RU2456499C1 - Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system - Google Patents

Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system Download PDF

Info

Publication number
RU2456499C1
RU2456499C1 RU2011104037/06A RU2011104037A RU2456499C1 RU 2456499 C1 RU2456499 C1 RU 2456499C1 RU 2011104037/06 A RU2011104037/06 A RU 2011104037/06A RU 2011104037 A RU2011104037 A RU 2011104037A RU 2456499 C1 RU2456499 C1 RU 2456499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
output
cryogenic liquid
circuit
input
Prior art date
Application number
RU2011104037/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Хасанби Хабиевич Ерганоков (RU)
Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ
Григорий Юзикович Цфасман (RU)
Григорий Юзикович ЦФАСМАН
Original Assignee
Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ filed Critical Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ
Priority to RU2011104037/06A priority Critical patent/RU2456499C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456499C1 publication Critical patent/RU2456499C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: facility for dosed injection of cryogenic liquid dosing container 2 is connected to dosing valve 9. The inlet of cryogenic liquid evaporator 15 through line 14 of cryogenic liquid supply to evaporator 15, valve 13 of supply of cryogenic liquid to evaporator 15 and constantly open valve 3 of discharge of the cryogenic fluid is connected to feeder capacity 1. One output of the evaporator 15 through the gas inlet is connected to receiver 10 and the other exit of gas through nozzle heaters 16 and 17 is connected to the area around the outlet of dosing valve 9. Output receiver 10 through valve 11 of pressurisation gas supply is connected to the gas cavity through metering container 2. Receiver 10 is equipped with sensor 12 of gas pressure boost. Control system of cryogenic liquid injection dosage contains sensor 19 of the speed of a bottling line, set point device 20 of threshold values of the speed of bottling lines, light sensor 18, as well as the comparison and coincidence schemes, coupled with sensors and valves to ensure the operation of valves.
EFFECT: use of the invention allows for the possibility of a guaranteed dosage injection of cryogenic liquid at speeds of bottling lines both below and above the threshold value.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройствам дозированной инжекции криогенной жидкости и, в том числе, для капельного дозирования криогенной жидкости. Особенно целесообразно применение его для дозированной подачи жидкого азота в герметизируемую тару, перемещаемую транспортером, например бутылки, банки, пакеты, и т.п. емкости с пищевыми продуктами и напитками, а также биологическими или фармацевтическими веществами для создания в них безопасной инертной среды и избыточного давления после герметизации (закупорки) этих емкостей.The invention relates to cryogenic technology, in particular to devices for the metered injection of cryogenic liquid and, in particular, for dropping dosing of cryogenic liquid. It is especially advisable to use it for the dosed supply of liquid nitrogen into a sealed container, transported by a conveyor, for example bottles, cans, bags, etc. containers with food and beverages, as well as biological or pharmaceutical substances to create a safe inert environment and overpressure after sealing (clogging) of these containers.

Известно устройство для дозированной инжекции криогенных жидкостей по патенту США №5743096, МПК7: F17C 007/02, выбранное в качестве прототипа.A device for the dosed injection of cryogenic liquids according to US patent No. 5743096, IPC7: F17C 007/02, selected as a prototype.

Устройство содержит сосуд для криогенной жидкости с клапаном для заправки и поддержания уровня, штуцер для отвода пара из сосуда и дозатор, включающий клапан с управляемым приводом и цилиндр с входными отверстиями, выходное отверстие в седле, при этом входные отверстия в цилиндре сообщены с полостью сосуда для криогенной жидкости. Прототип содержит также канал для подъема парожидкостной смеси.The device comprises a vessel for cryogenic liquid with a valve for filling and maintaining the level, a fitting for removing steam from the vessel and a dispenser, including a valve with a controlled drive and a cylinder with inlet openings, an outlet in the saddle, while the inlet openings in the cylinder are in communication with the cavity of the vessel for cryogenic fluid. The prototype also contains a channel for lifting a vapor-liquid mixture.

Указанные сосуд для криогенной жидкости, дозатор и патрубок имеют теплоизоляцию. Концевой формирователь впрыскиваемой жидкости снабжен подогревателем для исключения льдообразования.The indicated vessel for cryogenic liquid, the dispenser and the pipe have thermal insulation. The end shaper of the injected liquid is equipped with a heater to prevent ice formation.

Недостатком прототипа устройства является невозможность обеспечения выдачи равных объемов криогенной жидкости в каждую перемещающуюся на конвейере емкость, особенно при впрыске капель с объемом в диапазоне от 0,2 см3 до 1 см3 при производительности линии розлива до 25000 емкостей и выше в час.The disadvantage of the prototype device is the inability to ensure the issuance of equal volumes of cryogenic liquid in each tank moving on the conveyor, especially when injecting drops with a volume in the range from 0.2 cm 3 to 1 cm 3 when the filling line has a capacity of up to 25,000 containers and above per hour.

Прототип системы управления дозированной инжекции криогенной жидкости не выявлен.A prototype control system for metered injection of cryogenic fluid has not been identified.

