PL213312B1 - Uklad podajacy stala substancje chemiczna - Google Patents

Description

Opis patentowy

Przedmiotem wynalazku jest układ podający stałą substancję chemiczną.

W technice dobrze znane jest wykorzystywanie automatycznych dozowników stałych substancji chemicznych do dozowania substancji chemicznych używanych w procesach przemysłowych i mycia. Dla celów przemysłowych takie mechanizmy dozujące są powszechnie używane do dodawania substancji chemicznych do układów kotłowych albo do chłodni kominowych w celu minimalizacji i/lub powstrzymywania korozji. Automatyczne dozowniki zostały opracowane w celu minimalizacji lub eliminacji ręcznego doglądania i pilnowania niezbędnego do okresowego dodawania substancji chemicznych do zbiornika zawierającego płynny roztwór. Automatyczne dozowniki klasyfikuje się na ogół w dwóch szerokich kategoriach w zależności od sposobu sterowania ilością substancji chemicznych, jakie mają być dozowane: (1) dozowniki sterowane zegarowo oraz (2) dozowniki mierzące przewodność właściwą.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US 4858449 znany jest sposób dozowania roztworu, który to sposób jest sterowany za pomocą pomiaru przewodności właściwej. Dokument ten przedstawia automatyczny dozownik do dozowania stałych substancji chemicznych używanych, korzystnie, w procesach czyszczenia. W dokumencie tym został także przedstawiony dozownik, w którym zbiornik przechowuje pewną ilość rozpuszczalnych stałych substancji chemicznych, która jest spryskiwana za pomocą wody pod ciśnieniem w celu rozpuszczenia substancji chemicznych, które są równomiernie dozowane. Ilość substancji chemicznych dozowanych jest sterowana za pomocą pomiaru przewodności roztworu substancji chemicznej.

Z dokumentu US 4845965 A znane jest urządzenie dozujące dla pralni. Urządzenie to zawiera parę pojemników mieszczących dwie różne substancje chemiczne, które to pojemniki są połączone ze źródłem wody za pomocą zaworów. Pojemniki są również połączone ze zbiornikiem ściekowym poprzez rury ściekowe. Urządzenie dozujące zawiera także czujnik przewodności, czujnik temperatury i elektroniczny układ sterujący.

Chociaż automatyczne dozowniki są skuteczne w zmniejszaniu intensywności ręcznego pilnowania niezbędnego w utrzymywaniu takich układów, jednakże problemy mogą się pojawić kiedy substancja chemiczna w zbiorniku dozownika jest wydalana. Kiedy stała substancja chemiczna w zbiorniku podającym jest całkowicie rozpuszczona, pusty zbiornik musi być wymieniony ręcznie na nowy zbiornik wypełniony nową ilością stałych substancji chemicznych. Jeżeli wyrób jest wydalany kiedy układ nie jest pilnowany, istnieje potencjalna możliwość przerwania procesu obróbki chemicznej układu. Może to nastąpić w ciągu godzin, lub ewentualnie w ciągu kilku dni, na przykład podczas weekendów, w trakcie których do układu nie są dodawane technologiczne substancje chemiczne. Roztwór zasilający powstający w wyniku rozpuszczania stałej substancji chemicznej nie mógłby być uzupełniony i mógłby być szybko rozcieńczony poprzez dodanie wody, która jest używana do utrzymywania stałego poziomu w komorze do rozpuszczania w automatycznych dozownikach. Przerwanie obróbki mogłoby spowodować korozję i/lub osadzanie zanieczyszczeń w układzie chłodzenia lub ogrzewania, albo poważne pogorszenie jakości programu obróbki w każdym układzie, w którym jest używany automatyczny dozownik substancji stałych.

W związku z tym, potrzebne są ulepszenia automatycznego układu podawania lub dozowania stałych substancji chemicznych w celu zapobiegnięcia przerwom w obróbce chemicznej, co może doprowadzić do poważnego uszkodzenia układów przemysłowych lub podobnych, wymagających stałej obróbki chemicznej.

Układ podający stałą substancję chemiczną zawierający co najmniej dwa pojemniki mieszczące substancje chemiczne rozpuszczające się po zanurzeniu w wodzie dla utworzenia płynnego roztworu, źródło wody doprowadzające wodę do każdego pojemnika, pierwszy zawór połączony ze źródłem wody i sterujący doprowadzaniem wody do jednego z pojemników, drugi zawór połączony ze źródłem wody i sterujący doprowadzaniem wody do drugiego z pojemników, zbiornik ściekowy odbierający płynny roztwór z każdego z pojemników i mieszczący płynny roztwór na wstępnie zadanym poziomie, czujnik podparty przez zbiornik ściekowy, będący w kontakcie z płynnym roztworem, wykrywający przewodność płynnego roztworu i generujący sygnał przy wstępnie zadanej przewodności płynnego roztworu wskazujący opróżnienie jednego z pojemników z substancji chemicznej, oraz reagujące na sygnał urządzenie sterujące, zamykające pierwszy zawór, zatrzymując tym samym przepływ wody do jednego z pojemników i otwierające drugi zawór, umożliwiając tym samym przepływ wody do drugiego z pojemników, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jeden z pojemników jest pojemnikiem głównym zaś drugi z pojemników jest pojemnikiem zapasowym, przy czym pierwszy zawór sterujący

