УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ПРОТОКА РЕАГЕНТОВ Российский патент 2018 года по МПК G01F11/00 G05D11/13 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, в частности к устройствам дозирования жидких реагентов в технологический процесс флотации на обогатительных фабриках.

Известно устройство для дозирования флотационных реагентов [1], содержащее измеритель расхода реагента, напорный бак, оснащенный запорными поплавками и клапанами для выхода реагента и микроконтроллер. Недостатком устройства [1] является его сложность.

Известно устройство [2] для измерения дозирования жидких реагентов, содержащее мерный сосуд, внутри которого перемещается поршень, входной и выходной переключающие клапаны и устройство управления. Недостатком устройства [2] является импульсный характер подачи реагента на его выходе и сложность устройства из-за наличия подвижной части - поршня и 4-х отсечных клапанов.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство [2].

Целью предлагаемого изобретения является достижение надежной работы устройства, упрощение конструкции устройства и высокая точность дозирования. Это достигается тем, что сосуд предлагаемого устройства оснащается датчиком верхнего и нижнего уровня реагента, причем объем V_о реагента в сосуде, задаваемый датчиком двух уровней, поддерживается постоянным посредством релейного регулятора, введенного в предлагаемое устройство. Выход релейного регулятора подключен к управляющему входу входного клапана и к вычислительному устройству, а к выходному трубопроводу сосуда подключен регулирующий клапан.

На Рис. 1 показано предлагаемое устройство, на котором изображаются:

1 - напорный сосуд,

2. - реагент,

3 - датчик двух уровней реагента,

4 - релейный регулятор,

5 - входной отсечной клапан,

6 - выходной регулирующий клапан,

7 - управляющий модуль,

8 - вычислительное устройство,

9 - входной трубопровод,

10 - выходной трубопровод,

11 - дроссельный ниппель,

Н_в - верхний уровень реагента,

Н_н - нижний уровень реагента,

Q_вх - входной расход реагента,

Q_вых - выходной расход реагента,

Н_ср - среднее значение высоты напора реагента,

V_о - измерительный объем

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Для определенности полагаем, что из выходного клапана вытекает реагент и уровень в напорном сосуде понижается до нижнего уровня Н_н. При этом сигнал от нижнего уровня Н_н поступает на релейный регулятор 4, с выхода которого поступает управляющий сигнал на вход входного отсечного клапана 5. Уровень реагента в емкости поднимается до верхнего Н_в уровня реагента, управляющий сигнал на входном клапане обнуляется и входной клапан закрывается, а истечение реагента 2 из выходного клапана 6 продолжается, и через время tз закрытого состояния входного клапана 5 уровень реагента 2 достигает нижнего уровня Н_н. реагента. Выходной расход Q_вых. предлагаемого устройства устанавливается путем изменения устройством управления 7 условного прохода выходного регулирующего клапана 6. Процесс дозирования далее циклически повторяется.

Дроссельный ниппель 11 обеспечивает давление воздуха в напорном сосуде равным атмосферному давлению. На Рис. 2 приведена циклограмма устройства, на которой обозначены: Н_ср - среднее значение уровня реагента в напорном сосуде, t_o - время открытого состояния входного отсечного клапана 5, t_з - время закрытого состояния входного отсечного клапана 5, Т - период цикла работы предлагаемого устройства.

За время t_з измерительный объем V_o, заключенный между уровнями Н_в и Н_н реагента в напорном сосуде 1, вытекает из выходного клапана 6, поэтому среднее значение расхода Q_вых. реагента за время tз определяется выражением:

За время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 уровень реагента в напорном сосуде увеличивается от Н_н до Нв на величину V_о за счет входного расхода Q_вх. реагента, который больше выходного расхода Q_вых.

Среднее значение выходного расхода реагента Q_вых. за время открытого состояния входного отсечного клапана 5 соответствует выражению:

ввиду того, что среднее значение Н_ср уровня реагента во время to открытого состояния отсечного клапана 5 равно Н_ср, как и за время t_з закрытого состояния отсечного клапана 5.

Управляющий сигнал отсечного клапана 5, поступает на вход вычислительного устройства 8, в котором осуществляется вычисление выходного расхода реагента Q_вых. в соответствии с формулой (1) и входного расхода реагента Q_вх за время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 по формуле (2). Величина Vo устанавливается по сигналам датчика 3 при достижении реагентом 2 верхнего Н_в и нижнего Н_н уровней.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет дозирование реагента, выполняет функции прямого измерения выходного и входного расхода реагента. Новые функции предлагаемого устройства для дозирования и контроля протока реагентов позволяют осуществлять, автоматическую калибровку устройства, объективную диагностику работы устройства и применение как линейных, так и нелинейных регулирующих клапанов на его выходе.

Литература

1. Патент РФ 2473050, G01F 11/00, Б.И. №1, 20.01.2013.

2.. Патент РФ 2337326, БИ №30, 27.10.2008.

Устройство для дозирования и контроля протока реагентов предназначается для дозирования жидких реагентов на обогатительных фабриках цветной металлургии, а также в других отраслях промышленности. Устройство содержит напорный сосуд, оснащенный датчиком нижнего и верхнего уровня реагента, входным и выходным клапанами, релейным регулятором, вычислительным устройством и модулем управления выходным клапаном. При работе устройства уровень реагента в напорном сосуде изменяется в пределах верхнего и нижнего уровней, задаваемых датчиком уровней. Устройство работает автоматически с периодом Т. При этом изменение объема реагента в напорном сосуде увеличивается или уменьшается на величину объема V_o. При закрытом входном клапане среднее значение расхода Q_вых. реагента, которое определяется значением среднего уровня реагента в напорном сосуде за время t_з закрытого состояния входного клапана, определяется соотношением Q_вых.=V_о/t_з. Среднее значение выходного расхода реагента, в течение времени t_o открытого состояния входного клапана, также равно V_o/t_з ввиду того, что среднее значение уровня реагента в напорном сосуде остается постоянным в течение всего цикла работы устройства. Расход реагента Q_вых. задается управляющим модулем регулирующего выходного клапана. Технический результат - обеспечение функции дозирования заданного расхода реагента и контроля установленного среднего выходного расхода реагента. 2 ил.

Устройство для дозирования и контроля протока реагентов, содержащее напорный сосуд, входной и выходной клапаны, отличающееся тем, что напорный сосуд оснащается датчиком двух уровней реагента, между которыми формируется заданный объем V_o выпускаемого из напорного сосуда реагента за время (t_з) закрытого состояния отсечного клапана, и релейным регулятором, к входу которого подключается датчик двух уровней реагента в напорном сосуде, а выход релейного регулятора подключается к управляющему входу отсечного входного клапана и к входу вычислительного устройства, принимающего длительности времен закрытого состояния клапана (t_з) и открытого состояния (t_о) в каждом цикле Т выпуска-набора заданного объема V_o; выходной клапан выполнен регулирующим, к его управляющему входу подключается управляющий модуль, задающий выходной расход реагента Q_вых, при этом среднее текущее значение выходного расхода реагента из напорного сосуда вычисляется по формуле Q_вых=V_о/t_з; контроль протока реагента, степень забивки трассы до подачи в напорный сосуд определяют по изменению времени t_о и t_з.