Устройство для дозирования многокомпонентных жидких смесей

 

Изобретение относится к дозированию жидкостей при изготовлении многокомпонентных смесей и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности дозирования за счет учета изменения концентрации компонентов. Цифровой измеритель 4 давления и цифровой уровнемер 1 при подаче очередного компонента смеси выдают сигналы ня первый блок 5 деления, блок .. умножения на постоянный коэффициент, блок 3 считывания значений объема, первый блок 6 умножения. На каждом из выходов блоков 3 и 6 появляются сигналы, соответствующие текущим значениям соответственно объема и массы смеси, имеющейся в реакторе. Текущие значения объема и массы смеси подаются на первые входы соответственно первого блока 7 вычитания и второго блока 8 вычитания, другие входы которых связаны с выходами задатчика 9 вычитаемых значений объема и массы, задает величины объема и массы, которые она имела перед началом дозирования текущего компонента. На выходе блоков 7 и 8 вычитания присутствуют сигналы , соответствующее величинам объема и массы дозируемого компонента, которые поступают на входы второго блока 11 деления и одновременно через программируемый микроконтроллер 10 на входы задатчика 9. Результатом деления является величина плотности компонентов, которая через микроконтроллер 10 поступает на соответствующий вход блока 16 считывания значений концентрации компонента , которая с соответствующего выхода блока 16 подается через микроконтроллер 10 на вход второго блока 12 умножения, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого блока / вычитания. На выходе второго блока 12 умножения появляется сигнал соответствующей массе концентрированного (100%) компонента , поступающий на первый вход первого блока 13 сравнения, на второй вход которого через микроконтроллер 18 подается значение требуемой дозы с соответствующего выхода блока 17 задания доз. При равенстве двух указанных величин блок 13 сравнения выдает сигнал на окончание дозирования компонента . Система позволяет вести процесс строго по технологическому регламенту и добиться высокого качества многокомпонентной смеси. 1 ил. с S (/ с ел & О5 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„16579 5 (51)5 0:)! F 11/04

1? """ "4НЧИНИ

- "ЭТЕнд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 46783 )6/ -4 — 1 ) (2Л) 14. .)4 .89 (46) 23. )6.91. Нюл. ?! 3 (!5) В. H.кузьмин, В. II.!?етренко и О.В.Пендерецкий (53) 66. ) .8 (()88.8) (56) Сборник "Современные методы и приборы автоматического контроля и регулирования технологических процессов", Общество "Знание" РСФСР, М.: МДНТП, 1988, с. 131 †1. (54) УСТРОЙСТВО,?(??Я ДОЗИРОВАНИЯ ИНОГОКО?1??0НВНТН? !Х ЖИДКИХ СМГСВй (57) Изобретение относится к доэированию жидкостей при изготовлении многокомпонентных смесей и может быть ис— пользовано в химической, пищевой и других отраслях промыщленности. Цель изобретения — повышение точности дозирования эа счет учета изменения кочцентрации компонентов. Питеровой измерител 4 давления и цифровой уровнемер 1 при подаче очередного компонента смеси выдают сигналы на первый блок 5 деления, блок Л yMvîæåHèÿ на постоянный коэффициент, блок 3 считывания значений объема, первый блок б умножения. На каждом иэ выходов блоков 3 и 6 появляются сигналы, соответствующие текущим значениям соответственно объема и массы смеси, имеющейся в реакторе. Текущие значения объема и массы смеси подаются на первые входы соответственно первого блока 7 вычитания и второго блока 8 вычитания, другие входы которых связаны с выходами задатчика 9 вычитаемых значений объема и массы, задает величины объема и массы, которые она имела перед началом дозирования текущего компонента. На выходе блоков 7 и 8 вычитания присутствуют сигналы, соответствующие величинам объема и массы дозируемого компонента, которые поступают на входы второго блока 11 деления и одновременно через программируемый микроконтроллер 10 на входы задатчика 9. Результатом деления является величина плот— ности компонентов, которая через микроконтроллер 1:) nor.òóëàåò на соответствующий вход блока 16 считывания значений концентрации компонен- а

Ю та, которая с соответствующего выхода блока 16 подается через микроконтроллер 1 ) на вход второго блока 1.- умноненик, на Иругой ихой ко- и торого поступает сигнал с выхода первого блока 7 вычитания. На вьмоде второго блока 1 умножения появляется сигнал соответствующей массе концентрированного (1007) компоненV та, поступающий на первый вход первого блока 13 сравнения, на второй вход которого через микроконтроллер

18 подается 3начение требуемой дозы с соответствующего выхода блока 17 задания доз. При равенстве двух указанньм величин блок 13 сравнения выдает сигнал на окончание дозирования компонента. Система позволяет вести процесс строго по технологическому регламенту и добиться высокого качества и многокомпонентной смеси. 1 ил.

