Регулятор расхода жидкости Советский патент 1987 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к управлению материальными потоками, касается в частности, вопросов регулирования расходов жидкости из мерника постоян ного сечения с переменным значением ее уровня, может найти широкое применение для регулирования расхода различных жидких сред, в том числе агрессивных, высокоагрессивных сичных, абразивных и вязких, что мо - жет быть использовано в химической,

15

20

25

витаминной, пищевойS химико-фарма девтичеОКОЙ, лакокрасочной и других специализированных отраслях промыиг- ленности для автоматизации реакторов полунепрерывного действия при чении целевых продуктов, лекарствен пых препаратов, витаминов и т,д,

Целью изобретения является повы пение точности регулятора,

Иа изображена функциональная схема регулятора расхода яшдкости; на фиг„2 структурная схема коммутатора каналов.

Регулятор расхода жидкости содер-- лшт мерник 15 заполиенный дозируемой жидкостью 2 до отметки 3, что соот-- ветствует ее уровню -1,„ Внутри мерни - ка расположе датчик 4 уровня (пьезо-- 30 ™ метрическая трубка, через которую непрерывно продувается воздух)„ Первым регулятором 5 расхода поддержива-- ется постоянная подача воздуха в данную измерительную систему. По давлению в трубке, равном гидростатическому давлению столба 5кидкостк в мернике и измеряемом напоромером,6j определя- I гот текущее значение ее уровня в нем

Блок переменных дискретных гидрав- дО

системе трубки контролируется с помощью напоромера 18, Перепад уровней в мернике 1 и емкости ,7 измеряется дифманометром 19. с дифманомет ра связан с регулятором 20 и является для него текущим параметром. Программ ный задатчик 21 формирует выходной сигнал, линейно изменяющийся во вре- 10 мени, который служит переменным заданием регулятору 20. Выходной сигнал регулятора через клапан 22 управляет расходом жидкости из мерника ПрО граммный задатчик управляет коммутатором, определяя очередность подключения пьезометрической трубки к измерительной системе уровня блока ИДГС

Коммутатор 16 состоит из кнопки 23 Пуск, дискретного пневмоэлектро- преобразователя 24, задатчика 25, элемента 26 сравнения импульсатора 27, элементов И 28-31, элементов ПАМЯТЬ 32-36,, элементов ЗАПРЕТ 37-40 и элементов ЗДДЕРЖЮ 41-44, выходы трубок 11-15 - выхода к блоку ПДГС.

35

л1- ческих сопротивлений (ПДГС) состоит из емкости 7, заполненной неагрессивной жидкостью 8 (водой) до отметки 9, что соответствует ее уровню IL,Сверху зеркало этой жидкости покрыто TOHKPIM ц, слоем 10 другой жидкости с более низкой упругостью, меньо1ей плотности и нерастримой в ней, чтобы препятствовать испарению последней при продувРегулятор расхода жидкости работает следующим образом о

Б исходном положении,, когда мер-

заполнен дозируемой жидкостью 2 до ометки 3, к плюсовой камере дифманометра 19 подключено максимальное гидравлическое сопротивление блока ИДГС (пьезометрическая трубка 11), Перепад уровней в мернике и емкости отсутствует и на выходе дифманометра сигнал равен нулевому значению, В качестве задания рег улятору 20 пост, - пает вначале минимальный сигнал, вырабатываемый программным задатчиком 21 в Возникшее рассогласование на регуляторе между текуп(им и заданным значениями вь/зывает появление на выходе регулятора командного сигнала, поступающего на исполнительный механизм клапана 22, Последний приоткрывается и жидкость начинает сливаться из мерника до тех пор, пока сигнал на выходе дифманометра не сравняется

Кб ее воздухом. Внутри емкости распо- Q с сигналом, вырабатываемым программложены п пьезометрических трубок 1- 15 разной длины

L, L .,2 L ,g L, , Пьезометрические трубки соединены с коммутатором 16 каналов. Для ста-- билизации подачи воздуха и трубкам служит второй регулято 17 расхода. Уровень в емкости в зависимости от длины подключенной к измерительной

55

ным задатчиком, или станет большим. Командный импульс с регулятора умень- иается, клапан начинает прикрываться, уменьиая расход жидкости из мерника. При достижении максимальной величины выходного сигнала программного задат- чика коммутатор 16 каналов подключает к плюсовой камере дифманометра 19 пьезометрическую трубку 12 меньшей

