Установка для дозирования стабильных жидких систем

 

Использование: в химической, нефтехимической и других областях промышленности, в частности в лакокрасочной промышленности для дозирования, например, лаков, красок, эмалей и т.д. Сущность изобретения: установка содержит мерную емкость и соединительные трубопроводы для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидких систем и дополнительно снабжена мембранным клапаном, имеющим открытый выход в атмосферу и соединенным посредством трубопроводов подачи сжатого воздуха с блоком управления и с герметичной мерной емкостью, к которой подключены через блок управления задатчик уровня и шаровой кран, установленный на трубопроводе налива стабильных жидких систем, при этом мерная емкость соединена по трубопроводу слива жидких систем с обратным клапаном и с патрубком, закрепленным с возможностью перемещения относительно горизонтальной плоскости под углом α 10 - 45 град., а шаровой кран механически связан с каплеотбойником. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установкам для дозирования стабильных жидких систем и может быть использовано в химической, нефтехимической и др. областях промышленности, в частности в лакокрасочной промышленности для дозирования, например, лаков, красок, эмалей и т.д.

Известна установка для приема, смешивания и выдачи под давлением жидкостей, содержащая герметически закрытую емкость с поплавковым и предохранительным клапаном, мешалку, эжектор, встроенный в многоходовой кран, и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидкостей [1].

Эта установка не обеспечивает создание автоматического управляемого процесса дозирования, возможности дозирования жидкости определенными мерными порциями, высокой точности дозирования, надежности работы установки, устранения капежа при выдаче жидкости.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой по изобретению установке является установка для приема, хранения и выдачи жидкостей, которая содержит герметически закрытый резервуар, мерную емкость с поплавковым и предохранительным клапаном и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидкостей [2].

Недостатками этой установки в процессе дозирования являются: отсутствие возможности ведения автоматического управляемого процесса дозирования, недостаточные точность дозирования, а также надежность работы установки за счет наличия в ней поплавковой системы, дозирование и выдача жидкости только определенными мерными порциями, равными объему мерной емкости, а также наличие капежа при выдаче порции жидкости в емкость.

Целью изобретения является обеспечение возможности создания автоматического управляемого процесса дозирования в технологические аппараты, находящиеся под избыточным давлением, повышение точности дозирования и надежности работы установки, возможность дозирования стабильных жидких систем разными по величине мерными порциями, ограниченными объемом мерной емкости.

Цель достигается тем, что установка для дозирования стабильных жидких систем, содержащая мерную емкость и соединительные трубопроводы для подачи сжатого воздуха, слива и налива стабильных жидких систем, дополнительно снабжена мембранным клапаном, имеющим открытый выход в атмосферу и соединенным посредством трубопроводов подачи сжатого воздуха с блоком управления и с мерной емкостью, к которой подключены через блок управления задатчик уровня и шаровой кран, установленный на трубопроводе налива стабильных жидких систем, при этом мерная емкость соединена по трубопроводу слива жидких систем с обратным клапаном и с патрубком, закрепленным с возможностью перемещения относительно горизонтальной плоскости под углом α= 10-45^о. Для устранения капежа в случае дозирования в емкости находящийся под атмосферным давлением шаровой кран механически связан с каплеотбойником.

На чертеже приведено схематическое изображение предлагаемой установки, общий вид.

Установка состоит из блока 1 управления, собранного на элементах пневмоавтоматики и связанного трубопроводами подачи сжатого воздуха a, b, c, d, e, f, g с мерной емкостью 2, при этом по каплям a, g эта связь осуществляется через мембранный клапан 3, а по каплям с и d - через пневмопривод 4 и шаровой кран 5. Мерная емкость 2 соединена с расходной емкостью 6 по трубопроводу налива стабильной жидкой системы через ограничительный по расходу жидкой системы вентиль 7 и шаровой кран 5. Кроме того, мерная емкость 2 связана по трубопроводу слива отмеренной дозы жидкой системы с обратным клапаном 8 и патрубком 9, установленным под углом α= =10 - 45^о к горизонтальной плоскости. В случае дозирования в емкости, находящиеся под атмосферным давлением, установка дополнительно снабжена каплеотбойником, механически связанным с шаровым краном 5 и наливным наконечником 11, совмещенным с концом патрубка 9.

