PL63601B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.VHI.1971 63601 KI. 42 r», 11/02 MKP G 05 d, 11/02 CZYTELNIA V Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Wloszczak, Jan Sobieski Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Automatyki Przemyslowej Przedsiebiorstwo Panstwowe, Warszawa (Polska) Uklad do automatycznej regulacji wydajnosci aparatów dozujacych Przedmiotem wynalazku jest uklad do automa¬ tycznej regulacji wydajnosci aparatów dozujacych, napedzanych pneumatycznie, takich jak np. pom¬ py dozujace, aparaty dozujace materialy sypkie itp., stosowane w szczególnosci w przemysle che¬ micznym lub innych przemyslach przetwórczych.Dotychczas regulacja wydajnosci aparatów do¬ zujacych odbywala sie w ukladzie, w którym apa¬ rat dozujacy np. pompa dozujaca, byl szeregowo polaczony z elektromagnetycznym trójdroznym za-* worem, którego pozostale koncówki byly polaczo¬ ne ze zródlem sprezonego powietrza oraz z at¬ mosfera (tzw. odpowietrzenie). Zawór ten byl sterowany za pomoca impulsów generowanych przez elektroniczny uklad czasowy. Regulacja wy¬ dajnosci aparatu dozujacego odbywala sie przez zmiane dlugosci impulsów generowanych przez czasowy uklad elektroniczny.Wada tak zrealizowanego ukladu regulacji wy¬ dajnosci aparatów dozujacych byla skomplikowa¬ na budowa elektronicznego generatora impulsów sterujacych, skutkiem czego uklad musial przy¬ najmniej w czesci wyposazonej w ten generator byc specjalnie chroniony przed wplywem warun¬ ków przemyslowych tak jak np. drgania, zanie¬ czyszczenia itp., co jeszcze bardziej komplikowalo budowe tego ukladu. Poniewaz regulacja wydaj¬ nosci aparatów dozujacych odbywa sie poprzez sygnaly elektryczne podawane na elektromagne¬ tyczny zawór trójdrozny, wiec cisnienie powietrza 10 15 20 w komorze membranowej aparatu dozujacego zmienia sie skokowo, a tym samym wydajnosc tegoz aparatu zmienia sie skokowo, co powoduje znaczne trudnosci w regulacji skladu preparowa¬ nej mieszaniny lub roztworu, którego jednym ze skladników jest substancja dozowana.Celem wynalazku jest unikniecie wyzej wymie¬ nionych wad tzn. opracowanie ukladu odpornego na dzialanie czynników przemyslowych oraz ze¬ zwalajacego uzyskac plynna regulacje wydajnosci aparatów dozujacych.Postawione zadanie zostalo zrealizowane przez zastosowanie pneumatycznego ukladu regulacji wydajnosci apratów dozujacych, który wyposazo¬ ny jest w przystawke calkujaca, na której wejscie podawany jest sygnal z urzadzenia pomiarowego, a której wyjsciem jest przewód impulsowy do którego równolegle podlaczone sa dwa przekazni¬ ki cisnienia oraz zawór odpowietrzajacy. Przewód impulsowy poza podlaczeniem zaworu odpowie¬ trzajacego polaczony jest z elementem wykonaw¬ czym. Element wykonawczy moze byc równiez podlaczony do przewodu wyjsciowego z zespolu elementów logicznych. Wyjscia przekazników cis¬ nienia polaczone sa poprzez zespól elementów lo¬ gicznych z zaworem odpowietrzajacym. Zespól elementów logicznych zlozony jest z czlonu rea¬ lizujacego negacje, którego wejsciem jest sygnal z jednego z przekazników cisnienia, a wyjscie polaczone jest wejsciem czlonu realizujacego ne- 6360163601 .