PL 213 312 B1 doprowadzaniem wody do jednego z pojemników jest zaworem normalnie otwartym, zaś drugi zawór sterujący doprowadzeniem wody do drugiego z pojemników jest zaworem normalnie zamkniętym.

Korzystnie, urządzenie sterujące zawiera sterownik czasowy opóźniający aktywację pierwszego zaworu i drugiego zaworu przez ustalony okres czasu po wykryciu przez czujnik wstępnie zadanej przewodności.

Korzystnie, źródło wody zawiera rozgałęzioną rurę umieszczoną w zbiorniku ściekowym, zawierającą wiele dysz rozpylających doprowadzających wodę do zbiornika ściekowego.

Korzystnie, układ zawiera ponadto trzeci zawór połączony ze źródłem wody, sterujący doprowadzaniem wody do zbiornika ściekowego przez rozgałęzioną rurę.

Korzystnie, urządzenie sterujące zawiera sterownik czasowy zamykający trzeci zawór po jego otwarciu przez wstępnie zadany czas.

Korzystnie, trzeci zawór jest zaworem reagującym na sygnał z czujnika ustawiający trzeci zawór w położeniu otwartym lub zamkniętym.

Korzystnie, urządzenie sterujące zawiera sterownik czasowy otwierający równocześnie pierwszy zawór, drugi zawór i trzeci zawór przez wstępnie zadany okres czasu.

Korzystnie, układ zawiera ponadto regulator ciśnienia połączony ze źródłem wody, doprowadzający wodę pod ciśnieniem do rozgałęzionej rury.

Korzystnie, układ zawiera ponadto dolny przełącznik poziomu podtrzymywany przez zbiornik ściekowy, będący w kontakcie z płynnym roztworem i przesyłający sygnał do urządzenia sterującego, kiedy poziom płynnego roztworu spada poniżej wstępnie zadanego poziomu.

Korzystnie, trzeci zawór jest zaworem reagującym na sygnał z dolnego przełącznika poziomu otwierający trzeci zawór umożliwiając przepływ wody do zbiornika ściekowego przez rozgałęzioną rurę.

Korzystnie, układ zawiera ponadto górny przełącznik poziomu podparty przez zbiornik ściekowy i będący w kontakcie z płynnym roztworem umieszczonym wewnątrz zbiornika ściekowego, przy czym górny przełącznik poziomu jest elementem przesyłającym sygnał do pierwszego zaworu, drugiego zaworu i trzeciego zaworu utrzymując te zawory w położeniu zamkniętym oraz zapobiegając tym samym przepływowi wody do pojemników i zbiornika ściekowego.

Według zalecanego ukształtowania rozwiązania według wynalazku, w skład układu dozowania stałych substancji chemicznych wchodzą co najmniej dwa pojemniki podające, każdy z pewną ilością stałych substancji chemicznych, które rozpuszczają się po zanurzeniu w wodzie, tworząc płynny roztwór. Zastosowany jest również zbiornik ściekowy do odbierania płynnego roztworu z każdego pojemnika podającego oraz do utrzymywania takiego płynnego roztworu na wstępnie zadanym poziomie. Z pojemnikami podającymi jest połączony układ zaworów do oddzielnego sterowania doprowadzaniem cieczy do stałych substancji chemicznych w każdym pojemniku podającym. Na zbiorniku ściekowym jest osadzony czujnik połączony przepływowo ze znajdującą się w niej cieczą z zadaniem wykrywania danej, zadanej właściwości płynnego roztworu oraz do wytwarzania sygnału w reakcji na wykrycie takiej właściwości. Urządzenie sterujące reaguje na taki sygnał do sterowania układem zaworów w celu naprzemiennego przełączania cieczy z jednego pojemnika podającego do drugiego.

