Устройство для импульсного дозирования жидкости под давлением

Устройство для импульсного дозирования жидкости под давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП

ИЗО

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>746454 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено. 170478 (21) 2616879/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070780, Бюллетень И2 25

Дата опубликования описания 070780 (53)М. Kn.

:(; 05 0 9/12 Pl Е 1З/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (- ) НЖ666 ° 3.022 ° 68 (088.8) (72) Автор изобретения

В.A.Ðîùèí

Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ДОЗИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для автоматического объемного импульсного дозирования жидкостей или сжиженных газов под давлением при научных исследованиях, в промышленных измерениях и технологических процессах различных отраслей народного хозяйства, н частности для автоматического формирования меток в потоке жидкости в меточных расходомерах и устройствах, использующих измерительный канал меток потока, например в устройстве для измерения объема внутренних полостей и производных от объема величин, а также в гидравлических дискретных цифровых приводах.

Известные импульсные системы автоматического дозирования жидкости используют методы время-импульсного, частотно-импульсного, амплитудно-импульсного дозирования и их комбинации, причем наиболее простыми являют-25 ся время-импульсные, а наиБолее точными — частотно-импульсные системыtl).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для импульсного 3О дозирования жидкости под давлением, содержащее блок управления и бак с дозируемой жидкостью, через первый гидравлический распределитель соединенный с дозировочной каМерой, снаб= женной датчиками верхнего и нижнего предельного уровня и соединенной со вторым гидравлическим распределителем, в котором ббъем дозы регулируется реостатным задатчиком (2) .

Общими недостатками указанных до- . зирующих систем и устройств являются низкие функциональные воэможности, ограниченные каким-либо одним методом доэирования, невозможность цифрового управления непосредственно o1

ЭВИ и т.п.„ сложность конструкции дозирующих камер, низкие точность и на,дежность.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства наряду с упрощением конструкции, повышением точности и надежности дозирования.

Цель достигается тем, что в уст- ройстве второй гидравлический распределитель сн абжен тру бопров одами в хода вытесняющего агента и сообщения с атмосферой, выходы датчиков верхне"

746454 го,и нижнего предельного уровня соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам нижних исполнительных механизмов первого и второго гидравлических распределителей, а третий выход блока управ— ления соединен со входом верхних ucnолнительных механизмов первого и второго гидравлических распределителей.

A также блок управления содержит два выходных преобразователя, первый и второй элементы задержки, первое, второе и третье реле и два триггера, нулевой вход триггера соединен 15 с единичным входом второго триггера и через один выходной преобразователь - с первым входом управления, а единичный вход — с нулевым входом второго триггера и через дру- Щ гой выходной преобразователь — со вторым входом блока управления, третий выход которого через замыкающий контакт первого реле подключен к выходу первого триггера, а второй выход через замыкающий контакт второго реле — к одному выходу второго триггера и через последовательно включенные первый элемент задержки и замыкающий контакт третьего реле — к первому входу блока управления, другой выход второго триггера через второй элемент задержки подключен к управляющему входу первого триггера.

На фиг.1 изображена структурная электрогидравлическая схема устройствау на фиг.2 — структурная схема соединения устройств в тетраду.

Устройство содержит дозировочнуЮ камеру 1, через гидравлические рас- 4О иределители 2 и 3, снабженные верхним и нижним исполнительными механизмами (на чертеже не показаны), связанную с баком 4 и с трубопроводами выкида дозы 5, входа вытесняю- 45 щего агента 6, сообщения с атмосферой 7. Камера 1 снабжена датчиками (измерительными преобразователями) предельных уровней — верхнего 8 и нижнего 9,которые могут быть любого Я)

:типа, например ультразвукового, оптического, радиационного (на фиг. 1 показаны, наг1ббйее простые, электродные первйчные преобразователи 8 и 9, пригодные для электропроводных жидкостей, а в емкостных схемах — для электропроводных и неэлектропроводных жидкостей). Датчики 8 и 9 стыку.ются с промежуточными преобразова-1 телями 1О и "11, Блок 12 управлениясодержит триггеры 13 и 14, элементы 60 задержки (времени) 15 и 16, усилители мощности 17> 18 и 19, реле 20; 21 и 22, генератор 23, выходные преобразователи 24 и 25, переключатель (реле) 26 режима работы. 65 устройство работает следующим об. разом. Переключателем 26 устанавливается в левом положении — ждущий, в правом — релаксационный режим работы. В ждущем режиме при пустой камере 1 триггер 13 получает на вход

R сигнал логического О, на вход.

