Устройство для автоматического дозирования газа в жидкость Советский патент 1992 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к устройствам для дозирования газа в жидкость, например хлора в воду, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности, на водоочистных станциях при дозировании хлора в воду.

Цель изобретения -повышение надежности в работе устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит эжектор 1, обратный клапан 2, регулятор 3 расхода хлоргаза и ротаметр 4, установленные на линии подачи хлоргаэа. Ротаметр 4 подключен непосредственно к регулятору 5 давления хлоргаза. Перед регулятором давления

хлоргаза установлены входной вентиль 6 и фильтр 7.

Регулятор 3 расхода выполнен в виде двухмембранной камеры, в которой установлен полый цилиндр 8. В боковой стенке полого цилиндра 8 друг против друга выполнены два отверстия 9, 10. Основание 11 цилиндра 8 жестко прикреплено к мембране 12. В центре второй мембраны 13 жестко смонтирована втулка 14, в которой-с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлена игла 15 игольчатого клапана. Игла 15 имеет коническую головку 16 и цилиндрический стержень 17, на котором выполнен выступ 18. Игла 15 проходит через отверстие 19, выполненное в основаV8

ГО Ы Јt

4 v|

ним 20 полого цилиндра 8. Ротаметр 4 подключен к полому цилиндру 8 при помощи глухой трубы 21, в боковой стенке которой установлено с возможностью взаимодействия с головкой 16 иглы 15 седло 22. Между основанием 20 полого цилиндра 8 и выступом 18 иглы установлена пружина 23. Втулка 14 жестко связана с выходным валом 24 исполнительного механизма 25.

Обратный клапан 2 имеет состоящий из двух частей 26, 27 корпус. Между частями 26, 27 корпуса смонтирована мембрана 28, в середине которой жестко смонтировано седло 29, под которым установлен запорный орган 30, который установлен с возможностью перемещения по направляющим 31. Для подвода хлоргаза в обратный клапан 2 служит входной патрубок 32.

Для измерения расхода воды, в которую дозируется хлоргаз, имеются суживающее устройство (диафрагма) 33 и дифманометр 34, который связан с демодулятором 35 преобразователя 36. На дифманометре 34 установлен дифференциально-трансформаторный датчик 37, который получает питание от блока 38. На ротаметре 4 установлен дифференциально- трансформаторный датчик 39, который присоединен к преобразователю 40, который, в свою очередь, связан с распределителем 41 сигналов. Распределитель 41 сигналов соединен с узлом 42 сравнения расхода воды и хлоргаза, индикатором 43 расхода и с измерителем 44 расхода хлора. Преобразователь 36 соединен с распределительным устройством 45 сигнала расхода воды. Распределительное устройство 45 имеет два выхода, один из которых соединен с измерителем 46 расхода воды, а второй - через переключатель 47 с первым входом анало- ro-множительного блока 48.

Концентратомер 49 хлора соединен узлом сравнения 50 блока динамического преобразователя 51. Задатчик 52 заданной концентрации хлора в воде также соединен с узлом сравнения 50 блока динамического преобразователя 51. Выход блока динамического преобразователя 51 подключен к второму входу аналого-множительного блока 48. Выход аналого-множительного блока 48 соединен с узлом 42 сравнения расхода воды и хлоргаза, который соединен с входом электронного регулятора 53, выход которого соединен с электродвигателем 54 исполнительного механизма 25. Для задания требуемого соотношения хлоргаза и воды служит задатчик 55. Индикатор 56 служит для показания положения иглы 15 игольчатого клапана.

Устройство работает следующим образом.

Хлоргаз через входной вентиль 6 проходит фильтр 7, в котором происходит отделение механических примесей. Постоянное давление хлоргаза поддерживается регулятором 5 давления. Электрический ротаметр 4 измеряет расход хлоргаза. Количество проходящего хлоргаза измеряется непос0 редственно при помощи установленного на ротаметре 4 дифференциально-трансформаторного датчика 39. Далее хлоргаз проходит регулятор 3 расхода и через обратный клапан 2 поступает в эжектор 1, где смеши5 вается с водой и в виде газожидкостной смеси вводится в основной поток воды.

В регуляторе 3 расхода регулирование осуществляется изменением положения иглы 15 игольчатого клапана в отверстии сед0 ла 22 того же клапана. При понижении вакуума на выходе регулятора 3 расхода ниже заданной величины уменьшается количество протекающего через отверстие седла 22 хлоргаза до тех пор, пока не восстановит5 ся заданный минимальный вакуум. При понижении вакуума уменьшение количества хлоргаза, протекающего через игольчатый клапан, производят путем изменения положения иглы 15, коническая головка 16 кото0 рой при этом взаимодействует с седлом 22. При этом втулка 14 служит для передачи усилия от .выходного вала 24 исполнительного механизма 25. Под воздействием пружины 23, установленной между выступом 18

5 и основанием 20 полого цилиндра 8, между иглой 15 и втулкой 14 образуется жесткая связь до тех пор, пока мембрана 12, жестко присоединенная к полому цилиндру 8, не начнет воздействовать на иглу 15. Хлоргаз,

0 проходя ротаметр 4, поступает через седло 22 игольчатого клапана, смонтированного в боковой стенке глухой трубы 21 в полый цилиндр 8 и через отверстие 10 выходит из регулятора 3 расхода и поступает через

5 входной патрубок 32 к запорному органу 30. При образовании разрежения в камере части 26 корпуса возникает сила, противодействующая силе мембраны 28. Под влиянием разности давлений входа и выхода седло 29

0 поднимается и его нижний конец освобождает запорный орган 30. который под влиянием давления газа поднимается по направляющим 31, освобождая хлоргазу путь через камеру части 27 корпуса. При

5 уменьшении разности давлений входа и выхода седло 30 опускается под воздействием мембраны 28. При этом седло 29, в свою очередь, воздействует на запорный орган 30, который закрывает воде доступ во входной патрубок 32.

