RU2018091C1

RU2018091C1 - Device for metering out stable liquid systems

Info

Publication number: RU2018091C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Прохоров; В.С. Шишов; В.Е. Кисляков; А.А. Тоболин
Original assignee: Научно-производственное акционерное общество "Спектр ЛК"
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: device has connecting pipeline for supplying compressed air, drainage and filling liquid systems, a drainage pipeline inlet being in communication with a remotely-controlled lock device and outlet being in communication with a branch pipe movable mounted relative to horizontal axis of the drainage pipeline at an angle of 10-45 degrees. The branch pipe has a filling tip under which pneumatic scales made in the form of a metallic plate are mounted. The device furthermore has an U-shaped pipe one leg of which is coupled along the drainage pipeline. The remotely-controlled lock device, the second leg of the U-shaped pipe and pneumatic follower are connected to a control unit through the compressed air supply pipelines. EFFECT: enhanced accuracy and reliability. 1 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, в частности лакокрасочной промышленности для дозирования, например, лаков, красок, эмалей и т.д. The invention can be used in the chemical, petrochemical and other industries, in particular the paint industry for dispensing, for example, varnishes, paints, enamels, etc.

Известна установка для приема, смешивания и выдачи под давлением жидкостей, содержащая герметически закрытую емкость с поплавковым и предохранительным клапанами, мешалку, эжектор, встроенный в многоходовой кран, и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидкостей [1]. A known installation for receiving, mixing and dispensing liquids under pressure, containing a hermetically sealed container with float and safety valves, an agitator, an ejector built into a multi-way valve, and a piping system for supplying compressed air, draining and filling liquids [1].

Эта установка не обеспечивает создание автоматического управляемого процесса дозирования, возможности дозирования жидкостей мерными порциями, высокой точности, частоты дозирования и надежности работы установки, а также не обеспечивает устранения явления капежа при выдаче жидкости. This installation does not provide for the creation of an automatic controlled dosing process, the possibility of dosing liquids in measured portions, high accuracy, the dosing frequency and the reliability of the installation, and also does not eliminate the case of dropping on liquid delivery.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой установке является установка для приема, хранения и выдачи жидкостей, которая содержит герметически закрытый резервуар, мерную емкость с поплавковым и предохранительным клапанами и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидкостей [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed installation is a unit for receiving, storing and dispensing liquids, which contains a hermetically sealed tank, a measuring tank with float and safety valves and a piping system for supplying compressed air, draining and filling liquids [2].

Недостатками этой установки в процессе дозирования являются отсутствие возможности ведения автоматического управляемого процесса дозирования, недостаточная надежность работы установки за счет наличия в ней поплавковой системы, недостаточная точность дозирования, наличие явления капежа при выдаче порции жидкости в емкость, невысокая частота дозирования. Также эта установка не позволяет дозировать разные по величине порции жидкости, а только порции, равные объему мерной емкости. В случае необходимости изменения величины подаваемой в емкость дозы жидкости следует демонтировать установку с заменой мерной емкости на другую. Это длительный и трудоемкий процесс. The disadvantages of this installation during the dosing process are the inability to conduct an automatic controlled dosing process, the insufficient reliability of the installation due to the presence of a float system in it, insufficient dosing accuracy, the presence of droplet phenomenon when a portion of liquid is dispensed into a container, and a low dosing frequency. Also, this installation does not allow dosing different portions of liquid, but only portions equal to the volume of the measured capacity. If it is necessary to change the amount of liquid dose supplied to the tank, the unit should be dismantled with the measuring tank replaced by another. This is a long and laborious process.

