Устройство для импульсного дозирования газа Советский патент 1984 года по МПК G01F11/08 

I. Изобретение относится к дозирующим устройствам и может быть исполь зовано в газовой, химической и нефтехимической промьшшенности„ Известен дозатор газа, содержащий источник управляющих импульсов, соединенные с ним входной и выходной клапаны, а также дозирующую камеру с вялой мембраной, причем в качестве входного клапана применено пневмо реле с подпором, а выходного - подпружиненное пневмореле, источник импульсов соединен с управляющими камерами обоих реле и с нормально закрытым контактом входного реле, а сам контакт связан с пневмополост дозирзпощей камеры непосредственно и с атмосферой - через нормально открытый контакт выходного реле l 1 Недостаток данного дозатора газа - ограниченный диапазон регулирования расхода, что связано с большой дискретностью изменения расхода, определяемой объемом дозирующей камеры. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дозатор, содержащий емкость с газовой и управляющей камерами, между которыми расположена вялая мембрана блок управления с прямым и инверсным выходами, соединенными соответственно с управляющими входами входного и выходного клапанов, вход входного клапана соединен с входным -каналом выход входного клапана и вход выходного клапана сообщены с газовой камерой, выход выходного клапана подключен к выходному каналу, а прямой выход блока управления связан с управляющей камерой 2J . Известный дозатор также имеет большую дискретность изменения расхода, определяемую объемом газовой камеры, В данном дозаторе имеется механический узел настройки этого объема, однако его изменение в.процессе дозирования невозможно. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования расхода . Указания цель достигается тем, что устройство для импульсного дози рования газа, содержащее входной канал, емкость с газовой и управляю щей камерами, между которыми расположена вялая мембрана, блок управ ления с прямым и инверсным выходами соединенными соответственно с управ ляющими входами входного и выходног 0 .2 клапанов, вьгход входного клапана и вход выходного клапана сообщены с газовой камерой, а вьгход выходного клапана подключен к выходному каналу снабжено дросселем, вход которого соединен с входным каналом, а выходс входом входного клапана, и импульсатором, вход которого подключен к прямому выходу блока управления, а выход - к управляющей камере. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок управления с прямым 2 и инверсным 3 выходами, соединенными с yпpaвляющи.m входами 4 и 5 входного 6 и выходного 7клапанов, выполненных с мембранами 8и 9. В1сод клапана 6 соединен через дроссель 10 с входным каналом 11. Выход 12 клапана 7 подключен к выходному каналу 13. Устройство также содержит емкость 14 с газовой 15 и управляющей 16 камерами, между которыми расположена вялая мембрана 7« Выход 18 клапана 6 соединен с камерой 15 и с входом 19 клапана 7. На входе в управляющую камеру 16 установлен клапан 20 быстрого выхлопа. Он выпол-- j нен с соплами 21 и 22, между которы1-ш размещена незакрепленная мембрана 23. В корпусе клапана 20 имеется также проточка 24 и канал 25 сброса. Вход 26 клапана 20 подключен к прямому выходу 2 через импульсатор 27, содержащий реле 28, обратный, клапан 29, дроссель 30. Мембраны 8, 9 и 17 могуг быть выполнены, например, из фторопластовой пленки, формованной по форме линзовых выточек полостей. Устройство работает следующим образом. Блок 1 вырабатывает взаимно . инверснью управляющие сигналы Р и Р , причем период Т следования кмпупъсоз постоянный для данного устройства, а регулируемьм параметром является длительность t импульса, определяющая время открытого состояния входного клапана 6, Время Ь задается блоком 1, в зависимости от требуемого расхода газа. Период Т следования управляюпщх импульсов функционально разбит на такт дозирозания и такт выброса дозы и опорожнения камеры 16 от избыточного давления воздуха. Процесс импульсного дозирования происходит следздащим образом.