16 796 >

Изобретение относится к доз?«рованию жидкостей при изг От Онле нии многокомпонентньех смесей и может быть использовано в химической, пищевой и ,дру гих с траслях промьпплен«ости .

Цель изобретения — повьлпение точности дозиронания за счет учета воз— можного изменения ко«центрации компо— нентов. !р

Ца чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит ?IH

:) умножения на постоянный коэ<Ьф?«циент, а выход — с п< рным входом первого блока 6 умножения, второй вход которого совместно с выходом блока 3 считывания значений объема подключен к 25 первому входу первого блока 7 вычита— ния, выход первого блока 6 умножения соединен с первым входом второго блока 8 Вычитания, вторые входы первого 7 и второго 8 блоков вычитания 3р соединены с соответствующими вь«ходами задатчика 9, входы которого соединены с соответствующими выходами микроконтроллера 1 ), а выходы первого 7 и второе О 8 блоков вычитания соединены с соответствую«««ими входами второго блока 11 деления, а также с соответству«<л<«им?«входами микроконт— роллера 1, выход второго блока 11 деления соединен с соответствую

Входом «?««.роконтроллера 1", входы

Второго блока умноже«н«я 1, . соединены один — с выходгм первого блока 7 вычитания, другой — с соответствующим

В ыхОдОм микр <)ко: « « poJ..«< р а 1 ) а Ве)«ход 4 5 второго блок" . уме«О?«ее«ия сo<=!ti«I«< H с первым нходо-I первого блока 13 сравнен?«я > Второй ВхОд е«е?ыход ьотГ рого соедине«ы соответственно с соот—

<,етству?«е«<<им?«Выходом и ВхОДОм м?«кро контроллера 1 ), вхге, таймера !<< соединен с оотнетств;няп«м выходом микроконтр)ле«ера 1 ), а в«»ход — с первым входом BT<>рог бл<,а 15 сраннения, второй вход i« е ых .д к< 4 орогo со< li«H<..=

)5 ны соответств<.Н«п с сооте«етст?)ун?««?«ь«?« входом ««Выходом 4«itpоты мешалки также сосдие«ее«ъ«с соответс гвующими входами ь«икр око««троллера 1 ), а входь«блока 19 индикации соединень«с вьеходами блока 3 считывания значений обьема, первого блока 6 у.«ноже«ия, первого 7 и второго 8 блоков вычитания, второго блока 11 деле— ния, второго блока 12 умножения и с соответствую«<«?ем выходом микроконтроллера 1 ) . .Влок 2"" упранления клапанами блок "1 управления насосами и блок

22 управления приводом мешалки подключены к соответствующим выходам микр<око««троллера 1«I.

Устройство работает следующим образом.

В на «альный момент при отсутствии как?«х — либо компое«еHToR в реакторе на н «х<>де ц?«ярового измерителя 4 г««дростатического давле«ия и ци

««рогра.«н«ь«, подлежащей выполнению и зал«с а«ной в микроконтроллере 1 !) .

)«ачинается дозирование первого компо< .<.«т;<. С ?гласно программе, записанной

«3 м<«Kp ?KOHT)i Зл««ер 1 ) ) вхОД«)е р и с со< ди:яют:-.н соответственно с ьп»хода)) 1)

Блок 1 значений, определяя лающего к личин входы-выходи ра змыкаютс я . 1але v с микроконтроллера 1() поступает cttIнал ил включение насоса и открытие клапана ия лииии первого дозирующего

1 компонента. (".оответстнующий выход блока 17 задания доз и вход "е" микроконтроллера 1() коммутируется с выхоri юе дом A устройства 1() и поступает иа вход блока 13 сравнения. Вход "и"

1 микроконтроллера 1 ) коммутируется с выходом п (, а вход m с выходом

t l I t ш устройства 1О, обеспечивая, таким образом, соединение в13хода бло— кл 11 деления и входя блока 12 умножения с блоком 16 считывания значений концентрации компонентов, л именно входом и выходом, обеспечивающим счи тывание значения концентрации в зави(симости от плотиост11 первого ком-,j5 понентл.