Целью изобретения является обеспечение возможности создания автоматического управляемого процесса дозирования в емкости, повышение точности, частоты дозирования и надежности работы установки, обеспечение возможности дозирования стабильных жидких систем разными по величине мерными порциями, ограниченными объемом емкости, в которую подается жидкая система, а также устранение явления капежа при выдаче порции жидкой системы в емкость. The aim of the invention is to provide the ability to create an automatic controlled dosing process in the tank, increasing the accuracy, dosing frequency and reliability of the installation, providing the ability to dispense stable liquid systems with different sized portions, limited by the volume of the tank into which the liquid system is supplied, as well as eliminating the phenomenon of dropping when dispensing a portion of the liquid system into a container.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для дозирования жидких систем, содержащей соединительные трубопроводы для подачи сжатого воздуха, слива и налива стабильных жидких систем, вход трубопровода слива соединен с запорным устройством с дистанционным управлением, вдоль трубопровода слива к нему подсоединено одно колено U-образной трубы, а выход трубопровода слива соединен с патрубком, закрепленным с возможностью перемещения относительно горизонтальной оси трубопровода слива под углом 10-45^о и имеющим на конце наливной наконечник, под которым установлены пневмовесы, выполненные в виде металлической пластины, закрепленной на пневмоповторителе, при этом запорное устройство с дистанционным управлением, второе колено U-образной трубы и пневмоповторитель соединены с блоком управления через трубопроводы подачи сжатого воздуха.This goal is achieved by the fact that in the installation for dispensing liquid systems containing connecting pipelines for supplying compressed air, draining and loading stable liquid systems, the inlet of the drain pipe is connected to a shut-off device with remote control, along the drain pipe one U-shaped elbow is connected to it pipe, and the outlet conduit connected to the discharge pipe, fastened movably relative to the horizontal axis of the discharge pipe at an angle of ^about 10-45 and having an inlet at an end Nakhon chnik under which set pnevmovesy made of a metal plate attached to pnevmopovtoritele, wherein the locking device with a remote control, a second foot-U-shaped pipe and pnevmopovtoritel connected to the control unit via a compressed air piping.

На чертеже показана предлагаемая установка, общий вид. The drawing shows the proposed installation, General view.

Установка содержит систему трубопровода подачи сжатого воздуха - пневматические каналы a, b, c и d, связанные с блоком 1 управления, собранного на элементах пневмоавтоматики. На пневмовесах, представляющих собой металлическую пластину 2, закрепленную на пневмоповторителе 3, находится порожняя емкость 4, соприкасающаяся с пневмокнопкой 5, которая закреплена на штанге 6. Блок 1 управления связан с пневмокнопкой 5 по каналу а. Запорное устройство 7 соединено с блоком 1 управления по каналу b и с расходной емкостью 8 по трубопроводу налива стабильной жидкой системы через ограничительный по скорости потока стабильной жидкой системы вентиль 9. Также запорное устройство с дистанционным управлением 7 соединено с одним коленом U-образной трубы 10 и с патрубком 11 по трубопроводу слива жидкой системы. Патрубок 11 установлен с возможностью перемещения относительно горизонтальной оси трубопровода слива под углом 10-45^о и имеет на конце наливной наконечник 12. Блок 1 управления связан с вторым коленом трубы 10 по каналу с и с пневмоповторителем 3 пневмовесов по каналу d.The installation comprises a compressed air supply pipe system — pneumatic channels a, b, c and d connected to a control unit 1 assembled on pneumatic automation elements. On the pneumatic balance, which is a metal plate 2, mounted on the pneumatic repeater 3, there is an empty container 4 in contact with the pneumatic button 5, which is fixed on the rod 6. The control unit 1 is connected to the pneumatic button 5 through channel a. The shut-off device 7 is connected to the control unit 1 through channel b and to the flow rate 8 through the filling pipe of a stable fluid system through a flow-limiting valve of the stable fluid system 9. The shut-off device with remote control 7 is connected to one elbow of the U-shaped pipe 10 and with pipe 11 through the drain pipe of the liquid system. Nozzle 11 is mounted for movement about a horizontal drain pipe axis an angle ^of 10-45 and has an inlet end at the tip 12. The control unit 1 is connected to a second elbow pipe 10 and through a channel with a pnevmopovtoritelem pnevmovesov channel 3 d.

Запорное устройство 7 с дистанционным управлением позволяет пропускать и останавливать поток жидкой системы в трубопровод слива. В качестве запорного устройства с дистанционным управлением могут быть использованы мембранный клапан, шаровой кран и т.д. The locking device 7 with remote control allows you to pass and stop the flow of the liquid system into the drain pipe. As a locking device with remote control, a membrane valve, ball valve, etc. can be used.

