Автоматический дозатор жидкостей Советский патент 1986 года по МПК G05D7/00 

линдр 7 с дифференциальным поршнем

8и с первой .камерой 9, второй камерой 10 и третьей камерой 11, трех- входовый клапан (К) 12 и блок управления (БУ) 13. Объем первой камеры

9равен объему третьей камеры 11, а объем второй камеры 10 равен сумме объемов первой и третьей камер. Первал камера 9 гидравлически связана

с первым клапаном 2, четвертЬш клапаном 6 и первым входом К 12: Вторая камера 10 гидравлически связана с вторым клапаном 3, третьим клапаном 5 и вторым входом К 12. Третья камера 11. гидравлически связана с третьим входом К 12, БУ 13 выполнен в виде последовательно включенных первого блока 14 сравнения, управляемого генератора 15 импульсов и формирователя импульсов (ФИ) 16 и последоИзобретение относится к устройствам для дозирования жидкостей и может применяться в системах автоматического управления процессами химической и смежных отраслей промьшлен- ности.

Цель изобретейия - повьппение точности и быстродействия.

На чертеже показана функциональная схема дозатора.

Автоматический дозатор жидкостей содержит входной трубопровод 1 с первым клапаном 2 и вторым клапаном 3, выходной трубопровод 4 с третьим клапаном 5 и четвертым клапаном 6, мерный цилиндр 7 с дифференциальным поршнем 8 и с первой камерой 9, второй камерой 10 и третьей камерой 11, трехвходовой клапан 12 и блок 13 управления ,

Объем первой камеры 9 равен объему третьей камеры 11, а объем второй камеры 10 равен сумме объемов первой и третьей камер. Первая камера 9 гидравлически связана с первым клапаном 2, четвертым клапаном 6 и первым входом трехвходового клапана 12, Вторая камера 10 гидравлически связана с вторым клапаном 3,

ва тельно включенных второго блока 17 сравнения и задатчика 18 частоты импульсов, подключенного выходом к второму входу управляемого генератора 15 импульсов. Первые входы обоих блоков сра:внения объединены и являются первым входом БУ 13, вторым входом которого являются объединенные вто- рые входы обоих блоков сравнения. Первый выход БУ 13 является- первым выходом ФИ 16 и подключен к управляющему входу первого 2 и третьего 5 клаланов. Второй выход БУ 13 является вторым выходом ФИ 16 и подключен к управляющему входу второго 3 и четвертого 6 клапанов. Третий выход БУ 13 является вьпсодом второго блока сравнения и подключен к управляющему входу К 12, 1 з .п.ф-лы., 1 ил,

третьим клапаном 5 и вторым входом трехвходового клапана 12. Третья камера 11 гидравлически связана с третьим входом, трехвходового клапа5 на 12.

Блок I3 управления выполнен в виде последовательно, включенных первого блока 14 сравнения, управляемого генератора 15 импульсов и фор- мирователя 16 импульсов и последовательно включенных второго блока 17 сравнения и задатчика 18 частоты импульсов, подключенного выходом к второму входу управляемого генерато

5 ра 15 импульсов. Первые входы обоих блоков сравнения объединены и являются первым входом блока 13 управления, вторым входом которого являются объединенные вторые входы обоих

20 блоков сравнения. Первый выход блока 13 управления является первым выходом формирователя импульсов 16 и подключен к управляющему входу первого 2 и третьего 5 клапанов. Второй

25 выход блока 13 управления является вторым вьпсодом формирователя 16 импульсов и подключен к управляющему рходу второго 3 и четвертого 6 кла- данов. Третий выход блока 13 сравнения является выходом второго блока сравнения и подключен к управляющему входу трехвходового клапана 12.

Дозатор работает следующим образом. . .

На вход блока 13 управления поступает выходной сигнаЛ системы управления (Xj+, - текущее -значение, Х - заданное значение). Параметры блоков

14и 17 сравнения выбраны так, что в начальный момент, когда сигнал рассогласования (разность между текущим

и задаточным значениями) достаточно велик, выходным сигналом блока 17 сравнения трехвходовой клапан 12 пе- реклк чён так, что соединяет камеру 11 мерного цилиндра 7 с камерой .9, а задатчик 18 ч астоты импульсов задает часто.ту управляемого генератора

15импульсов, равную .частоте подачи максимального объема. Блок сравнения

14 в это время запускает управляемый генератор 1 5 .импульсов.