Угол αнаклона патрубка 9 установлен в результате экспериментальной проверки для стабильных лакокрасочных систем с вязкостью от 0,001 до 5000,0 Па˙с таким образом, чтобы можно было обеспечить быстрое прерывание потока жидкой системы при окончании передавливания очередной дозы и чтобы оставшаяся незначительная часть дозы (возможно в виде капель) могла стекать обратно по наклонному патрубку 9 через обратный клапан 8 (предназначенный для предотвращения обратного потока жидкой системы, а также для предотвращения попадания избыточного давления из аппарата в мерную емкость во время ее заполнения). Например, для лака марки ПФ-060 с вязкостью 0,200-0,500 Па˙с угол наклона патрубка α= 35-40^о, для эмали ПФ-115 с вязкостью 0,500-0,800 Па˙с α= 40-45^о, для низковязких растворителей α= 10-20^о.

Предлагаемая установка может дозировать стабильные жидкие системы в технологические аппараты, находящиеся под избыточным давлением, и в емкости, находящиеся под атмосферным давлением.

Установка для дозирования стабильных жидких систем работает автоматически следующим образом.

1. Дозирование в аппараты, находящиеся под избыточным давлением до 500 кПа.

Блоком 1 управления в мерной емкости 2 задается уровень жидкой системы по каналам е и f, входящим в состав задатчика уровня. От блока 1 управления поступает пневматический сигнал по каналу а на открытие мембранного клапана 3, а по каналу d через пневмопривод 4 - на открытие шарового крана 5. Поток жидкой системы поступает самотеком из расходной емкости 6 через открытые органичительный по расходу жидкой системы вентиль 7 и шаровой кран 5 в мерную емкость 2 и заполняет ее до уровня, заданного блоком 1 управления. По мере заполнения мерной емкости 2 жидкой системой вытесняемый из нее воздух по каналу g поступает в мембранный клапан 3 и через него свободно выходит в атмосферу. При достижении в мерной емкости 2 заданного уровня жидкой системы, измеряемой задатчиком уровня (трубопроводы подачи сжатого воздуха - пневматические каналы е и f), блоком 1 управления формируется пневматический сигнал по каналу с через пневмопривод 4 на закрытие шарового крана 5 (чтобы перекрыть поток жидкой системы) и по каналу а на закрытие мембранного клапана 3 (чтобы подаваемый затем в мерную емкость сжатый воздух не стравливался в атмосферу). После этого блоком 1 управления формируется сигнал по каналам b и g в верхнюю часть мерной емкости 2 на выдавливание из нее накопившейся порции жидкой системы, которая затем поступает по трубопроводу через обратный клапан 8 и патрубок 9 (установленный под углом α= = 10-45^о к горизонтальной плоскости) в технологический аппарат, находящийся под избыточным давлением.

После окончания выдачи отмеренной дозы жидкой системы весь цикл описанных выше операций работы установки повторяется вновь, начиная с задания блоком 1 управления уровня жидкой системы в мерной емкости 2 по каплям е и f.

2. Дозирование в емкости, находящиеся под атмосферным давлением.

Блоком 1 управления в мерной емкости 2 задается уровень жидкой системы по каплям е и f, входящим в состав задатчика уровня. От блока 1 управления поступает пневматический сигнал по каналу а на открытие мембранного клапана 3, а по каналу d через пневмопривод 4 - на открытие шарового крана 5 и одновременно с этим для устранения капежа каплеотбойник 10, механически связанный с шаровым краном 5, перемещается под выходное отверстие наливного наконечника 11, совмещенного с концом патрубка 9. Каплеотбойник 10 представляет собой металлический поддон прямоугольной формы с бортиками. После этого поток жидкой системы поступает самотеком из расходной емкости 6 через открытые ограничительный по расходу жидкости вентиль 7 и шаровой кран 5 в мерную емкость 2 и заполняет ее до уровня, заданного блоком 1 управления.

