Способ дозирования жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится,к объемному дозированию жидкостей и .южет быть использовано для порционного объемного дозирования различных жидких реагентов (в том числе агрессивных жидкостей.и суспензий)

Цель изобретения --пов гшение надежности и расширение диапазона дозирования, .

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ дозиро- в ания жидко.стид

Устройство содержит герметичный расходный резервуар 1 блок 2 управ- Ленин дозированием и установленн- по вьше расходного резервуара замкнутую мерную 3„ Коническое дно мерной емкости переходит в сливной патрубок , Верхняя часть мерной емкое- ти через нормально открыт.ый пневмо- клапан 5 соединена с источником б сжатого газа и трубопроводом 7 связана с .частью раскодного ре- зервуара 1, вьшолненного в вгще замкнутой емкости.

Верхняя часть расходного резервуара черезнормально закрытьш пневмо- клапан 8 соединена с источником 6 сжатого газа и через нормально от- крытый пневмоклапан 9 с атмосфе-- рой.

Блок 2 управления дозированием со |Цержит задатч1-1к 10 объема дозы, образцовый манометр первый 12 и второй 13 элементы сравнения: пусковую пневмокнопку 14, триггер 15,, регулируемый дроссель 16; пневмоем-- кость 17 и логические элементы ИЛИ 18, НЕ 19, ЗМРЕТ 20.

Задатчик 10 соединен с. манометром Ы и с отрицательной камерой элемента 12 сравнения9 положительная камер которого соединена с верхней частью мерной e№ :ocTHj а выход со сбрасы- вающим входом триггера i:, Выход .. триггера 15 соединен с первым входом элемента ИЛИ 18,j с входом дросселя 16 и с запрещаюп им входом элемента ЗАПРЕТ 20, Взводящий вход триггера 1 5 соедк-нен с вторьв.; входом элемента ИЛИ 8 и с пусковой пневмокноп кой J4. Выход дросселя I 6 соединен с

,

.:

.3

ней частью расходного резервуара, а выход элемента 13 сравнения через элемент НЕ I9 соединен с управляющими входами нормально закрытого 8 и нормально открытого 9 пнёвмоклапанов, Управляющий вход нормально открытого пневмоклапана 5 подключен к выходу элемента ИЛИ 18,

Способ дозирования заключается в томд что в замкнутую мерную емкость дозируемую жидкость подают при одновременном сливе дозы с расходом по- дачи, превышающим расход слива, при этом подачу жидкости в мерную емкость осуществляют при изменении в ней дав- .пения по заданному закону, повышая его от атмосферного до давления уставки и затем снижая до атмосферного.

Устройство для дозирования жидкости работает следующим образом,

В исходном состоянии .(перед его включением в работу) триггер 15 не взведен, и мерная емкость через открытый пневмоклапан 5 сообщается с источником 6 сжатого газа, В рассматриваемом состоянии мерная емкость представляет собой проточную пневматическую камеру, сообщающуюся с атмосферой через сливной патрубок 4, а также через трубопровод 7, расход ный резервуар 1 и нормально открытый пневмоклапан 9. При этом в мерной емкости устанавливается избыточное- давление -Р. , величина которого определяется давлением питания Р, источника 65 гидравлическими сопротивлениями сливного патрубка 4, трубопровода 7р пнёвмоклапанов 5 и 9 (включая их соединительные-каналы), а также потерями давления на барбо- таж воздуха в расходном резервуаре, В исходном состоянии дозатора управляющий сигнал на клапаны 8 и 9 не подается, так как в газовом пространстве расходного резервуара создается небольшое избыточное давление, передаваемое в положительную камеру элемента 13 сравнения, отрицательная камера которого через прямой вход элемента ЗАПРЕТ 20 сообщается с атмосферой Элемент 13 сравнения нахо

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и расширить диапазон дозирования. Из расходного резервуара по трубопроводу поступает жидкость в замкнутую мерную емкость, откуда она одновременно через сливной патрубок вытекает к потребителю. Расход подачи превышает расход слива. При подаче жидкости в мерную емкость повышают давление в ней от атмосферного до давления уставки, а затем понижают до атмосферного. Приведена схема устройства дозирования жидкости. 2 с.п ф-лы, 1 ил.

