Автоматический дозатор непрерывного действия

 

О П вЂ” Й--С А---8 И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о699333

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено 031077 (21) 7528681/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (g)) Кл.2

G 01 F 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.1 1.79 БкЬлетень М 4 3 (53) УДК 66. 028 (088 . 8) Дата опубликования описания 281179 (72) Автор изобретения

Г.Г. Воробьев

Куйбышевский-филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Ф

Изобретение относщ =я к дозирующим устройствам непрерывного действия с программным управлением производительности и может быть использовано для дозирования текучих сред жидких, газообразных, сыпучих.

Известны автоматические дозаторы, состоящие из датчика порции (дозы), выполненного на аналоговых элементах, преобразователей аналог — цифра, ана- 0

10 логового компаратора, схемы записи величины дозы, схемы определения веса дозируемого материала, реверсивного счетчика (11 К недостаткам данных дозаторов относятся низкая точ- 15 ность аналогового задатчика дозы, узкий диапазон отпускаемых доз.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является автоматический дозатор жидкости непрерывного действия, содержащий датчик расхода с частотным выходом, формирователь импульсов, к входам которого подключены датчик расхода и делитель частоты, вход которого подключен к выходу импульсного генератора, регулирующий и отсека-. ющий клапаны с исполнительными механизмами, счетчик импульсов на )т.-разрядов, индикатор и задатчик дозы (21.З0

Однако этот дозатор имеет недостаточно высокую производительность и низкую надежность работы. Невозможность обеспечения максимальной производительности обьясняется необходимостью иметь регулируемую зону производительности не менее, чем в 20%, при этом максимально задаваемая производительность не должна превышать

80%. В противном случае возможно явление незахвата частоты регулирующим звеном, что вызовет колебательный характер в работе исполнительного органа, и вместо повышения производительность дозатора снизится. Низ-I кая надежность работы объясняется возникновением в трубопроводе гидравлического удара при срабатывании отсекающего клапана, при этом возможен также выход иэ строя регулирующего клапана и датчика расхода.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены попаРно последовательно соединеннные зарядно-разрядное звено и пропорционально-интегральное звено, сравнивающее устройство и интегратор, схема И на т1-входов и источник капряже699333 ния ..лого уровня, схема И на (л — и1 ) в %Одон и I I " () IIIII II I2 ) IP H>Kt l-I I si большого уровня, причем входы эарядно-разрядного звена подключены к выходам формировател» импульсов, выход пропорционально-интегралъногo звена подключен к исполнительному механизму регулирующего клапана и к одному из входов сравнивающего устройства, а выход интегратора через переключатель — к входу импульсного генерато- 10 р=., входы схем И подключены к выходам счетчика импульсов на И разрядов, а выходы источников напряжения малого и большого уровней подключены к входам сумматора, выход которого подключен к другому входу сравнивающего устройства, через переключатель к входу импульсного генератора и через усилитель к исполнительному механизму отсекающего клапана.

2О

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. диаграммы, поясняющие его работу.

УстРойство содержит трубопровод 1, на котором установлень. датчик расхо— да 2, регулирующий 3 и отсекающий 4 клапаны, вход отсекающего клапана 4 подключен к выходу усилителя 5„ импульсный генератор 6, подключенный чеРез последовательно включенные управляемый делитель частоты 7, формирователь 8, эарядно-разрядное звено 9,.пропорционально-интегральное звено 10 к регулирующему клапану 3 и через последовательно включенные сравнивающее устройство 11, интегратор 12 . нормально разомкнутому кон— такту пе еключателя 13, Выход Датчи ка расхода 2 подключен к другому входу формирователя 8 и к счетчику 14 импульсов на.П разрядов. Выходьl раэ- 4() рядов счетчика подключены к цифровому индикатору 15. К установочным входам разрядов счетчика подключен задатчик дозы 16. Одновременно выходы разрядов счетчика подключены к

45 схеме И 17 на И входов, а к схеме

И 18 подключены выходы ()1 в N ) разрядов счетчика 14, где и> †перв разряды счетчика. Схемы И 17 и 18 подключены соответственно через источник 19 напряжения малого уровня и источник 20 напряжения большого. уровня к сумматору 21 напряжения.