Задачей изобретения является обеспечение возможности гарантированной дозированной инжекции криогенной жидкости при скоростях линии розлива как ниже, так и выше порогового значения, например, при скоростях линии розлива меньших, или больших 25000 емкостей (например, бутылок) в час.The objective of the invention is the provision of guaranteed dosed injection of cryogenic liquid at bottling line speeds both lower and higher than the threshold value, for example, at bottling line speeds of lower or greater than 25,000 containers (e.g. bottles) per hour.

Задача решается тем, что в предлагаемой установке, содержащей питающую емкость, сообщенную через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости, линию подачи криогенной жидкости и клапан заправки дозирующей емкости, с дозирующей емкостью, снабженной датчиками давления и уровня криогенной жидкости, а также клапаном сброса избыточного давления, при этом дозирующая емкость сообщена с дозирующим клапаном, введены ресивер с датчиком давления газа наддува, испаритель криогенной жидкости, дюза, причем вход испарителя через линию подачи криогенной жидкости, клапан подачи криогенной жидкости на испаритель и постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости сообщен с питающей емкостью, один выход по газу испарителя криогенной жидкости сообщен с входом ресивера, а другой его выход по газу через подогреватель и дюзу - с зоной вокруг выходного отверстия дозирующего клапана; выход ресивера через клапан подачи газа наддува сообщен с газовой полостью дозирующей емкости.The problem is solved in that in the proposed installation, which contains a supply tank communicated through a constantly open cryogenic liquid discharge valve, a cryogenic liquid supply line and a metering tank filling valve, with a metering tank equipped with pressure and level sensors for cryogenic liquid, as well as an overpressure relief valve wherein the dosing tank is in communication with the dosing valve, a receiver with a boost gas pressure sensor, a cryogenic liquid evaporator, a nozzle are introduced, the evaporator input through the feed line the cryogenic liquid, the cryogenic liquid supply valve to the evaporator and the constantly open cryogenic liquid discharge valve are in communication with the supply tank, one cryogenic liquid evaporator gas outlet is connected to the receiver inlet, and another gas outlet through the heater and nozzle to the area around the dispensing outlet Valve the receiver output through the boost gas valve is in communication with the gas cavity of the metering tank.

Задача решается также тем, что предложена система управления дозированной инжекцией криогенной жидкости, в которую введены датчик скорости линии розлива, задатчик порогового значения скорости линии розлива, выходы которых подключены к входам первой схемы сравнения, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения «И», второй вход которой соединен с выходом фотодатчика; выход схемы совпадения «И» подключен к первому входу первой схемы «ИЛИ», а ее выход через формирователь сигнала открытия дозирующего клапана и схему задержки - к дозирующему клапану, к которому через формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана подключен датчик нижнего положения дозирующего клапана; второй выход первой схемы сравнения соединен с вторым входом первой схемы «ИЛИ» и первым входом второй схемы «ИЛИ», выход которой через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления подключен к клапану сброса избыточного давления; третий выход первой схемы сравнения соединен с первым входом третьей схемы «ИЛИ», выход которой через формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува подключен к клапану подачи газа наддува; выходы датчика давления и задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива, больше порогового значения, соединены с входами второй схемы сравнения, первый выход которой соединен со вторыми входами второй и третьей схем «ИЛИ» соответственно, второй выход второй схемы сравнения подключен к третьему входу второй схемы «ИЛИ» и к первому входу четвертой схемы «ИЛИ» соответственно, а третий выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом четвертой схемы «ИЛИ» и с входом формирователя сигнала открытия клапана сброса избыточного давления, подключенного к клапану сброса избыточного давления соответственно, при этом выход четвертой схемы «ИЛИ» соединен через формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува с клапаном подачи газа наддува, при этом вход задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива, больше порогового значения, соединен с выходом блока задания давления в дозирующей емкости в зависимости от скорости линии розлива, вход которого подключен к выходу датчика скорости линии розлива.The problem is also solved by the fact that a control system for the metered injection of cryogenic liquid is proposed, into which a filling line speed sensor and a filling line threshold speed sensor are inserted, the outputs of which are connected to the inputs of the first comparison circuit, the first output of which is connected to the first input of the “And” matching circuit the second input of which is connected to the output of the photosensor; the output of the “AND” coincidence circuit is connected to the first input of the first “OR” circuit, and its output through the shaper of the dosing valve opening signal and the delay circuit to the dosing valve, to which the dosing valve lower position sensor is connected through the shaper of the dosing valve closing signal; the second output of the first comparison circuit is connected to the second input of the first OR circuit and the first input of the second OR circuit, the output of which is connected to the overpressure relief valve through a signal shaper for closing the overpressure relief valve; the third output of the first comparison circuit is connected to the first input of the third OR circuit, the output of which is connected to the boost gas supply valve through a signal generator for opening the boost gas supply valve; the outputs of the pressure sensor and pressure setter in the dosing tank, corresponding to the speed of the filling line, are greater than the threshold value, connected to the inputs of the second comparison circuit, the first output of which is connected to the second inputs of the second and third "OR" circuits, respectively, the second output of the second comparison circuit is connected to the third the input of the second OR circuit and to the first input of the fourth OR circuit, respectively, and the third output of the second comparison circuit is connected to the second input of the fourth OR circuit and to the input of the driver of the open signal the overpressure relief valve connected to the overpressure relief valve, respectively, while the output of the fourth “OR” circuit is connected via a signal generator for closing the boost gas supply valve to the boost gas supply valve, while the input of the pressure adjuster in the dosing tank corresponding to the speed of the filling line, greater than the threshold value, connected to the output of the pressure setting unit in the dosing tank, depending on the speed of the filling line, the input of which is connected to the output of the filling line speed sensor.