W konkretnym ukształtowaniu rozwiązania według wynalazku zapewniono podwójny układ podawania stałej substancji chemicznej składający się z dwóch pojemników podających, każdy z pewną ilością stałych substancji chemicznych, które rozpuszczają się po zanurzeniu w wodzie, tworząc płynny roztwór. Zastosowano źródło doprowadzania wody do każdego pojemnika. Pierwszy zawór jest połączony ze źródłem wody w celu sterowania doprowadzaniem wody do jednego ze wspomnianych pojemników. Pierwszy zawór jest zazwyczaj utrzymywany w położeniu otwartym dla umożliwienia przepływu wody do jednego z pojemników. Drugi zawór jest połączony ze źródłem wody w celu sterowania dopływem wody do drugiego z pojemników. Drugi zawór jest utrzymany w położeniu normalnie zamkniętym w celu zapobieżenia przepływowi wody do drugiego pojemnika. W układzie znajduje się zbiornik ściekowy odbierający płynny roztwór z każdego z pojemników i przeznaczony na magazynowanie płynnego roztworu na z góry zadanym poziomie. Na zbiorniku ściekowym jest osadzony czujnik połączony przepływowo ze znajdującym się w niej płynnym roztworem z zadaniem wykrywania przewodności płynnego roztworu oraz do wytwarzania sygnału przy zadanej przewodności płynnego roztworu. Urządzenie sterujące reaguje na taki sygnał zamykając pierwszy zawór, co zapobiega przepływowi wody do jednego z pojemników i otwierając drugi zawór, umożliwiając przepływ wody do drugiego pojemnika.

PL 213 312 B1

W kolejnym ukształtowaniu rozwiązania według wynalazku, w skład układu podającego wchodzi trzeci zawór połączony ze źródłem wody w celu sterowania doprowadzaniem wody do zbiornika ściekowego. W jeszcze innym ukształtowaniu rozwiązania według wynalazku, w skład urządzenia sterującego wchodzi sterownik czasowy do opóźniania uaktywnienia pierwszego zaworu i drugiego zaworu na pewien okres czasu po tym jak czujnik wykrywa zadaną przewodność płynnego roztworu.

W jeszcze innym ukształtowaniu rozwiązania według wynalazku, zastosowano urządzenie do sterowania przewodnością płynnego roztworu w układzie podawania stałej substancji chemicznej, który doprowadza płynny roztwór z rozpuszczonymi substancjami chemicznymi. W skład urządzenia wchodzi co najmniej jeden pojemnik podający z pewną ilością stałych substancji chemicznych, które rozpuszczają się po zanurzeniu w wodzie, tworząc płynny roztwór. Zastosowany jest zbiornik ściekowy do odbierania płynnego roztworu z takiego cc najmniej jednego pojemnika oraz do utrzymywania takiego płynnego roztworu na z góry zadanym poziomie. W skład urządzenia wchodzi źródło wody, z którym jest połączony pierwszy zawór do sterowania dopływem wody do takiego co najmniej jednego pojemnika. Na zbiorniku ściekowym jest osadzony czujnik, połączony przepływowo ze znajdującym się w niej płynnym roztworem z zadaniem wykrywania przewodności płynnego roztworu oraz do wytwarzania sygnału przy zadanej przewodności płynnego roztworu. Zastosowane jest urządzenie sterujące, które reaguje na sygnał z czujnika, otwierając pierwszy zawór i zamykając drugi zawór, w wyniku czego następuje dopływ wody do pojemnika podającego kiedy przewodność jest poniżej zadanej wartości, oraz do zamykania pierwszego zaworu i otwierania drugiego zaworu, w wyniku czego następuje dopływ wody do zbiornika ściekowego kiedy przewodność jest powyżej zadanej wartości. Urządzenie do sterowania przewodnością płynnego roztworu jest również używane w układach podawania stałych substancji chemicznych składających się z dwóch lub więcej pojemników podających. Kiedy substancja chemiczna w jednym z pojemników podających jest zubożona, urządzenie sterujące może alternatywnie przełączyć się z doprowadzania świeżej wody bezpośrednio ze źródła wody do zbiornika ściekowego albo przez jeden pojemnik, w którym substancje chemiczne jest wyczerpane w celu obniżenia przewodności płynnego roztworu w zbiorniku ściekowym.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na figurze 1, która przedstawia schematycznie podwójny układ podający stałą substancję chemiczną według wynalazku.

Na figurze 1 pokazano schematycznie podwójny układ podający 10 do dozowania stałych substancji chemicznych według jego zalecanego przykładu wykonania. Układ podający 10 ma szczególne zastosowanie przy stosowaniu obróbki chemicznej w parownikach i chłodniach kominowych używanych w procesach przemysłowych, ale rozwiązanie według wynalazku może być również używane do dozowania pożądanych płynnych roztworów z układu dozowania stałych substancji chemicznych do innych stosownych zastosowań. Rozumie się ponadto samo przez się, że układ podający 10 można zastosować jako urządzenie samopodtrzymujące, które można użyć w zastosowaniach przemysłowych lub innych, jako oddzielny moduł, który można podłączać do i odłączać od tych układów, które wymagają obróbki chemicznej.