-,.. ,.'" 3 " \ '.. :' gacje alternatywy, drugim wejsciem tego czlonu jest wyjscie z drugiego czlonu negacji alterna¬ tywy, które jest wyjsciem zespolu elementów lo¬ gicznych, a wyjscie z tego czlonu podlaczone jest na wejscie drugiego czlonu negacji alternatywy, 5 przy czym drugim wejsciem tego czlonu jest sygnal wyjsciowy drugiego przekaznika cisnienia.Rozwiazanie takie oprócz usuniecia wyzej wy¬ mienionych wad ukladów do regulacji wydajnosci aparatów dozujacych pozwala na uzyskanie na- 10 daznej, programowej lub stalowartosciowej regu¬ lacji dozowania.Zaleta tego ukladu jest mozliwosc umieszczenia przed elementem wykonawczym elementu dodat¬ kowego ksztaltowania sygnalu, na przyklad ele- 15 mentu opózniajacego, rózniczkujacego, wzmacnia¬ jacego, dzielnika czestotliwosci itp.Dodatkowymi zaletami ukladu wedlug wynalaz¬ ku jest mozliwosc wplywania na czestotliwosc zmian cisnienia w przewodzie impulsowym ukla- 2o du poprzez zmiane nastawianego czasu calkowa¬ nia przystawki calkujacej, lub przez zmiane punk¬ tów przelaczania przekazników cisnienia. Poza tym uklad ten w porównaniu z poprzednimi ozna¬ cza sie mniejszymi wymiarami i ciezarem. 25 Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania pokazanym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo¬ kowy ukladu do automatycznej regulacji wy¬ dajnosci aparatów dozujacych, fig. 2 przebieg ci- 30 snienia w przewodzie impulsowym ukladu, fig. 3 przebieg cisnienia wyjsciowego z przekaznika cis¬ nienia, fig. 4 tabelke zmian cisnien w przewodzie impulsowym ukladu, cisnienia wyjsciowego z prze¬ kaznika cisnienia, cisnienia z drugiego przekaz- 35 nika cisnienia oraz cisnienia wyjsciowego z ze¬ spolu elementów logicznych, fig. 5 i fig. 6 — przbiegi cisnienia w przewodzie impulsowym ukla¬ du przy róznych ustawieniach punktów przelacza¬ nia przekazników cisnienia, fig. 7 i fig. 8 — dwie 40 odmiany uzytecznego przykladu wykonania wy¬ nalazku, fig. 9 przebieg cisnienia wyjsciowego z zespolu elementów logicznych, a fig. 10 przebieg cisnienia po przejsciu przez dzielnik czestotliwos¬ ci. Przebiegi pokazane na fig. 9 i 10 dotycza uzy- 45 tecznego przykladu wykonania wynalazku przed¬ stawionego na fig. 8.Uklad wedlug wynalazku sklada sie z czlonu calkujacego 1, z dwóch przekazników cisnienia 2 i 3, z ukladu elementów logicznych 4, z zaworu 50 odpowietrzajacego 5 i z czlonu wykonawczego 6.Sygnal pneumatyczny sterujacy urzadzeniem do¬ prowadzany jest do czlonu calkujacego 1. Z czlo¬ nu calkujacego 1 wychodzi sygnal, którego cisnie¬ nie liniowo wzrasta. Szybkosc przyrostu tego cis- 55 nienia jest proporcjonalna do wielkosci cisnienia sygnalu sterujacego i do czasu calkowania czlonu calkujacego. Sygnal wychodzacy z czlonu calku¬ jacego 1 doprowadzany jest przewodem impulso¬ wym 37 do przekazników cisnienia 2 i 3, do za- 60 woru odpowietrzajacego 5 i do czlonu wykonaw¬ czego 6. Sygnaly wychodzace z przekazników 2 i 3 moga miec wartosc zero lub jeden. Przekaz¬ niki maja nastawiane punkty przelaczania. Jeden przekaznik ma ustawiony punkt przelaczania na 65 ¦ -, ' 4 ;¦ cisnienie pa, a drugi na cisnienie Pb. Wychodzacy z czlonu calkujacego 1 