Програмный терморегулятор к автоклаву для стерилизации консервов в банках Советский патент 1957 года по МПК G05D23/12 G05B19/06 

Известны программные терморегуляторы к автоклаву для стерилизации консервов в банках с подачей пара через пиевматическил клапан, управляемый от командного механизма через струйное реле, с применением реле времени и регулятора температуры. Эти терморегуляторы не обеспечивают полного цикла стерилизации.

Предлагаемый программный терморегулятор позволяет создавать в автоклаве нормальные условия для охлаждения консервов в банках при противодавлении, что соответствует законченному циклу стерилизации.

Особенность терморегулятора заключается в том, что в нем дополнительно применены управляемые от общего командного механизма через вторичное пневматическое реле пневматические клапаны для впуска в автоклав воздуха и выпуска из него воды, а также управляемый через электромагнитное реле насос с электродвигателем для подачи воды.

На чертеже изображена схема программного терморегулятора.

1 ермоспстсма программного терморегулятора выполнена в виде термобаллона / для измерения температуры, вставленного в карман 2 автоклава 3 и соединенного при помощи капилляра 4 со спиральной пружиной 5. Действие спиральной пружины 5 через рычаг 6 и тягу 7 передается на рычаг 8 моста регистрирующей стрелки 9.

Регулятор температуры, автоматически поддерживающий температуру стерилизации, укреплен на секторе 10, который с помощью винта 11 может поворачиваться вокруг оси 12. Вместе с сектором поворачивается контрольная стрелка 13.

Сопло 14 закрывается заслонкой 15, на которую воздействует пружина 16. К заслонке 15 прилегает ролик 17 щарнирно укрепленного рычага 18.

Реле времени служит ДоТя регулирования времени стерилизации и выполнено так.

На оси 19 жестко насажены кулачок 20, червячное колесо 21 с упорами 22, 23, 24 и стрелка 25. Пружина 26, один конец которой скренлен с осью 19, а другой - с щестеренкой 27, стремится повернуть ось 19 против часовой стрелки.

Червячное колесо 21 сцеплено с червяком 28, который посредством зубчатой передачи 29 и 30 приводится во вращение синхронным эле -;тродвигателем 31. Рама 32 вместе с червяком 28, зубчатой передачей 59 и 30 и электродвигателем 31 может качаться вокруг оси 33, благодаря чему червяк 28 может выводиться из зацепления с червячным колесом 21.

На передний конец оси /9-надета втулка 34, на которой укреплены лимб 35 с делениями от О до 150 и шестеренка 27 с упором 36.

При помощи рукоятки 37 и зубчатой передачи 38 и 27 втулка 34 вместе с лимбом 35 может быть повернута и поставлена в любое положение, определяющее время стерилизации. Валик 39 имеет фиксирующее устройство 40 и 41.

Кулачок 20 посредством рычага 42 размыкает контакты 43 и 44.

Поднимая правый (по схеме) конец рычага 45, упор 22 разъединяет контакт 46 от контакта 47 и замыкает его с контактом 48.

Одновременно с этим фасонный рычаг 49 надавливает на заслонку 50 и, преодолевая действие пружины 51, заставляет заслонку 50 отходить от сопла 52.

Упор 23 в некотором определенном положении поднимает механизм 53 регулировки охлаждения. Ролик 54, сидящий на верхнем конце рычага 55, в этом случае катится по профилированному краю детали 56, а левый конец тяги 57 отходит от заслонки 58, которая под действием пружины 59 закрывает сопло во. С механизмом 53 регулировки охлаждения скреплен фасонный рычаг 61.

Рейка 62 имеет возможность двигаться вверх и вниз. При нажатии на пусковую кнопку 63 преодолевается давление пружины 64 и рейка 62 двигается кверху до тех пор, нока выступ 65 не зацепится за выступ 66 углового рычага 67. При поднятии левого конца рамы 32 червяк 28 выводится из зацепления с червячным колесом 21, а упор 68

размыкает контакт 69 от контакта 70 и замыкает его с контактом 7/. Кроме того, выступ 72 подходит под левый конец фасонного рычага 6 и держит механизм 53 охлаждения на определенной( отрегулированной) высоте, от которой зависит давление на пневматических клапанах противодавления и выпуска воды.

Пневматическое реле включает и реле времени. Kopnjc 73 пневматического реле состоит из двух полостей 74 и 75, между которыми зажата резиновая мембрана. Нижняя полость 74 соединена с воздуховодом 76, а верхняя часть 75 - с воздуховодом 77.

Перемещение ползуна 78 передается качающемуся рычагу 79 (место выхода которого из корпуса пневматического реле уплотнено резиновой манжетой 80) и далее через тягу 81 угловому рычагу 67.

Вторичное пневматическое реле передает пневматические импульсы, пневматическим клапанам для впуска в автоклав воздуха и выпуска из него воды. Оно имеет следующее устройство.