W skład układu podającego 10 wchodzi zbiornik ściekowy 12, do którego wpływa i który zawiera pewną ilość płynnego roztworu 13, zawierającego pożądaną mieszankę substancji chemicznych do zastosowania w urządzeniu obróbkowym w procesach przemysłowych lub podobnych. Dwa pojemniki 14, 16, stanowiące pojemniki dozujące, są połączone przepływowo ze zbiornikiem ściekowym 12 za pomocą kanałów ściekowych 18, 20. Korzystnie, pojemniki 14, 16 są takiego typu, jaki jest używany do sterowania ilością substancji chemicznych dozowanych w nich w wyniku pomiaru przewodności roztworu chemicznego. Takie pojemniki opisano dokładniej w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US 4858449.

Każdy pojemnik 14, 16, stanowiący pojemnik podający, ma zawierać pewną ilość stałego środka chemicznego wybranego do danego konkretnego zastosowania. Takie stałe substancje chemiczne są na ogół w postaci stałej, proszkowej lub granulkowej i są rozpuszczalne w cieczy, takiej jak woda. Granulowane siarczyny można używać, na przykład, do obróbki kotłów lub chłodni kominowych dla usuwania tlenu i powstrzymywania korozji. Takie stałe substancje chemiczne są na ogół łatwo dostępne na rynku.

W każdym z pojemników 14, 16 znajduje się dysza rozpylająca 22, 24, odpowiednio, do kierowania strumienia wody pod ciśnieniem do substancji chemicznej znajdującej się w pojemnikach 14 i 16 w celu rozpuszczania znajdujących się w nich substancji chemicznych, jak opisano dalej. Po doprowadzeniu wody pod ciśnieniem do stałej substancji chemicznej znajdującej się w pojemnikach 14, 16 przez dysze rozpylające 22, 24, stałe substancje chemiczne są odpowiednio rozpuszczane tak,

PL 213 312 B1 żeby powstał płynny roztwór i są doprowadzane albo grawitacyjnie albo pod odpowiednim ciśnieniem kanałami ściekowymi 18, 20 w celu napełnienia zbiornika ściekowego 12 odpowiednią ilością płynnego roztworu 13.

Układ podający 10 jest odpowiednio połączony z zewnętrznym źródłem wody (nie pokazanym) stanowiącym źródło 26 wody dla układu podającego 10. Woda doprowadzana przez źródło 26 wody jest prowadzona rurociągiem przez zawór zasuwowy 28, sitko 30, podwójny zawór zwrotny 32 i regulator ciśnienia 34. Zawór zasuwowy 28 służy do odcinania układu podającego 10 od głównego źródła wody i może być wyłączony dla umożliwienia obsługi serwisowej układu. Sitko 30 służy do uniemożliwiania cząstkom, takim jak kryształki soli albo rdza, wpływania do układu, a tym samym zapobiega niepożądanemu zatykaniu dysz rozpylających 22, 24. W celu zapobiegania przepływom powrotnym wody zastosowano podwójny zawór zwrotny 32. Regulator ciśnienia 32 służy do regulowania ciśnienia i utrzymywania go na stałej wartości, na przykład 206,843 kPa (30 psig), w celu utrzymania stałego natężenia przepływu wody i modeli rozpylania w dolnej części zbiornika ściekowego, jak opisano dalej. Do pomiaru ciśnienia wody w układzie podającym 10 zastosowano odpowiedni manometr 36.

Strumień wody pod ciśnieniem ze źródła 26 wody jest doprowadzany z rury 38 do trójnika 40, który rozdziela strumień wody pod ciśnieniem na dwa kierunki, a mianowicie na rury 42, 44. Woda pod ciśnieniem doprowadzana rurą 42 jest wprowadzana przez zawór 46, będący zaworem elektromagnetycznym, regulujący natężenie przepływu wody rurą 48 do zbiornika ściekowego 12. Na końcu wylotowym rury 48 w zbiorniku ściekowym 12, w pobliżu dna 12a zbiornika ściekowego, znajduje się rura rozgałęziona 50 z szeregiem dysz rozpylających 52. Na figurze pokazano trzy dysze rozpylające 52, ale rozumie się samo przez się, że można zastosować dowolną liczbę dysz. Woda płynąca rurą 48 i rurą rozgałęzioną 50 jest używana do napełniania zbiornika ściekowego 12 do odpowiedniego poziomu, jak opisano dalej. Dysze rozpylające 52 są zastosowane również po to, aby mieszać płynny roztwór znajdujący się w zbiorniku ściekowym 12 w taki sposób, żeby cząstki stałej substancji chemicznej, które mogły osadzić się na dnie 12a zbiornika ściekowego 12, mogły okresowo krążyć w płynnym roztworze 13 w celu mieszania.