sygnal zaczyna wzrastac od cisnienia Pb, na które ustawiony jest punkt przelaczania jednego przekaznika do cisnienia pa, na które ustawiony jest punkt przelaczania dru¬ giego przekaznika.Sygnaly wyjsciowe z przekazników cisnienia doprowadzone sa do ukladu elementów logicznych 4. Sygnal wychodzacy z ukladu elementów lo¬ gicznych steruje zaworem odpowietrzajacym 5, sygnal ten moze miec wartosc zero lub jeden.Gdy zawór odpowietrzajacy 5 jest zamkniety, to znaczy gdy sygnal wychodzacy z czlonu calkuja¬ cego 1 ma zamkniety przelot do atmosfery, wtedy cisnienie tego sygnalu wzrasta do wartosci pa. W chwili osiagniecia wartosci pa zmienia sie sygnal wychodzacy z przekaznika, który ma ustawiony punkt przelaczania na cisnienie pa i zmienia sie sygnal wychodzacy z ukladu elementów logicz¬ nych.Zawór otwiera sie, to znaczy sygnal wychodza¬ cy z czlonu calkujacego ma otwarty przelot do at¬ mosfery i cisnienie tego sygnalu raptownie spada do cisnienia Pb. Gdy tylko jego cisnienie spadnie ponizej cisnienia pa, sygnal wychodzacy z prze¬ kaznika który ma ustawiony punkt przelaczania na cisnienie pa powraca do poprzedniej wartosci.Cisnienie sygnalu wychodzacego z czlonu calku¬ jacego spada dalej i gdy osiagnie wartosc Pb zmienia sie sygnal wychodzacy z przekaznika, który ma ustawiony punkt przelaczania na cis¬ nienie Pb, sygnal wychodzacy z ukladu elemen¬ tów logicznych powraca do poprzedniej wartosci.Zawór zamyka sie, cisnienie wychodzace z czlonu calkujacego zaczyna wzrastac, a sygnal wychodza¬ cy z przekaznika, który ma ustawiony punkt prze¬ laczania na cisnienie pb, powraca do poprzedniej wartosci i caly cykl pracy powtarza sie od nowa.Pulsujacy sygnal cisnieniowy doprowadzony jest do urzadzenia wykonawczego, które napedza urza¬ dzenie dozujace z predkoscia liniowo zalezna od szybkosci pulsacji sygnalu cisnieniowego. Szyb¬ kosc pulsacji sygnalu wychodzacego z czlonu cal¬ kujacego zalezy liniowo od: wartosci sygnalu ste¬ rujacego doprowadzanego do czlonu calkujacego, czasu calkowania czlonu calkujacego oraz od war¬ tosci cisnienia pa i Pb na które ustawia sie punkty przelaczania przekazników. Jezeli czas calkowania oraz punkty przelaczania przekazników ustawio¬ ne sa na stala wartosc, wtedy szybkosc pulsacji sygnalu cisnieniowego, a wiec szybkosc napedza¬ nia, a co za tym idzie i wydajnosc urzadzenia dozujacego zaleza liniowo tylko od wartosci syg¬ nalu sterujacego. Bezposrednio przed elementem wykonawczym 6 umiescic mozna element dodat¬ kowego ksztaltowania sygnalu 38, na przyklad element opózniajacy, rózniczkujacy, wzmacniaja¬ cy, dzielnik czestotliwosci itp.Dzialanie przykladowego urzadzenia do regu¬ lacji dozowania chemikalii plynnych do wody, w zaleznosci od jej przeplywu, którego schemat ide¬ owy pokazano na fig. 7, jest opisane ponizej.W rurociagu 22 którym plynie woda, wbudowa¬ na jest zwezka pomiarowa 7. Pneumatyczny prze¬ twornik róznicy cisnien 8 przetwarza róznice cis-63601 nien wody przed i za zwezka 7 na sygnal pneu¬ matyczny, którego cisnienie jestr kwadratowo za¬ lezne od przeplywu wody. Sygnal ten wprowa¬ dzany jest do pneumatycznej^ przystawki pierwia¬ stkujacej 9 na wyjsciu z