Устройство для регулирования концентратами растворов Советский патент 1977 года по МПК G05D11/13 

двух элементов И подсоединены через элемент ИЛИ к клапану заполнения, выходы третьего и четвертого элементов И подсоединены к формирователю сигналов управления, один из входов триггера через пятый элемент И соединеп с блоком управления и блоком измерения, другой вход соединен с сигнализатором.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит соединенный с реакционным аппаратом 1 через входной клапан 2 дозаторреактор 3, соединенный через нромел :уточиый клапап 4 с дозатором 5 реагента (реагенттитрант), который через кланан 6 занолнения соединен с источником 7 реагента. Дозатор реагента снабжен общим сигнальным электродом 8, сигнальными электродами 9, 10 верхнего уровня, расположенными на различной высоте, и сигнальным элекгродо,м 11 нижнего уровня. Сигнальные электроды 9 и 10 через резисторы 12 и 13 подключены к блоку управления 14. Дозатор-реактор 3 соединен с блоком измерения (измернтельпым блоком) 15, к которому через пятый элемент И 16 нодключен триггер 17. К выходам триггера присоединены входами четыре элемента И 18, 19 и 20, 21. Другие входы нервых двух элементов И 18 и 19 подключепы к блоку управления 14 и сигнальным электродам 9 н 10, а выходы этих элементов И через элемент ИЛИ 22 подключены к клапану занолпения 6. Другие входы третьего и четвертого элементов И 20 и 21 подключены к блоку управления 14, а выходы этих элементов И подключены к формирователю 23 сигналов унравлеНия. Другой вход пятого элемента И 16 соединен с измерительным блоком 15. К блоку управления 14 подключены также входной кланаи 2, нромежуточпый клапан 4 и сигнализатор 24, к которому подключен сигнальный электрод И нижнего уровня. Формирователь сигналов управления воздействует на исполнительные механизмы 25 и 26 реакционного аппарата.

Блок управления 14 вынолнен таким образом, что сигиал, соответствуюндий логической единице, появляется последовательно на каждом из его выходов I-IV. На остальных выходах в это время присутствуют сигналы, соответствующие логическим пулям.

Устройство работает циклически следую1Ц.НМ образом.

Каждый цикл содержит ряд тактов, следуюн1их друг за другом в соответствии с сигналами, появляющимися последовательно на выходах I-IV блока управления 14.

В первом такте на выходе I блока 14 появляется единичный сигнал, который воздействует на кланан 2 и открывает его. Исследуемая лшдкость из реакционного аппарата 1 заполняет дозатор-реактор 3, в течение времен ; достаточного для обновлепия пробы в нем.

Во втором такте на выходе I исчезает еди.пичный сигнал. Кланап 2 закрывается - нроисходит форм41рование дозы пробы исследуемой жидкости. Одновременно на выходе И

появляется единичный сигнал, который через резисторы 12, 13 поступает на первые входы первой группы элементов И 18, 19. На втором входе одного из этих элемеитов всегда присутствует единичный сигнал с одного из выходов триггера 17. Если единичный сигнал присутствует на прямом выходе триггера 17, то на выходе элемента И 18, еоединенного с электродом 9 верхнего уровня, также появляется единичный сигнал. В это же время на

пиверспом выходе триггера есть пулевой сигпал и такой же сигнал на выходе элемента PI 19, соединенного с электродом 10 верхпего уровня. Если же едипичный сигнал присутствует па инверсном выходе триггера 17,

то па выходе элемента И 19 возникает едни.ичный сигнал, а на выходе элемента И 18- пулевой.

Таким образом, на выходе одного из элементов И 18, 19 присутствует едииичный сигнал, в то время как па другом из этих элементов И - сигнал нулевой. Единичный сигнал с любого из элементов И 18, 19 первой группы, через элемент ИЛИ 22, воздействует на кланан 6 и открывает его.

Происходит заполнение дозатора 5 из источника 7 реагента. При достижении реагента 15 дозаторе 5 уровпя электрода 9 цепь между нпм и обпгнм электродом 8 замыкается, н па входе соедииенного с электродом 9 элемепта

И 18 появляется нулевой сигнал. Если нрн этом на прямом выходе триггера 17 ирисутствует единичный сигнал и, следовательно, единичный сигнал был на выходе элемента И 18, то теперь на выходе этого элемента ноявляется пулевой спгнал. Последний, воздействуя через элемент ИЛИ 22 па клапан 6, отключает его. Происходит заполнение дозатора 5 реагента меиьщей дозой реагента. Если ж& единичный сигнал прнсутствует

на инверсном выходе триггера 17 н, следовательно, на выходе элемента И 18 был нулевой сигнал, а па выходе элемента И 19 - единичный, то появление нулевого сигнала па втором входе элемента И 18 не измеияет его

выхода, и поэтому ia6op реагента в дозатор 5 продолжается.

При достижении реагентом уровня электрода 10 замыкается цепь Л1ежду ним и o6nu«i электродом 8, что приводит к появлению пулевого сигнала ,на входе элемента И 19 и на его выходе. Поэтому клапан 6 отключается. Происходнт заполнение дозатора 5 реагента большей дозой.