Woda pod ciśnieniem, płynąca rurą 44 jest doprowadzana do pojemników 14, 16 przez zawory 54, 56, będące zaworami elektromagnetycznymi. Woda pod ciśnieniem jest doprowadzana przez zawór 54 do pojemnika 14 rurą 58, przy czym na końcu rury 58 jest osadzona dysza rozpylająca 22. Woda pod ciśnieniem jest doprowadzana przez zawór 56 do pojemnika podającego 16 rurą 60, przy czym na końcu wylotowym rury 60 znajduje się dysza rozpylająca 24.

Na zbiorniku ściekowym 12 jest osadzony górny przełącznik poziomu 62 i dolny przełącznik poziomu 64. Górny przełącznik poziomu 62 pełni rolę urządzenia alarmowego albo odcinającego. Po wzroście ilości płynnego roztworu 13 w zbiorniku ściekowym 12 do poziomu górnego przełącznika poziomu 62, przez obwód 66 jest wysyłany sygnał do urządzenia sterującego 68 (konsoli sterowania) wskazujący napełnienie zbiornika ściekowego 12 i zamknięcie zaworów 46, 54, 56, co uniemożliwia jakiekolwiek dalsze doprowadzanie wody do zbiornika ściekowego 12 lub pojemników 14, 16. Dolny przełącznik poziomu 64 jest umieszczony w zbiorniku ściekowym 12 w sposób umożliwiający określenie, kiedy poziom płynnego roztworu 13 spadnie poniżej pewnej wartości. W tym czasie, kiedy ilość płynnego roztworu 13 spada poniżej zadanego poziomu, przez obwód 70 jest wysyłany sygnał do urządzenia sterującego 68 (konsoli sterowania) powodujący otwarcie zaworu 46, co umożliwia przepływ wody przez rurę 48 do zbiornika ściekowego 12 przez dysze rozpylające 52 w rurze rozgałęzionej 50. Poziom płynnego roztworu 13 można również zwiększyć otwierając zawór 54 w celu umożliwienia przepływu wody rurą 58 do zbiornika ściekowego 12 przez dyszę rozpylającą 22 w pojemniku 14 i przez kanał ściekowy 18, albo otwierając zawór 56 w celu umożliwienia przepływu wody rurą 60 do zbiornika ściekowego 12 przez dyszę rozpylającą 24 w pojemniku 16 i przez kanał ściekowy 20.

W zbiorniku ściekowym znajduje się czujnik 72 usytuowany w taki sposób, żeby był połączony przepływowo z płynnym roztworem 13 i znajdował się pod poziomem dolnego przełącznika poziomu 64. Czujnik 72, w zalecanym przykładzie wykonania, jest takiego typu jaki służy do pomiaru przewodności płynnego roztworu 13. Czujnik ten jest ustawiony tak, że ma wartość zadaną, w której generuje sygnał wskazujący przewodność płynnego roztworu 13. Ta wartość zadana jest wybrana w taki sposób, żeby była znacząco większa niż przewodność czystej wody doprowadzane j do zbiornika ściekowego 12 rurą 48 i przewodność roztworu doprowadzanego do zbiornika ściekowego 12 kanałami ściekowymi 18, 20 z pojemników 14, 16. Na przykład, przewodność uzyskana dla płynnego roztworu doprowadzanego kanałami ściekowymi 18, 20 jest rzędu od 12 000 do 15 000 omów, przy czym dla tego konkretnego zastosowania akceptowana jest wartość zadana równa 10 000 omów. Rozumie

PL 213 312 B1 się samo przez się, że można również wybrać inne wartości zadane, w zależności od używanych substancji chemicznych i pożądanej obróbki. Sygnał z czujnika 72 jest przesyłany przez obwód 74 do urządzenia sterującego 68 będącego konsolą sterowania w celu uaktywnienia zaworów 46, 54 i 56 w sposób umożliwiający sterowanie przewodnością płynnego roztworu 13, co opisano dalej.

Płynny roztwór 13 jest odpowiednio pompowany rurociągiem zasilającym 76 przez pompę zewnętrzną 78 a następnie rurociąg 80 do kotła, chłodni kominowej lub innego urządzenia. W urządzeniu sterującym 68 znajduje się odpowiedni konwencjonalny obwód elektryczny połączony z górnym przełącznikiem poziomu 62, dolnym przełącznikiem poziomu 64, czujnikiem 72 i zaworami 46, 54 i 56, będącymi zaworami elektromagnetycznymi, do sterowania działaniem układu podającego 10. W skład urządzenia sterującego 68 wchodzą ponadto odpowiednie konwencjonalne obwody regulacji czasowej.

