CZ31175U1 - Zapojení ovládacího systému pro řízení pohybu pístů nebo plováků, zejména komorového dávkovače pro dopravu média - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapojení ovládacího systému pro řízení pohybu pístů nebo plováků, zejména komorového dávkovače pro dopravu suspenzí, viskózních a jiných médií.

Dosavadní stav techniky

Pro vysokotlakou dopravu suspenzí, viskózních a jiných médií se v současné době používají komorové dávkovače sestávající z alespoň dvou horizontálně nebo vertikálně orientovaných válcových komor, které jsou opatřeny písty s těsněním nebo plováky oddělujícími dopravované médium od čisté kapaliny a dvojicí snímačů koncové polohy. Z jedné strany komor je připojen okruh čisté kapaliny sestávající ze zásobní nádrže čisté kapaliny, dopravního čerpadla, akumulátoru, ovládaných uzavíracích řídicích armatur a malých bypassových tlakovacích armatur. Sání dopravního čerpadla je připojeno k zásobní nádrži čisté kapaliny. Výtlačné potrubí dopravního čerpadla, ve kterém je instalován akumulátor, je připojeno ke komorám. V místě připojení tohoto výtlačného potrubí dopravního čerpadla ke komorám jsou instalovány ovládané dvoucestné nebo vícecestné řídicí armatury a malé bypassové tlakovací armatury v obtocích ovládaných řídicích armatur. Ke komorám je také připojeno vratné potrubí čisté kapaliny, které je vedeno zpět do zásobní nádrže čisté kapaliny. V místě připojení tohoto vratného potrubí čisté kapaliny ke komorám jsou instalovány ovládané dvoucestné nebo vícecestné vratné armatury. Z druhé strany komor je připojeno plnicí a výtlačné potrubí dopravovaného média. V tomto plnicím a výtlačném potrubí dopravovaného média jsou u každé komory instalovány zpětné nebo řízené plnicí a výtlačné armatury.

Nevýhodou popsaného zapojení ovládacího hydraulického systému komorového dávkovače je to, že písty s těsněním nebo plováky nedojíždí do krajní polohy na straně dopravovaného média a z tohoto důvodu v komoře při každém cyklu zůstane na straně dopravovaného média část dopravovaného média, které se z komory nevytlačí. Toto může být nežádoucí z důvodu změny vlastností dopravovaného média v čase (degradace, tuhnutí,...) nebo z důvodu uvolňování nežádoucích složek média v tomto prostoru (plyny). Tento problém bývá občas řešen pomocí přepouštěcího ventilu instalovaného v bypassu komor, kdy při dojezdu pístu či plováku do krajní polohy na straně dopravovaného média se čistá kapalina od dopravního čerpadla přepustí do výtlačného potrubí dopravovaného média. Čistá kapalina se v tomto případě dostává do výtlačného potrubí dopravovaného média, což může být v řadě případů nežádoucí nebo toto přepouštění není možné provádět v každém cyklu, ale pouze jednou za určitý počet cyklů. Navíc se tímto snižuje účinnost komorového dávkovače a zvyšuje spotřeba čisté kapaliny.

Podstata technického řešení

Nevýhodu spojenou s tím, že písty s těsněním nebo plováky nedojíždí do krajní polohy na straně dopravovaného média nebo pronikáním čisté kapaliny do výtlačného potrubí dopravovaného média do značné míry odstraňuje zapojení ovládacího systému pro řízení pohybu pístů nebo plováků, zejména komorového dávkovače sestávajícího z alespoň dvou horizontálně, šikmo nebo vertikálně orientovaných válcových komor, které jsou opatřeny písty s těsněním nebo plováky oddělujícími dopravované médium od čisté kapaliny. Z jedné strany komor je připojen okruh čisté kapaliny sestávající ze zásobní nádrže čisté kapaliny, dopravního čerpadla a ovládaných řídicích armatur. Sání dopravního čerpadla je připojeno k zásobní nádrži čisté kapaliny. Výtlačné potrubí dopravního čerpadla je připojeno ke komorám. V místě připojení tohoto výtlačného potrubí dopravního čerpadla ke komorám jsou instalovány ovládané dvoucestné nebo vícecestné řídicí armatury. Ke komorám je také připojeno vratné potrubí čisté kapaliny, které je vedeno zpět do zásobní nádrže čisté kapaliny. V místě připojení tohoto vratného potrubí čisté kapaliny ke komorám jsou instalovány ovládané dvoucestné nebo vícecestné vratné armatury. Z druhé strany komor je připojeno plnicí a výtlačné potrubí dopravovaného média. V tomto plnicím a výtlačném