Предложенная установка изображена на Фиг.1, на Фиг.2 изображена система управления этой установкой при разных скоростных режимах.The proposed installation is shown in figure 1, figure 2 shows the control system of this installation at different speed modes.

На фигурах:In the figures:

1 - питающая емкость;1 - supply capacity;

2 - дозирующая емкость;2 - dosing capacity;

3 - клапан выдачи криогенной жидкости;3 - valve issuing cryogenic liquid;

4 - линия подачи криогенной жидкости;4 - cryogenic fluid supply line;

5 - клапан заправки дозирующей емкости;5 - valve for filling the dosing tank;

6 - датчик давления;6 - pressure sensor;

7 - датчик уровня криогенной жидкости;7 - cryogenic liquid level sensor;

8 - клапан сброса избыточного давления;8 - overpressure relief valve;

9 - дозирующий клапан;9 - metering valve;

10 - ресивер;10 - receiver;

11 - клапан подачи газа наддува;11 - valve for supplying boost gas;

12 - датчик давления газа наддува;12 - boost gas pressure sensor;

13 - клапан подачи криогенной жидкости на испаритель;13 - valve for supplying cryogenic liquid to the evaporator;

14 - линия подачи криогенной жидкости в испаритель;14 - line for supplying cryogenic liquid to the evaporator;

15 - испаритель криогенной жидкости;15 - evaporator of cryogenic liquid;

16 - подогреватель;16 - heater;

17 - дюза;17 - nozzle;

18 - фотодатчик;18 - photosensor;

19 - датчик скорости линии розлива;19 - speed sensor of the filling line;

20 - задатчик порогового значения скорости линии розлива;20 - adjuster of the threshold value of the speed of the filling line;

21 - первая схема сравнения;21 is a first comparison chart;

22 - схема совпадения «И»;22 is a coincidence diagram “AND”;

23 - первая схема «ИЛИ»;23 - the first scheme "OR";

24 - формирователь сигнала открытия дозирующего клапана;24 - shaper signal opening the metering valve;

25 - схема задержки;25 is a delay circuit;

26 - датчик нижнего положения дозирующего клапана;26 - sensor lower position of the metering valve;

27 - формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана;27 - shaper signal closing the metering valve;

28 - вторая схема «ИЛИ»;28 - the second scheme "OR";

29 - третья схема «ИЛИ»;29 - the third scheme "OR";

30 - формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления;30 - shaper signal closing valve overpressure relief;

31 - формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува;31 - driver of the opening signal of the boost gas supply valve;

32 - задатчик давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения;32 - pressure adjuster in the dosing tank corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value;

33 - блок задания давления в дозирующей емкости в зависимости от скорости линии розлива;33 - unit for setting the pressure in the dosing tank, depending on the speed of the filling line;

34 - вторая схема сравнения;34 is a second comparison chart;

35 - четвертая схема «ИЛИ»;35 - the fourth scheme "OR";

36 - формирователь сигнала открытия клапана сброса избыточного давления;36 - shaper signal opening valve relief overpressure;

37 - формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува;37 - driver signal closure valve supply gas boost;

38 - линия розлива.38 - bottling line.

