ITMI940384A1 - Apparecchiatura per il dosaggio in linea di sostanze liquide particolarmente soluzioni, con controllo continuo della regolarita' delle quantita' erogate - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

APPARECCHIATURA PER IL DOSAGGIO IN LINEA DI SOSTANZE LIQUIDE, PARTICOLARMENTE SOLUZIONI, CON CONTROLLO CONTINUO DELLA REGOLARITÀ' DELLE QUANTITÀ' EROGATE

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una apparecchiatura per l'esecuzione in linea di dosaggi di modeste quantità di sostanze liquide, in particolare di soluzioni di densità variabile, su recipienti e/o tubazioni percorsi da un liquido o soluzione di processo, con controllo continuo delle quantità erogate .

Come è noto, il dosaggio o dosatura è una operazione manuale o meccanizzata che ha lo scopo di introdurre in un recipiente o direttamente nella tubazione di alimentazione di un ciclo di lavorazione una quantità esattamente determinata e regolabile di un dato materiale o prodotto, ad intervalli di tempo regolari e predeterminati .

Gli apparecchi dosatori si differenziano dal punto di vista strutturale a seconda del fatto che i materiali da dosare siano liquidi o solidi.

Tra i dosatori per liquidi o soluzioni liquide i più noti sono quelli a pompa, generalmente un tipo di pompa a moto alternativo, denominata comunemente pompa dosatrice, che aspira all'interno del suo o dei suoi cilindri una determinata quantità di liquido per poi inviarla al ciclo produttivo; le variazioni della quantità di liquido aspirata da immettere nel ciclo vengono effettuate semplicemente variando la corsa del o dei pistoni entro i rispettivi cilindri.

Esistono anche vari tipi di dosatori a tazze in cui le variazioni delle quantità aspirate vengono effettuate variando l'angolo di inclinazione delle stesse tazze.

Sono anche noti alcuni tipi di densimetri che, in sostanza, consentono di determinare il valore della concentrazione di una soluzione attraverso la misura della sua densità.

In pratica, gli attuali apparecchi o sistemi di dosaggio di liquidi, in particolare quelli che prevedono il dosaggio in linea di additivi liquidi su tubazioni in cui scorre il liquido o soluzione di processo, non sempre consentono l'esecuzione di dosaggi accurati secondo le esigenze.

Infatti, nel l'eseguire detti dosaggi sorgono diversi problemi fra cui l'esigenza di ottenere in tempo reale e praticamente in continuo la misura di almeno una grandezza in grado di permettere di controllare che il dosaggio in fase di esecuzione corrisponda a quello predisposto, oltre alla necessità di disporre di un corretto sistema di azionamento dell'apparecchiatura di dosaggio.

Inoltre, qualora il dosaggio consista nell'iniettare una soluzione di una sostanza disciolta in un'altra, sorge la necessità di controllare continuamente il titolo della soluzione stessa, dato che gli attuali sistemi di rilevamento e misura di questa grandezza fanno riferimento, in generale, solo al volume della soluzione da iniettare e non alla sua concentrazione.

Scopo pertanto della presente invenzione è quello di realizzare una apparecchiatura di dosaggio in linea di additivi liquidi, e in particolare di soluzioni, concepita e strutturata in modo da consentire di programmare il dosaggio secondo le necessità e di disporre, contemporaneamente, sia il controllo in continuo delle quantità effettivamente erogate sia, se necessario, il controllo della concentrazione della soluzione da iniettare .

Altro scopo del trovato è quello di realizzare una apparecchiatura di dosaggio in linea di additivi liquidi strutturalmente semplice, altamente affidabile, di ridotto ingombro e tale da consentire un funzionamento sostanzialmente automatico .

Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da una apparecchiatura per il dosaggio in linea di additivi liquidi, e in particolare soluzioni, su tubazioni percorse da fluido di processo e/o su contenitori in genere, la quale apparecchiatura è costituita, secondo il presente trovato, da almeno un contenitore di capacità prestabilita, sostanzialmente almeno un tubo disposto verticalmente e superiormente aperto, atto ad essere riempito sostanzialmente fino a tracimazione mediante una pompa di carico, con il liquido o soluzione da iniettare, alla base di detto tubo di misura essendo previsti almeno un dispositivo misuratore di pressione ed almeno una elettrovalvola collegata ad un recipiente ausiliario con funzione di polmone di raccolta tale da consentire ad una pompa di iniezione, ad esso associata, di prelevare il liquido da iniettare e pomparlo nella tubazione del fluido di processo, detta apparecchiatura essendo inoltre asservita ad un dispositivo di controllo, sostanzialmente un microprocessore o simile opportunamente programmato, atto a comandare l'apertura-chiusura di detta elettrovalvola e l'intervento di dette pompe per consentire il passaggio del liquido da iniettare dal tubo di misura alla tubazione del fluido di processo.

