Устройство для дозирования жидких сред

 

Изобретение относится к объемному дозированию жидкостей. Устройство обеспечивает высокоточное одновременное дозирование двух жидкостей в определенном объемном соотношении. Это достигается включением в известное устройство второго коаксиального реле, первого и второго клапанов, расположенных на трубопроводах подачи первой и второй жидкости. Предложенная схема блока управления обеспечивает высокоточную последовательную подачу доз соответствующих жидкостей в измерительный сосуд и слив из него смеси. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) щ) G 05 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4383596/24-24 (22) 09.03.38 (46) 07.12.90. Бюл. !(- 45 (72) Д.А.Дмитриев и М.М.Мордасов (53) 62 вЂ,50 (083.8) (56) Авторское свидетельство СССР !!". 1413435, кл. G 01 11 11/16, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ 1!ИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к объемному доэированию жидкостей. Устройство обеспечивает высокоточное одИзобретение относится к устройствам для объемного дозирования жидких сред и может найти применение в промышленности и лабораторной практике для доэирования смеси сред с заданным соотношением объемов составляющих ее жидкостей.

Целью изобретения является расширение области применения устройства эа счет обеспечения возможности дозирования двух жидкостей в заданном соотношении.

На фиг.1 изображена схема устройства для дозирования жидких сред; на фиг,2 — схема блока управления; на фиг.3 — схема состояний сосуда с доэируемой жидкостью при возбуждении в нем различных структур поля.

Устройство для дозирования жидких сред состоит из сосуда 1 с дозируемой жидкостью, в верхней части которого расположены первый 2 и второй 3 вибраторы и приемная петля 4. Вибрановременное дозирование двух жидкос. тей в определенном обЪемном соотношении. Это достигается включением в известное устройство второго коаксиального реле, первого и второго кла— панов, расположенных на трубопроводах подачи первой и второй жидкости. Предложенная схема блока управления обеспечивает высокоточную последовательную подачу доэ соответствующих жидкостей в измерительный сосуд и слив из него смеси. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. тор 2 выполнен в виде полой металлической трубки, соединяющей полость сосуда с атмосферой. В нижней части сосуда расположен штуцер 5. Приемная петля 4 соединена с входом детектора 6, выход которого подключен к входу блока 7 управления. Выходы блока 7 соединены с управляющими входами коаксиальных реле 8 и 9, а также с управляющими входами клапанов

l0 — l2, установленных соответственно на трубопроводах подачи первой 13 и второй 14 жидкостей и в нижней части измерительного сосуда 1. Клапан

12 является трехходовым, причем вход

15 его соединен с выходами клапанов

10 и 11, вход 16 соединен со штуцером 5. Выход 17 подключен к трубопроводу слива. Вибраторы 2 и 3 и приемная петля 4 отделены от жидкости и стенок измерительного сосуда 1 диэлектрическими вставками. Выход генератора СВЧ 18 подключен через коак1612277

1 50

Х

Ла о

f г Ео о

2 405 х --- —— а где а — радиус измерительного сосу да 1;

Я вЂ” диэлектрическая проницаемость воздуха; сиальные реле 8 и 9 соответственно к вибраторам 2 и 3.

Блок 7 управления включает элементы 19 — 21 сравнения на соответ тЭ

5 вующие входы которых подключены задатчики 22 — 24 опорных сигналов и выход детектора 6. Выход элемента 19 сравнения соединен с входом 25 триггера

,26, вход 27 которого подключен к вы- оду элемента 21 сравнения. Выход элемента 19 сравнения соединен также с входом 28 триггера 29 и через им ульсатор 30 с входом 31 триггера 32, а также с входом 33 триггера 34. Выход элемента 20 сравнения. соединен с входом 35 триггера 29 и входом 36 триггера 37 и через элемент ИЛИ 38

,с входом 39 триггера 32. Выход элемента 21 сравнения подключен к вхо,дам 40 и 41 триггеров 34 и 37 соответственно. К одному из входов элемента ИЛИ 38 подсоединена кнопка

142 управления, Выходы элемента 21 .сравнения и импульсатора 30 подклю- 25 чены к входу 31 триггера 32 через

„элемент ИЛИ 43.

Устройство для дозирования жидких сред работает следующим образом. 30

В начальный момент времени виб;раторы 2 и 3 с помощью реле 8 и 9 отключены от генератора СВЧ 18. Нажатием .кнопки 42 управления осуществляется запУск УстРойства. При этом 35 единичный сигнал с кнопки 42 через ,: элемент ИЛИ 38 поступает на вход 39 ,триггера 32 и переводит его в сос-! тояние с единичным выходом..Этот сигнал воздействует на управляющий вход реле 8 и подключает первый вибратор

2 к выходу генератора СВЧ 18. После такого подключения в сосуде 1,выполняющем функцию объемного резонатора, образуется и существует структура 45 поля Е,> о (фиг,За).