Формирователь 16 импульсов обес- печи:йает попарно-перекрестное переключение клапанов 2, 3, 5 и 6 на каждый импульс генератора 15. Дозируемая жидкость под напором поступает в трубопровод I. ЕСЛИ поршень 8 находится в крайнем правом положе- НИИ, то сигналом от формирователя 16 клапаны 2 и 5 закрыты, а клапаны 3 и 6 открыты. Под напором дозируемой жидкости поршень 8 перемещается в крайнее левое положение и вытесняет дозируемую жидкость на выход через клапаны 6, 12 и трубопровод 4. Объем дозы равен сумме полных объемов камер 9 и 11. Выданная доза подается в технологический аппарат, где изменя- ет величину регулируемого технологического параметра x(t) (концентрацию уровень, температуру и т.п.), на вхо блока 13 управления поступают новые значения регулируемого пара ;етра. Следующий импульс формирователя 16 закрывает клапаны 3, 6 и открьгеает клапаны 2 и 5. Поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вытесняя дозу ЖИДКОС.ТИ из камеры 10, объем которой равен сумме объемов камер 9 и 11. Далее переключение клапанов повторяется. Таким образом, до момента переключения блоков 14 и 17 сравнения подача доз максимального объема происходит с наибольшей при этом объеме частотой и скорость движения регулируемого параметра к заданному значению также максимальна. По мере приближения- регулируемого праметра к заданному -значению уменьшается сигнал рассогласования. Пороги срабатывания блоков 14 и 17 сравнения устанавливаются такими, чтобы первым -сраб-атывал блок 17. Его выходной сигнал переключает трехвхо- довой клапан 12 так, что соединяются камеры 10 и Г1, В результате этого, независимо от положения поршня 8, на выход подается только малая доза, равная объему камеры 9, а выходной сигнал блока 18 изменяет частоту импульсов генератора 15 до максимально возможной величины для объема малой дозы. Величина, объема малой дозы выбирается такой, чтобы подача одной такой дозы изменяла регулируемый параметр на величину, достаточную для срабатывания блока 4. После подачи первой малой дозы входной сигнал блока 13 управления становится достаточным для срабатывания блока 14 сравнения; который срабатывает и останавливает генератор 15. Объект управления переходит в состояние свободного дв ижения и регулируемый параметр из.меняется до тех пор, пока сигнал на входе дозатора не становится достаточным для обратного переключения блока 14, который переключается, генератор 15 выключается и выдает один импульс, приводящий к выдаче одной малой до- ,зы, параметр вновь изменяется так, что переключается блок .14, генератор 15 отключается и т.д. Таким образом, при отсутствии дополнительных возмущений в объекте управления дозатор работает в режиме установившихся автоколебаний. При этом амплитуда колебаний регулируемого параметра определяется величиной малой дозы и подбором ее объема и может быть сделана такой величины, которая требуется по точности регулирования. Однако выход в область заданного значения параметра регулирования дозатор осуществляет с максимальной скорос,тью.

Предлагае ый дозатор обладает повышенным быстродействием и точностью Для реальных дозаторов, работающих в замкнутых контурах управления, увеличение быстродействия достигается в раза, а увеличение точности поддержания регулируемого параметра - в 5-10 раз,

Ф о р м ула изобретения

1. Автоматический дозатор жидкостей, содержащий входной трубопровод с первым клапаном, второй клапан , установленньй на ответвлении входного трубопровода перед первым клапаном, выходной трубопровод с третьим клапаном, четвертый клапан, установленный на ответвлении выходного трубопровода после третьего клапана, мерный цилиндр с поршнем, причем первая камера мерного цилиндра гидравлически связана с первым и четвертым клапанами, а вторая камера - с вторым и третьим клапанами, а также блок управления, первый выход которого подключен к входу первого и третьего клапанов, а второй выход - к входу второго -и четвертого клапанов, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен трех входовый клапан, а мерный цилиндр выполнен в виде трех камер с дифференциальным поршнем, причбм объем первой камеры равен объему третьей

Редактор П,Коссей

Составитель В.Прямицын

Техред Н.Бонкало Корректор А.Обручар

Заказ 4323/48Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4,

камеры, расположенной между первой и второй камерами, объем второй камеры равен сумме объемов первой и третьей камер, а каждая камера связана с соответствующим гидравлическим входом трехвходового клапана, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления,

2. Дозатор поп.1,.отлича- ю щ и и с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно включенных первого блока сравнения, управляемого генератора импульсов и формирователя импульсов, а также последовательно включенных второго блока сравнения и задатчика частоты импульсов , подключенного выходом к второму входу управляемого генератора шЛхульсов, первые входы обоих блоков сравнения объединены и являются первым входом блока управления, вторые входы обоих блоков сравнения объединены и являются вторым входом блока управления, у которого первым и вторым выходами являются соответственно первый и второй выходы формирователя импульсов, а третьим выходом является выход второго блока сравнения.

Изобретение относится к устройствам для дозирования жидкостей и может применяться в системах автомати- -ческого управления процессами химической и смежных отраслей промышленности. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия. Автоматический дозатор жидкостей содержит входной трубопровод I с первым клапаном 2 и вторым клапаном 3, выходной трубопровод 4 с третьим клапаном 5 и четвертым клапаном 6, мерный цисл to ;о 4 :о 00