системе трубки контролируется с помощью напоромера 18, Перепад уровней в мернике 1 и емкости ,7 измеряется дифманометром 19. с дифманомет- ра связан с регулятором 20 и является для него текущим параметром. Программный задатчик 21 формирует выходной сигнал, линейно изменяющийся во вре- мени, который служит переменным заданием регулятору 20. Выходной сигнал регулятора через клапан 22 управляет расходом жидкости из мерника ПрО граммный задатчик управляет коммутатором, определяя очередность подключения пьезометрической трубки к измерительной системе уровня блока ИДГС

Коммутатор 16 состоит из кнопки 23 Пуск, дискретного пневмоэлектро- преобразователя 24, задатчика 25, элемента 26 сравнения импульсатора 27, элементов И 28-31, элементов ПАМЯТЬ 32-36,, элементов ЗАПРЕТ 37-40 и элементов ЗДДЕРЖЮ 41-44, выходы трубок 11-15 - выхода к блоку ПДГС.

0 ™

О

5

ц,

Регулятор расхода жидкости работает следующим образом о

Б исходном положении,, когда мер-

заполнен дозируемой жидкостью 2 до ометки 3, к плюсовой камере дифманометра 19 подключено максимальное гидравлическое сопротивление блока ИДГС (пьезометрическая трубка 11), Перепад уровней в мернике и емкости отсутствует и на выходе дифманометра сигнал равен нулевому значению, В качестве задания рег улятору 20 пост, - пает вначале минимальный сигнал, вырабатываемый программным задатчиком 21 в Возникшее рассогласование на регуляторе между текуп(им и заданным значениями вь/зывает появление на выходе регулятора командного сигнала, поступающего на исполнительный механизм клапана 22, Последний приоткрывается и жидкость начинает сливаться из мерника до тех пор, пока сигнал на выходе дифманометра не сравняется

с сигналом, вырабатываемым программ

ным задатчиком, или станет большим. Командный импульс с регулятора умень- иается, клапан начинает прикрываться, уменьиая расход жидкости из мерника. При достижении максимальной величины выходного сигнала программного задат- чика коммутатор 16 каналов подключает к плюсовой камере дифманометра 19 пьезометрическую трубку 12 меньшей

длины на пеличину h . С учетом понижения уровня жидкости в мернике 1, вызванного одним оборотом лекала программного задатчика, на величину, пропорциональную h, и подключением к дифманометру пьезометрической труб ки меньшей , выходной сигнал дифманометра, вызванный равным перепадом давления в обеих его камерах, отсутствует.

Выходной сигнал программного за- датчика в связи с началом очередного цикла вращения лекала минимальный. Возникшее рассогласование вызывает появление на выходе регулятора командного сигнала, открывающего клапан: жидкость начнет равномерно сливаться, вызывая понижение ее уровня в мернике. Затем цикл слива повторяется п (5) раз.

Коммутатор работает следующим образом.

При нажатии кнопки 23 Пуск срабатывает элемент ПАМЯТЬ 32 и через .дискретный пневмоэлектропреобразова- тель 24 включает программный задат- чик 21. При этом сигнал от регулятора 17 расхода воздуха поступает к трубке 11 с максимальным гидравлическим сопротивлением и одновременно к плюсовой камере дифманометра 19.

Величина сигнала, поступающего на дифманометр, определяется значением гидравлического сопротивления трубки 1 1 .

При превы01ении сигнала от программ ного задатчика 21, сигнала от задат- чика 25 элемент сравнения выдает команду на срабатывание импульсатора 27, вьщающий короткий импульс на элементы И 28-31 и элемент ПАМЯТЬ 33, При этом срабатывает элемент ПАМЯТЬ 33, который выдает команду на элемент ЗАПРЕТ 37, соединяя регулятор расхода воздуха со следующей трубкой 12s и одновременно через элемент ЗАДЕРЖКА 44 на подготовку к срабатыванию при следующем импульсе импульсатора 27 элемент И 29. После этого программный задатчик отрабатывает следующий цикл изменения сигнала управления регулятором: при превьшении сигнала от программного задатчика 21, сигнала от задатчика 25 элемент сравнения дает команду на срабатывание импульсатора 27, При этом срабатыв ает элемент И 29, включая элементы ПАМЯТЬ 34, ЗА- ПРЕТ 38, и через элемент ЗАДЕРЖКА 43