Poniżej przedstawiono opis działania układu podającego 10. Początkowo zbiornik ściekowy 12 jest napełniony świeżą wodą doprowadzoną ze źródła 26 wody przy otwartym zaworze 54, stanowiącym zawór elektromagnetyczny, i odpowiednio zamkniętych zaworach 46 i 56, stanowiących zawory elektromagnetyczne. Woda jest pompowana pod odpowiednim ciśnieniem, na przykład 206,843 kPa (30 psig), rurą 58 i przez dyszę rozpylającą 22 do pojemnika 14 a następnie przez kanał ściekowy 18 dla napełnienia zbiornika ściekowego 12. Kiedy poziom wody w zbiorniku ściekowym 12 dochodzi do dolnego przełącznika poziomu 64, zawór 54 jest zamykany, co zapobiega dalszemu przepływowi wody do zbiornika ściekowego 12. Po uaktywnieniu górnego przełącznika poziomu 62, sygnalizującego całkowite napełnienie zbiornika ściekowego 12, nie można otworzyć żadnego z zaworów 46, 54 lub 56, co chroni układ od niepożądanego nadmiernego przepływu wody.

Kiedy poziom wody spada poniżej poziomu dolnego przełącznika poziomu 64 przez minimalny okres czasu, na przykład pięć sekund, urządzenie sterujące 68 otwiera zawór 46 na krótki okres czasu, na przykład na 0,5 sekundy, umożliwiając wodzie przepływ ze źródła 26 wody przez dysze rozpylające 52 rury rozgałęzionej 50, mieszając roztwór w zbiorniku ściekowym 12. Po tym czasie następuje krótki okres, na przykład pięć sekund, umożliwiający odczyt reprezentatywnej przewodności przez czujnik 72. Na podstawie przewodności płynnego roztworu 13 w zbiorniku ściekowym 12, otwiera się na krótki okres czasu, na przykład na dziesięć sekund, jeden z odpowiednich zaworów 46, 54 lub 56, co powoduje ponowne napełnienie zbiornika ściekowego 12 do poziomu nieco powyżej zakresu uaktywnienia dolnego przełącznika poziomu 64. Jeżeli przewodność płynnego roztworu 13 jest poniżej wartości zadanej przewodności, na przykład 10 000 omów, otwiera się zawór 54, natomiast nadal pozostają zamknięte zawory 46, 56. W związku z tym, woda jest doprowadzana ze źródła 26 wody przez dyszę rozpylającą 22 w pojemniku 14, co umożliwia wprowadzenie rozpuszczonych substancji chemicznych przez kanał ściekowy 18 do zbiornika ściekowego 12 tak, że podnosi się przewodność płynnego roztworu 13 w zbiorniku ściekowym 12. Jeżeli, z drugiej strony, przewodność płynnego roztworu 13 jest powyżej zadanej wartości przewodności, zawór 46 jest otwarty a zawory 54, 56 są trzymane w stanie zamkniętym. Zatem przez źródło 26 wody jest doprowadzana świeża woda do zbiornika ściekowego 12 poprzez dysze rozpylające 52 rury rozgałęzionej, co powoduje obniżenie przewodności płynnego roztworu 13.

Jak pokazano, pojemnik 14 jest zatem używany jako główne źródło podnoszenia przewodności płynnego roztworu 13 w zbiorniku ściekowym 12. Kiedy po upływie pewnego czasu w pojemniku 14, stanowiącym pojemnik główny, zostanie wyczerpana substancja chemiczna i nie rośnie przewodność płynnego roztworu 13, układ podający 10 automatycznie przełącza pojemnik 14, stanowiący początkowo pojemnik główny, tak aby służył teraz jako pojemnik zapasowy, a pojemnik 16, będący początkowo pojemnikiem zapasowym, tak aby służył teraz jako pojemnik główny. Na przykład, jeżeli przewodność płynnego roztworu 13 jest poniżej zadanej wartości, zawór 54 jest otwierany, natomiast zawory 46, 56 zamykają się, umożliwiając świeżej wodzie wpływanie do pojemnika 14. W przypadku wyczerpania substancji chemicznych w pojemniku 14, kiedy zawór 54 jest normalnie otwarty, zbiornik ściekowy 12 zostanie napełniony przez kanał ściekowy 18 tylko wodą, a nie chemicznym roztworem technologicznym. W skład urządzenia sterującego 68 wchodzi konwencjonalny obwód czasujący, który, korzystnie, umożliwia realizację kilku cykli napełniania zbiornika ściekowego 12 przed przełączeniem na pojemnik 16 (zapasowy), co zapobiega przedwczesnemu przełączeniu. Na przykład, obwód czasujący (sterownik czasowy) w urządzeniu sterującym może być ustawiony na określony czas czterech godzin, albo na dowolny inny zadany okres czasu, przed uaktywnieniem pojemnika 16 (zapasowego) w celu podwyższenia przewodności płynnego roztworu 13. Pojemnik 16 (zapasowy) jest uaktywniany poprzez zamknięcie normalnie otwartego zaworu 54 i otwarcie normalnie zamkniętego zaworu 56, przy zamkniętym zaworze 46. Po przełączeniu, pojemnik 14 (główny) może być użyty do

PL 213 312 B1 obniżenia przewodności płynnego roztworu 13 przez zawór 54, a nie przez zawór 46, ponieważ w pojemniku 14 nie ma więcej substancji chemicznej. Rozumie się również samo przez się, że, alternatywnie, przewodność płynnego roztworu 13 można obniżyć otwierając zawór 46 i zamykając zawory 54, 56, co umożliwia doprowadzanie świeżej wody do zbiornika ściekowego 12 do chwili odpowiedniego obniżenia przewodności płynnego roztworu 13.