-1 CZ 31175 Ul potrubí dopravovaného média jsou u každé komory instalovány zpětné nebo řízené plnicí a výtlačné armatury.

Podstata řešení spočívá v tom, že ovládané řídicí armatury, které přivádí čistou kapalinu z výtlaku dopravního čerpadla do komor, jsou opatřeny hydraulickými nebo pneumatickými pohony, do kterých je přiváděn bud plný tlak ovládacího média, nebo redukovaný tlak ovládacího média. Při přivedení plného tlaku ovládacího média na jednu stranu hydraulického nebo pneumatického pohonu vyvodí tento pohon sílu, která je dostatečně vysoká na uzavření řídicí armatury i při maximálním tlakovém spádu na kuželce. Při přivedení redukovaného tlaku ovládacího média na jednu stranu hydraulického nebo pneumatického pohonu vyvodí tento pohon sílu, která při určitém tlakovém spádu na kuželce již nestačí na udržení řídicí armatury v uzavřené poloze a řídicí armatura se otevře, čímž začne čisté tlakové médium proudit z výtlaku dopravního čerpadla do komory. Během plnění komory dopravovaným médiem je kuželka do sedla řídicí armatury přitlačována hydraulickým nebo pneumatickým pohonem, do kterého je na jednu stranu přiváděn plný tlak ovládacího média, díky čemuž je řídicí armatura uzavřena a čistá kapalina z výtlaku dopravního čerpadla do této plněné komory neproudí. Po naplnění komory dopravovaným médiem, v době kdy ještě probíhá vytlačování druhé komory, se po přepnutí přepínacího rozvaděče začne přivádět do hydraulického nebo pneumatického pohonu řídicí armatury redukovaný tlak ovládacího média. V okamžiku kdy se zcela vyprázdní druhá komora a píst nebo plovák se dostane do své krajní polohy, se vlivem zvýšení tlakového spádu na kuželce řídicí armatury u první komory kuželka, dotlačovaná do sedla hydraulickým nebo pneumatickým pohonem s přivedeným redukovaným tlakem ovládacího média, otevře a tím se začne vytlačovat první komora. Díky tomuto plynulému přechodu vytlačování druhé komory na první nedojde k přerušení průtoku dopravovaného média ve výtlačném potrubí a tím vzniku průtokové a tlakové špičky. Krátce po tomto zahájení vytlačování první komory se začne druhá komora plnit dopravovaným médiem a řídicí armatura přivádějící čistou kapalinu od dopravního čerpadla k první komoře se plně otevře. Píst a komora na straně dopravovaného média jsou tvarovány tak, aby byl v krajní poloze pístu volný prostor mezi pístem, víkem, komorou a potrubím dopravovaného média minimální. Objasnění výkresů

Technické řešení je blíže objasněno pomocí pěti obrázků.

Na Obr. 1 je uvedeno základní blokové schéma zapojení komorového dávkovače s řídicími armaturami 10 a vratnými armaturami 1L Na Obr. 2 je uvedeno základní blokové schéma zapojení komorového dávkovače s jednou řídicí armaturou 10 a jednou vratnou armaturou li· Na Obr. 3 je uvedeno základní blokové schéma zapojení komorového dávkovače s jednou řídicí armaturou 10. Na Obr. 4 je uvedeno zapojení ovládání pohonu 42 řídicí armatury 10 s redukčním ventilem 53. Na Obr. 5 je uveden způsob provedení pístu 3 a víka 32 komory 1 na straně dopravovaného média.

