Импульсный микродозатор жидкости под давлением Советский патент 1983 года по МПК G05D9/12 G01F13/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию, предназначено для автоматического испульсного дозирования малых объемов жидкостей или сжиженных газов под давлением и может быть использовано в хромато- . графии, медицине, фармацевтической, медицинской, химической и биохимической промьшшенности, а также при научных исследованиях, в частности для автоматического формирования меток в потоке жидкости для меточных расходомеров и для устройств, использующих измерительный канал меток потока, например в устройстве для измерения объема внутренних полостей и производных от объема величин.

Известные импульсные системы автоматического дозирования жидкости используют методы время-импульсного и частотно-импульсного, амплитудноимпульсного дозирования и их комбинации, причем наиболее простыми являются время-импульсные,а наиболее точными - частотно-импульсные системы til.

Общими недостатками указанных дозирующих систем являются низкие функциональные возможности, ограниченные каким-либо одним методом дозирования, низкие точность и надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для импульсного дозирования жидкости, содержащее дозировочную камеру с датчиком нижнего и верхнего предельных уровней, соединенную черезэлектрогидравлические распределители с трубопроводами - подачи дозируемой жидкости, вытесняющего агента,

10 сообщения с атмосферой, выкида проб (доз) жидкости, а также блок управления, в который входят три триггера, управляюгдие гидравлическими распределителями, формирователи импульсов,

15 получаемых от датчиков -уровней и используемых для управления триггерами, из которых первый управляет заправкой дозирующей камеры, второй - наддувом ее, третий - выкидом в трубо20провод под давлением, причем запуск третьего триггера производится от дифференциального реле давления, подключенного к камере и указгшному трубопроводу выкида {,2.