Предлагаемая установка состоит из питающей емкости 1, сообщенной через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости 3, линию подачи криогенной жидкости 4 и клапан заправки дозирующей емкости 5 с дозирующей емкостью 2, которая сообщается с дозирующим клапаном 9, подающим криогенную жидкость в тару, например, бутылку, движущуюся на линии розлива 38. Дозирующая емкость 2 снабжена клапаном сброса избыточного давления 8, датчиком давления 6 и датчиком уровня криогенной жидкости 7. Кроме того, в устройство введены ресивер 10 с датчиком давления газа наддува 12, при этом упомянутый ресивер 10 через клапан подачи газа наддува 11 сообщен с газовой полостью дозирующей емкости 2. Вход ресивера 10 сообщен с испарителем криогенной жидкости 15, который в свою очередь линией подачи криогенной жидкости в испаритель 14 и через клапан подачи криогенной жидкости на испаритель 13 сообщен с питающей емкостью 1. Выход испарителя криогенной жидкости 15 через подогреватель 16 также сообщен через дюзу 17 с зоной вокруг выходного отверстия дозирующего клапана 9 для предотвращения его обледенения. Постоянный расход через эту линию позволяет также уменьшить инерционные процессы восстановления давления в ресивере газообразной фазы криогенной жидкости (образование газообразной фазы на испарителе ускоряется).The proposed installation consists of a supply tank 1, communicated through a constantly open valve for issuing cryogenic liquid 3, a supply line for cryogenic liquid 4 and a filling valve for a metering tank 5 with a metering tank 2, which communicates with a metering valve 9 that feeds the cryogenic liquid into the container, for example, a bottle moving on the filling line 38. The metering tank 2 is equipped with an overpressure relief valve 8, a pressure sensor 6 and a cryogenic liquid level sensor 7. In addition, a receiver 10 with a pressure sensor is introduced into the device I have a boost gas 12, wherein said receiver 10 is in communication with a gas cavity of the metering tank 2 via a boost gas supply valve 11. The inlet of the receiver 10 is in communication with a cryogenic liquid evaporator 15, which in turn is a cryogenic liquid supply line to the evaporator 14 and through a cryogenic supply valve liquid to the evaporator 13 is in communication with the supply tank 1. The outlet of the cryogenic liquid evaporator 15 through the heater 16 is also communicated through the nozzle 17 with a zone around the outlet of the metering valve 9 to prevent icing. A constant flow through this line also reduces the inertial processes of pressure restoration in the receiver of the gaseous phase of the cryogenic liquid (the formation of the gaseous phase on the evaporator is accelerated).

Предлагаемая система управления содержит фотодатчик 18, фиксирующий появление бутылки на линии розлива 38 продукта напротив дозирующего клапана 9, датчик скорости линии розлива 19, задатчик порогового значения скорости линии розлива 20, выходы двух последних подключены к входам первой схемы сравнения 21, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения «И» 22, второй вход последней соединен с выходом фотодатчика 18; выход схемы совпадения «И» 22 подключен к первому входу первой схемы «ИЛИ» 23, а ее выход через формирователь сигнала открытия дозирующего клапана 24 и схему задержки 25 - к дозирующему клапану 9, к которому через формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана 27 подключен также датчик нижнего положения дозирующего клапана 26; второй выход первой схемы сравнения 21 соединен со вторым входом первой схемы «ИЛИ» 23 и с первым входом второй схемы «ИЛИ» 28, выход которой через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 подключен к клапану сброса 8; третий выход первой схемы сравнения 21 соединен с первым входом третьей схемы «ИЛИ» 29, выход которой через формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31 подключен к клапану подачи газа наддува 11; выходы датчика давления 6 и задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения 32, соединены с входами второй схемы сравнения 34, первый выход которой соединен с вторыми входами второй 28 и третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, второй выход второй схемы сравнения 34 подключен к третьему входу второй схемы «ИЛИ» 28 и к первому входу четвертой схемы «ИЛИ» 35 соответственно, а третий выход второй схемы сравнения 34 соединен с вторым входом четвертой схемы «ИЛИ» 35 и с входом формирователя сигнала открытия клапана сброса избыточного давления 36, подключенного к клапану сброса избыточного давления 8 соответственно, при этом выход четвертой схемы «ИЛИ» 35 соединен через формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува 37 с клапаном подачи газа наддува 11, при этом вход задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения 32, соединен с выходом блока задания давления в зависимости от скорости линии розлива 33, вход которого подключен к выходу датчика скорости линии розлива 19.The proposed control system includes a photosensor 18 that detects the appearance of a bottle on the product filling line 38 opposite the metering valve 9, a filling line speed sensor 19, a filling line threshold threshold speed sensor 20, the latter two outputs are connected to the inputs of the first comparison circuit 21, the first output of which is connected to the first input of the coincidence circuit "And" 22, the second input of the last connected to the output of the photosensor 18; the output of the matching circuit “AND” 22 is connected to the first input of the first circuit “OR” 23, and its output through the driver of the signal for opening the metering valve 24 and the delay circuit 25 to the metering valve 9, to which the sensor is also connected via the driver of the signal for closing the metering valve 27 the lower position of the metering valve 26; the second output of the first comparison circuit 21 is connected to the second input of the first OR circuit 23 and to the first input of the second OR circuit 28, the output of which is connected to the relief valve 8 through a signal conditioner for closing the overpressure relief valve 30; the third output of the first comparison circuit 21 is connected to the first input of the third OR circuit 29, the output of which is connected to the boost gas valve 11 through the driver of the signal for opening the boost gas supply valve 31; the outputs of the pressure sensor 6 and the pressure adjuster in the metering tank, corresponding to the filling line speed greater than the threshold value 32, are connected to the inputs of the second comparison circuit 34, the first output of which is connected to the second inputs of the second 28 and third 29 OR circuits, respectively, the second output of the second circuit comparison 34 is connected to the third input of the second OR circuit 28 and to the first input of the fourth OR circuit 35, respectively, and the third output of the second comparison circuit 34 is connected to the second input of the fourth OR circuit 35 and to the input of the signal shaper to open the overpressure relief valve 36, connected to the overpressure relief valve 8, respectively, while the output of the fourth OR circuit 35 is connected through a shaper of the closing of the boost gas valve 37 to the boost gas valve 11, while the input of the pressure adjuster in the metering capacity corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value 32, is connected to the output of the pressure setting unit depending on the speed of the filling line 33, the input of which is connected to the output of the sensor of the speed of the filling line va 19.