11ри поступлении первого компонен та на выходах Jtttt)3pot3oI уроннемеря,1 и цифрового измерителя 4 гидростатического давления присутствуют значе- 30 иия уровня Ji и гидростятического давления P. R блоке Л умножения иа постоянный коэффициент производится умножение значения уровня Н на значение ускорения снободиого падения, а в бчоке 5 деления — делеии . значения гидростлтического длвле1гия Р «а ре— зультат вычисления блока,., по Зучля в результате плотность смеси (н данном случае первого компонента) в реакторе

Н3 Кт-m з

0 (4) "-к

В случае доэировлния первого компонента значение плотности, вычисленное блоком 5, будет совладать со значением на выходе блока 11, так как

m =() t/ =0 и п =Зч/V.

3 з 1К

Значение п.иотности р „с выхода блока 11 деления поступает на вход

"ы" микрокоитроллерл 10, который в

0 данный момент времени соединен с ны11 1и ходом п и соответствую(цим входом блока 16 считывания значений концентрации компонентов. В блоке 16

При поступлении значения уровня Н иа вход блокл 3 считывания значений объема, в который внесена грлдуиро—

45 ночная таблица реактора, ил его ныхо— де будет присутствовать значение объема смеси (компонента) V. Блок 6 yM— ножения производит vttttoxet! Iå поступаю50 щих иа его вход значений плотности и объема смеси, компонента), вычисляя тем са thttt массу смеси (компонента) гп=() Ч . (- )

Блоки и 8 вычитания реализуют вычитание двух величин по следующей

55 зависимости (3) г -т3-И к 3>

=V-y к

165/ псрного компонента нулевые зилчеиия, которые через входи л и б зядлтчикл 9 постуилют ил вы п1тлющис входы блоков 7 и 8 вычитания, после записи н задлтчик 9 значений вычптлемых везначения массы и объема доэируемого компонента; значения массы и объема ил выходах задатчика .

1 деле1пгя производит деление

1311чиглеинл(х блоками 7 и 8, тем слмь)м плотность постуомпоиеитл: происходит считывание по значению плотности концентрации компонента, значение которой поступает на вход ,"m " устройства 1 ) и через выход "ш"— ,иа вход блока 1? умножения, второи

1 нход которого соединен с выходом блока 7 вычитания, ил который подается значение объема компонента Vk.

В блоке 1,! умножения нычисление массы концентрированного (1()()7) компонента

too" где m < — массл концентрированного (1() )7) компонента; с — массовая концентрация первого компонента.

Ня блок 13 сравнения поступает значение массы 10:) компонента с блока 1r умноже1ьия и блокл 17 задания доз, скоммутироваиного через входlI 1I выход е-(3 микроконтроллера 1 ) .

При достижении условия

100 /о

Н3 =1 3) (6) нл выходе блока 13 сравнения, а следовательно, и на входе и микроконтроллера 10 появляется сигнал, и согласно программе, ниесенной в устройство 1(), происходит отключение соответствующих насосов и клапанов при помощи блоков 21 управления насосами и 2() управления клапанами .

Далее происходит дозироваиие второго компонента, при этом согласно программе, записанной в микроконтрол11б5 965 лер 10, входы "р" и "с" соединяются

11 It tt 11 соответственно с выходами л и к и происходит запись в эадатчик 9 новых значений m3 и Ч3, после чего вхо5 ды-выходы размыкаются. Соответствующие входы и выходы блоков 17 задания доз, блока 16 считывания значений ,концентрации компонентов, 2i) управления клапанами и 21 управления насо- 1О сами коммутируются, после чего вто.рой компонент начинает поступать в реактор.