Таким образом, во втором такте нроисходит занолнепие дозатора 5 реагепта титрантом, причем величина определяется состоянием триггера 17. Если единичный сигнал присутствует на прямом выходе триггера 17, то пронсходнт занолпение дозатора 5 реагепта

меньшей дозой, а если единичный сигнал присутствует иа инверсном выходе, то дозатор 5 заполняется большей дозой.

В третьем такте ноявляется единичный сигнал на выходе III блока 14, который через сигнализатор 24 нижнего уровня воздействует на клапан 4 и открывает его. Пронсходит выдача дозы из дозатора 5 реагента в дозаторреактор 3 и перемешивание в последнем пробы с реагентом в течение достаточного промежутка времени.

Одновременно с этим единичный сигнал с выхода II блока 14 ностунает на вход триггера 17 и устанавливает его в определенное исходное состояние, нри котором на его инверсном выходе ноявляется единичный сигнал.

В четвертом такте иа выходе IV появляется единичный сигнал, который, попадая на входы элементов И 16, 20, 21 подключает выход измерительного блока 15 па вход триггера 17, а к выходу последнего подключает формирователь 23 сигналов управления.

Измерительный блок 15 устроен таким образом, что он выдает единичный сигнал при избытке реагента в дозаторе-реакторе 3 (перетитровка пробы) и нулевой сигнал - нри недостатке реагента (педотитровка пробы).

Поэтому, если в дозаторе-реакторе 3 проба перетитрована, то триггер 17 перебрасывается в положение, нри котором единичный сигнал появляется па его прямом выходе,т.е. в положепие, противоположное исходному. Если же в дозаторе-реакторе 3 проба недотитропапа, то переброса не произойдет - триггер в нсходпом состоянии.

Сигналы с выходов триггера 17 через элементы И 20 и 21 ноступают на формирователь 23, который через исполнительные механизмы 25 и 26 воздействует на химический процесс, протекаюп1,ий в реакциопном аппарате 1.

В пятом такте па выходе iV блока 14 появляется нулевой сигнал, формирователь 23 и измерительный блок 15 отключается от триггера 17. Поэтому триггер 17 сохраняет то состояние, в котором он находился в четвертом такте, внлоть до третьего такта следующего цпкла, когда вновь произойдет переброс триггера 17 в псходнсзе состояние.

Таким образом, триггер 17 запоминает нанравлепие воздействия па химический процесс устройства для автоматического измерения.

Так как величина дозы реагента определяется состоянием триггера 17, то во втором такте следующего цпкла нропзойдет набор большей дозы реагента, если в предыдущем цикле дозы пробы в дозаторе-реакторе 3 была педотитрована, и наоборот, меньшей дозы реагента, если проба в предыдун ем цикле была перетитрована.

Данное изобретенне нозволяет по сравнепию с известными устройствами увеличить ючпость регулирования концентрации растворов в аппаратах с распределенными параметрами за счет того, что изменение управляютцего воздействия на противоно„тожное происходит не только до изменения отклонения концентрации в реакционном аппарате от заданного значения в противоположную сторону, но даже до того, как концентрация в реакционном анпарате достигнет заданного значения, т. е. даппое устройство работает с предварением, причем на основе минимальной информации: неретптровапа пли педотитрова la доза пробы, а величипа зада.пия регулируется изменением расстояния между электродами.

В процессе нспытаппя устройства отклонеипе величины текущей концентрации от номиналыюй в 1,5-2,0 раза мепьше, чем в известных устройствах за счет эффекта предварения, что в целом повышает быстродействие и точность регулирования. Один из опытных промыгпленных образцов устройства передан в эксплуатацию Славянскому содовому комбинату. Результаты испытаний положительные. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства для регулироваипя копце1гграцип растворов в промышлеипости составит около 20 тыс. руб. в год па

() СЬСТО..

Ф о р Л у ,1 а н 3 о б э е т е н II я

Устройство для регулпровання концентрации растворов, содержащее нснолнительные мехаппз.мы, установленные в реакцпонном аппарате, соединеппом через входпой клапан с

блоксхм унравлеп.ия н дозато.ром-реакторОМ, Кото.рын соеди1нен с блоком измере ння и через промежутОчлый клапан с снгиализатором и дозато;ром реагента, в которол; размещены электроды, один пз коTopi ix оюдключен через снг-пализатор к блоку управлеппя, а другие электроды - к соответствующим выходам блока управления, псточннк реагента, подсоединенный через клапан заполнения к дозатору реагента, п формнрователь си.гпалов уПранлецпя, соеди-поиный с пснолннтел1 нымн механизмами реакционного аппарата, отличающееся тем, что, с целью повьппенпя точности регулпровапия, в iieio введены триггер, элемент ПЛП и элементы И, входы четырех элементов И подключены к блоку управлення и выходам триггера, выходы первых двух элементов И подсоединены через элемент ИЛИ к клапану заполнения, выходы третьего п четвертого элемептов И подсоедипены к формирователю сигналов управлеппя, одни пз входов триггера через иятый элемент li еоедннен с блоком управления ц блоком пзме)еп11я, другой Вход соедпнеа с омгиализатором.

Источники ппформации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авторское свидетельство СССР uV 234729, М. Кл.2 G 01N 3/06, 1968 г.

2.Авторское свидетельство СССР N° 248334, М. Кл. G 01N 15/00, 1969 г.