Предлагаемые установка и система функционируют следующим образом. Покажем на примере дозированной инжекции жидкого азота.The proposed installation and system operate as follows. We show by the example of metered injection of liquid nitrogen.

Из питающей емкости 1 через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости 3, например жидкого азота, линию подачи криогенной жидкости 4, например жидкого азота, и клапан заправки дозирующей емкости 5, в дозирующую емкость 2 подается жидкий азот до заданного уровня, контролируемого датчиком уровня криогенной жидкости 7.From the supply tank 1 through a constantly open valve for dispensing cryogenic liquid 3, for example liquid nitrogen, a supply line for cryogenic liquid 4, for example liquid nitrogen, and a filling valve for the metering tank 5, liquid nitrogen is supplied to the metering tank 2 to a predetermined level controlled by a cryogenic liquid level sensor 7.

Установка работает в двух режимах: в режиме дозирования при скорости линии розлива меньшей порогового значения, например меньшей 25000 бутылок в час, и в скоростном режиме при скорости линии розлива больше порогового значения, например больше 25000 бутылок в час.The installation operates in two modes: in the dispensing mode when the filling line speed is less than the threshold value, for example, less than 25,000 bottles per hour, and in high-speed mode when the filling line speed is greater than the threshold value, for example, more than 25,000 bottles per hour.

Переключение режимов осуществляет система управления.The switching of modes is carried out by the control system.

В режиме дозирования при скорости меньшей или равной 25000 бутылок в час датчик скорости линии розлива 19 выдает сигнал на первый вход первой схемы сравнения 21, на второй вход которой подается сигнал с задатчика порогового значения скорости розлива 20, и, если разность этих значений равна или меньше нуля, то на выходе первой схемы сравнения 21 вырабатывается сигнал на первый вход схемы совпадения «И» 22. Когда на второй вход схемы совпадения «И» 22 приходит сигнал от фотодатчика 18, фиксирующего наличие заполняемой тары, например бутылки, напротив дозирующего клапана 9, на выходе схемы совпадения «И» 22 появляется сигнал, который через первую схему «ИЛИ» 23 поступает на вход формирователя сигнала открытия дозирующего клапана 24 и через схему задержки 25 - на дозирующий клапан. Дозирующий клапан 9 открывается, и доза жидкого азота капельно подается в бутылку. Схема задержки 25 может быть выполнена в виде реле времени и служит для временной задержки открытия дозирующего клапана с целью регулирования его работы в зависимости от скорости линии розлива, типа тары (ее объема, конфигурации и т.п.), характеристик заливаемого в тару продукта и т.п., при этом это время может подстраиваться в том числе и вручную.In dispensing mode, at a speed less than or equal to 25,000 bottles per hour, the speed sensor of the filling line 19 gives a signal to the first input of the first comparison circuit 21, to the second input of which a signal is supplied from the threshold speed threshold setting 20, and if the difference in these values is equal to or less zero, then at the output of the first comparison circuit 21, a signal is generated at the first input of the matching circuit “And” 22. When the second input of the matching circuit “And” 22 receives a signal from the photosensor 18, fixing the presence of filled containers, such as bottles, on the contrary Oziri valve 9, the output of the coincidence circuit "AND" 22 a signal appears which via a first circuit "OR" generator 23 is supplied to the signal input opening of the metering valve 24 and through a delay circuit 25 - by a metering valve. The metering valve 9 opens and a dose of liquid nitrogen is drip fed into the bottle. The delay circuit 25 can be made in the form of a time relay and serves to temporarily delay the opening of the metering valve in order to regulate its operation depending on the speed of the filling line, type of container (its volume, configuration, etc.), characteristics of the product poured into the container, and etc., while this time can also be adjusted manually.

В этом режиме не требуется создания избыточного давления в дозирующей емкости 2, т.к. необходимое давление в ней не превосходит заданного допустимого: жидкий азот в ней не перегрет, что создает условие для капельного впрыскивания жидкого азота в полость бутылки с минимальным разбрызгиванием.In this mode, it is not necessary to create excess pressure in the metering tank 2, because the required pressure in it does not exceed the specified acceptable: the liquid nitrogen in it does not overheat, which creates the condition for drip injection of liquid nitrogen into the cavity of the bottle with minimal spraying.

