Весовой пьезометрический дозатор жидкостей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ш а 01 а 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY. СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3384350/18- 10 (22) 09.12.81 (46) 15.04.83. Бюл. У 14 (72) А.В. Бочкарев и Л. М. Кутузова (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (53) 681.268(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР м 464784, кл. а 01 F 1.1/08, 1975.

2.. Грановский. Я.Д. Новое в автоматизации производства дрожжей. M., ЦНИИТЗИпищепром, 1976, с. 9-13

{прототип). (54)(57) 1. ВЕСОВОЙ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР ЖИДКОСТЕЙ, содержащий емкость с подключенными. к ней через клапаны технологическими трубопроводами, в которой установлена пьеэометрическая трубка, соединенная импульсными линиями с блоком подготовки воздуха и с плюсовой камерой жидкостного манометра, заполненного электропроводной жидкостью, в минусовой камере которого помещен з пектрод задания дозы, подключенный к ко, SUÄÄ 1012035 А мандному блоку, соединенному с приводами клапанов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расаирения области применения и повыаения точности дозирования за счет уменьшения влияния изменения уровня жидкости в жидкостном манометре при изменении ее количества, в него введены узел контроля и установки нуля"отсчета, выполненный .в виде герметичного бачка, заполненного электропроводной жидкостью и связанного трубопроводом с жидкостным манометром, в плюсовой. камере которого установ" лен электрод задания нуля отсчета, подключенный к командйому блоку, и Я дополнительная секция блока подгоЮЬвки воздуха с линией подпора, кото рая через клапаны соединена с емкостью и минусовой камерой жидкостного манометра. O

2. Дозатор по и. 1,-о т л и ч а ю," щ- и и с я тем, что, в качестве электропроводной жидкости применена антисептическая жидкость. Ю

10120)S

Изобретение относится к весодозирующей технике и может быть использовано в лабораторной практике, в микробиологической, медицинской, м.

5 пищевои и других отраслях промышленности.

Известен дозатор жидкости, который содержит резервуар, с установленными в нем пьезометрическимй трубками, трубопроводы подачи жидкости и ее отбора, регуляторы воздушного давления, связанные с пультом дистанционного управления и с командным распределителем 1).

В этом доваторе величина дозы жидкости задается разницей высоты установки пьезометрических трубок в ре-. зервуаре, т.е. дозирование производится объемным способом. Кроме того

20 дозируемая жидкость не полностью сливается из резервуара, а лишь до нижнего края пьезометрической трубки, ближе расположенной ко дну резервуара. Все это сказывается на величине

25 ,погрешности дозирования жидкостей с изменяющимися физическими свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является З0 весовой пьезометрический дозатор жидкостей, содержащий емкость с подключенными к ней через клапаны технологическими трубопроводами, в которой установлена пьезометрическая труб- з5 ка, соединенная импульсными линиями с блоком подготовки воздуха и с плю. совой камерой жидкостного манометра, заполненного электропроводной жидкостью, в минусовой камере которого 40 помещен электрод задания дозы, подключенный к командному блоку, соединенному с приводами клапанов f2 ).

Недостатком данного дозатора является то, что он не может быть при- 45 менен для дозирования стерильных жидкостей непосредственно в технологические аппараты, в которых протекает процесс микробиологического синтеза, что сужает область его при- 50 менения. Измерение объема дозы в дозирующей емкости осуществляется путем измерения сопротивления оказываемого столбом дозируемого продукта выходящему из пьезометрической трубки нестерильному воздуху, вследствие чего происходит постоянное инфицирование дозируемого продукта посторонней микрофлорой, при усло.вии подачи в емкость стерильного продукта. Кроме того, в данном дозаторе осутствуют средства для проведения тепловой (паровой) стерилизации как самой дозировочной емкости, так и трубопроводов для налива и слива продукта, а также защита жидкостного манометра и блока подготовки воздуха от воздействия паровой стерилизации. Следовательно, дозатор не обеспечивает дозирование стерильных жидких продуктов. Кроме того, уменьшается точность дозирования при продолжительной эксплуатации дозатора. Причина этого в том, что точность дозирования в устройстве данной конструкци зависит от постоянства первоначального уровня электропроводной жидкости в жидкостном манометре. Уровень жидкости постепенно уменьшается вследствие испарения ее в водомерных трубках, так как они сообщены с атмосферой. Интенсивность испарения зависит от температуры окружающей среды в помещении и числа циклов дозирования максимальной дозы. Уровень электропроводной жидкости в водомерных трубках при наборе наибольшей дозы продукта в дозировочную емкость достигает максимальной высоты. В период слива дозы на внутренних стенках водомерных трубок остается некоторая часть электропроводной жидкости, что приводит к значительному увеличению ее зеркала и, следовательно, поверхности испарения. Уменьшение объема электропроводной жидкости в бачке и водомерных трубках, следовательно, и ее уровня, приводит к увеличению дозы продукта, что снижает точность дозирования.