Più particolarmente, detto misuratore di pressione, posto alla base del tubo di misura, consente di effettuare le misure di pressione sia a tubo di misura colmo sia continuamente durante lo svuotamento dello stesso tubo di misura, dette misure di pressione consentendo, essendo nota l'altezza del tubo di misura, di determinare la densità del liquido e l'eventuale concentrazione della soluzione.

Sempre secondo il trovato, detta apparecchiatura di dosaggio prevede, secondo un'altra forma esecutiva, due misuratori di pressione disposti l'uno al piede di detto tubo di misura e l'altro ad una altezza nota a partire da detto piede, atti a consentire la determinazione della concentrazione della soluzione tramite il rilevamento della differenza di pressione fornita da detti due misuratori, senza necessità di provocarne la tracimazione .

Secondo un'altra forma realizzativa, detta apparecchiatura di dosaggio in linea può prevedere due uguali tubi di misura, ciascuno dotato di una propria elettrovalvola asservita a detto microprocessore, detti due tubi di misura essendo alternativamente riempiti da una o da due separate pompe di carico in modo da consentire, attraverso comando alternato di dette elettrovalvole, l'ingresso del liquido per gravità nel recipiente ausiliario consentendo così alla pompa di iniezione una alimentazione praticamente in continuo e quindi una iniezione pure in continuo del liquido o soluzione nel ciclo di processo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno più chiaramente dalla seguente dettagliata descrizione, fatta con riferimento all'unita tavola di disegno, data a solo titolo indicativo e non limitativo, nella quale l'unica figura mostra, in forma schematica, una apparecchiatura di dosaggio in linea di additivi liquidi o soluzioni, realizzata secondo il trovato e secondo una delle sue possibili pratiche attuazioni.

Con riferimento a detta unica figura, l'apparecchiatura dosatrice oggetto del trovato è in sostanza costituita da un tubo rettilineo 1, ad asse verticale, avente l'estremità superiore aperta, e sfociante in un recipiente la, pure aperto; detto recipiente la è collegato, tramite una tubazione 2, con la mandata di una pompa di carico 3, il cui condotto di aspirazione 3a è collegato ad un recipiente (non rappresentato in quanto può essere di qualsiasi tipo e dimensione) contenente un liquido o una soluzione da iniettare entro recipienti o entro una tubazione in cui scorre un liquido di processo. Alla base del tubo verticale 1, di sezione costante e di altezza prestabilita, è previsto un raccordo tubolare 4, ad una estremità del quale è collegato un misuratore di pressione 5, quale un trasduttore di pressione o simile, un pressostato o simile, mentre l'estremità opposta è collegata ad una elettrovalvola 6 la cui uscita è collegata ad un recipiente ausiliario o di servizio 7, avente la funzione di polmone di raccolta del liquido emesso ad ogni apertura di detta elettrovalvola. A detto recipiente ausiliario 7 è collegata una pompa aspirante-premente 8, la cui mandata 8a è diretta ad una tubazione contenente in circolazione un liquido o una soluzione di processo nella quale è destinato ad essere iniettato l'additivo liquido alimentato dalla pompa di carico 3 e misurato nel tubo verticale 1, come meglio sarà chiarito qui di seguito .

Il tubo verticale 1, essendo di altezza prestabilita e di sezione costante, costituisce un tubo di misura del liquido alimentato per cui il rilevamento della pressione della colonna liquida in esso contenuta, operata da detto misuratore di pressione, consente di determinare la densità del liquido o della soluzione (quando si alimenta una soluzione) e quindi anche la concentrazione della stessa soluzione da iniettare.

Inoltre, detta elettrovalvola 6 è asservita ad un microprocessore o dispositivo di controllo simile (non rappresentato) opportunamente programmato, atto a comandare, a tubo di misura riempito, l'apertura e poi la chiusura dell'elettrovalvola 6 la quale così consente il passaggio del volume di liquido prestabilito, per gravità, dal tubo di misura 1 al recipiente ausiliario 7 dal quale la pompa di iniezione provvede poi ad iniettarlo nel ciclo di processo.

Più particolarmente, durante il riempimento del tubo di misura 1 si può fare in modo che il liquido tracimi dal tubo di misura (per essere poi raccolto e rimandato all'aspirazione della pompa di carico) e, prima di procedere alla sua fuoriuscita attraverso l'elettrovalvola 6 si può misurare la pressione che questo liquido determina sul misuratore di pressione 5.