Дозирующий клапан 9 закрывается, и срабатывает датчик нижнего положения дозирующего клапана 26, в формирователе сигнала закрытия дозирующего клапана 27 вырабатывается команда готовности дозирующего клапана 9 к выдаче очередной дозы. При появлении очередной бутылки для указанного режима описанный цикл повторяется.The metering valve 9 is closed, and the sensor for lowering the position of the metering valve 26 is triggered; in the signal conditioning instrument for closing the metering valve 27, a command is issued for the metering valve 9 to be ready for another dose. When the next bottle for the specified mode appears, the described cycle repeats.

При увеличении скорости линии розлива больше порогового значения, например больше 25000 бутылок в час, инерционность процессов движения жидкости, ее кипения и конденсации пара превышает периодичность цикла, при этом создается эффект постоянного протекания жидкого азота через дозирующий клапан 9.With an increase in the speed of the filling line more than a threshold value, for example, more than 25,000 bottles per hour, the inertia of the processes of fluid movement, its boiling and condensation of steam exceeds the cycle frequency, and the effect of the constant flow of liquid nitrogen through the metering valve 9 is created.

При переходе на этот скоростной режим сигналы с датчика скорости линии розлива 19 и с задатчика порогового значения скорости розлива 20, соответствующей значению скорости линии розлива больше порогового значения, поступают на первый и второй входы первой схемы сравнения 21 и, при равенстве разницы этих значений больше нуля, на ее выходе вырабатывается сигнал, который через схему «ИЛИ» 23 поступает на вход формирователя сигнала открытия дозирующего клапана 24, который приводится в состояние готовности к работе. Одновременно, в этом режиме, сигнал с первой схемы сравнения 21 подается на первые входы второй 28 и третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, выходы которых подключены к первым входам формирователя сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 и формирователя сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31. В результате клапан сброса избыточного давления 8 закрывается, а клапан подачи газа наддува 11 открывается, газообразный азот подается из ресивера 10 через клапан подачи газа наддува 11 в газовую полость дозирующей емкости 2, создавая давление, необходимое для струйной подачи жидкого азота через дозирующий клапан 9 в бутылку на линии розлива при увеличении скорости линии розлива 38.When switching to this speed mode, signals from the speed sensor of the filling line 19 and from the setpoint of the threshold value of the filling speed 20 corresponding to the value of the speed of the filling line are greater than the threshold value, are fed to the first and second inputs of the first comparison circuit 21 and, if the difference between these values is greater than zero , at its output, a signal is generated, which through the "OR" 23 circuit is fed to the input of the shaper of the signal for opening the metering valve 24, which is brought into a state of readiness for work. At the same time, in this mode, the signal from the first comparison circuit 21 is fed to the first inputs of the second 28 and third 29 OR circuits, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the shaper of the signal for closing the overpressure relief valve 30 and the shaper of the signal for opening the boost gas supply valve 31 As a result, the overpressure relief valve 8 closes, and the boost gas supply valve 11 opens, nitrogen gas is supplied from the receiver 10 through the boost gas supply valve 11 to the gas cavity of the metering container 2, creating The flow rate required for the jet supply of liquid nitrogen through the metering valve 9 into the bottle on the bottling line with increasing speed of the bottling line 38.

При расходе жидкого азота через дозирующий клапан в этом режиме давление в ресивере 10 падает, при этом за счет изменения давления в дозирующей емкости жидкий азот через всегда открытый клапан подачи жидкого азота на испаритель 13 и линию подачи жидкого азота в испаритель 14 поступает на испаритель 15, откуда уже газообразный азот поступает в ресивер 10 до значения давления в нем, равного необходимому для скоростного режима работы линии розлива 38, что фиксирует датчик давления газа наддува 12.When the flow of liquid nitrogen through the metering valve in this mode, the pressure in the receiver 10 drops, while due to a change in pressure in the metering tank, liquid nitrogen through the always open valve for supplying liquid nitrogen to the evaporator 13 and the line for supplying liquid nitrogen to the evaporator 14 enters the evaporator 15, from where gaseous nitrogen already enters the receiver 10 to a pressure value in it equal to that necessary for the high-speed operation of the filling line 38, which captures the boost gas pressure sensor 12.