Цель изобретения - расширение области, применения и повышение точности дозирования за счет уменьшения влияния изменения уровня жидкости в жидкостном манометре при изменении ее количества.

Поставленная цель достигается тем, что в весовой пьезометрический дозатор жидкостей, содержащий емкость с подключенными к ней через клапаны технологическими трубопроводами, в которой установлена пьезометрическая трубка, соединенная импульсными линиями с блоком подготовки воздуха и с плюсовой камерой жидкостного манометра, заполненного электропро3 10120 водной жидкостью, в минусовой камере ..которого помещен электрод задания дозы, подключенный к командному блоку, соединенному с приводами клапа нов, в него введены узел контроля и s установки нуля отсчета, выполненный в виде герметичного бачка, заполненного электропроводной жидкостью и связанного трубопроводом с жидкостным манометром, в -плюсовой камере которого установлен электрод задания нуля отечета, подключенный к командному.блоку, и дополнительная сек" ция блока подготовки воздуха с линией .подпора, которая через клапаны соединена с емкостью и с минусовой камерой жидкостного манометра.

В качестве электропроводной жид кости в дозаторе применена антисептическая жидкость.

На чертеже представлена схема весового пьезометрического дозатора жидкостей.

Дозатор содержит герметичную ем-. кость 1, выполненную в форме цилиндра, и соединенную с трубопроводами налива 2, слива 3, подачи пара 4 и стерильного воздуха 5. Трубопровод слива 3 герметично подключен к технологическому аппарату 6, а также соединен с дренажной линией 7. В емкости 1 установлена пьезометрическая трубка 8. Для уменьшения влияния потока дозируемого продукта, поступающего в емкость 1 пьезометрическая трубка 8 размещена с некоторым смещением от оси емкости 1. В дозаторе имеется блок подготовки воздуха 9, состоящий из секций I u II и

46 подключенный к трубопроводу подачи стерильного воздуха 5. В секции I стабилизируется давление и устанавливается определенный расход стерильного воздуха. Выход секции I соединен импульснь:ми линиями 10 и 11 соот45 ветственно с плюсовой камерой 12 жидкостного манометра 13 и с пьезомет" рической трубкой 8. В секции II блока подготовки воздуха 9 стабилизируется давление стерильного воздуха, например до 0,04 МПа, которое подается по линии подпора 14 во внутреннюю полость емкости 1„ а также через линию 15 в минусовую камеру 16 жидкостного манометра 13. Жидкостной ма- нометр 13 выполнен в виде U-образной трубки, внутренний объем которой заполнен до определенного уровня ан35 4 тисептической электропроводной жидкостью 17. Кроме того, в плюсовой камере 12 герметично установлен следящий электрод 18, а в минусовойзадающий электрод 19. Нижний конец электрода 18 касается поверхности жидкости 17, когда емкость 1 пустая.

Перемещением электрода 19 устанавли- . вается требуемая доза, при этом герметичность и сохранение стерильнос- . ти в жидкостном манометре 13 обеспечиваются специальным уплотнительным узлом (на чертеже не показан.). Злект", роды 18 и 19 подключены к командному блоку 20, в котором предусмотрено их питание переменным током для защиты их от электролиза, с последующим преобразованием электрического сигнала в постоянный ток. Жидкостной манометр 13 в нижней части соединен трубкой 21 с резервным бачком 22, которые заполнены такой же жидкостью, что и манометр 13. Жидкость в бачке

22 постоянно. находится под избыточным давлением, превышающим давле" ние в линии подпора 14. К командно" му блоку 20 подключены клапаны

23 32.

Устройство работает следующим образом.

После подключения доватора к технологическому аппарату 6 производит" ся его стерилизация. Пневматические элементы дозатора, а именно пьезо" метрическая трубка 8, блок 9, импульсные линии 10 и 11, манометр 13, линия подпора 14 и трубка 15, стери" лизуютсь путем заполнения их антисептиком, не.влияющим на последующую их работу. По окончании стерилизации антисептик выдавливается иэ указанных элементов стерильным воздухом в емкость 1, которые им же и высушиваются. На период стерилизации клапаны 23, 24, 27, 28, 30 и 32 открыты. После стерилизации производится заполнение манометра 13 антисептической электропроводной жидкостью иэ резервного бачка 22. При возникновении контакта между жидкостью 17 и следящим электродом 18 на командный блок 20 поступает си нал, после чего с него же выдается команда на закрытие клапана 32, а также клапанов 23, 24, 27 и 28.

