Автоматический дозатор для жидкостей Советский патент 1962 года по МПК G01F11/00 

Регулирование расхода жидкости в количестве, определяемом ее объемом в перепускном цилиндре, путем варьирования частоты перепусков через этот цилиндр общеизвестно и применяется в промышленности. Однако они ненадежны в длительной эксплуатации, когда требуется большая точность дозирования.

Предлагаемый автоматический дозатор для жидкостей отличается от известных тем, что его клапаны выполнены из противокоррозионного материала, герметическими, электромагнитного действия, а для дозирования он оснащен генератором импульсов варьируемой частоты для подачи этих импульсов через реле в электромагниты клапанов перепускного цилиндра. Благодаря такой конструкции достигается высокая точность дозирования жидкости.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого автоматического дозатора. Вся система состоит из управляюще-контрольного устройства (УКУ) и собственно дозатора /Л связанных лишь электрическими импульсными трассами дискретного действия. Дозатор забирает жидкость из аппарата А и обеспечивает нужную подачу ее в аппарат Б. Два специальных герметических электромагнитных клапана 1 и перепускной цилиндр 2 образуют распределительное устройство, которое выдаст объем 1/о жидкости (зависящий от размеров перепускного цилиндра) При подаче электрического импульса в соответствующие обмотки 01, 02, 03. 04. Схема является двухполупериодной (в изображенном, на схеме положении подано питание в обмотки 01 и 04), жидкость поступает в правую полость перепускного цилиндра, а из левой полости выдавливается на выход.

Все указанные узлы выполняются из немагнитной, стойкой в агрессивных средах стали IX18H9T (или иной, в зависимости от дозируемой среды). Из этого же материала выполняются запорные шарики и

№ 145219- 2

поршень 3 перепускного цилиндра. Поршень 3 может выполняться также аз фторопласта, а перепускной цилиндр - из стекла.

Источником электрических импульсов является генератор импульсов. Исполнение частоты посылки импульсов ( т. е. заданного значения расхода) осу1цест15ляется рукояткой 4 дискретного вариатора генератора импульсов. Установка осуществляется по шкалам 5. Перепускной цилиндр может быть дополпен специальными индукторными указателями 6 положения поршня 3 (для этого он должен содержать ферромагнитную вставку). Когда поршень 3 доходит до крайних положений, посылается электрический импульс в имеющуюся схему соответствия; последняя проверяет, соответствует ли «заданию - посылке электрического импульса от генератора импульсов «исполнение - выдача, единичного объема У,, жидкости. В случае несоответствия предусмотрепа сигнализация 7.

Если такая порционная подача жидкости при выде1)живании среднего значения расхода (учитывая, что величины Vo невелики) технологическн приемлема, то этим схема дозатора и ограничивается. Если же дозатор должен обеспечить постоянный расход с ограниченным коэффициентом Пульсации его, то используется явление гидростатического самовыравнивания (возможно также, с целью значительного уменьшения габаритных размеров дозатора, нрименение пневматического самовыравнивания). Для этого схема дозатора дополняется емкостью самовыравнивания 8, куда подается объем Vo л ;идкости из распределительного устройства. На выходе емкости самовыравнивания предусмотрено гидравлическое сопротивление 9, выполненное в виде спирали из трубки, чтобы вариация гидравлического сопротивления в процессе эксплуатации была малой.

Каждому среднему значению расхода Qcp будет соответствовать определенное значение уровня в емкости самовыравнивания; фактический уровень будет колебаться относительно этого значения с частотой подачи импульсов, определяемой временем цикла Т (фиг. 1,6). Следует подчеркнуть, что вариация величины гидравлического сопротивления (вследствие, например, возрастания его) никак не влияет на величину расхода, - меняется лишь уровень в емкости самовыравнивания.

Однако, как показали экспериментальные исследования, в большинстве случаев эти изменения будут невелики. В этих случаях величина уровня в емкости самовыравнивания может быть использована для контроля расхода. Для этого используется индуктивный датчик, состоящий из двухмостного поплавка 10, плавающего в жидкости (внутренний его слой из ферромагнитного материала, а наружный - из фторопласта) и катушки 11, которая может перемещаться от принимающего 12 синхронной передачи на постоянном токе.

При установке катущки П электромагнит освобождает фиксатор кинематической линии; затем линия обесточивается. Установка катушки 11 осуществляется рукояткой 13, связанной с датчиком синхронной передачи.