Kiedy działanie układu podającego 10 zaczyna się przy napełnionych obu pojemnikach 14, 16 odpowiednią substancją chemiczną, nie ma znaczenia, który pojemnik, 14 czy 16,. służy jako główny pojemnik zasilający. W ciągu pewnego czasu, bez względu na to który pojemnik pełni rolę głównego źródła, ilość środka chemicznego w nim zmaleje i dojdzie do punktu, w którym przewodność płynnego roztworu 13 w zbiorniku ściekowym 12 nie może być podniesiona powyżej zadanej wartości przewodności przez roztwór z danego pojemnika podającego. Po pewnym opóźnieniu, na przykład cztery godziny, jak wspomniano wcześniej, dla umożliwienia małych wahań takich, żeby nie spowodować przedwczesnego zużycia, zostanie uaktywniony drugi pojemnik tak, żeby nie mogło nastąpić podwyższenie przewodności płynnego roztworu 13. W czasie kiedy pojemnik zapasowy jest przełączany, urządzenie sterujące 68 zasygnalizuje konieczność wymiany głównego, opróżnionego pojemnika. Podobnie, w czasie uaktywnienia urządzenia sterującego 68 (konsoli sterowania) w celu wymiany pustego pojemnika, urządzenie sterujące 68 inicjuje krótkie płukanie, na przykład dziesięć sekund, początkowo głównego pojemnika, otwierając albo zawór 54 albo 56 tak, żeby można było usunąć wszystkie resztkowe ilości substancji chemicznych w początkowo głównym pojemniku podającym po przełączeniu na pojemnik zapasowy. Dodatkowo, w trakcie pracy układu, można w znany sposób zaprogramować konsolę sterowania tak, żeby następowało równoczesne otwieranie wszystkich trzech zaworów 46, 54 i 56 na krótki okres czasu, na przykład jedną sekundę, w celu utrzymania podawania stałej substancji chemicznej w stanie wilgotnym, a także mieszania płynnego roztworu 13 w zbiorniku ściekowym 12.

Po opisaniu zalecanych przykładów wykonania wynalazku, rozumie się samo przez się, że można w nich dokonywać różnych zmian bez wychodzenia poza zakładany jego zakres. Na przykład, podczas gdy w szczególnie zalecanym przykładzie wykonania układu znajdują się dwa pojemniki podające, rozumie się samo przez się, że w układzie według wynalazku można stosować trzy lub więcej takie pojemniki, z których każdy będzie automatycznie uaktywniany po wyczerpaniu się zasobów w innym pojemniku. Również, podczas gdy pomiar przewodności płynnego roztworu jest zalecanym sposobem sterowania podawaniem czynnika, rozumie się samo przez się, że można również stosować inne właściwości roztworu, takie jak pH lub potencjał oksydacyjno-redukcyjny (ang: oxidation reduction potential - ORP). Ponadto, podczas gdy woda jest powszechnie stosowana jako łatwo dostępne źródło, istnieje możliwość użycia również innych płynów w powiązaniu z odpowiednimi stałymi substancjami chemicznymi w celu zapewnienia płynnych roztworów dla konkretnych celów obróbkowych.

Ponadto rozumie się również samo przez się, że podczas gdy steruje się, jak tu opisano w odniesieniu do podwójnego układu podającego stałe substancje chemiczne, przewodnością płynnego roztworu, w rozwiązaniu według wynalazku można sobie również wyobrazić sterowanie płynnym roztworem za pomocą innych układów podających, w których można zastosować jeden lub więcej pojemników podających. Na przykład, układ opisany w nawiązaniu do figury może być zmodyfikowany tak, żeby miał jeden pojemnik podający, taki jak pojemnik 14. W tej sytuacji, kiedy czujnik 72 wykrywa spadek przewodności płynnego roztworu 13 poniżej zadanej wartości przewodności, zawór 46 zamyka się, a zawór 54 otwiera, co umożliwia dopływ wody ze źródła 26 wody przez dyszę rozpylającą 22. Powoduje to wprowadzenie rozpuszczonych substancji chemicznych przez kanał ściekowy 18 do zbiornika ściekowego 12, co powoduje podwyższenie przewodności płynnego roztworu 13. Kiedy czujnik 72 rozpozna, że przewodność płynnego roztworu 13 jest wyższa niż zadana wartość przewodności, wysyłany jest sygnał powodujący zamknięcie zaworu 54 i otwarcie zaworu 46, co umożliwia dopływ świeżej wody do zbiornika ściekowego 12 ze źródła 26 wody, co powoduje obniżenie przewodności płynnego roztworu 13. Proces ten trwa do chwili wyczerpania się substancji chemicznych w pojemniku 14 i dostarczenia nowej dostawy substancji chemicznych.