При этом аналогично дозированию компонента производится соответствующими блоками вычисления и представление блоком 19 индикации: объем смеси, масса смеси m; массы дозируемого компонента m = (К

=тй-m

31 объема дозируемого компонента 7„=

=-V-Ч 3; плотности дозируемого компонента 25

p массы концентрированного (1 Ю7) 20 компонента во, бб 2 kt где с — массовая концентрация второ2 го компонента. оо

При достижении условия m =г происходит отключение соответствую— щего клапана и насоса.

Аналогичным образом производится дозирование других компонентов.

При необходимости перемебш вания компонентов смеси программно коммути руются соответствующий вывод блока 22 задания времени работы мешалки и один из входов блока 15 сравнения, при этом включаются также таймер 14 и блок 22 управления приводом мешалки.

После определенного времени t, которое фиксируется таймером 14, соединенным со вторым выходом блока с.ббвнения

15, при котором

11 (2) где t — время перемешивания заАнк)

Э сированное блоком 2 . задания времени работы мешалки, с выхода блока 15 сравненич поступает сигнал, который, 55 поступая на микроконтроллер 1 1, включает таймер 14, а также посредством блока . ?2 управления привода мешалки отключает при BoJl, мешалки .

Таким образом, происходит дозирование по массе (по массе концентрированных (111 17) компонентов) и перемешивание компонентов смеси по заданным значениям, занесенным в блоках задания доэ и времени работы мешалки в порядке, определяемой программой, внесенной в микроконтроллер.

Система дозирования многокомпонентных смесей позволяет вести процесс строго по технологическому регламенту и добиться высокого качества многокомпонентной смеси, так как исключена неточность дозирования, вследствие изменения концентрации компонентов (эа счет испарения, изменения температуры, различных расслоений, различия партий и др.). Система дозирования многокомпонентных смесей допускает применение компонентов изменяющийся в определенных пределах концентрации, что снижает требования к исходным компонентам, обеспечивая при этом высокое качество готового продукта.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для дозирования многокомпонентных жидких смесей, содержащее датчик уровня, блок задания доз, блок задания времени работы мешалки, таймер, блок индикации, микроконтролпер, входи которого соединены с выходами первого и второго блоков сравб нения, а выходы — с входами блока управления клапанами, блока управления насосами и блока управления приводом мешалкиб о т л и ч а юи; е е с я тем, что, с целью повышения точности дозировання, в него введены цифровой измеритель гидростатического давления, блок умножения на постоянный коэдх бициент, два блока деления, блок считывания значений объема, дга блока умножения, два блока вычитания, эадатчик, блок считывания значений концентрации компонентов, а датчик уровня выполнен в виде цифрового уровнемера, выход которого соединен с входом блока умножения на постоянный коэффициент и входом блока считывания значений объема, выход цифрового измерителя гидростатическо;о давления соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока умнокения на постоянный коэффициент, а выход — с первом входом первого

16 965

Составитель Г.Мостовая

Редактор А.Кондрахина Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ. 24/9 Тираж 421 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 блока умножения, второй f(. од которого совместно с выходом блока считывания, значений объема подключ<.н к первому входv первого блока вычитания, выход

5 первого блока умнвжеf(HH соединен с первым входом второго блока вычитания, вторые входы первого и второго блоков вычитания соединены. с соответствующими выходами эадатчика, входы ко- 1 торого соединены с соответствующими выходами микроконтроллера, а выходы первого и второго блоков вычитания соединены с соответствующими входами второго блока деления, а также с соответствующими входами ыкроконтроллера, выход второго блока деления соединен с соответствующим входом микроконтроллера, входы второгп блока умножения соединены один — с выходом первого блока вычитания, другой — с соответствующим выходом;п кроконтроллера, а выход второго блока умножения соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход и выход которого соединены соответственно с соответствующими выходом и входом микроконтроллера, вход таймера соединен с соответствующим выходом микроконтроллера, а выход — с первым входом второго блока сравнения, второй вход и выход которого соединены соответственно с соответствующими выходом и входом микроконтроллера, входы и вы— ходы блока считывания значений концентрапии компонентов смеси соединены соответственно с соответствующими вы— ходами и входами микроконтроллера, выходы блока задания доэ и блока задания времени работы мешалки также соединены с соответствую чими входами микроконтроллера, а входы блока индикации соединены с выходами блока считывания значений объема, первого блока умножения, первого и второго блоков вычитания, второго блока деления, второго блока умножения и с соответствующим выходом микроконтроллера .