Однокаскадный фазочувствительный полупроводниковый усилитель обеспечивает указание о положении поплавка на сигнальном устройстве 14. При помощи этой системы возможно осуществление дополнительного периодического объективного контроля расхода методом инте ального отклонения. Для этого осуществляется «измерение уровня (при помощи рассмотренной системы). Затем закрывается запорный клапан 15 дозатора и в емкость самовыравнивания подается определенное число объемов Vo жидкости (либо распределительное устройство работает определенное время). Далее осуществляется «измерение второго значения уровня, производится расчет фактического среднего

значения расхода и, в случае необходимости, рукоятками 4 вводится коррекция. Этот метод применим, если технологические соображения не исключают кратковременного прерывания потока. Вообще же возможно применение дополнительных устройств 16 (основанных также на методе интегрального отклонения), обеспечивающих автоматическое измерение фактического расхода и введение коррекции.

Распределительное устройство может быть выполнено и так, как показано на фиг. 1,в. Здесь лри подаче питания в обмотке 01 03 электромагнитных клапанов происходит заполнение объема V,,, при подаче питания в обмотки 02 и 04 этот объем выдается в емкость самовыравнивания. Этот вариант распределительного устройства проще и обеспечивает большую точность, нежели ранее рассмотренный. Однако применение его ограничено случаями, когда давление в аппаратах Л и Б одинаково и когда в аппарате А имеется свободное зеркало жидкости.

На фиг.. 2 показан специально разработанный герметичный клапан распределительного устройства. Жидкость поступает по трубке / и, в зависимости от положения шарикового клапана 2, подается в левую или правую полость клапана. Клапан перемещается толкателями 3, изготовленными из стали IXI8H9T. Внутри каждого толкателя заварен сердечник 4 из ферромагнитного материала. Толкатель перемещается во втулке 5, выполненной из стали IXI8H9T и приваренной к корпусу клапана. Таким образом, герметичность обеспечивается без применения сальников, сильфонов и т. п. На втулку надевается катущка с обмоткой 6. Кожух 7 является магнитоцроводом.

Для изменения расхода (т. е. числа импульсов в единицу времени) в генераторе импульсов служит специально разработанный дискретный вариатор, схема которого показана на фиг. 3.

Синхронный электродвигатель 1 вращает щестерню 2, имеющую различные по длине зубцы. С этой шестерней сцеплены шестерня 3 грубого отсчета и шестерня 4 точного отсчета. Эти шестерни установлены на скользящей щпонке и могут перемещаться рукоятками 5 установки расхода грубого отсчета и - точного отсчета. Вращения шестерен 3 VL 4 складываются на дифференциале 7 и суммарное вращение передается на диск 8 с закрепленным на нем постоянным магнитом 9. Таким образом, средняя угловая скорость магнита зависит от фиксированных установок рукояток 5 и .

При числе зубцов шестерен 2, 3 vi 4, равном 10, можно установить 100 значений средней угловой скорости, т. е. можно устанавливать значение расхода с точностью +0,5%. При добавлении еще одной шестерни и одного дифференциала число фиксированных значений расхода равно 1000 и т. д.

При вращении магнит 5, проходя мимо вакуумных ртутных контактов 10 (на электрической схеме контакты 1 ВК и 2 ВК), размыкает их. При размыкании контакта 1ВК реле IP срабатывает и блокируется (контакт 1Р1 размыкается). Контакт 1Р2 включает реле РУ. Благодаря этому контакт РУ1 подает питание в обмотки ЭМ1 и ЭМ2 электромагнитных клапанов (обмотки ЭМЗ и ЭМ4 обесточены). При прохождении магнита мимо контакта 1ВК реле IP разблокируется, реле РУ выключается и обмотки ЭМ1 и ЭМ2 обесточиваются, а питание подается в обмотки ЭМЗ и ЭМ4. Следовательно, за каждый оборот диска 8 в обмотки электромагнитных клапанов будет подано два импульса и распределительное устройство выдает два объема жидкости.

Рассмотренная схема генератора импульсов (содержащая реле) может быть заменена схемой на полупроводниках.

- 3 -№ 145219

№ 145219 Предмет изобретения

Автоматический дозатор для жидкостей, например, агрессивных, состоящий из перепускного цилиндра определенного объема с клапанами на входе и выходе из него, отличающийся тем, что, с целью достижения высокой точности дозирования жидкости, его клапаны выполнены из противокоррозионного материала герметическими, электромагнитного действия, а для дозирования он оснащен генератором импульсов варьируемой частоты для подачи этих импульсов через реле в электромагниты клапанов лерепускного цилиндра.

- 4

О

-СЭ