Следующий этап стерилизации заключается в подаче острого пара иэ трубопровода 4 в емкость 1. Отработанный

12035

5 10 пар сбрасывается через дренажную линию 7 при открытом клапане 30.

Паровая (тепловая) стерилизация проводится в течение заданного времени, после чего клапан 26 закрывается, а клапан 23 открывается. Этим обеспечивается охлаждение емкости 1 стерильным воздухом, слив конденсата и предотвращается образование вакуума в ней., После достаточного .охлаждения емкости 1 клапан 30 закрывается, а клапаны 24, 27 и 28 открываются. Дозатор подготовлен к работе.

Дозирование осуществляется путем подачи с командного блока 20 сигнала на открытие клапана 29 на трубопроводе 2. Клапаны 23, 24, 27 и 28 попрежнему открыты. Жидкость, поступая в емкость 1 по трубопроводам 2 и 3, перекрывает выходное отверстие в пьезометрической трубке 8 и воздух начинает барботировать через столб жидкости. Отработанный воздух из емкости l.поступает по линии подпора

14 в секцию 1I блока 9, где через специальный клапан (на чертеже не показан), предотвращающий его инфиI цирование, сбрасывается в атмосферу.

С увеличением уровня жидкости в емкости 1 уменьшается и вес ее столба, оказывающего сопротивление истечению воздуха из пьеэометрической - трубки .8.;При этом прямо пропорциональ но увеличению веса столба жидкости растет и давление воздуха в импульсных линиях 1О и 11, которое пе" редается в плюсовую камеру 12 жидкостного манометра 13. Этим давлением жидкость 17 передавливается из плюсовой камеры 12 в минусовую камеру 16, газовое пространство которой сообщается через трубку 15 с линией подпора 14. При соприкосновении жид" кости 17 с задающим электродом 19, установленным на определенной высоте, соответствующей заданному весу дозируемой жидкости.в емкости 1, на командный блок 20 поступает электрический сигнал о наборе дозы..С командного блока 20 выдается сигнал на закрытие клапанов 23, 24, 27, 28

5 о

2О

35 ф)

5О

I и 29. Слив набранной дозы из емкос" ти 1 производится при открытии клапана 25 на трубопроводе 5 стерильного воздуха и клапана 31 на трубопроводе слива 3. Так как в .технологическом аппарате 6 всегда присутствует небольшое избыточное давление, то стерильный воздух подается в емкость

1 с давлением, превышающим давление в аппарате 6, что ускоряет процесс слива, После слива клапаны 25 и 31, закрываются, а клапаны 23, 24, 27 и

28 открываются, При этом давление в емкости 1, в плюсовой 12 и минусовой 16 камерах жидкостного манометра

13 сравниваются. Дозатор вновь готов к циклу дозирования. Стабилизация уровня жидкостей 19 в манометре 13 производится через несколько циклов дозирования, в паузах между ними, путем подачи напряжения на следящий электрод 18. При наличии контакта между ним и жидкостью 17 доливка жидкости в манометр 13 не произво-. дится. При отсутствии такого контакта открывается клапан 32 и жидкость поступает в манометр до момента возникновения контакта. После чего клапан 32 закрывается. Тепловая стерили„зация дозатора проводится также через определенное число циклов дозирования, которое заложено в преграмме командного блока 20, при обслуживании одного аппарата. В случае обслуживания нескольких аппаратов одним дозатором, его тепловая стерилизация проводится после каждого цикла дозирования.

Использование предлагаемого весового пьезометрмческого дозатора жидкостей по сравнению с базовым объектом, а именно дозатором марки

Al-ЕК;3С. позволяет автоматизировать процессы загрузки различных стерильных компонентов в аппараты для выращйвания микроорганизмов, что увеличивает выход целевого продукта за счет доэирования оптимального количества требуемых компонентов, сократить расход компонентов за счет повышения точности дозирования.

10 ) 2035

Составитель В., Зиршов

Редактор Т, Веселова Техред К.Иыцьо о >ректор И. Демчук

% тн 7 17л т

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ..по делам .иаобретений и открытий .

113035 Носкеа Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал llllll "Патент, г. игород, ул. 11роектнак, 3