5

0

5

0

5

0

5

0

5

подготавливают элемент 30 к срабатьг- ванию к следующему циклу, завершая оборот лекалы программного задатчика 21, Таким образом, цикл повторяется до подключения трубки 15 с минимальным гидравлическим сопротивлением. После подключения трубки 15 и завершения полного оборота лекала програм г- ного задатчика 21 срабатывает элемент И 28, который подает команду на сброс памяти с элементов 32-36, после чего отключается программньш задатчик 21 и коммутатор возвращается в исходное состояние. На этом полный цикл опорожнения мерника за счет обеспечения равномерного управляемого слива- жидкости заканчивается,

Р1спользование предлагаемого регулятора позволяет повысить точность дозирования таких высокоагрессивных жидкостей, как бром и 35%-ный раствор перекиси водорода, до 0,5-1%, что при производстве лекарственного препарата левомицитина, на шестой стадии получения промежуточного соединения м -нитробромацетофенона методом окислительного бромирования дает возможность в год СЭКОНОМИТЬ до 200 г брома и сократить длительность дозировки с 3-4 до 1-1,5 ч.

Формула изобретения

Регулятор расхода жидкости, содержащий датчик уровня в мернике постоянного сечения, первый индикатор, программный задатчик регулирующий блок, регулирующий клапан на линии слива из мерника, причем выход с программного задатчика соединен с задающей камерой регулирующего блока, выход с которого связан с регулирующим клапаном, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности регулятора, он содержит блок переменных дискретных гидравлических сопротивлений, коммутатор каналов, два регулятора расхода воздуха, первый из которых соединен с датчиком уровня жидкости, датчики уровня блока переменных дискретных гидравлических сопротивлений, второй индикатор, диф- манометр, причем минусовая камера дифманометра соединена с датчиком уровня в мернике и индикатором дифма- нометра связана с индикатором, выход дифманометра соединен с камерой параметра регулируюп;его блока, причем

I

коммутатор каналов содержит элементы И, 11АМ51ТЬ, ЗАПРЕТ, ЗАДЕРЖКА, элемент сравнения, импульсатор, дискретный пневмоэлектропреобразонатель, задат- чик, кнопку Пуск, причем кнопка: Пуск последовательно соединена через первый вход первого элемента ПАМЯТЬ и дискретный пневмоэлектропреоб- разователь с пусковым входом програм- ю много задатчика, выход задатчика соединен с первым входом элемента сравнения, а выход программного задатчика Связан с вторым входом элемента сравнения, выход которого последовательно 15 через импульсатор соединен параллельно с первыми входами элементов И, первым входом второго элемента ПА-

13579246

МЯТЬ, выходы элементов И соединены с первыми входами последующих элементов ПАМЯТЬ, а выход последнего элемента И параллельно подключен к вторым входам элементов ПАМЯТЬ, выход второго регулятора расхода воздуха соединен с плюсовой камерой дифманометра,мак- симал ьным гидравлическим сопротивлением и первыми входами элементов ЗАПРЁТ, выходы КС-элементов ПАМЯТЬ параллельно подключены к вторым входам элементов ЗАПРЕТ и через соответствующий элемент ЗАДЕРЖКА к второму входу соответствующего элемента И, выходы элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими гидравлическими сопротивлениями .

О/пЛ К21OmZI

cpuz.Z

Редактор И.1иулла

Составитель О.Гудкова

Техред М.Ходанич Корректор А,Тяско

Заказ 5997/48Тираж 863Подписное

ВНИШИ 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

Изобретение относится к области управления материальными потоками, касается, в частности, вопросов регулирования расхода жидкости из мерника постоянного сечения с переменным значением уровня. Целью является повьпление точности регулирования расхода жидкости. Решение состоит в том, что регулятор расхода жидкости содержит датчик уровня в мернике, програьг- мный задатчик 21, регулятор 20, регулирующий клапан 22, блок переменных дискретных гидравлических соединений (ЩЦТ.) с емкостью 7, коммутатор каналов 16, два регулятора расхода воздуха 5 и 17. Коммутатор каналов 16 состоит из логических элементов И, памяти, запрета, задержки. За счет предложенной схемы осуществляете; полный цикл опорожнения мерника путем обеспечения равномерности управляемого слива. 2 ил. с: (Л со от со ю 4;