Устройство для регулирования уровня Советский патент 1980 года по МПК G05D9/04 

Изобретение относится к автоматическим системам регулирования, конкретно К устройству для регулирования уровня жидкостей различной вязкости, и может быть использовано в. устройствах для нанесения лицевого покрытия на основу при производстве рулонных материалов, например синтетической кожи.

Известно пневматическое устройство сброса подтоварной жидкости из резервуара, сигнал которого может быть использован для сброса, жидкое-ти из резервуара. Оно содержит расположенные на разных уровнях резервуара трубки, верхние входы которых соединены с отрицательной и положительной входными камерами сравнения элемента и через дроссели с источником питания. Вторай отрицательная камера элемента сравнения соединена с вьгосодом задатчика давления, а выход элемента сравнения - с управляющим входом клапана сброса жидкости из резервуара. Нижний конец дополнительной трубы расположен на предельно допустимом уровне границы раздела двух жидкостей, а верхний соединен с соплом нормально

закрытого клапана, проточная камера которого соединена с атмосферой, а управляющая - с выходом переключателя, работающего в пу.пьсирующем режиме. Указанное устройство может быть использовано и для автоматического регулирования верхнего уровня однородной жидкости. Выход элемента сравнения в этом случае должен быть

10 подключен к входу нормально открытого входного запорного клапана flj.

Недостатком устройства является низкая чувствительность из-за относительно высокого значения давления

15 срабатывания элемента сравнен ия.0но применимо то.пько при значительном допустимом перепаде уровня ( в оборудовании для производства синтетических кож, где иногда допустимый пере20пад уровня составляет всего 1-2 мм, оно неприемлемо). Недостатком устройства .является также конструктивная сложность, обусловленная использованием автоматического устройства, обе25спечивающего пульсирующий режим работы переключателя.

Переналадка известного устройства на иной диапазон регулирования ввиду наличия дополнительной трубы. охватывающей трубки, затруднительна Кроме того, устройство невозможно использовать для герметичных резер вуаров , так как при наполнении жидкостью резервуара в этом случае ста тическое давление в нем повышается и происходит выброс жидкости из резервуара через дополнительную трубу Наиболее близким к данному является устройство для регулирования уровня , содержащее усилитель , исполнительные органы подачи и отбора жидкости, манометр, питающий дроссель, сопло, вентиль, емкос в которой на заданной высоте закреплен колокольный датчик уровня, состоящий и& глухой камеры,- подвижная стенка которой служит заслонкой преобразователя типа сопло-заслонка, распределителя, через внутренн каналы которого полость глухой каме ры соединяется с полостями колокола, и трубки малого диаметра, установленной на высоте ниже колокола датчика уровня 27. Недостатками устройства является невозможность регулирования уровня жидкости в широком диапазоне без замены трубки малого диаметра либо глуКой камеры. В случае работы на вязких растворах наличие трубки малого диаметра ограничивает диапазон регулирования уровня, так как с повышением вязкости увеличивается ми.нимально допустимый диаметр, при котором не происходит мгновенного зарастания этой трубки. Недостатком устройства является так:Же люстоянкое накопление ошибки диапазона регулирования из-за неизбежных утечек в распределителе и особенно из-за заращивания трубки малого диаметра во время работы с вязкими растворами. Кроме того, отсутствие средств поддержания постоянного давления в емкости не позвсэляет использовать устройство для регулирования уровня в герметичных емкостях при работе с токсичными растворами, а также с растворами, требующими защиты от загрязнения. При наполнении емкости давление в ней повышается, что ведет к увеличе нию растворимости газов в растворе а при Опорожнении емкости давление понижается и, следовательно, раство рим9сть газов уменьшается. Переменная 1растворимость газов в растворе приводит к неоднородному нанесению раствора на обрабатываемый материал в частности при изготовлении синте тической кожи, и таким образом ухуд шает качество лицевого покрытия. В устройстве невозможно производить ручное управление в момент настрой и отладки оборудования. Цель изобретения - расширение д пазона регулирования контролируемо параметра и улучшение Э ;с11..иоиных характеристик. Для достижения этой цели устройство содержит струйный элемент памяти и консольно закрепленную плоскую пружину, на свободном конце которой установлена пластина с отверстием ДЛ1Я Связи с пневматическим путевым выключателем, причем на торце колокольного датчика уровня размещена мембрана, связанная со свободным концом плоской пружины, на средней части которой размещена подвижная опора, выходы пневматического путевого , выключателя соединены с входами струйного элемента памяти, прямой выход которого соединен с управляющим входом усилителя мощности, а инверсный с емкостью. На чертеже .представлена принципиальная схема устройства для регулирования .уровня. Устройство содержит пневмотумблер 1 системы питания, выход которого подключен через дроссель 2 к входным соплам 3 и 4 пневматического струйного путевого выключателя, выходные сопла 5 и 6 которого подключены к входам подсоединенного к выходу пневмотумблера 1 через дроссель 7 струйного элемента 8 памяти. Прямой выход струйного элемента 8 памяти подключен к входу усилителя 9 мощности, подключенного к выходу пневмотумблера 1, а инверсный - через обратный клапан 10 к емкости 11. В емкость 11 нижним открытым концом погружен колокольный датчик 12 уровня. Устройство содержит также консольно закрепленную плоскую пружину 13, опирающуюся своей средней частью на подвижную опору 14, имеющую пластину 15 с отверстием и прикрепленную к свободному концу пружины 13. К емкости 11 подключен исполнительный орган подачи раствора - насос 16 через нормально закрытый входной Клапан 17,вход которого.подключен к выходу усилителя 9 мощности, к верхней части емкости 11 подключен предохранительный клапан 18, а к полости колокольного датчика 12 уровня - индикатор 19оУРОВня, выполненный в виде дифференциального манометра. Мембрана 20 укреплена на торце колокольного датчика 12 уровня. Устройство работает следующим образом. При опустошении емкости 11 давление газа в полости колокольного датчика, уровня 1.2 равно нижнему уровню, поэтому пружина 13 с пластиной 15 занимает крайнее нижнее положение и обеспечивает свободное прохождение струи от сопла 3 к соплу 5 верхней части струйного путевого аыключателя, но преграждают путь прохождения струи между соплами 4 и 6 нижней части струйного путевого выключателя .