Расход протекающего через ротаметр 4 хлоргаза измеряется при этом при помощи установленного на ротаметре 4 дифференциально-трансформаторного датчика 39 и преобразователя 40. с которого измери- тельный сигнал подается через распределитель 41 сигналов в узел 42 сравнения расхода воды и хлоргаээ, индикатор 43 расхода и измеритель 44.

Расход воды заменяется с помощью ди- афрагмы 33 и дифманометра 34. Замерный сигнал с дифференциально-трансформаторного датчика 37 подается на преобразователь 36. откуда сигналы подаются в распределительное устройство 45 и далее - в измеритель расхода воды 46 и через переключатель 47 - на первый вход анэлого-мно- жительного блока 48.

Если дозирующее устройство работает в режиме регулирования соотношения рас- хода, сигнал расхода воды направляется из распределительного устройства 45 сигналов прямо через переключатель 47 в узел сравнения 41 и оттуда в электронный регулятор 53 и с помощью задатчика 55 дается требуемое соотношение хлоргаза и воды.

Если происходит изменение заданного соотношения воды и хлоргаза, из узла 42 сравнения несбалансированный сигнал поступает в электронный регулятор 53. Сфор- мированный на выходе электронного регулятора 53 сигнал подается на электродвигатель 54 исполнительного механизма 25 регулятора 3 расхода газа до тех пор, пока восстановится заданное соотношение воды и хлоргаза.

Задатчиком 52 дается необходимая концентрация хлора в воде,сигнал, характеризующий требуемую концентрацию, подается в узел 50 сравнения аналого-час- тотного преобразователя 57, в который подается также от концентратора 49 хлора сигнал, характеризующий действительную концентрацию газа в воде.

Эти сигналы сравниваются в узле сравнения 50 и если действительная концентрация не отвечает заданной, то сигнал, поступающий с выхода аналого-частотного преобразователя 57 направляется через уп- равляемый делитель 58 частоты, коэффициент деления которого задается задатчиком 59. Из управляемого делителя 58 частоты сигнал поступает в реверсивный двоичный счетчик 60, который работает в режиме ело- жения или вычитания в зависимости от знака входного сигнала узла сравнения 50. С выхода реверсивного двоичного счетчика 60 сигнал поступает на вход интегрирующего запоминающего блока 61, с выходом которого соединен вход цифроаналогового преобразователя 62, выход которого, в свою очередь, соединен с вторым входом анало- го-множительного блока 48.

Преобразователь 36 работает следующим образом.

Напряжение переменного тока от дифференциально-трансформаторного датчика 37 преобразуется демодулятором 35 в напряжение постоянного тока и суммируется с напряжением корректора 63. На суммирующем узле результирующий сигнал усиливается усилителем постоянного тока 64, на выходе которого формируется сигнал постоянного тока, пропорциональный расходу воды,которыйподаетсяна распределительное устройство 45 сигнала. Питание первичной обмотки дифференциально-трансформаторного датчика 37 осуществляется блоком 38 питания, смонтированного в преобразователе 36.

Формула изобретения

Устройство для автоматического дозирования газа в жидкость, например, хлора в воду, содержащее эжектор для смешивания хлоргаза с водой, обратный клапан, регулятор расхода газа, ротаметр и регулятор давления газа, установленные на линии подачи хлоргаза, и блок управления, связанный с исполнительным механизмом, имеющим проводной вал, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы, регулятор расхода газа выполнен в виде двухмембранной камеры, установленного на ней полого цилиндра с двумя противоположно расположенными отверстиями в его боковой поверхности, и игольчатого клапана для регулирования величины вакуума и расхода, при этом одно из оснований цилиндра жестко связано с одной из мембран, в центре другого основания цилиндра выполнено отверстие для иглы игольчатого клапана, а в центре второй мембраны расположена втулка, жестко связанная с приводным валом исполнительного механизма, стержень иглы игольчатого клапана установлен во втулке с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а ротаметр подключен к полому цилиндру посредством трубы, в боковую стенку которой вмонтировано седло с возможностью взаимодействия с головкой игольчатого клапана.

Использование: водоочистка на водоочистных станциях. Сущность изобретения: в устройстве, содержащем эжектор, регулятор расхода газа, ротаметр, регулятор давления газа и блок управления, связанный с исполнительным механизмом, регулятор расхода газа выполнен в виде двухмембран- ной камеры, в которой установлен полый цилиндр с двумя противоположно расположенными отверстиями в его боковой поверхности, и игольчатого клапана для регулирования величины вакуума и расхода. Одно из оснований цилиндра жестко связано с одной из мембран. В центре другого основания цилиндра выполнено отверстие для иглы игольчатого клапана, а в центре другой мембраны расположена втулка, жестко связанная с приводным валом исполни- тельного механизма. Стержень иглы игольчатого клапана установлен во втулке с возможностью возвратно-поступател ьного перемещения а ротаметр подключен трубой к полому цилиндру в боковую стенку которого вмонтировано седло с возможностью взаимодействия с головкой игольчатого клапана. 1 ил. о Ё