Угол наклона патрубка 11 установлен в результате экспериментальной проверки для стабильных лакокрасочных систем с вязкостью от 0,001 до 5000,0 Па˙с таким образом, чтобы можно было в процессе работы установки обеспечить резкое и быстрое прерывание потока жидкой системы и при окончании подачи очередной дозы и при этом, чтобы часть оставшегося потока могла бы быстро стекать самотеком в обратном направлении по наклонному патрубку и по трубопроводу слива, заполняя U-образную трубу. The angle of inclination of the nozzle 11 was established as a result of an experimental check for stable paint systems with a viscosity of 0.001 to 5000.0 Pa · s so that during the operation of the installation it was possible to provide a sharp and rapid interruption of the flow of the liquid system at the end of the next dose and at this, so that part of the remaining flow could quickly drain by gravity in the opposite direction along the inclined pipe and through the drain pipe, filling the U-shaped pipe.

Например, для лака марки ПФ-060 с вязкостью 0,200-0,500 Па˙с угол наклона патрубка 11 равен 35-40^о, для эмали ПФ-115 с вязкостью 0,500-0,800 Па˙с - 40-45^о, для низковязких растворителей - 10-20^о. Угол, равный 10-45^о, является оптимальным интервалом угла наклона патрубка для лакокрасочных систем в представленной установке.For example, an enamel grade PF-060 with a viscosity of 0,200-0,500 Pa˙s angle pipe 11 is ^about 35-40, for enamel PF-115 with a viscosity of 0,500-0,800 Pa˙s - 40-45 ^o, for low-viscosity solvents - 10 -20 ^about . An angle of 10-45 ^about is the optimal interval for the angle of inclination of the nozzle for paint systems in the installation.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Блок 1 управления предварительно получает задание в виде определенного значения давления, которое пропорционально количественному параметру - определенному весу емкости, заполненной жидкой системой. На пневмовесы (а именно на металлическую пластину 2, закрепленную на пневмоповторителе 3) устанавливают порожнюю емкость 4, которая упирается боковой стенкой в пневмокнопку 5, закрепленную на штанге 6. При этом к блоку 1 управления поступает сигнал от пневмокнопки 5 по каналу а на начало работы и после этого от блока 1 управления поступают последовательно два пневматических сигнала. Первый сигнал поступает по каналу b на открытие запорного устройства 7 с дистанционным управлением, через которое из расходной емкости 8 при открытом ограничительном по скорости потока вентиле 9 по трубопроводу налива жидкая система поступает самотеком в трубопровод слива, заполняя трубу 10, сообщающуюся одним коленом с трубопроводом слива. Далее по трубопроводу слива жидкая система поступает в наклонный патрубок 11 и через имеющийся на его конце наливной наконечник 12 переливается в порожнюю емкость 4, установленную под наливным наконечником 12 на пневмовесах. The control unit 1 first receives a task in the form of a certain pressure value, which is proportional to a quantitative parameter - a certain weight of the tank filled with a liquid system. An empty tank 4 is mounted on the pneumatic balance (namely, on a metal plate 2 mounted on the pneumatic repeater 3), which abuts against the pneumatic button 5 mounted on the rod 6. The control unit 1 receives a signal from the pneumatic button 5 through the channel and at the beginning of work and after that, two pneumatic signals are received sequentially from the control unit 1. The first signal is transmitted through channel b to the opening of the remote control shut-off device 7, through which the liquid system flows by gravity into the drain pipe from the flow tank 8 with the valve 9 open, which limits the flow rate, by gravity to the drain pipe, filling the pipe 10 communicating with one elbow with the drain pipe . Further, through the drain pipe, the liquid system enters the inclined pipe 11 and through the filling tip 12 at its end, overflows into the empty tank 4, which is installed under the filling tip 12 on pneumatic weights.