пневмоемкостью 17,

с о три цате.ль но и

камерой дополнительного :з.пемента 13 сравнения- и с прямым входог ; э.лемента ЗАПРЕТ 20, выход которого связан с атмосферой Положительнаь камера э .пе-- мента 13 сравнения соеди1-ана с верхтт

элемент НЕ 19 - в сост оянии О. Продувка сжатым воздухом сливного патрубка 4 и трубопровода 7 обеспечивает чистоту гидравлической линии дозатора перед его последующим включением в работу и способствует повышению надежности дозирования.

Перед включением дозатора рукояткой задатчика 10 по манометру 11 устанавливают давление уставки Ру, величина которого соответствует требуемому объему дозы VQ.

Включение дозатора осуществляется нажатием на пусковую кнопку 14. Пус- ковой импульс поступает на взводящий вход триггера 15 и через элемент ИЛИ 18 - на управляющий вход нормально открытого клапана 5. Клапан 5 закрывается и давление в мерной емкост падает от, значения, равного атг осферного. Давление на выходе элемента 12 сравнения при этом равно нулю, и триггер 15 взводится, обеспечивая подачу давления питания Р на вход RC-цепочки, образованной дросселем 16 и емкостью 17, и запрещая сброс сжатого воздуха за дросселем 16 через прямой вход элемента ЗАПРЕТ 20 в атмосферу. Кроме того, выходной сигнал триггера 15 через элемент ИЛИ.18 поступает на управляющий вход клапана 5i поддерживая посПри этом процесс наполнения мерной емкости заканчивается. Сжатый воздух за дросселем 16 через прямой вход элемента ЗАПРЕТ 20 стравливается в атмосферу, и элемент 13 срав нения переходит в исходное единично состояние, снимая управляющий сигнал с пневмоклапанов 8 и 9. При этом расходный резервуар через клапан 9 сообщается с атмосферой, и давление Р начинает уменьшаться. Одновременно с этим открьшается пневмоклапан и избыточное давление в мерной емко ти повышается до величины, равной давлен1ао питания источника 6, Под

35

ледний в замкнутом положении- во время наполнения мерной емкости дозируе- ЭО действием этого давления происходит мой жидкостью Наполнение мерной емт опорожнение мерной емкости и трубо- кости происходит под действием на- растающего по времени t избыточного давления сжатого воздуха P,|(t) в расходном резервуаре. Увеличение давления P становится возможным ввиду включ ения в работу RC-цепочки, давление на выходе которой Р, (t) изменяется по экспоненциальном у закон.у и является параметром задания в замк- п нутом контуре программного регулиро- вания давления Р (t).

Роль релейного двухпозиционного регулятора здесь выполняют элемент 13 сравнения и элемент НЕ 19. Пневмокла- паны 8 и 9 являются исполнительными

провода 7. По окончании процесса опорожнения мерной емкости в последн устанавливается давление Р,..,. соответствующее исходному состоянию уст ройства.

Таким образом, цикл работы дозато ра состоит., из стадий наполнения и опорожнения мерной емкости. Полный объем дозы

где

-

v

и v;.

vi

45

объемы жидкости, отпускаемые потребителю соответственно пр наполнении и опорожн нии мерной емкости. Повышение надежности дозирования обеспечивается в предлагаемом устро стве за счет исключения гидрозапорн арматуры из гидравлической магистрали дозатора и за счет ее продувки сжатым воздухом перед включением ус ройства в работу.

органами, а измерение текущего значения величины 7 производится посредством коммутации верхней части расходного резервуара с положительной камерой элемента 13 сравнения, вьтол- няющего также функцию чувствительного элемента системы регулирования. Под действием давления Р, жидкость из расходного резервуара 1 поступает в мерную емкость 3 по трубопроводу 7 и одновременно через сливной патрубок 4 вытекает к потребите-, лю. При наполнении мерной емкости

(при увеличении уровня жидкости h) повышается избыточное давление Р сжатого газа в мерной емкости, верхняя часть которой, начиная с момента начала истечения жидкости через патрубок 4, представляет собой глухую пневматическую камеру, сообщающуюся с положительной камерой элемента 12 сравнения. По достижении величиной значения, равного давлению уставки Ру, элемент сравнения 1-2 переключается в состояние I и сбрасывает на О триггер 15.