Příklady uskutečnění technického řešení

Zapojení ovládacího systému komorového dávkovače je tvořeno dvěma nebo třemi komorami i, ve kterých jsou umístěny písty 3 opatřené těsněním 2. Písty 3 oddělují dopravované médium od čisté kapaliny a těsnění 2 zabraňuje průniku dopravovaného média do čisté kapaliny a naopak. Komory jsou opatřeny snímači 4 průtoku a případně i snímači 5 koncových poloh pístu 3. Každá komora je na straně dopravovaného média napojena přes zpětnou nebo ovládanou uzavírací výtlačnou armaturu 30 a plnicí armaturu 31 na výtlačné potrubí 9 dopravovaného média a plnicí potrubí 8 dopravovaného média. Každá komora je na straně čisté kapaliny přes ovládanou uzavírací řídicí armaturu !0 a případně i přes vratnou armaturu li napojena na přívodní potrubí 6 čisté kapaliny a vratné potrubí 7 čisté kapaliny. Čistá kapalina je ze zásobní nádrže 12 čisté kapaliny čerpána dopravním čerpadlem 14 přívodním potrubím 6 čisté kapaliny přes ovládané řídicí armatury 10 do komor i. Na sání dopravního čerpadla 14 může být instalováno podávači čerpadlo 13. Voda z komor 1 je odváděna přes ovládané řídicí armatury 10 nebo vratné armatury 11 vratným potrubím 7 čisté kapaliny do zásobní nádrže 12 čisté kapaliny. Ve vratném potrubí 7 čisté kapaliny může být instalováno plnicí čerpadlo 15. Na straně čisté kapaliny může být instalováno

-2CZ 31175 Ul bypassové potrubí řídicích armatur 10 s vloženými tlakovacími armaturami 20. Řídicí armatury 10 jsou opatřeny hydraulickými nebo pneumatickými pohony 42, do kterých je přiváděn buď plný tlak ovládacího média, nebo redukovaný tlak ovládacího média. Okruh ovládacího média řídicích armatur 10 se skládá ze zdroje 51 ovládacího média napojeného na zásobní nádrž 50 ovládacího média a z rozvaděče 52 přivádějícího tlakové ovládací médium od zdroje 51 ovládacího média k pohonu 42 řídicí armatury 10 buď do prostoru plné plochy pístu, nebo do prostoru mezikruží pohonu 42. Mezi zdrojem 51 ovládacího média a hydraulickými nebo pneumatickými pohony 42 je instalován redukční ventil 53 a přepínací rozvaděč 54, který přepíná mezi přívodem ovládacího média k pohonu 42 přímo od zdroje 51 ovládacího média nebo přes redukční ventil 53. Přebytečný tlak od pohonu 42 řídicí armatury 10 je redukčním ventilem 53 odveden bud do volna, nebo do zásobní nádrže 50 ovládacího média.

Při cyklu komorového dávkovače se u každé komory 1 střídá plnění dopravovaným médiem a vytlačování dopravovaného média. U jednotlivých komor i jsou jednotlivé fáze cyklu posunuty tak, že u první komory i probíhá plnění dopravovaným médiem a u druhé komory 1 probíhá vytlačování dopravovaného média.