При включении пневмотумблера 1 питание подводится одновременно через дроссель 2 к соплам 3 и 4, через дроссель 7 к элементу 8 памят и напрямую к усилителю 9 мощности. Сопло 5 принимает пневматический сигнал, поступающий далее на вход а элемента 8 памяти, в результате чег последний переключается в состояние при котором единичный пневматически сигнал снимаетсяс выхода г и поступает на вход усилителя 9 мощности, переключая его. От усилителя 9 мощности пневматический сигнал поступает на вход входного клапана 17 и переключает его, чем обеспечивается свободный проход раствору от насоса 16 в емкость 11, т.е. происходит наполнение емкости раствором.

По мере заполнения емкости часть раствора заходит в полость колокольного датчика 12 уровня и производит сжатие замкнутого в нем объема газа, вследствие чего мембрана 20 начинает перемещаться вверх, а под ее воздействием перемещается вверх и пружина 13 с пластиной 15. Заполнение емкости 11 происходит до тех пор, пока отверстие в пластине 15 не совместится с соплами 4 и б нижней части струйного путевого выключателя и не обеспечит свободное прохождение струи от сопла 4 к соплу 6, при этом проход струи от сопла 3 к соплу 5 преграждает верхняя часть пластины 15. Таким образом, прием пневматического сигнала начинается в сопле 6, а в сопле 5 прекращается. От сопла 6 пневматический сигнал поступает на вход б элемента 8 памяти и переключает его в состояние, при котором единичный пневматический сигнал снимается с выхода в , что приводит к переключению усилителя 9 мощности и клапана 17 в исходное положение, т.е. к прекращению наполнения раствором емкости 11.

По мере расходования раствора пластина 15 опускается до тех пор, пока не откроется проход струе от сопла 3 к соплу S. Далее устройство работает как описано.

При наполнении емкости 11 раствором постоянное давление газа в емкости поддерживается предохранительным клапаном 18, через который излишки газа направляются к устройству очистки, а при опорожнении емкости с целью предотвращения падения давления в емкости производится подпитка с выхода в струйного элемента 8 памяти через обратный клапан 10.

Перенастройка диапазона регулирования уровня производится путем смещения верхней части струйного пугевого выключателя с соплами 3-5 относительно верхней кромки пластины 15 и нижней части струйного путевого выключателя с соплами 4-6 относительно отверстия в пластине 15, а также изменением жесткости пружины 13 путем перемещення подвижной опоры 14.

Для увеличения диапазона регулирования уровня необходимо нижнюю часть струйного путевого выключатеeля с соплагли 4-6 сместить вверх относительно отверстия в пластине 15, а верхнюю часть струйного путевого выключателя с соплами 3-5 сместить вниз относительно верхней части пла5стины 15 и увеличить жесткость пружины 13 смещением подвижной опоры 14 влево. В результате этого увеличивается время наполнения и соответственно опорожнения емкости.

Для уменьшения диапазона регули0рования уровня производят обратные смещения указанных элементов.

Визуальный контроль количества раствора в емкости- производится по. индикатору 19 уровня. При наполне5нии емкости 11 раствором давление в полости колокольного датчика 12 уровня повышается, а при опорожнении емкости 11 давление понижается. Изменения уровня раствора в емкос0 ,ти 11 выражаются в изменении показаний индикатора 19 уровня.

Ручное управление наполнением емкости 11 достигается при перемещении подвижной опоры 14 в крайнее

5 левое положение, исключается возможность перемещения пружины 13 с пластиной 15 вверх и обеспечивается свободное прохождение струи от сопла 3 к соплу 5. Наполнение емкости

0 11 раствором происходит при включении пневмотумблера 1, а прекращение наполнения при отключении его. Подпитка емкости газом при опорожнении емкости при ручном управлении

5 производится от постороннего источника, в остальном все элементы устройства при ручном управлении работают так же, как и при автоматическом режиме.

0

Формула изобретения

Устройство для регулирования уровня, содержащее усилитель мощности, связанный с входным клапаном, подключенный к исполнительному органу подачи и отбора жидкости в емкость, мембрану, пневматический путевой выключатель и.колокольный датчик уровня, отличающе ес я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона регулятора и улучшения эксплуатационных характеристик, оно содержит струйный элемент памяти и консольно закрепленную

плоскую Г1ружину, на свободном конце которой установлена пластина с отйерстием для связи с пневматическигл выключателем, причем на торце колокольного датчика уровня размещена мембрана, связанная со свободным концом плоской пружины, на средней части которой размещена подвижная опора , выходы пневматичес,KOfo путевого выключателя соединены с. входами струйного элемента памяти

/СпотреЬиfne Hj

прямой выход которого соединен с управляющим входом усилителя мощносХи, а инверсный - с емкостью

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 524168, кп. О 05 и 9/04, 1974,

2.Авторское свидетельство СССР № 607113, кл. С 05 /59/04, 1976 (прототип).