której otrzymuje sie 5 sygnal pu którego cisnienie jest liniowo zalezne od przeplywu wody. Sygnal Pi jest sygnalem ste¬ rujacym urzadzeniem do regulacji dozowania i jest doprowadzany do czlonu calkujacego 1 tego urzadzenia. Z czlonu calkujacego 1 wychodzi sy- 10 gnal p2, którego cisnienie liniowo wzrasta. Szyb¬ kosc przyrostu tego cisnienia jest proporcjonalna do wielkosci cisnienia sygnalu sterujacego px przy ustalonym czasie calkowania czlonu calkujacego.Sygnal p2 doprowadzany jest przewodem impul- 15 sowym 37 do przekazników cisnienia 2 i 3, do zaworu odpowietrzajacego 5 i do pneumatycznego silownika membranowego 16. Wartosc cisnienia pa i Pb, przy których nastepuje przelaczanie prze¬ kazników 2 i 3 ustawia sie zadajnikami cisnienia 20 10. Sygnaly p3 i p4 wychodzace z przekazników 2 i 3 moga miec wartosc zero lub jeden, sa one doprowadzane do ukladu elementów logicznych, który sklada sie z elementu negacji 11 i dwóch elementów negacji alternatywy 12 i 39. Z ukladu 25 elementów logicznych wychodzi sygnal p5, który steruje zaworem odpowietrzajacym 5.W tabeli (fig. 4) podano wartosci sygnalów p3, p4 i p5 przy róznych wartosciach sygnalu p2. Na fig. 2 podano wykres zmian sygnalu p2, gdy war- 30 tosc cisnienia sterujacego Pi jest stala, a na fig. 3 podano wykres zmian sygnalu p5 przy zmia¬ nach sygnalu p2 jak na fig. 2. Gdy sygnal p2 wzrasta od cisnienia Pb do cisnienia pa, wtedy sygnal p5 ma wartosc jeden i membrana 13 wraz 35 z grzybkiem 14 zaworu 5 przesuwa sie do góry pokonujac opór sprezyny 15. Zawór 5 zostaje zamkniety i sygnal p2 ma zamkniety przelot do atmosfery. Wzrastajacy sygnal p2 doprowadzony do silownika membranowego 16 powoduje przesu- 40 wanie sie membrany silownika 17 wraz z jego trzpieniem 19 i z membrana 21 znanej pompy do¬ zujacej 20.Zassane uprzednio przez pompe 20 chemikalia plynne sa w tym momencie tloczone do rurociagu z woda 22. Gdy sygnal p2 osiagnie wartosc pa, wtedy syngal p5 zmieni sa wartosc na zero. Spre¬ zyna 15 zaworu 5 powoduje przesuniecie grzybka 14 i membrany 13 do dolu. Sygnal p2 ma poprzez zawór 5 otwarty przelot do atmosfery i cisnienie 50 tego sygnalu raptownie spada do cisnienia Pb. W tym czasie sprezyna 18 silownika membranowego 16 powoduje ruch powrotny membrany silownika 17 wraz z trzpieniem 19 i z membrana 21 pompy dozujacej 20. Przy tym ruchu membrany 21 na¬ stepuje zassanie chemikalii do pompy dozujacej 20. Z chwila gdy cisnienie sygnalu p2 spadnie do cisnienia pt, wtedy sygnal p5 zmienia swa war¬ tosc na jeden, zawór 5 zostaje zamkniety, cisnie¬ nie sygnalu p2 zaczyna wzrastac i silownik 16 80 wraz z pompa 20 wykonuja ponownie ruch tlo¬ czenia i caly cykl pracy powtarza sie od nowa.Dzialanie przykladowego urzadzenia do regulacji dozowania chemikalii sypkich do wody, w zalez- 65 45 55 nosci od jej przeplywu, którego schemat ideowy pokazano na fig. 8, jest opisane ponizej.Urzadzenie do regulacji dozowania chemikalii sypkich rózni sie od urzadzenia wyzej opisanego jedynie budowa czlonu wykonawczego i miejscem poboru sygnalu sterujacego czlonem wykonaw¬ czym. Sygnal p5 wychodzacy z ukladu elementów logicznych doprowadzony jest do znanego