Выход сумматора 21 подключен на вход усилит ля 5, к другому входу сравнивающего устройства 11 и к нормально замкнутому контакту переключателя 13.

Раб>та устройства возможна в двух режимах: когда вход генератора 6 подключен к выходу ин-.åãðàòopà 12 или когда вход генератора 6 подключен к 6О выходу сумматора 21.

С помощью задатчика дозы 16 производят запись в счетчик 14 заданной дозы. С гомощью цифрового индиктора

МОжио проконтролировать записанное число, Источники 19 и 20. эаблокирова.;:л-; сигналом Стоп, напряжение на выходе сумматора 21 и звена 10 равно нулю. Отсекающий 4 и регулирующий 3 клапаны закрыты. В управляемом делителе частоты 7 установлен масштабный коэффициент деления К. После, снятия сигналов блокировки Стоп при подаче разрешающего сигнала Пуск к источникам 19 и 20 на выходе сумматора 21 появится напряжение Ьэ, равное сумме напряжений Ц и Uq, где Ц в несколько раэ больше () .

В свою очередь, напряжение U по величине берется несколько большим, чем напряжение, которое, действуя на входе регулирующего клапана 3, открывает его на максимальную величину. Напряжение ()э на входе усилителя 5 откроет отсекающий клапан 4, но потока жидкости пока не будет, так как закрыт клапан 3.

Одновременно напряжение U> поступает через сравнивающее устройство 11 на вход интегратора 12, напряжение на выходе которого начнет расти.

Включается в работу импульсный генератор 6, частота его на выходе тоже начинает расти. Импульсы этой частоты, сформированные по амплитуде и длительности в формирователе 8, поступят на зарядную цепь звена 9. На выходе этого звена напряжение также начнет увеличиваться. Появится увеличивающееся напряжение и на выходе звена 10, клапан 3 начнет открываться. Возникающий поток жидкости вызывает появление импульсов на выходе датчика 2. Эти ф пульсы поступают через формироватеф 8 на разрядную цепь звена 9, рост напряжения на выходе звена 9 и 10 начнет замедляться. Наступит момент, когда это напряжение (U4) станет больше, чем U> (клапан 3 открыт полностью, расход максимален).

Это вызовет появление отрицательного напряжения на вхоце интегратора, напряжение на его выходе понизится, понизится частота генератора 6, частота на выходе делителя 7 станет равной частоте с датчика расхода. С этого момента. (окончание переходного про. цесса, время 1 на диаграмме) процесс примет установившийся характер, напряжение U4 равно U, клапан 3 открыт полностью.

Таким образом, генератор 6 как бы следит за частотой датчика (при полностью открытом клапане), подстраиваясь под эту всегда максимально возможную частоту. Так, например, если в момент времени t пропускная способность линии упала (см. Диаграмму изменения т >, то Ug выделит положительный скачок напряжения, на выходе звена 11 появится отрицательный скачок напряжения. Интегратор 12 понизит свое выходное напряжение, часто699333 та на выходе генера.:Рьь ьз понизится и станет раьной на .ых .де делителя 7 новой частоте датчи .à. Частота на выходе генератора 6 (Г, ":-.c.егда меняется в такт изменению ьастаты датчика. Эта частота может служить опорной частотой для других доваторов или каналов управления. B " ò îì,случае коэффициент К служит масштабным коэффициентом для данного канала.

ОдновРеменно импульсы ÂñòÎòí дат- Я чика 2 поступают в счетчик 14, который работает на списывание. К выходам его Разрядов, начиная со старшего и исключая )ь1 первых разрядов, -.iîäêëþ÷åна схема И 18. Число ь1 — небольшой объем цифровой памяти счетчика 14 небольшая часть заданной дозы, Наступит момент, когда в счетчике 14 останется только это число, m,: Сработает схема И 18, сигнал на выходе которой включит источник 20, тем самым из напряжения U> вычтется напряжение U

Теперь заданием для клапана 3 станет не сумма напряжений О + U, как это было раньше, а только напряжение Од.