В случае возникновения в газовой полости дозирующей емкости 2 давления, выше максимально допустимого значения, соответствующего давлению в режиме скорости линии розлива, превышающей пороговое значение (например 25000 бутылок в час), сигнал с датчика давления дозирующей емкости 6 поступает на первый вход второй схемы сравнения 34, на второй вход которой поступает сигнал с задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива, большей порогового значения 32, и при разнице этих значений давления больше нуля на третьем выходе второй схемы сравнения 34 появляется сигнал, который через формирователь сигнала открытия клапана сброса избыточного давления 36 поступает на клапан сброса избыточного давления 8, и он открывается, также этот сигнал с третьего выхода второй схемы сравнения 34 поступает на второй вход четвертой схемы «ИЛИ» 35, с выхода которой поступает сигнал на формирователь сигнала на закрытие клапана подачи газа наддува 37, и клапан подачи газа наддува 11 закрывается.In the event that the pressure in the gas cavity of the dosing tank 2 is higher than the maximum permissible value corresponding to the pressure in the filling line speed mode exceeding the threshold value (for example, 25,000 bottles per hour), the signal from the pressure sensor of the dosing tank 6 is fed to the first input of the second comparison circuit 34 , the second input of which receives a signal from the pressure regulator in the dosing tank, corresponding to the speed of the filling line, greater than the threshold value 32, and with a difference in these pressure values, it is greater than zero on the third the output of the second comparison circuit 34, a signal appears, which through the driver of the signal for opening the overpressure relief valve 36 enters the overpressure relief valve 8, and it opens, also this signal from the third output of the second comparison circuit 34 is fed to the second input of the fourth OR circuit 35 , from the output of which a signal is supplied to the signal shaper to close the boost gas supply valve 37, and the boost gas supply valve 11 is closed.

При разнице значений давления в газовой полости дозирующей емкости 2 и давления ниже значения максимально допустимого значения, соответствующего давлению в режиме скорости линии розлива, с второго выхода второй схемы сравнения 34 поступает сигнал на второй вход второй 28 и второй вход третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, при этом с выхода второй схемы «ИЛИ» 28 поступает сигнал на вход формирователя сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30, закрывающего клапан сброса избыточного давления, а с выхода третьей схемы «ИЛИ» 29 поступает сигнал на формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31, открывающего клапан подачи газа наддува 11.When the difference between the pressure values in the gas cavity of the metering tank 2 and the pressure is lower than the maximum permissible value corresponding to the pressure in the filling line speed mode, a signal from the second output of the second comparison circuit 34 is supplied to the second input of the second 28 and second input of the third 29 OR circuits, respectively , while the output of the second OR circuit 28 receives a signal at the input of the shaper of the signal for closing the overpressure relief valve 30 that closes the overpressure relief valve, and the output of the third OR circuit 29 to the post sends a signal to the driver of the signal to open the gas supply valve 31, opening the gas valve 11 boost.

Если же в газовой полости дозирующей емкости 2 давление равно или близко максимально допустимому значению, соответствующему давлению в режиме скорости линии розлива, превышающей пороговое значение, то сигнал с второго выхода второй схемы сравнения 34 поступает на третий вход второй схемы «ИЛИ» 28 и через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 закрывает клапан сброса избыточного давления 8; одновременно сигнал с этого выхода второй схемы сравнения 34 поступает на второй вход четвертой схемы «ИЛИ» 35, при этом с ее выхода поступает сигнал на вход формирователя сигнала закрытия клапана подачи газа наддува 37, закрывающего клапан подачи газа наддува 11.If the pressure in the gas cavity of the metering tank 2 is equal to or close to the maximum permissible value corresponding to the pressure in the filling line speed mode exceeding the threshold value, then the signal from the second output of the second comparison circuit 34 is fed to the third input of the second OR circuit 28 and through the former the closing signal of the overpressure relief valve 30 closes the overpressure relief valve 8; at the same time, the signal from this output of the second comparison circuit 34 is fed to the second input of the fourth OR circuit 35, while its output receives a signal to the input of the signal shaper of the closing of the boost gas valve 37, which closes the boost gas valve 11.

Предлагаемые установка и система управления позволяют обеспечить возможность точного дозирования жидкого азот в тару, например в бутылку, как при скоростях линии розлива до 25000 бутылок в час, так и выше этого значения.The proposed installation and control system make it possible to accurately dispense liquid nitrogen into a container, for example into a bottle, both at filling line speeds of up to 25,000 bottles per hour and above this value.

Установка может быть изготовлена промышленным образом. Комплектующие установки производятся по известным технологиям. Датчики системы могут быть типовыми. Схемы сравнения могут быть выполнены, например, в виде компараторов.The installation can be manufactured industrially. Component plants are manufactured using well-known technologies. System sensors may be typical. Comparison schemes can be performed, for example, in the form of comparators.

Задатчики могут быть выполнены в виде известных запоминающих устройств. Схемы «И» и «ИЛИ» реализуют Булевы функции и могут быть выполнены, например, на триггерах.The setters can be made in the form of known storage devices. The AND and OR schemes implement Boolean functions and can be executed, for example, on triggers.

Формирователи сигналов могут быть выполнены, например, на транзисторных схемах. Изготовлен экспериментальный образец, который прошел успешно испытания.Signal conditioners can be performed, for example, on transistor circuits. An experimental sample was made, which was successfully tested.