При этом процесс наполнения мерной емкости заканчивается. Сжатый воздух за дросселем 16 через прямой вход элемента ЗАПРЕТ 20 стравливается в атмосферу, и элемент 13 сравнения переходит в исходное единичное состояние, снимая управляющий сигнал с пневмоклапанов 8 и 9. При этом расходный резервуар через клапан 9 сообщается с атмосферой, и давление Р начинает уменьшаться. Одновременно с этим открьшается пневмоклапан 5 и избыточное давление в мерной емкости повышается до величины, равной давлен1ао питания источника 6, Под

действием этого давления происходит опорожнение мерной емкости и трубо-

действием этого давления происходит опорожнение мерной емкости и трубо-

провода 7. По окончании процесса опорожнения мерной емкости в последней устанавливается давление Р,..,. соответствующее исходному состоянию устройства.

Таким образом, цикл работы дозатора состоит., из стадий наполнения и опорожнения мерной емкости. Полный объем дозы

О действием этого давления происходит опорожнение мерной емкости и трубо- п

где

-

v

и v;.

vi

5

0

5

объемы жидкости, отпускаемые потребителю соответственно при наполнении и опорожнении мерной емкости. Повышение надежности дозирования обеспечивается в предлагаемом устройстве за счет исключения гидрозапорной арматуры из гидравлической магистрали дозатора и за счет ее продувки сжатым воздухом перед включением устройства в работу.

Расширение диапазона дозирования в предлагаемом устройстве достигается за счет возможности в широких пределах изменять величины постоянной времени RC-цепочки (путем настройки

дросселя 16) и давления уставки Pj. Формула иэобретени

1. Способ дозирования жгодкости пу тем подачи ее в замкнутую емкость до заданного давления и слива дозы, о т л и ч а, ю щи и с я тем, что, с целью повьппения надежности и расши- рения диапазона дозирование, подачу и слив жидкости осуществляют одно- 8ременно при расходе подачи, превы- фающем расход слива, а изменение ;|;авления в замкнутой мерной емкости фсуществлягот по заданному закону. : 2, Устройство для дозирования шдкости, содержащее сообщенную трубопроводом с расходным резервуаром мерную замкнутзто емкость со сливным патрубком в нижней части верхняя TJiacTb которой подключена к положи- 1гельной камере первого элемента Сравнения, отрицательная камера ко- Ir.oporo подключена к задатчику объе- йа дозы, соединенному с источником фжатого газа, два клапана с управля- фщими входами и дроссель, о т л и |1ающееся тем, что, с целью йовышения надежности и расширения

диапазона дозирования, в него введены второй сравнения, элемент ЙЕ третий клапанJ триггер с подклю™ Генными к его взводящему входу пус- овой кнопкой, а к выходу - первым

п 5

0

входом элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, сообщенный выходом с атмосферой, а запрещающим входом подключенный к тому же входу элемента ИЛИ, пневмо- емкость, подключенная к прямому входу элемента ЗАПРЕТ а через регулируемый дроссель - к выходу триггера, сбросовый вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, второй вход элемента ИЛИ подключен к пневмокнолке, а выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом нормально открытого первого клапана, через который верхняя часть мерной емкости сообщена с источником сжатого газа, при этом сливной патрубок размещен в дне мерной емкости, выполненном коническим, а нижняя часть расходного резервуара, который выполнен герметичным, сообщена через трубопровод с верхней-частью мерной емкости, расположенной над расходным резервуаром, верхняя часть которого сообщена через нормально закрытый второй клапан с источником сжатого газа, а через нормально открытый третий клапан - с атмосферой, причем управляющие входы второго и третьего клапанов подключены через элемент НЕ к выходу второго элемента сравнения, положительная камера которого сообщена с верхней частью расходного резервуара, а отрицательная - с выходом регулируемого дросселя.