При заполнении трубы 10 во втором ее колене, соединенном с блоком 1 управления по каналу с, уровень жидкой системы поднимается до уровня жидкой системы в наклонном патрубке 11. When filling the pipe 10 in its second elbow connected to the control unit 1 through channel c, the level of the liquid system rises to the level of the liquid system in the inclined pipe 11.

Второй пневматический сигнал поступает от блока 1 управления по каналу с на выдавливание сжатым воздухом из трубы 10 жидкой системы со скоростью, обеспечивающей частичное опорожнение второго колена трубы 10 за время наполнения емкости 4 жидкой системой. The second pneumatic signal is supplied from the control unit 1 through the channel c to extrude compressed air from the pipe 10 of the liquid system at a speed that provides partial emptying of the second elbow of the pipe 10 during the filling of the tank 4 with the liquid system.

Емкость 4, заполняемая жидкой системой, оказывает постепенно возрастающее давление на металлическую пластину 2 и соответственно на пневмоповторитель 3. В результате этого по каналу d от пневмоповторителя 3 к блоку 1 управления поступают непрерывные пневматические сигналы, которые в блоке 1 управления сравниваются с пневматическим сигналом, предварительно заданным блоку 1 управления в начале работы установки. The tank 4, filled with a liquid system, exerts a gradually increasing pressure on the metal plate 2 and, accordingly, on the pneumatic repeater 3. As a result, through the channel d from the pneumatic repeater 3 to the control unit 1, continuous pneumatic signals are received, which in the control unit 1 are compared with the pneumatic signal, previously the specified control unit 1 at the beginning of the installation.

Как только происходит заполнение емкости до нужного веса, т.е. происходит выравнивание поступающего от пневмоповторителя 2 к блоку 1 управления пневматического сигнала с предварительно заданным блоку 1 управления пневматическим сигналом, блоком 1 управления формируется задание на окончание работы. Это соответствует тому, что от блока 1 управления одновременно поступают два пневматических сигнала по каналу: В - на закрытие запорного устройства 7 и, следовательно, жидкая система перестает поступать самотеком из расходной емкости по трубопроводу налива, заполнение емкости 4 жидкой системой заканчивается; по каналу с - блок 1 управления соединяет воздушное пространство трубы 10 с атмосферой и уровень жидкой системы в наклонном патрубке 11 резко опускается. При этом жидкая система частично перетекает самотеком из патрубка 11 во второе колено трубы 10. Происходит резкое отсекание дозы жидкой системы и полностью устраняется явление капежа из наливного наконечника 12 в емкость 4. As soon as the tank is filled to the desired weight, i.e. there is an alignment of the pneumatic signal control unit 1 coming from the pneumatic repeater 2 to the pneumatic signal control unit 1 with a predetermined pneumatic signal control unit 1, a task to complete the work is formed by the control unit 1. This corresponds to the fact that two pneumatic signals are simultaneously received from the control unit 1 through the channel: В - to close the shut-off device 7 and, therefore, the liquid system ceases to flow by gravity from the supply tank through the filling pipeline, filling the tank 4 with a liquid system ends; along channel c, the control unit 1 connects the air space of the pipe 10 with the atmosphere and the level of the liquid system in the inclined pipe 11 drops sharply. In this case, the liquid system partially flows by gravity from the nozzle 11 into the second elbow of the pipe 10. A sharp cut-off of the dose of the liquid system occurs and the phenomenon of dropping from the filling tip 12 to the container 4 is completely eliminated.

По окончании выдачи отмеренной дозы жидкой системы в емкость 4 весь цикл описанных выше операций работы установки повторяется вновь, начиная либо с устанавливания следующей порожней емкости 4 на пневмовесы при условии сохранения старого задания блоку 1 управления, либо с задания другого пневматического сигнала блоку управления, пропорционального другому весу емкости с жидкой системой. Upon completion of the delivery of the measured dose of the liquid system to the tank 4, the entire cycle of the above described operations of the installation is repeated again, starting with either installing the next empty tank 4 on a pneumatic balance provided that the old task is retained by the control unit 1, or by setting another pneumatic signal to the control unit proportional to another the weight of the tank with a liquid system.