Частота генератора fг равна частоте собственных колебаний f измериЕсио тельного сосуда," т.е. магнитная проницаемость

О воздуха.

При этом сигнал, снимаемый приемной петлей, пропорционален добротности сосуда как резонатора, которая для данной структуры поля равна

О(4 а с Е о1о 2 а+с (2) где ф — коэффициент пропорциональности; с — длина сосуда 1.

В частном случае при а = с (3.) QE = 0,5à.

Сигнал, воспринимаемый приемной петлей 4, поступает на вход детектора 6, с которого далее поступает навход блока 7, т.е. на входы элементов 19 - 21 сравнения. Это сигнал сравнивается с сигналами, поступающими с задатчиков 22 — 24 на соответствующие входы соответствующих элементов сравнения. При структуре поля

Е z<< сигнал с приемной петли имеет такой уровень, что срабатывает эле-мент 19 сравнения и на его выходе появляется единичный сигнал, воздействующий на входы 25 и 28 триггеров

26 и 29 соответственно. На выходах триггеров 26 и 29 появляются единичные сигналы UZb 1 H Uzg 1 под действием которых клапан 10 QTKpblBB ется, а клапан 12 соединяет выход клапана 10 с полостью измерительного .сосуда 1, Начинается заполнение сосуда 1 первой жидкостью из трубопровода 13. Как только жидкость появится в измерительном сосуде l,íàðóшается условие резонанса (уравнение (l)) соответствующее структуре поля Е . После нарушения условия резонанса на выходе элемента 19 сравнения появляется сигнал нулевого уровня Ug = О, который, проходя через импульсатор 30 и элемент ИЛИ 43,поступает на вход 31 триггера 32,переводя его в состояние с нулевым выходным сигналом U>z -= О, и на вход 33 триггера 34, переводя его в состояние с единичным выходным сигналом

U >4 1. Сиги лами ПЭг = О и U>g= — 1, воздействующими на управляющие входы коаксиальных реле 8 и 9, отключают первый вибратор 2 и подключают второй вибратор 3 к генератору СВЧ

18 ° В измерительный сосуд 1 поступает первая жидкость из трубопровода

16!2277 (4)

1О

ca(I — ----.— -) (1 +

1,84 (6) 1

- — — ---)!,84 7 л2 . 2

11 а л7 и а с(1 + †††††) + 2 — — — — — à (l с 1,84 < с71,84

Ы+

Г н< 2 а с (10) с+2а

fE - fr> где (8) 1

Х ErerrPr (9) -13 до тех пор, пока частота собственных колебаний измерительного сосуда при таком возбуждении — колебаний типа Н < < (фиг.3б ) не станет равной частоте генератора, т.е.

В частном случае при а = с

q „ = 0,456а (q Е

Сигнал с выхода детектора 6 поступает на входы элементов сравнения

r блока 7. Под действием этого сигнала элемент 20 сравнения занимает состояние с единичным выходным сигналом

1, который поступает на вход 35 триггера 29, через элемент ИЛИ 38 на вход 39 триггера 32 и вход 36 триггера 37. При этом сигналом нулевого уровня U = О с выхода триггера

29 закрывается клапан 10 и прекращается подача первой жидкости в измерительный сосуд 1. Единичным сигналом

U 7 = 1 с выхода триггера 32 посредством воздействия на коаксиальное реле 3 подключается первый вибратор

2 к выходу генератора СВЧ 18. Кроме того, единичный сигнал с выхода триггера 37 Н эт = 1 поступает на вход клапана Il который при этом соединяет полость измерительного сосуда с трубопроводом подачи второй жидкости через открытый клапан 11. Начинается заполнение измерительного сосуда второй жидкостью.

Вторая жидкость поступает в полость измерительного сосуда до тех пор, пока частота собственных колебаний fE „, при таком воздействии колебаний типа Е1 не станет равной частоте питающего генератора, т.е. н н ft ° (5)

Равенство (5) наблюдается при определенном объеме жидкости в измерительном сосуде I таком, чтобы средняя по объему диэлектрическая проницаемость E.© ж,обеспечила значение удовлетворяющее условию резонанса (5). При таком условии измерительный сосуд I на структуре поля

Н I<< войдет в резонанс. С приемной петли 4 снимается сигнал пропорциональный добротности

I 7 и и а

i,847с

20 Это возможно при определенном объеме Ч Ч,1 + Ч двух жидкостей таком, что средняя по объему диэлектрическая проницаемость Я обесс с печивает равенство (8) . Измеритель25 ный сосуд на этой структуре поля ! Е „< войдет в резонанс только при определенном суммарном объеме двух ,жидкостей. С приемной петли 4 снимается сигнал, пропорциональный доб30 ротности ЯЕ,, определяемой уравнением

Для случая а = е

QE е 0,333а Q р„,, (11)

Сигнал, пропорциональный добротности Qg, поступает на вход ко40 мандного прибора и переводит элемент

2l сравнения в состояние, характеризуемое выходным сигналом U<< = l.