По мере заполнения мерной емкости 2 жидкой системой вытесняемый из нее воздух по каналу g поступает в мембранный клапан 3 и через него свободно выходит в атмосферу. При достижении в мерной емкости 2 заданного уровня жидкой системы измеряемого задатчиком уровня (пневмати- ческие каналы е и f), блоком 1 управления формируется пневматический сигнал по каналу а на закрытие мембранного клапана 3, а по каналу с через пневмопривод 2 - на закрытие шарового крана 5. При этом каплеотбойник 10, механически связанный с шаровым краном 5, перемещается в обратном направлении, освобождая пространство под наливным наконечником 11 порожней емкости для жидкой системы.

Затем блоком 1 управления формируется сигнал по каналам b и g в верхнюю часть мерной емкости 2 на выдавливание из нее накопившейся порции жидкой системы. Жидкая система из мерной емкости 2 поступает по трубопроводу слива через обратный клапан 8, патрубок 9 (установленный под углом α= 10-45^о) и совмещенный с ним на конце наливной наконечник 11 в пустую емкость.

После окончания выдачи отмеренной дозы жидкой системы в емкость весь цикл описанных выше операций работы установки повторяется вновь, начиная с формирования блоком управления сигналов на задание уровня жидкой системы в мерной емкости 2 и на открытие мембранного клапана 3 и шарового крана 5. При этом каплеотбойник 10 возвращается в исходное положение под наливной наконечник 11 вместо заполненной емкости.

Оставшаяся незначительная часть дозы жидкой системы частично стекает обратно в мерную емкость по патрубку 9 через обратный клапан 8, а также частично капает из наливного патрубка 11 и собирается в каплеотбойнике 10.

Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает возможность автоматического управления процессом дозирования стабильных жидких систем в технологические аппараты, работающие под избыточным давлением, и в емкости, находящиеся под атмосферным давлением. Использование в установке элементов пневматической системы вместо поплавковых клапанов повышает надежность работы установки. Наличие в установке задатчика уровня, связанного с блоком управления, создает возможность задавать и измерять различные дозы жидкой системы в пределах объема мерной емкости. Опытный образец предлагаемой установки для дозирования жидких систем прошел испытания в цехе опытного завода НПАО "Спектр ЛК".

Точность дозирования по прототипу соответствует ГОСТу N 9980,3-86, а именно при дозировании лаков и растворителей в банки вместимостью от 3 до 5 кг предельные отклонения составляют ±60 г, при дозировании эмалей и красок в банки такой же вместимости предельные отклонения составляют ±90 г. По итогам испытаний опытного образца было установлено, что предлагаемая установка обеспечивает более высокую точность дозирования по сравнению с прототипом, а именно при дозировании лаков и растворителей в банки (от 3 до 5 кг) предельное отклонение составляет ±40 г, а при дозировании красок и эмалей предельное отклонение составляет ±50 г. Повышение точности дозирования обеспечивает вся совокупность перечисленных выше элементов установки.

Кроме того, для того, чтобы устранить явление капежа при дозировании в емкости, находящиеся под атмосферным давлением, установка снабжена наклонным патрубком с наливным наконечником на конце, под которым расположен каплеотбойник, механически связанный с шаровым краном.

Наличие в установке обратного клапана предотвращает попадание избыточного давления из технологического аппарата в мерную емкость во время ее заполнения и позволяет дозировать жидкие системы в технологические аппараты, находящиеся под избыточным давлением.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ СТАБИЛЬНЫХ ЖИДКИХ СИСТЕМ, содержащая мерную емкость и соединительные трубопроводы подачи сжатого воздуха, слива и налива стабильных жидких систем, отличающаяся тем, что в нее введены мембранный клапан с открытым выходом в атмосферу, блок управления, задатчик уровня, обратный клапан, шаровой кран и патрубок, причем мерная емкость выполнена герметичной, мембранный клапан соединен трубопроводами подачи сжатого воздуха с блоком управления и мерной емкостью, задатчик уровня выполнен в виде двух трубопроводов подачи сжатого воздуха, одни концы которых связаны с блоком управления, а другие - с мерной емкостью в противоположных ее концах, шаровой кран связан с блоком управления и установлен на трубопроводе налива жидких систем, один конец которого соединен с мерной емкостью, патрубок соединен с мерной емкостью по трубопроводу слива жидких систем через обратный клапан и закреплен с возможностью перемещения относительно горизонтальной плоскости под углом 10 - 45^o к ней.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в нее введен каплеотбойник, механически связанный с шаровым краном.

РИСУНКИ

Рисунок 1