Таким образом, предложенная установка обеспечивает возможность автоматического управления процессом дозирования в емкости. Использование в установке элементов пневматической системы вместо поплавковых клапанов повышает надежность работы установки. Наличие в установке блока управления, связанного с пневмовесами по трубопроводу подачи сжатого воздуха, создает возможность дозировать различные по величине порции жидкой системы. Thus, the proposed installation provides the ability to automatically control the dosing process in the tank. The use of pneumatic system elements instead of float valves in the installation increases the reliability of the installation. The presence in the installation of a control unit associated with pneumatic weights through the compressed air supply line makes it possible to dose various portions of the liquid system.

Опытный образец предлагаемой установки для дозирования стабильных жидких систем прошел испытания в цехе опытного завода НПАО "Спектр ЛК".Точность дозирования по прототипу соответствует ГОСТу N 9980.3-86, а именно при дозировании лаков и растворителей в банки вместимостью от 3 до 5 кг предельные отклонения составляют ± 60 г, при дозировании эмалей и красок в банки такой же вместимости предельные отклонения составляют ± 90 г. По итогам испытаний обычного образца было установлено, что предлагаемая установка обеспечивает более высокую точность дозирования, а именно при дозировании лаков и растворителей в банки (от 3 до 5 кг) предельное отклонение составляет ± 30 г, а при дозировании красок и эмалей предельное отклонение составляет ± 40 г при частоте дозирования 8-10 циклов/мин, что в два раза превышает частоту дозирования по прототипу (4-5 циклов/мин). Повышение точности и частоты дозирования обеспечивает вся совокупность перечисленных элементов установки. The prototype of the proposed installation for dispensing stable liquid systems has been tested in the workshop of the experimental plant NPO Spectrum LK. The dosing accuracy of the prototype corresponds to GOST N 9980.3-86, namely when dosing varnishes and solvents in cans with a capacity of 3 to 5 kg, the maximum deviations are ± 60 g, when dosing enamels and paints in jars of the same capacity, the maximum deviations are ± 90 g. According to the results of testing a standard sample, it was found that the proposed installation provides higher accuracy of doses when dosing varnishes and solvents into cans (from 3 to 5 kg), the maximum deviation is ± 30 g, and when dosing paints and enamels the maximum deviation is ± 40 g at a dosing frequency of 8-10 cycles / min, which is two times the dosing frequency of the prototype (4-5 cycles / min). Improving the accuracy and frequency of dosing provides the entire set of the listed elements of the installation.

Кроме того, устранение явления капежа при дозировании в емкости обеспечивает наличие в установке U-образной трубы, сообщающейся одним коленом с трубопроводом слива, а другим коленом с блоком управления по трубопроводу подачи сжатого воздуха, а также патрубком, установленным с возможностью перемещения относительно горизонтальной оси трубопровода слива под углом 10-45^о.In addition, eliminating the phenomenon of dropping when dosing in the tank ensures that the installation has a U-shaped pipe communicating with one bend to the drain pipe, and the other bend to the control unit through the compressed air supply pipe, as well as a pipe that can be moved relative to the horizontal axis of the pipe discharge at an angle of 10-45 ^about .

Claims

INSTALLATION FOR DOSING STABLE LIQUID SYSTEMS, containing connecting pipelines for supplying compressed air, draining and loading of stable liquid systems, characterized in that a locking device with remote control, a U-shaped pipe, a pipe, a filling tip, a pneumatic balance in the form of a metal plate are introduced into it mounted on a pneumatic repeater, a removable container mounted on a metal plate of a pneumatic balance, and a control unit, moreover, along the drain pipe, one elbow of a U-shaped pipe is connected to it, in d drain pipe connected to the locking device, and output - with the pipe, fixed movably relative to the horizontal drain pipe axis an angle 10-45 ^o thereto, the inlet nozzle is located at the free end of the pipe, the removable container placed under loading tip, yield filling pipe connected to the locking device, and the control unit is connected to the locking device, the other elbow of the U-shaped pipe and pneumatic repeater through the corresponding pipelines for supplying compressed air.