Questa misura di pressione a tubo di misura colmo e le varie misure che vengono eseguite continuamente durante lo svuotamento del tubo di misura permettono:

a) di determinare, essendo nota, come già detto, l'altezza del tubo di misura, la densità del liquido da iniettare e quindi di calcolare la concentrazione della soluzione da iniettare, se il dosaggio interessa una soluzione;

b) di formulare il programma che lega l'apertura dell'elettrovalvola 6 (e quindi il passaggio del liquido da iniettare verso la pompa di iniezione) alla portata del fluido di processo, al dosaggio che si intende effettuare, alla quantità di liquido da iniettare ed eventualmente alla concentrazione della soluzione se il liquido è una soluzione, e

c) di eseguire istantaneamente il controllo che il programma prestabilito per l'apertura dell'elettrovalvola sia stato effettivamente eseguito, rilevando eventuali scostamenti del livello del liquido da iniettare nel tubo di misura dal livello che il liquido dovrebbe avere secondo il programma, in modo da intervenire con effetto di retroazione (feed-back) sul programma stesso.

Sempre secondo il trovato, l'apparecchiatura più sopra descritta ed esemplificata nell'unica figura, può essere anche realizzata impiegando due misuratori di pressione dei quali uno sempre posto al piede del tubo di misura e l'altro ad un'altezza nota rispetto al primo, in modo che non sia necessario spingere il riempimento del tubo di misura fino alla tracimazione del liquido, essendo sufficiente, per determinare la concentrazione della soluzione, il rilevamento della differenza di pressione misurata dai due sensori; inoltre, essendo il passaggio dal tubo di misura al recipiente di servizio un processo parzialmente continuo, in quanto interrotto periodicamente dalla necessità di riempire il tubo di misura quando esso è prossimo allo svuotamento, si può realizzare una apparecchiatura costituita da due tubi di misura, ciascuno dotato della sua elettrovalvola, che vengono alternativamente riempiti ο dalla propria pompa di carico o da un'unica pompa e che, attraverso la propria elettrovalvola alternativamente fanno fuoriuscire il liquido da iniettare verso il recipiente di servizio, in modo che la pompa di iniezione venga alimentata in maniera praticamente continua.

Infine, è ovvio che al trovato come sopra descritto secondo alcune sue possibili forme realizzative possono in pratica essere apportate modifiche e varianti strutturalmente e funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito di protezione del trovato stesso .

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il dosaggio in linea di additivi liquidi, e in particolare soluzioni, su tubazioni e simili percorse da fluidi di processo, caratterizzata dal fatto che è costituita da almeno un contenitore di capacità prestabilita, sostanzialmente almeno un tubo disposto verticalmente e superiormente aperto, atto ad essere riempito sostanzialmente fino a tracimazione mediante una pompa di carico, con il liquido o soluzione da iniettare, alla base di detto tubo di misura essendo previsti almeno un dispositivo misuratore di pressione ed almeno una elettrovalvola collegata ad un recipiente ausiliario con funzione di polmone di raccolta tale da consentire ad una pompa di iniezione, ad esso associata, di prelevare il liquido da iniettare e pomparlo nella tubazione del fluido di processo, detta apparecchiatura essendo inoltre asservita ad un dispositivo di controllo, sostanzialmente un microprocessore o simile opportunamente programmato, atto a comandare 1'apertura-chiusura di detta elettrovalvola e l'intervento di dette pompe per consentire il passaggio del liquido da iniettare dal tubo di misura alla tubazione del fluido di processo.
2. 2. Apparecchiatura di dosaggio secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto che detto misuratore di pressione è predisposto per effettuare misure di pressione sia a tubo di misura colmo sia continuamente durante lo svuotamento dello stesso tubo, dette misure di pressione consentendo, dato che l'altezza del tubo di misura è nota, di determinare la densità del liquido da iniettare e, nel caso di una soluzione, anche la sua concentrazione.
3. 3. Apparecchiatura di dosaggio secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto che prevede l'impiego di due misuratori di pressione disposti l'uno al piede di detto tubo di misura e l'altro ad una altezza nota a partire da detto piede, atti a consentire la determinazione della concentrazione della soluzione tramite il rilevamento della differenza di pressione fornita da detti due misuratori.
4. 4. Apparecchiatura di dosaggio secondo una o più delle riv. precedenti, caratterizzata dal fatto che prevede due uguali tubi di misura, ciascuno dotato di una propria elettrovalvola asservita a detto microprocessore, detti due tubi di misura essendo alternativamente riempiti da una o da due separate pompe di carico in modo da consentire, attraverso comando alternato di dette elettrovalvole, l'ingresso del liquido per gravità nel recipiente ausiliario consentendo così alla pompa di iniezione una alimentazione praticamente in continuo.
5. 5. Apparecchiatura di dosaggio in linea, secondo le riv. precedenti, caratterizzata dal fatto che è realizzata per gli scopi e gli impieghi sopra specificati secondo quanto descritto ed illustrato.