25

Недостатком данного устройства являются отказы, возникающие при дозировании малых доз (микродозировании) , вследствие натекания в дозирующую камеру жидкости через неплот30ности запирания гидравлических распределителей, недостаточно их быстродействия и вспенивания жидкости в камере при полаче вытесняющего агента в виде газа наддува. Цель изобретения - расширение области применения и повыиение точност микродозатора. Поставленная цель достигается тем что в импульсный микродозатор жидко ти под давлением, содержсцций дозировочную камеру с датчиками верхнего и ниженго уровня, клапаном связи с атмосферой, клапаном заправки, клапаном наддува вытесняющего агента, клапаном выкида дозы, включенное между трубопроводом выкида дозы и верхней частью дозировочной камеры реле давления, первый формирователь импульсов, выходом связанный с S-вхо дом первого триггера, прямой выход которого соединен с исполнительными механизмами клапанов заправки и связи с атмосферой, второй формирова- тель импульсов, выходом подключенный к R-входу первого триггера и S-входу второго триггера, прямой выход которого связан с клапаном наддува, третий формирователь импульсов, выходом соединенный с R-входом третьего триг гера, S-вход которого подключен к реле давления, а прямой выход - к клапану выкида дозы, инверсный выход третьего триггера переключателем связан с входом первого формирователя импульсов, датчики верхнего и ниж него уровня соединены с входами второго и третьего формирователей импульсор, введены последовательно включенные датчик среднего уровня, четвертый формирователь импульсов, четвертый триггер и клапан дренажа, подключенный к дозировочной камере, причем инверсный выход первого триггера связан с входом питания четвертого триггера, R-вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, R-входом подключенного к выходу элементе задержки, вход которого связан с R-входом третьего триг гера, а датчик среднего уровня расположен в дозировочной камере. На чертеже изображена структурная схема предложенного импульсного микродозатора жидкости под давлением . Микродозатор содержит дозировочную KciMepy 1, снабженную электромагнитными клапами 2-6, дискретными датчиками 7-9 уровня, дифференциальным реде 10 давления, а также блок 11 электронного управления, содержащий переключатель 12 режима работы, формирователи 13-16 импульсов, триггера 17-20 на тиристорах, элемент 21 задержки времениj сигнальную лампу 2 Микродозатор работает следующим образом, В исходном состоянии все клапаны закрыты. Для работы в ждущем режиме переключатель 12 в верхнем положении. Внешний запускающий импульс U через формирователь 13 опрокидывает первый триггер 17, который выдает напряжение U на электромагниты клапанов 3 и 4. Открываясь, клапан 3 впускает в камеру 1 дозируемую жидкость, а клапан 4 выпускает вытесняющие газы в атмосферу. Операция заправки камеры заканчивается, как только жидкость в камере 1 достигается уровня срабатывания датчика 1,- который подает импульс через формирователь 14 на вход R-триггера 17, сбросит его и закроет клапаны 3 и 4. Этот же импульс, поступив на вход триггера 18, опрокидывает его и напряжением U открывает клапан 2 подачи вытесняющего агента наддува камеры 1 газом или воздухом. Уставкой реле 10 заранее задается перепад давления в камере 1 над давлением в трубопроводе выкида микродозатора. Этот перепад определяет скорость выкида дозируемой жидкости. Реле 10, сработав, через триггер 19 напряжением Uj открывает клапан 5 выкида дозированного объема жидкости .в трубопровод под давлением. Уровень жидкости в камере 1, понижаясь, доходит до нижнего предела, при котором датчик 8 выдает импульс, и через формирователь 15 сбрасывает триггер 19.Клапан 5 закрывается, выкид заканчивается. Клапан 2 наддува закрывается позже на время, установленное элементом 21 задержки. Этим достигается поддержание избыточного давления в камере 1, предотвращающего просачивание жидкости в камеру через неплотности клапанов 3 и 5. Однако при больших паузах в дозировке давление наддува в камере 1 падает и со временем в ней собирается жидкость, просачивагадаяся через клапаны 3 и 5. .Для устранение этой помехи дополнительный третий датчик 9 среднего дискретного уровня через формирователь 16 импульса и триггер 20 связан с дополнительным клапаном 6 для дренажа камеры 1. Уровень срабатывания датчика 9 может быть установлен в любой точке диапазона уровня h. При накоплении жидкости в камере 1 датчик 9 дает команду на открытие клапана 6 и происходит дренаж, камеры, причем сигнальная лампа 22 сигнёшизирует необходимость притирки клапанов. Клапан 6, получая напряжение U с выхода триггера 20, остаётся открытым до появления очередного запускающего импульса, которыл опрокидывает триггер 17 и тем самым прекращает питание со своего инверсного выхода триггера 20 и, следовательно, клапана 6 и сигнальной лампы 22 (или какого-либо другого сигнального устройства). Таким образом, дренаж прекращен, идут операции дозирования. Небольшие пропуски (утечки)клапанов не понижаю точности дозирования, так как объем дозы установлен расстоянием h между датчиками 7 и 8 и вслед за формированием этого объема жидкости следует его выкид. По окончании операции . заправки камеры триггер 17 сбрасывается и восстанавливается питайие триггера 20, но он не опрокинется, тАк как импульс от датчика 9 уже прошел. Кроме.того, на R-вход триггера 20 поступает нашряжение с выхода триггера 18, которое блокирует опрокидывание триггера 20 и не допус кает открытие дренажного клапана6 впредь до полного окончания цикла дозирования. После этого датчик 9 вновь готов управлять дренажом. -..--Для работы в релаксационном режиме переключатель 12 переводится в нижнее положение: образуется положительная обратная связь с выхода триг гера 19 на вход триггера 17, и яикро дозатор действует как кольцевой генератор на электронных, пневматических и гидравлических элементах,осуществляя автономное частотно-импульс ное дозирование. Микродозатор может быть выполнен с изменяемой дозой (с электродами по числу дискретных доз и переключателем) или с регулируемой дозой (переставляемыми на различную глубину электродами). Таким образом, достигается расширение области применения устройства за счет исключения отказов при микродоэировании, а также повышается точность и надежность микродоэатора Формула изобретения Импульсный микродозатор жидкости под давлением, содержащий дозировоч ную камеру с датчиком верхнего и ниж него уровня, клапаном заправки, кпа паном наддува вытесняющего агента, клапаном выкида дозы, включенное между трубопроводом выкида доэы и верхней частью дозировочной камеры реле времени, первый формирователь импульсов, выходом связанный с $-вхо-. дом первого триггера, прямой выход которого соединен с исполнительными механизмами клапанов эаправки и связи с атмосферой, второй формирователь импульсов, выходом подключенный к R-входу первого триггера и S-входу второго триггера, прямой выход которого связан с клапаном нсцшуба третий формирователь импульсов, выходом соединенный с R-входом третьего триггера, S-вход которого подключен к реле давления, а прямой выход - к клапану выкида дозы, инверсный выход третьего триггера переключателем связан с входом первого формирователя импульсов, датчики верхнего и нижнего уровня соединены с входами второго и третьего форми- рователей импульсов, отличающийся тем, что, с целью рааиирения области применения Н повынения точности микродозатора, он содержит последовательно включенные датчик среднего уровня, четвертый формирователь импульсов, четвертый триггер и клапан дренажа, подключенный к дозировочной камере, причем инверсный выход первого триггера связан с входом питания четвертого триггера, R-вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, R-входом подключенного к выходу элемента задержки, вход которого связан с R-входом третьего триггера, а датчик среднего уровня расположен в дозировочной камере. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гуревич А.Л. и др. Импульсные системы автоматического дозирования агрессивных жидкостей. М;, Энергия, 1973, с. 7, 10, 17. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке I 2866759, кл. G 05 О 9/12, G 01 F 13/00, 1979.

lit JL