Řízení jednotlivých fází cyklu se děje pomocí snímačů 4 průtoku a případně i snímačů 5 koncových poloh pístu 3. V okamžiku, kdy je píst 3 v první komoře 1 v krajní poloze naplněno dopravovaným médiem, snímač 4 průtoku nebo koncový snímač 5 polohy pístu 3 toto zaregistruje a řídicí systém přepne u pohonu 42 řídicí armatury 10, která přivádí čistou kapalinu od dopravního čerpadla 14 do první komory 1, přepínací rozvaděč 54 do druhé polohy, čímž se do pohonu 42 začne přivádět redukčním ventilem 53 redukovaný tlak ovládacího média. V okamžiku, kdy je píst 3 v druhé komoře I v krajní poloze vyprázdněno dopravovaným médiem, kuželka řídicí armatury 10 přivádějící čistou kapalinu od dopravního čerpadla 14 do první komory I se nadzvedne a začne se z první komory I vytlačovat dopravované médium. Dojezd pístu 3 v druhé komoře I do krajní polohy vyprázdněno dopravovaným médiem zaregistruje snímač 4 průtoku. Na základě toho řídicí systém ukončí vytlačování dopravovaného média z druhé komory I, zahájí plnění této komory I dopravovaným médiem a plně otevře řídicí armaturu 10 přivádějící čistou kapalinu od dopravního čerpadla 14 do první komory i.

Plném komoiy i dopravovaným médiem je zahájeno po otevření řídicí armatury W nebo vratné armatury 11. která odvádí čistou kapalinu z této komory i do zásobní nádrže 12 čisté kapaliny, a po otevření plnicí armatury 31. Čistá kapalina je při plnění komory 1 dopravovaným médiem vytlačována z komory i přes řídicí armaturu 10 nebo vratnou armaturu li vratným potrubím 7 čisté kapaliny do zásobní nádrže 12 čisté kapaliny. Vytlačování dopravovaného média z komory i je zahájeno po otevření řídicí armatury 10 na přívodu čisté kapaliny do této komory i a po otevření výtlačné armatury 30. Čistá kapalina je při vytlačování dopravovaného média z komory 1 přiváděna do komory i přívodním potrubím 6 čisté kapaliny z výtlaku dopravního čerpadla 14.

Regulace průtoku dopravovaného média je realizována pomocí regulace průtoku čisté kapaliny dopravním čerpadlem 14.

Píst 3 a víko 32 komory i na straně dopravovaného média jsou tvarovány tak, aby byl v krajní poloze pístu 3 volný prostor mezi pístem 3 a víkem 32 minimální.

Průmyslová využitelnost

Zapojení ovládacího systému pro řízení pohybu pístů nebo plováků podle technického řešení lze využít v různých průmyslových odvětvích, zejména pro komorové dávkovače pro dopravu suspenzí, viskózních a jiných médií.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zapojení ovládacího systému pro řízení pohybu pístů nebo plováků, zejména komorového dávkovače pro dopravu suspenzí, viskózních a jiných médií, sestávajícího alespoň z jednoho dopravního čerpadla (14) připojeného k zásobní nádrži (12) čisté kapaliny, přívodního potrubí (6)

   5 čisté kapaliny mezi dopravním čerpadlem (14) a jednou stranou komor (1), zdroje (51) ovládacího média, nejméně dvou komor (1) opatřených písty (3) nebo plováky, dvoucestnými, nebo vícecestnými řídicími armaturami (10) s hydraulickými nebo pneumatickými pohony (42) a samočinnými zpětnými armaturami nebo ovládanými výtlačnými armaturami (30) ve výtlačném potrubí (9) dopravovaného média a samočinnými zpětnými armaturami nebo ovládanými plnilo čími armaturami (31) v plnicím potrubí (8) dopravovaného média, které je připojeno k druhé straně komor (1), vyznačující se tím, že mezi zdrojem (51) ovládacího média a hydraulickým nebo pneumatickým pohonem (42) řídicí armatury (10) je instalován rozvaděč (52) propojující zdroj (51) ovládacího média s jednou nebo druhou stranou pohonu (42), redukční ventil (53) a přepínací rozvaděč (54) propojující zdroj (51) ovládacího média s pohonem (42)

   15 buď napřímo nebo přes redukční ventil (53).