Внутренняя полость мембранной коробки 82 соединена через регулируемый дроссель 83 с воздуховодом 84. В правую (по схеме) крышку мембранной коробки упирается винт 85, ввернутый в пластину рычага 86. Эта пластина закреплена подвижно, т. е. может вращаться вокруг оси, расположенной на верхнем ее конце. На нижний ее конец, который оттягивается влево пружиной 87, упирается шток 88 золотника 89.

На щтоке 88 золотника имеется шарик 90, который в крайнем левом положении закрывает отверстие из левой полости в среднюю, а в крайнем правом положении закрывает отверстие из правой полости в среднюю. На паровой трубе 91, по которой греющий пар поступает в автоклав, поставлен пневматический клапан52 нагрева.

На трубе 93, по которой через редуктор давления 94 подается в автоклав сжатый воздух, необходимый для создания противодавления.

установлен пневматический клапан 95.

Для выпуска из автоклава охлаждающей воды на трубе 97 расположен пневматический клапан 96.

Клапан 92 работает при изменении давления воздуха на мембрану в пределах от 0,2 до 1,0 атм, клапан 95 - при изменении давления от 0,2 до 0,5 атм, а клапан 96 - при изменении давления от 0,5 до 1 с/тм.

Подача в автоклав охлаждающей воды производится центробежным насосом 98, приводимым во вращение при помощи электродвигателя. Пуск и остановка этого электродвигателя производится магнитным пускателем 99.

Струя охлаждающей воды ударяется в автоклаве о щит 100 и, отражаясь от него, падает на пластину 101 со множеством мелких отверстий и оттуда стекает мелкими струйками на банки с консервами.

Сжатый воздух с давлением 3 - 5 атм поступает по трубке 102 в фильтр 103, где он освобождается от пыли, влаги и капелек масла. Профильтрованный воздух идет в регулятор давления 104, по выходе из которого воздух имеет постоянное давление 1.1 атм, показываемое манометром 105.

Фильтр и редуктор давления раз мещаются вне корпуса прибора.

Профильтрованный воздух после редуктора по воздуховоду 84 поступает в золотник 89 вторичного реле и через регулируюи1ий лооссель и . в мембранную коробку 82.

От мембранной коробки 82 воздух по воздуховодам 106, 107 и 108 идет к соплу 14 первичного реле и к соплу 52, расположенному в реле времени.

От золотника 89 по воздуховодам 109 I 110 воздух идет к пневматическому клапану 92 нагрева и по воздуховоду 76 в нижнюю полость 74 пневматического реле. В верхнюю полость 75 пневматического реле воздух идет по воздуховоду 77. От воздуховода 84 через регулируемый дроссель 111 воздух идет к клапанам 95 и 96, а также

к соплу 60, расположенному в реле времени.

Давление воздуха, поступающего на клапан 92 нагрева, показывается манометром 112, а давлениевоздуха, поступающего на клапаны 55 и 96 - манометром 11S.

Три сигнальные лампочки - желтая лампочка 114, зеленая лампочка 115 и красная лампочка 116 - служат в качестве сигналов отдельных стадий стерилизации банок с консервами: нагрева, стерилизации и охлаждения.

Диаграммная бумага 117, на которой записывается температура процесса и продолжительность процесса стерилизации, вращается синхронным электродвигателем 117а и делает один оборот в сутки.

Автоклав наполняется водой и загружается партией нестерилизованных консервов. Путем поворачивания рукояткой 37 лимба 35 со шкалой на диске реле времени устанавливается время стерилизации.

Чтобы включить терморегулятор в действие, нажимают на пусковую кнопку 63, поднимая рейку 62. Выступ 65 зацепляется за выступ 66 и удерживает рейку 62 в верхнем положении.

Кроме того, выступ 72 подходит под левый конец фасонного рычага 61 и механизм 55 регулировки охлаждения на определенной (отрегулироваиной) высоте, от которой зависит давление на пневматических клапанах 95 и 96, а следовательно, и скорость увеличения противодавления в автоклаве. Тяга 57 отодвигает заслоику 58 от сопла 60.

Рейка 62 повертывает раму 32 вокруг оси 33 и выводит из зацепления червяк 28 и червячное колесо 21.

Пружина 26 поворачивает ось 19, пока упор 24 не упрется в упор 36 и стрелка 25 не станет на нуль шкалы лимба 35.

Контакты 46 и 69 переставляются и замыкают другие контакты. Все сопла закрываются. Мембранная коробка 82 раздувается сжатым воздухом, надавливает на рычаг 86, который поворачивается против часовой стрелки. Пружина 118 переводит шток золотника 89 вправо; левое отверстие золотника открывается, а правое - закрывается.

Воздух из золотника по воздуховодам 109 и 110 устремляется в пневматический клапан 92 нагрева и открывает его. Начинается нагрев автоклава.