Этим сигналом триггер 37 переводится .в состояние с нулевым выходным сигналом U y = О, которым прекращается подача второй жидкости в сосуд

Триггер 34 при поступлении на его вход 40 сигнала U < = 1 также переводится в состояние с нулевым выходом

50 Ugg = О, которым отключается второй вибратор 3 от генератора СВЧ. Сигнал единичного уровня с выхода элемента

21 сравнения, поступая на вход 27 триггера 26, переводит его в состоя55 ние с нулевым выходом U2 = О, которым клапан 12 .переводится в состояние, при котором полость сосуда 1 соединяется с трубопроводом слива смеси жидкостей. Через элемент ИЛИ 43

1612277 сигнал U>< = 1 поступает на вход 31 триггера 32, переводя его в состояние с нулевым выходом Ug = 0, кото— рым отключается первый вибратор 2.

Таким образом схема блока 7 переводит5 ся в исходное состояние.,Пля получения новой дозы, состоящей из двух объемов различных жидкостей, необхо,димо вновь нажать кнопку 42 управления. При работе устройства для.дозирования жидких сред в системе авто-! матического регулирования или управ ления на место кнопки 42 необходимо ,подключить выход соответствующего командного аппарата.

Уровни сигналов, снимаемых с при;емной петли, пропорциональны доброт: ностям, определяемым для различных включений вибраторов по формулам (2), 20, (6) и (10), и отличаться один от

,другого. При этом уровень сигнала, соответствующий резонансу колебаний !

Е О<о, больше уровня сигнала, соответ ствующего резонансу колебаний Н ц, >5 который больше уровня сигнала, соот.,ветствующего резонансу колебаний E«

Резонансные частоты при различных структурах поля в предлагаемом устройстве равны частоте питающего

СВЧ-генератора. Как видно из (1),(4) и (9), частоты КЕ, fц 1, fp„„ о о отличаются значениями коэффициентов диэлектрической проницаемости, т.е °

35 .ы асм, асм . Значения днэлектриче ских прониц аемо стей смес ей асм " (V1) Pасм = f(V<) °

"1 а зависят от объема жидкости в измери- 40 тельном сосуде.

Формула и з о б р е т ения .1. Устройство для дозирования жидких сред, содержащее генератор

СВЧ, первый и второй вибраторы, один 45 из которых выполнен в виде полой металлической трубки и установлен в центре крьппки сосуда с дозируемой жидкостью, а другой выполнен в виде металлического стержня и установлен по нормали к боковой стенке сосуда

50 на расстоянии ф„/4 от крышки сосуда, где Яг - резонансная длина волны генератора СВЧ, последовательно соединенные приемную петлю, детектор и блок управления, первый выход которо.го подключен к управляющему входу трехходового клапана, а второй выход через первое коаксиальное реле — к второму вибратору, выход генератора

СВЧ соединен с управляющим входом первого коаксиальнс го реле, причем приемная петля расположена в стенке сосуда диаметрально противоположно второму вибратору и отделена, также как и вибраторы, от жидкости и стенок сосуда диэлектрическими вставками, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения возможности дозирования двух жидкостей в заданном соотношении, оно содержит второе коаксиальное реле и первый и второй клапаны, установленные на трубопроводах подачи соотвеrственно первой и второй жидкостей, причем трехходовый клапан установлен на общем трубопроводе подачи жидкости,связанном с установленным в нижней части сосуда штуцером, выход генератора СВЧ связан с первым вибратором через второе коаксиальное реле, управляющий вход которого, а также управляющие входы первого и второго клапанов подключены соогветственно . к третьему, четвертому и пятому выходам блока управления.

2 ° Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е, е. с я тем, что блок управления содержит три элемента сравнения, связанных первыми входами с выходами соответствующих задатчиков опорных сигналов, импульсатор,пять триггеров, два элемента ИЛИ и кнопку управления, причем выход первого элемента сравнения подключен к S-входам первого и второго триггеров, через импульсатор — к S-входу третьего триггера и через первый элемент ИЛИ к К-входу четвертого триггера, выход второго элемента сравнения подключен через второй элемент ИЛИ к S-входу четвертого триггера, к R-входу второго триггера и S-входу пятого триггера, R-вход которого подключен к выходу третьего элемента сравнения, к R-входам первого и третьего триггеров и к второму входу первого элемента ИЛИ, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого триггеров соединены соответственно с первым, четвертым, вторым, третьим и пятым выходами блока, вход которого связан с вторыми входами элементов сравнения, а второй вход второго элемента ИЛИ подключен к кнопке управления.

16122

1612277

Первая жидкость

6трая

Фидель

Пегая

eudrocm

Уаг. Р

Составитель Л.Цаллагова

Техред Л.Олийнык Корректор Т,Колб

Редактор И.Шулла

Заказ 3830 Тираж 653 Подписное

ЯНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101