31

в течение времени (; давление

Р воздуха, воздействуя на мембрану , закрывает выходной клапан 7. В это время давление Р на другом ч выходе блока отсутствует, входной клапан 6 открыт, камера 16 опорожнена от избыточного давления воздуха. озируемый газ через ограничительный россель 10 и входной клапан 6 постуает в газовую камеру 15. Давление газа во входном канале 11 стабилизировано. Так как вялая мембрана 17 не имеет жесткости, а в камере 16 отсутствует избыточное давление, то перепад давления на дозирующих элементах(дроссель 10, клапан 6) будет постоянным, что обеспечивает стабильность статического расхода б. , при котором в единицу времени в газовую камеру 15 будет поступать одинаковое количество газа

, 8,0 , где У. - цикловая доза - объем

газа при нормальном давлении, поступивший в емкость за время, мл; 8о - статический расход газа,

мл/с; т - время открытого состояния

входного клапана. По истечении времени -Ь на выходе управляющего устройства появляется давление Р , а Р сбрасывается в атмосферу. Давление р поступает на входной клапан 6 и на вход импульсатора 27. Клапан 6 закрывается, такт дозирования заканчивается. Через нормально открытьш контакт реле 28, вход 26, проточку 24 клапана 20 сигнал р 1 поступает в камеру 16 и, воздействуя на нее, вытесняет порцию газа Уц, через открьшшийся клапан 7 в канал 13, Средний расход газа на выходе устройства будет выражаться зависимостью .

Q

°т

Время i задается, блоком 1 и регулируется в пределах периода Т в диапазоне от О до Т|. Расход Qo настраивается подбором дросс.еля 10 или входным давлением газа и устанаВ ливается такой величины, чтобы газ, поступивший в камеру 15 за максимальное время такта дозирования Т занимал при нормальном давлении объем, меньший полного объема камеры Vg , т.е.

132150

V Q Т -V

ц о 1,- Е

В этом случае расходная характеристика устройства q г: будет

линейна,

,

До начала следующего такта дозирования камера 16 должна быть опорожнена - от избыточного Давления

0 воздуха. Эту задачу выполняет импуль сатор 27, укорачивая вытесняющий импульс р до времени Т , Время вытесняющего импульса Т, настраивается дросселем 30 такой минимальной

, величины, чтобы вытесняющий импульс РЬ успел вытеснить отдозированную порцию газа Уц, Через регулируемый дроссель 30 воздух поступает в минусовуюкамеру реле 28, По истечении времени Т2 давление в этой каме- ре достигает величины срабатывания и мембранный блок реле перемещается вверх(по схеме), закрывая питающее сопло(верхпее) и открывая сопло сброса{ нижнее). Такт выброса дозы заканчивается.

В случае выполнения устройства без клапана 20 воздух из камеры 16 сбрасывается через сопло реле 28,

Через время Т на выходе блока 1 вновь появляется давление Р. а Р сбрасывается в атмосферу. Клапан 7 закрывается, а входной клапан 6 открывается. Из минусовой камеры реле 28 воздух через обратный

5 клапан 29 также сбрасьшается в атмосферу. Мембранный блок реле onycKafM ся вниз под действием давления 1;одпора в плюсовой камере, закрывая сопло сброса и открывая питающее.

0 Схема приходит в исходное состояние. Начинается следующий такт дозирования, и далее процесс повторяется в той же последовательности с периодом Т

5 Как указывалось, сброс воздуха из камеры 16 происходит через сопло сброса реле 28. Малое проходное сечение сопла ограничивает расход воздуха при сбросе, затягивая

0 задний фронт импульса выброса. Особенно сильно это сказьшается, кдгда по условиям работы технологических установок, например, из-за - взрьшоопасности блок 1 и импульсатор

5 27 должны быть установлены на

большом расстоянии от емкости 14.

В этом случае на входе в камеру 16 может, быть установлен клапан 20

51132150

быстрого выхлопа. При сбросе давле- вает сопло 22. Воздух из камеры ния на входе 26, мембрана 23 переме-, 16 быстро сбрасьшается в атмосферу щается, закрывает сопло 21 и откры- через канал 25.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ДОЗИРОВАНИЯ ГАЗА, содержащее входной канал, емкость с газовой и управляющей камерами, между кото,Вх рыми расположена вялая мембрана, блок управления с прямым и инверсным выходами, соединенными соответственно с управляющими входами входного и выходного клапанов, выхрд входного клапана и вход выходного клапана сообщены с газовой камерой, а выход выходного клапана подключен к выходному каналу, о тличающееся тем, что, с целью расширения диапазо-на регулирования расхода газа, устройство снабжено дросселем, вход которого соединен с входным каналом, а выход - с входом входного клапана, и импульсатором, вход которого подключен к прямому выходу блока управления, а выход - к управляющей камере. Выход