S — 1 . Внешний запускающий им2. пульс U - -поступив на вход Я триггера 13, опрокидывает его и через усилитель 17 и реле 20 выдает напряжение U< на верхние исполнительные механизмы распределителей 2 и 3.

Распределитель 2 подключает к низу камеры 1 бак 4, распределитель 3 к верху камеры 1 атмосферный трубопровод 7. В результате этого начинается заправка камеры. Жидкость иэ бака 4 самотеком заполняет камеру 1, вытесняя иэ нее воздух через трубопровод

7 в атмосферу. Как только уровень Н жидкости в камере достигает заданного верхнего (предельного) значения, по сигналу от датчика 8 триггеры 13 и 14 опрокидываются, реле 20 отключает напряжение U<, реле 21 срабатывает и подает напряжение U>

Поэтому распределитель 2 переходит в нейтральное положение, закончив заправку, а распределитель 3 подключает к верху камеры 1 трубопровод 6 от источника вытесняющего агента.

Агентом могут быть сжатый воздух, газ, например азот, жидкость, например кремнийоорганическая с плотностью, меньшей плотности дозируемой жидкоети. Вытесняющий агент заполняет свободное пространство в камере 1 и устанавливает в ней давление, равное давлению в трубопроводе 6.

Одновременно испульс с выхода триггера 14 проходит элемент 16 задержки времени L,которое немного больше времени установления давления в ка-: глере 1. Эадержанный импульс через усилитель 19 и реле 22 включает нижний исполнительный механизм распределителя 2 и соединяет низ камеры 1 с трубопроводом 5 выкида дозы. Давление вытесняющего агента превышает противодавление в трубопроводе 5, поэтому жидкость вытесняется иэ камеры

1. Как только поверхность жидкости в камере 1 понижается до нижнего предельного уровня (изолятора электрода датчика 9), в связанном с ним измерительном канале формируется импульс логической 1, который,-поступив на вход триггеров 13 и 14, приводит их в исходное состояние. На выходе усилителя 18 появляется спад напряжения, реле 21 отключается и распределители 2 и 3 одновременно возвращаются в среднее (нейтральное) состояние, отсекая камеру 1 от всех тру бопроводов. На этом цикл дозировки заканчивается и система ждет следующий запускающий импульс.

746454

Изменения перепарада давления между трубопроводами 6 и 5 влияют на форму импульса (отношение амплитуды к длительности), но его площадь, т.е, объем дозы при этом не изменяетс я.

Объем дозы определяется и регулируется разностью предельных уровней датчиков 8 и 9 дозировочной камеры 1.

Изменением объема дозы достигается изменение длительности импульса расхода Q при постоянном перепаде давления между трубопроводами 6 и 5, т.е. достигается широтно-импульсное (время-импульсное) дозирование. Время-задающим элементом в данном случае является сама дозировочная камера, а точность дозирования определяется стабильностью размеров ее рабочего объема.

В ждущем режиме систему используют для моноимпульсного дозирования (выдачи одиночных доз), число-импульсного, частотно-импульсного дозирования, при необходимости — для время-импульсного (широтно-импульсного), а также широтно-число-импульсного и широтно-частотно-импульсного дозирования„ Выдачу каждой дозы система производит, получая запускаюющий (внешний) импульс напряжения Ч„

Релаксационный режим работы системы (переключатель 26 вправо) достигается включением цепи обратной связи с выхода триггера 14 на его вход через элемент 15 задержки.

Система самовоэбуждается и процесс формирования импульса дозы, описанный для ждущего режима, повторяется через интервал времени, установленный элементом задержки 15..Таким образом, элемент 15 регулирует скважность и частоту импульсов. В релаксационном режиме осуществляется автономное частотно-импульсное дозирование, наиболее приемлемое в непрерывных технологических процессах. дйя число-импульсного дозирования к выходу усилителя 19 (цепь) йодключается счетчик импульсов с задатчи ком. В состоянии покоя контакт 26 реле находится в левом положении (Up отключено) . При переводе его вправо в системе возникают релаксационные колебания, число импульсов которых считается упомянутым счетчиком. Когда число этих импульсов достигается заданногб эадатчиком счетчика, контакт 26 реле отключается (влево) и система возвращается в состояние покоя. При одновременном изменении объема дозы осуществляется широтно-частотное или широтно-числоимпульсное доэирование.