dziel¬ nika impulsów 23, który dzieli czestotliwosc im¬ pulsów sygnalu p5 przez dwa, to znaczy na dwie zmiany wartosci sygnalu p5 przypada jedna zmia¬ na wartosci sygnalu p6. Na fig. 9 pokazano wy¬ kres zmian cisnienia p5, a na fig. 10 pokazano odpowiadajacy mu wykres zmian cisnienia p6.Sygnal p6 steruje wzmacniaczem 24. Gdy sygnal p6 ma wartfosc jeden, membrana 26 wzmacniacza 24 wraz z grzybkami 25 i 28 oraz trzpieniem 27 przesuwa sie do dolu, pokonujac opór sprezyny 29.Grzybek 28 zamyka przelot sygnalu p8 do at¬ mosfery, a grzybek 25 otwiera przelot cisnienia zasilania p7 do silownika tlokowego 30. Tlok 31 wraz z trzpieniem 32 przesuwa sie w lewo po¬ konujac opór sprezyny 33. Trzpien 32 przesuwa klatke dozujaca 34. Zawartosc napelnionej po¬ przednio lewej komory klatki 34 zsypuje sie przez lewe okienko zsypu 35 do kanalu 36, którym ply¬ nie woda. W tym czasie prawa komora klatki 34 ustawia sie pod otworem zasypowym zsypu 3S i zostaje napelniona. Gdy po dwukrotnej zmianie wartosci sygnalu p5 sygnal p6 przybierze wartosc zero, sprezyna 29 wzmacniacza 24 przesunie do góry grzybki 25 i 28, trzpien 27 i membrane 26.Grzybek 25 zamyka przelot cisnienia zasilania p7 do silownika tlokowego 30, a grzybek 28 otwiera przelot sygnalu p8 do atmosfery. Sprezyna 33 si¬ lownika 30 przesuwa w prawo tlok 31 z trzpie¬ niem 32. Trzpien 32 przesuwa klatke dozujaca 34.Zawartosc napelnionej poprzednio prawej komory klatki 34 zsypuje sie przez prawe okienko zsypu 35 do kanalu 36. W tym czasie lewa komora klat¬ ki 34 ustawia sie pod otworem zasypowym zsypu 35. Przy ponownej zmianie sygnalu 66 caly cykl pracy powtarza sie od nowa. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do automatycznej regulacji wydajnos¬ ci aparatów dozujacych, znamienny tym, ze ma przystawke calkujaca (1), której wyjscie podla¬ czone jest do przewodu impulsowego (37), do któ¬ rego podlaczone sa równiez przekazniki cisnienia (2 i 3) oraz zawór odpowietrzajacy (5), przy czym wyjscia przekazników cisnienia (2 i 3) polaczone sa z zespolem elementów logicznych (4), którego wyjscie polaczone jest z zaworem odpowietrza¬ jacym (5).

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zespól elementów logicznych (4) zlozony jest z czlonu negacji (11) i dwu czlonów negacji alter¬ natywy (12, 39), przy czym wyjscie czlonu negacji (11) jest wejsciem jednego z czlonów negacji al~ tematywy (12), a drugim wejsciem tego czlonu jest wyjscie drugiego czlonu negacji alternatywy (39), które jest wyjsciem calego zespolu (4), na¬ tomiast wyjscie jednego czlonu negacji alterna-63601 tywy (12) jest jednym z wejsc drugiego czlonu negacji alternatywy (39).

3. Odmiana ukladu wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienna tym, ze bezposrednio przed elementem wykonawczym (6) umieszczony jest element (38) dodatkowego ksztaltowania sygnalu. Fig. 1 Pi P3 Pa Ps / 0 1 1 Pa 1 1 0 \ 0 1 0 Pb 0 ¦ 0 1 Fig.4KI. 42 r2,11/02 63601 MKP G 05 d, 11/02 ?2 Pa Pb \7\7\^\^\^\-^\ Fig.6 woda iii lP^7 W 'Ki LA T\ Pi Pi TlCh Fig. 7KI. 42 r2, 11/02 63601 MKP G 05 d, U/02 noca Pij 41 0 Ps i n \ 1 Fig.9 i n ^^ t Fig. 10 PZG w Pab., zam. 930-71, nakh 270 egz. PL PL