Возникший отрицательный скачок напряжения (U>) на входе интегратора - вызовет пойижение напряжения на его выходе, снижение (значительное) частоты на выходе генератора 6, понижение напряжения U4 (на входе клапана 3) до уровня lJ<. Клапан 3 прикроется,, производительность упадет до минимума (время t>). При полном обнулении счетчика 14, которое наступит вскоре после снижения производительности (так 35 как число пь мало), сработает схема

И 17, подключенная к выходам всех разрядов счетчика 14. Снимется последнее разрешающее напряжение 0 . Напряжение

U станет Равным нУлю, сработает от- ® секаюший клапан 4 (без возникновения гидравлического удара, так как производительность в этот момент была минимальной), постепенно закроется клапан 3. Параметры усилителя 5 подобра-,ц ны таким образом, что при снятии только одного напряжения (U ) и при наличии 1), отсекаюший клапан 4 остается открытым.

Второй режим работы, когда переключатель 13 подключает вход генератора б к выходу сумматора 21, используют тогда, когда стоит задача выдерживания производительности на постоянном. уровне, заданном с помощью делителя частоты .7. В этом случае частота генератора неизменна и датчик всегда (c, помощью схемы регулирования) выравнивает свою частоту под заданную. Режим мягкого, двухступенчатого останова после набора дозы полностью 60 соблюдается.

Таким образом, предложенный дозатор позволяет повысить производительность на 15-20% и довести ее до максимально возможной, равной прогуск- 65 ной способности трубопровода, за счет того, что регулирующий клапан после пуска дозатора плавно открывается на максимальную величину и находится в этом состоянии до конца работы, при этом регулирующее воздействие, поступающее на регулирующий клапан, при дсстижении клапаном полно;".тью открытого состояния автоматически переключается на вход управляемого импульсйого генератора, частота имгульсов на выходе которого, а следовательно, и задание дозатору постоянно корректируется в зависимости от пропускной способности трубопровода.

Другим преимуществом дозатора является повышение надежности его работы за счет применения плавных пуска и останова дозатора при обеспечении высокой точности дозирования.

Формула изобретения

Автоматический дозатор непрерывного действия, содержащий датчик расхода с частотным выходом, формироват ель импульсов, к входам которого подключены датчик расхода и делитель частоты, вход которого подключен к выходу импульсного генератора, регулирующий и отсекающий клапаны с исполнительными механизмами, счетчик импульсов на И-разрядов, индикатор и задатчик дозы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности, в него введены попарно последовательно соединенные зарядно-разрядное звено и пропорционально-интегральное звено, сравнивающее устройство и интегратор, схема И на 1l входов и источник напряжения малого уровня, схема И на (ль—

tn) входов и источник напряжения большого уровня, причем входы зарядно- разрядного звена подключены к выходам формирователя импульсов, выход пропорционально-интегрального звена подключен к:исполнительному механизму регулирующего клапана и к одному из входов сравнивающего устройства, а выход интегратора через переключатель к входу импульсного генератора, входы схем И подключены к выходам счетчика импульсов на )л разрядов, а выходы источников. напряжения малого и большого уровней подключены к входам сумматора, выход которого подключен к другому входу сравнивающего устройства, через переключатель — к входу импульсного генератора и через усилитель — к исполнительному механизму отсекающего клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

9 222222772266, кл. 606 F 9/00, 1966.

2. Авторское свидетельство

М 491041, кл. 001 С 13/28, 1977, (прототип).

699333

Фиг. 1 (F, Составитель Н.Ермолаева редактор Л. Бибер Техред О.Андрейко .

КорректорЕ. Папп

«аказ 7429/43 Тираж 844

ЦнИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4