Таким образом, достигается расширение функциональных воэможностей устройства до использования его в двух режимах работ;-:;» по методам импульсного автоматического дозирования жидкости под давлением, что позволяет удовлетворить потребности народного хозяйства в гамме дозирующих устройств, от простых дозаторов до цифровых источников расхода жидкостей или сжиженных газов, управляе4Д мых непосредственно ЭВМ. Во всех этих случаях дозирвочная камера отличается от известных простотой конструкции, причем камера и распределители могут быть различных конст45 рукций и размеров при одном и том же блоке управления, выполнимом на микросхемах. Все это способствует унификации и стандартйзации, облегчая создание рядов дозирующих систем для различных требований и условий эксплуатации. Точность дозирования определяется стабильностью объема дозировочной камеры между заданными предельными уровчями, что не представляет затруднений. Выкид дозы ttpoизводится вслед за ее отмериванием, чем исключается влияние утечки распределителей на точность дозирования.

Высокая надежность системы достигается за счет отсутствия движущихся мвханизмов и малого количества элементов в блоке управления. Хотя доза выдается по давлением, доэируемая жидкость в баке находится беэ давленИя

Ф)что упрощает дозаправку и повышает

65,эксплуатационную надежность системы.

Кодо-импульсное доэирование с числовым управлением непосредственно от ЭВМ или программно-числового устрой ства осуществляется при соединении устройств в тетраду. На Фиг. 2 изображена схема одной тетрады: 27, 28, 29 и 30 — четыре устройства, выполненные по фиг.1 в ждущем режиме, присоединенные к общему баку 4 и общим трубопроводам 5, 6 и 7 того же назначения. Емкости дозирующих камер этих устройств соответственно кратны весу кода, например 1-2-4-8. Управляющие импульсы (U ) на входы уст- ройств 27, 28, 29 и ЗО подаются двоично-десятичным параллельным кодом непосредственно с выходного регистра

31 ЭВМ или програмно-числового устройства. Одна тетрада позволяет выдавать дозы, кратные от, 1 до 15 единичных доз (4 октавы). При |количестве тетрад, равном количеству десятичных разрадов, достигается импульсное числовое (цифровое) дозирование.

Устройство упрощается за счет исключения элементов задержки,15 и 16.

Исключение элемента 15 приводит к тому что частотно-импульсное дозирование в релаксационном режиме происходит с постоянной максимальной частотой. Исключение элемента 16 вполне возможно при работе с малыми давлениями и объектами доз.

746454

Формула изобретения

1, Устройство для импульсного доэирования жидкости под давлением, содержащее дозировочную камеру с датчиками верхнего и нижнего предельного уровня, соединенную с первым и вторым гидравлическим. распределителем, каждый из которых снабжен верхним и нижним исполнительными механизмами, блок управления и бак с дозируемой жидкостью., соединенный с первым гидравлическим распределителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения

Функциональных возможностей, повышения точности и надежности устройства, в нем второй гидравлический распределитель снабжен трубопроводами входа вытесняющего агента и сообщения с атмосферой, выходы датчиков верхнего и нижнего предельного уровня соеди- 20 иены соответственно с первым и вторым входами блока управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам нижних исполнительных механизмов первого и 25 второго гидравлических распределите- лей, а третий выход блока управления соединен со входом верхних исполнительных механизмов первого и второ- го гидравлических распределителей. 39

2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что блок управления содержит два выходных преобразователя, первый и второй элементы задержки, первое, второе и третье реле и два триггера, нулевой вход rIeDBoro TDHrreaa соединен с единичным входом второго триггера и.через один выходной преобразователь — с первым входом блока управления, а единичный вход — с нулевым входом второго триггера и через другой выходной преобразователь со вторым входом блока управления, третий выход котьрого через:замыкающий контакт первого реле подключен к выходу первого триггера, а второй выход через замыкающий контакт второго реле — к одному выходу второго триггера и через последовательно включенные первый элемент задержки и замыкающий контакт третьего реле к первому входу блока управления, другой выход второго триггера через второй элемент задержки подключен,к управляющему входу первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Гуревич А.Л. и др. Импульсные системы автоматического дозирования агрессивных жидкостей. и., ™Энергия, 19 73, с.7 ° 10, 17.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 524975, кл. G 01 F 13/00, 10.09,74 (прототип).