этих сигналов в пересчете на одну и ту же величину дозы жидкости — 1:50. Поэтому величина сигнала задатчика 27 дозы расходного бака составляет 5:50 = 0,01 mA, а величина сигналов уровнемеров 5 и 6 при полном заполнении тех же расходных баков 1 и 2 равны 5 mA.

Сигнал на выходе интегрирующего задатчика 50 после окончания режима перекачки будет больше или равен 4,99 mA, а.на выходе второго сумматора — меньше или равен

0,01 mA. Для суммирования сигналов на входах сумматора 53 в одном масштабе необ5

40 выходе сумматора 53. При этом срабатывает аналого-релейный преобразователь 34, настроенный на нулевой уровень входного сигнала и переключает триггеры 32, 33 и 42 в исходное состояние. Запорный вентиль 9 закрывается, прекращая подачу жидкости в расходный бак 1, запорный вентиль 14 открывается и остатокдозы транспортируется потребителю. Цикл дозирования окончен.

Если при задании дозы жидкости эадатчиком 21 она меньше объема одного расходного бака и сигнал появляется на втором выходе аналого-релейного преобразователя 24, то при включении пускового устройства 28 через элементы И 29 и ИЛИ 30 переключается триггер 33, через элементы

ИЛИ 37, И 38 и 39, переключающий триггер

42 или 41 во взведенное состояние.

В зависимости от того, какой из триггеров 42 или 41 переключился, заполняется расходный бак 1 или 2. Схема блока управления при этом работает в режиме окончания цикла дозирования, при котором на сумматоре 51 сравниваются нулевой сигнал интегрирующего задатчика 50 и задатчика

21 дозы, а на сумматоре 53 — умноженный на постоянный коэффициент выходной сигнал сумматора 51. равный в данном случае сигналу от эадатчика 21 и сигнал от уровнемера 5 или 6.

Формула изобретения

Устройство для дозирования жидкости, содержащее первый расходный бак с размещенным в нем чувствительным элементом первого уровнемера и подсоединенными к нему первым трубопроводом заполнения и первым расходным трубопроводом с установленными в них соответственно первым и вторым запорными вентилями с первым и вторым органами управления, задатчик дозы, к которому подключен индикатор, пусковой элемент, три аналого-релейных преобразователя, триггера и два элемента

И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения производительности, в него введены второй расходный бак, равный по объему первому, с чувствительным элементом второго уровнемера и подсоединенными к нему вторым трубопроводом, заполнения и вторым расходным тру-, бопроводом с третьим и четвертым запорными вентилями и соответственно третьим и четвертым органами управления, три сумматора, умножитель, семь элементов И, шесть элементов ИЛИ, три аналого-релейных преобразователя, интегрирующий задатчик, три триггера и эадатчик емкости расходного бака, причем к выходу задатчика дозы подключен первый вход первого сумматора, выходом соединенный с входом

1679199

10 первого аналого-релейного преобразователя, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а второй с первым входом первого триггера, второй вход первого сумматора соединен с выхо- 5 дом задатчика емкости расходного бака, а второй вход первого элемента И подключен к выходу пускового элемента и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого 10 аналого-релейного преобразователя, а выход — с первым входом первого элемента . ИЛИ, вторым входом подключенного к выходу третьего элемента И, первый вход которого подсоединен к первому выходу 15 первого триггера, а второй вход — к выходу второго триггера, выход первого элемента . ИЛИ соединен с первым входом третьего триггера, вторым входом подключенного к выходу второго аналого-релейного преоб- 20 разователя, второму входу второго триггера и первым входом второго и третьего элементов ИЛИ, выход третьего триггера подключен к первому входу четвертого элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с вто- 25 рым выходом первого триггера и первым входом второго триггера,.а выход подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом третьего ана- 30 лого-релейного преобразователя, третий вход четвертого элемента И соединен с первым выходом четвертого триггера и четвертым органом управления, а выход — с первым входом пятого триггера, второй 35 вход пятого элемента И подключен к выходу четвертого аналого-релейного преоб разователя, третий вход- к первому выходу пятого триггера и второму органу управления, а выход пятого элемента И соединен с 40 первым входом четвертого триггера, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй. выход четвертого триггера подсоединен к третьему органу управления и первым входам пятого элемента

ИЛИ и шестого элемента И, второй выход пятого триггера соединен с первым органом управления, вторым входом пятого элемента ИЛИ и первым входом седьмого элемента

И, второй вход второ о элемента ИЛИ подключен к выходу пятого аналого-релейного преобразователя, вход которого соединен с выходом первого уровнемера, вторйм входом седьмого элемента И и входам третьего аналого-релейного преобразователя, второй вход третьего элемента ИЛИ подсоединен к выходу шестого аналого-релейного преобразователя, вход которого соединен с выходом второго уровнемера, вторым входом шестого элемента И и входом четвертого аналого-релейного преобразователя, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к входу интегрирующего задатчика, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора и первым входом второго сумматора, второй вход второго сумматора соединен с выходом задатчика дозы, а выход подключен к входу умножителя, выход которого со. единен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу шестого элемента ИЛИ, первым и вторым входом соединенного с выходами шестого и седьмого элементов И, выход третьего сумматора подключен к первому входу девятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого аналого-релейного преобразователя, а выход- к входу второго аналого-релейного преобразователя, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом пятого триггера, выход первого элемента И подключен к второму входу первого триггера, а второй вход восьмого элемента И соединен с вторым выходом первого, триггера, 1679199

ФиЗ. 2

Составитель В.Ширшов

Техред М. Моргентал

Корректор С.Шевкун

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3201 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5