Устройство для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавах Советский патент 1982 года по МПК A23L3/02 

Изобретение относится к стерилизации пищевых продуктов, например пр изготовлении рыбных консервов. Известно устройство для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавахг состоящие из терморегулятора и регулятора давления, таймера временных инт валов, мембранных вентилей, основных и обводных паро- и водопроводов 13. Недостаткшйи указанного устройства является малая надежность, связанная с использований зубчатых передач, кулачковых механизмов и механических контактных групп, сложность обслуживания и наладки програм ыа стерлизации, жесткая зависимость выполнения процесса стерилизации от давления в подводящих паро- и воздух проводах . Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройство для автоматического управления .процессом стерилизации в автоклавах содержащее регуляторы температуры и давления, связанные с первичныюг преобразователями температуры и давления, программный блок и исполнительные механизмы,-установленные на линиях подачи пара, воды, воздуха, слива вопи, и конденсатор 2. Недостатками этого устройства являются большой расход -энергии на управление процессом стерилизации, сложность Перестройки на новую программу стерилизации, зависимость надежности, выполнения процесса стерилизации от внешних факторов и отсутствие альтернативных вариантов изменения хода ведения процесса при изменении параметров и в аварийных ситуациях. Цель изобретения - повышение надежности и снижение энергозатрат в процессе стерилизации. Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавах, содержащее, рех ляторы температуры и давления, связанные с первичными преобразователями температуры и давления, программный блок, исполнительные механизмы, установленные на линиях подачи пара,воды, воздуха, слива водаг и,.конденсатор, снабжено да1И4 раторами, логическим блоком и компаратором, причем последний сйязан с регулятором температуры и Программным блоком, а входы дешифраторов соответственно подключены к регуляторам температуры и давления и через концевые выключатели - к исполнительным механизмам, выходы же дешифраторов подключены к логическому блоку, соединенкому через промежуточные реле с исполнительными механизмами. , На Чертеже представлена схема ус ройства для автоматического управления процессом стерилизации в авто Клавах. Устройство состоит из программно го блока, представляющего собой таймер 1 временных интервалов, комп ратора 2 конечной температуры про.дувки, дешифратора 3 периодов работы устройства, трехпозиционных регу ляторов 4 и 5 температуры и давлени выходы которых Подключены к дешифра тору 6 состояния среды. Концевые выключатели электрических исполните ных механизмов 7 и соленоидных мембранных вентилей 8 подключены к входам дешифраторов 9 состояний рабочих .органов. Выходы всех дешифра торов соединены с блоком 10логических элементов, принимающих инфор мацию о ходе технологического процесса и организующих переключение исполнительных механизмов воздействием на промежуточные реле 11. ОсновньГе логические операции в данном устройстве .осуществляют четы рехвходовые дешифраторы, которые в зависимости от поданного набора (ко входных сигналов выдают сигнал толь ко на определенную выходную игану...С: .Сигналы приходят в виде уровней нап жения. Высокий уровень соответствуе логической , низкий уровень логическому О. Так на входы деши.фратора этапов стерилизации приходят сигналы от компаратора и триг геров временных интервалов программного блока. В период продувки на всех четырех входах этого дешифрато ра логические нули 1 О, ±2 О, ±3 О С0000 ). В период прогрева код изменяется и на входных клеммах дешифратора появляется набор 1000, период стерилизации соответствует коду 1100 период охлаждения 1110 , а конец цикла стерилизации соответствует коду 1111. На дешифратор состояния среды в автоклаве приходят сигналы от трех юзиционных регуляторов 4 и 5 температуры и давления. Когда температура и давление в автоклаве соответ вуют норме на входе этого деншфрато ра, устанавливается код 0000. В зависимости от других состояний параметров среда (температура или дав .ление больше или меньше нормы) на входе возможна одна из шестнадцати кодовых комбинаций. И, наконец, два последних дешифратора распознают какие из клапанов закрыты, а какие открыты. При закрытом клапане на вход соответствующего дешифратора подан логический О, если клапан открыт - на вхо- . де логическая . Работает устройство согласна установленному в таблице алгоритму, где в левой части указаны все возможные кодовые комбинации аргументов ,на входных клеммах дешифраторов, а с Правой стороны функции каждого набора этих аргументов (,) . По существу функция каждого набора представляет собою код переключения иополнитёлйных механизмов , за :котррым следит логический блок 10. Алгоритм переключения составляется для каждого случая с учетом минимума энергозатрат для ведения процесса ,стерилизации. При пятнадцати представленных аргументах теоретически возможно, получение 225 наборов кодовых комбинаций. В данной таблице, в качестве примера, представлены выборочно семнадцать наборов, где - наборный код на дешифраторе периодов работы; Тб, Т,., РБГ P/v - код на дешифраторе состояния среды в автоклаве; , - код состояния рабочих органов исполнительных механизмов, соответственно установленных на трубопроводах подачи пара, воды, воздуха, сливном трубопроводе и линии спуска конденсата; - промежуточные реле, управляющие работой электрического исполнительного механизма (ЭМИ) и соленоидного мембранного вентиля (СВМ) на трубопроводе под|1чи пара; ZjZ - пррмежуточные реле, управляющие работой ЭМИ и СВМ на трубопроводе подачи воды; Z - промежуточное реле, управляющее работой клапана на сливном трубопроводе; - промежуточное реле вентиля подачи воз-духа; Z-, - промежуточное реле, управляющее работой соответствующего исполнительного механизма А. на спускном трубопроводе. Перед началом процесса на регуляторах температуры и давления устанавливают пределы температуры и давления, соответствующие выбран:ным режимам.стерилизации, Переключателями программного блока 1 устанавливают временные интервалы на прогрев, стерилизацию и охлаждение. На входе компаратора 2 устанавливается уровень опорного напряжения, соответствующего температуре начала прогрева. После этого устройство готово к работе. При нажатии на кнопку Пуск на все выходные клеммы дешифратора 3 поданы логические О, что соответствует периоду про,дувки. В это время открывается клапан подачи пара А и продувочный . (сливной) клапан А. Остальные вен,тили перекрыты. Когда автоклав заполняется паром и температура в нем достигает уровня, при котором срабатывает компаратор 2, на входной ножке дешифратора 3 по1 вляется логическая , что соответствует коду прогрева. Блок автоматического управления начинает работать в соответствии с новыми наборами кодо1вых комбинаций. Соленоидные вентили А-,, Ау и A/j перекрывают соответствующие трубопроводы продувки, слива конденсата и подачи пара и постепенно начинает открываться клапан А, работой которого управляет электрический исполнительный механизм МЭО. Время и скорость процесса прогревания консервов установлены режимами работы этого механизма и контролируются логическим блоком в соответствии с алгоритмической таблицей. При истечении времени прогрева блок управления переводит схему в режим стерилизации и посредством исполнительных механизмов поддерживае-Е этот режим согласно таблице режимов работы. После процесса стерилизации на дешифраторе временных интервалов появляется код охлаждения 1110. В это время, постепенно открываются, клапаны на.воздушном и водяном трубопроводах, что обеспечивает плавность процесса охлаждения и требуемую длительность. Применение регулируемых исполнительных механизмов МЭО исключает ручнзто подстройку процессов прогрева и охлаждения. По окончании цикла охлаждения появляется код 1111, который может включить сигнальное устройство (инди аторную лампу, звуковой сигнал), сигнализирующее об окончании про:Цесса.