W związku z tym, opisane tu zalecane przykłady wykonania mają raczej charakter ilustracyjny a nie ograniczający. Prawidłowy zakres wynalazku określono w załączonych poniżej zastrzeżeniach patentowych.

PL 213 312 B1

Zastrzeżenia patentowe

Claims (11)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ podający stałą substancję chemiczną zawierający co najmniej dwa pojemniki mieszczące substancje chemiczne rozpuszczające się po zanurzeniu w wodzie dla utworzenia płynnego roztworu, źródło wody doprowadzające wodę do każdego pojemnika, pierwszy zawór połączony ze źródłem wody i sterujący doprowadzaniem wody do jednego z pojemników, drugi zawór połączony ze źródłem wody i sterujący doprowadzaniem wody do drugiego z pojemników, zbiornik ściekowy odbierający płynny roztwór z każdego z pojemników i mieszczący płynny roztwór na wstępnie zadanym poziomie, czujnik podparty przez zbiornik ściekowy, będący w kontakcie z płynnym roztworem, wykrywający przewodność płynnego roztworu i generujący sygnał przy wstępnie zadanej przewodności płynnego roztworu wskazujący opróżnienie jednego z pojemników z substancji chemicznej, oraz reagujące na sygnał urządzenie sterujące, zamykające pierwszy zawór, zatrzymując tym samym przepływ wody do jednego z pojemników i otwierające drugi zawór, umożliwiając tym samym przepływ wody do drugiego z pojemników, znamienny tym, że jeden z pojemników (14) jest pojemnikiem głównym zaś drugi z pojemników (16) jest pojemnikiem zapasowym, przy czym pierwszy zawór (54) sterujący doprowadzaniem wody do jednego z pojemników (14) jest zaworem normalnie otwartym, zaś drugi zawór (56) sterujący doprowadzeniem wody do drugiego z pojemników (16) jest zaworem normalnie zamkniętym.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie sterujące (68) zawiera sterownik czasowy opóźniający aktywację pierwszego zaworu (54) i drugiego zaworu (56) przez ustalony okres czasu po wykryciu przez czujnik (72) wstępnie zadanej przewodności.

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło (26) wody zawiera rozgałęzioną rurę (50) umieszczoną w zbiorniku ściekowym (12), zawierającą wiele dysz rozpylających (22, 24) doprowadzających wodę do zbiornika ściekowego (12).

4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera ponadto trzeci zawór (46) połączony ze źródłem (26) wody, sterujący doprowadzaniem wody do zbiornika ściekowego (12) przez rozgałęzioną rurę (50).

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że urządzenie sterujące (68) zawiera sterownik czasowy zamykający trzeci zawór (46) po jego otwarciu przez wstępnie zadany czas.

6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że trzeci zawór (46) jest zaworem reagującym na sygnał z czujnika (72) ustawiający trzeci zawór (46) w położeniu otwartym lub zamkniętym.

7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że urządzenie sterujące (68) zawiera sterownik czasowy otwierający równocześnie pierwszy zawór (54), drugi zawór (56) i trzeci zawór (46) przez wstępnie zadany okres czasu.

8. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że zawiera ponadto regulator ciśnienia (34) połączony ze źródłem (26) wody, doprowadzający wodę pod ciśnieniem do rozgałęzionej rury (50).

9. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że zawiera ponadto dolny przełącznik poziomu (64) podtrzymywany przez zbiornik ściekowy (12), będący w kontakcie z płynnym roztworem (13) i przesyłający sygnał do urządzenia sterującego (68) kiedy poziom płynnego roztworu (13) spada poniżej wstępnie zadanego poziomu.

10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, trzeci zawór (46) jest zaworem reagującym na sygnał z dolnego przełącznika poziomu (64) otwierający trzeci zawór (46) umożliwiając przepływ wody do zbiornika ściekowego (12) przez rozgałęzioną rurę (50).

11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że zawiera ponadto górny przełącznik poziomu (62) podparty przez zbiornik ściekowy (12) i będący w kontakcie z płynnym roztworem (13) umieszczonym wewnątrz zbiornika ściekowego (12), przy czym górny przełącznik poziomu (62) jest elementem przesyłającym sygnał do pierwszego zaworu (54), drugiego zaworu (56) i trzeciego zaworu (46) utrzymując te zawory w położeniu zamkniętym oraz zapobiegając tym samym przepływowi wody do pojemników (14, 16) i zbiornika ściekowego (12).