Давление на пневматические клапаны 95 и 96 постепенно снижается и тем самым пневматический клапан 95 противодавления постепенно открывается, пневматический клапан 96 будет закрываться при изменении давления от 1 до 0,5 атм. Когда клапан 96 закроется, клапан 95 начнет открываться (начиная от давления 0,5 атм, и полностью откроется при давлении Q,2 атм).

Загорается желтая сигнальная лампочка 114.

Температура в автоклаве начинает повышаться, в начале нагрева быстро, потом все медленнее и медленнее. Через некоторое время температура в автоклаве поднимается до установленного предела (120°). Регистрирующая стрелка 9 подходит к контрольной стрелке 13, рычаг 8 надавливает на ролик 17 и слегка отодвигает заслонку 15 от сопла 14. Давление в мембранной коробке 82 понижается; клапан золотника переставляется и левое отверстие золотника слегка прикрывается, а правое немного открывается. Сжатый воздух из пневматического клапана 92 нагрева выходит в атмосферу и этот клапан начинает прикрываться. Он не закрывается совсем, а остается слегка открытым.

Давление воздуха в нижней по.лости 74 пневматического реле уменьшается, пружина 119 отжимает ползун 78 книзу; при этом поворачивается рычаг 79, а через тягу 81 также и рычаг 67. Выступ 66 освобождает рейку 62 и под действием пружины 64 она возврашается в нижнее положение. Пневматическое реле срабатывает при пониженин давления до 0,2 атм.

При повороте рамы 32 червяк 28 входит в зацепление с червячным

колесом 21. Контакты 46 и 69 занимают положение, показанное на с.хеме. Синхронный двигатель 31 включается в действие и начинает вращать ось 19 и стрелку 25. Загорается зеленая сигнальная лампочка 115 стерилизации, а желтая лампочка нагрева 114 гаснет.

Начинается процесс стерилизации.

При повышении температуры в автоклаве свыше установленной (120°) пневматический клапан 92 нагрева закрывается; при температуре 120° этот клапан открыт настолько, чтобы поступление пара компенсировало потери тепла автоклава от охлаждения.

По прошествии положенного времени стерилизации, когда стрелка 25 реле времени подойдет к указателю лимба, упор 22 поднимает правый конец рычага 45, фасонный рычаг 49 отодвигает заслонку 50 и сопло 52 открывается. Вследствие этого давление воздуха в мембранной коробке 82 сравнивается с атмосферным и коробка сжимается; пружина 87 поворачивает рычаг 86 по часовой стрелке, нижний конец рычага надавливает на шток золотника 89, который сдвигается влево. Левое отверстие золотника закрывается, правое открывается, и воздух из пневматического клапана 92 нагрева выходит через золотник в атмосферу. Клапан 92 закрывается.

Стерилизация окончена, начинается процесс охлаждения.

Левый конец рычага 45 надавливает на контакт 46, замыкая его с контактом 48. Загорается красная сигнальная лампочка 116 охлаждения, зеленая лампочка 115 гаснет; одновременно с этим через электромагнитпое реле 120 включается катушка 121 магнитного пускателя У9. Пускатель срабатывает, включает электродвигатель и насос 98 подает в автоклав через электромагнитный клапан 122 по трубопроводам 123, 124 и 97 охлаждаюшую воду. Вентиль 125 при этом закрыт. Упор 23 начинает медленно поднимать механизм регулировки охлаждения 53.

Ролик 54 рычага 55 , катится по профилированному краю детали 56, тяга 57 отходит от заслонки 58, вследствие чего заслонка под действием пружины .59 закрывает сопло 60. Давление воздуха в линии 126 noBHOjaercH, клапан 95 закрывается, постепенно открывается клапан 96. Давление в автоклаве поддерживается теперь за счет охлаждающей воды.

Охлаждающая вода подается в автоклав снизу и одновременно сверху через перфорированную пластину 101, а выходит из автоклава по трубе 127 через клапан 96 в канализацию.

В дальнейшем кулачок 20 поднимает правый конец рычага 42 и размыкает контакты 43 и 44, останавхпивая этим синхронный двигатель 31. Красная лампочка 116 гаснет и одновременно выключается насос охлаждающей воды.

Предмет изобретения

Программный терморегулятор к автоклаву для стерилизации ко:;сервов I банках с подачей пара через пневматический клапан, управляемый от командного механизма через струйное реле, с применением реле времени и регулятора температуры, отличающийся тем. что, с целью создания в автоклаве после стерилизации нормальных условий для охлаждения консервов в банках при противодавлении, в нем дополнительно применены управляемые от общего командного механизма через вторичное пневматическое реле пневматические клапаны для впуска в автоклав воздуха и выпуска из него воды, а также управляемый через электромагнитное реле насос с электродвигателем для подачи воды.