5 i В результате реализации предложенного устройства для автоматического управления процессом стерилизации в автоклавах надежность всего устройства повышается как за счет использования микросхем, срок службы которых составляет 15000 ч, по сравнению с 2000 ч работы элементов извейтногр устройства, так и за счет заранее установленных переключений

5 в случае возможных аварийных ситуаций. Кроме того, самонастройка работы исполнительных механизмов на оптимально запрргро1ммированный режим снижает энергозатраты на ведение про цесса стерилизации.

о о

оооооооооо

о о о

О-1О- 1- оООО

о о о

о о г- iH о.

о о о о о

о о о

О&ООООООООНгНо

000

оооооооооо

i OOOOOrHi-lr-loOOO

00 О«-1 -I.O о о о о Н -но о о

о о оо о о о о - о о о

OO-IOOOOOO OOH

о о

00000 «H-H -10 00°

гН 000000. 0000 00 о

00 о 00 000 о - 00 о о

Q ,4 i-t о о

i4 r-(r-i о о о о о о н -«оо

о - о

«НрЧОО-IOOOHpOOH

rt ,гЧ о

о о о о о «н - .о о - гн о о

о -н

-IOOOOOOOi- OO-l OOO HiH 4OOOO-IOO

о о

о(э о о о о i Ь о.о о о о о о

о to о о -Ь to to to Ь н

о о о о

о to to to «

о о о

Ь Ь о

о о - о о, о

о - -Н

о о

о о о о

о о

1-1 н