Claims (2)

1. Установка дозированной инжекции криогенной жидкости, содержащая питающую емкость, сообщенную через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости, линию подачи криогенной жидкости и клапан заправки дозирующей емкости с дозирующей емкостью, снабженной датчиками давления и уровня криогенной жидкости, а также клапаном сброса избыточного давления, при этом дозирующая емкость сообщена с дозирующим клапаном, отличающаяся тем, что в нее введены ресивер с датчиком давления газа наддува, испаритель криогенной жидкости, дюза, причем вход испарителя криогенной жидкости через линию подачи криогенной жидкости в испаритель, клапан подачи криогенной жидкости на испаритель и постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости сообщен с питающей емкостью, один выход по газу испарителя криогенной жидкости сообщен с входом ресивера, а другой его выход по газу через подогреватель и дюзу - с зоной вокруг выходного отверстия дозирующего клапана; выход ресивера через клапан подачи газа наддува сообщен с газовой полостью дозирующей емкости.1. Installation of metered injection of cryogenic liquid containing a supply tank communicated through a constantly open valve for issuing cryogenic liquid, a cryogenic liquid supply line and a filling valve for filling a metering tank with a metering tank equipped with pressure and level sensors for cryogenic liquid, as well as an overpressure relief valve, this dosing tank is in communication with a dosing valve, characterized in that a receiver with a charge gas pressure sensor, a cryogenic liquid evaporator, a nozzle are introduced into it, and One cryogenic liquid evaporator through the cryogenic liquid supply line to the evaporator, a cryogenic liquid supply valve to the evaporator and a constantly open cryogenic liquid discharge valve are in communication with the supply tank, one cryogenic liquid vaporizer gas outlet is connected to the receiver inlet, and another gas outlet through the heater and a nozzle - with a zone around the outlet of the metering valve; the receiver output through the boost gas valve is in communication with the gas cavity of the metering tank. 2. Система управления дозированной инжекции криогенной жидкости, отличающаяся тем, что в нее введены датчик скорости линии розлива, задатчик порогового значения скорости линии розлива, выходы которых подключены к входам первой схемы сравнения, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения «И», второй вход которой соединен с выходом фотодатчика; выход схемы совпадения «И» подключен к первому входу первой схемы «ИЛИ», а ее выход через формирователь сигнала открытия дозирующего клапана и схему задержки - к дозирующему клапану, к которому через формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана подключен датчик нижнего положения дозирующего клапана; второй выход первой схемы сравнения соединен с вторым входом первой схемы «ИЛИ» и с первым входом второй схемы «ИЛИ», выход которой через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления подключен к клапану сброса избыточного давления; третий выход первой схемы сравнения соединен с первым входом третьей схемы «ИЛИ», выход которой через формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува подключен к клапану подачи газа наддува; выходы датчика давления и задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения, соединены с входами второй схемы сравнения, первый выход которой соединен с вторыми входами второй и третьей схем «ИЛИ» соответственно, второй выход второй схемы сравнения подключен к третьему входу второй схемы «ИЛИ» и к первому входу четвертой схемы «ИЛИ» соответственно, а третий выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом четвертой схемы «ИЛИ» и с входом формирователя сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления, подключенного к клапану сброса избыточного давления соответственно, при этом выход четвертой схемы «ИЛИ» соединен через формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува с клапаном подачи газа наддува, при этом вход задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения, соединен с выходом блока задания давления в зависимости от скорости линии розлива, вход которого подключен к выходу датчика скорости линии розлива. 2. A control system for the metered injection of cryogenic liquid, characterized in that a filling line speed sensor and a filling line threshold speed sensor are inserted into it, the outputs of which are connected to the inputs of the first comparison circuit, the first output of which is connected to the first input of the “And” matching circuit, the second input of which is connected to the output of the photosensor; the output of the “AND” coincidence circuit is connected to the first input of the first “OR” circuit, and its output through the shaper of the dosing valve opening signal and the delay circuit to the dosing valve, to which the dosing valve lower position sensor is connected through the shaper of the dosing valve closing signal; the second output of the first comparison circuit is connected to the second input of the first OR circuit and to the first input of the second OR circuit, the output of which is connected to the overpressure relief valve through a signal shaper for closing the overpressure relief valve; the third output of the first comparison circuit is connected to the first input of the third OR circuit, the output of which is connected to the boost gas supply valve through a signal generator for opening the boost gas supply valve; the outputs of the pressure sensor and pressure setter in the dosing tank, corresponding to the filling line speed greater than the threshold value, are connected to the inputs of the second comparison circuit, the first output of which is connected to the second inputs of the second and third "OR" circuits, respectively, the second output of the second comparison circuit is connected to the third input the second OR circuit to the first input of the fourth OR circuit, respectively, and the third output of the second comparison circuit is connected to the second input of the fourth OR circuit and to the input of the closure signal shaper the overpressure relief connected to the overpressure relief valve, respectively, while the output of the fourth OR circuit is connected via a signal generator for closing the boost gas supply valve to the boost gas supply valve, while the input of the pressure adjuster in the dosing tank corresponding to the speed of the filling line is greater threshold value, connected to the output of the pressure setting unit depending on the speed of the filling line, the input of which is connected to the output of the speed sensor of the filling line.
RU2011104037/06A 2008-08-01 2008-08-01 Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system RU2456499C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011104037/06A RU2456499C1 (en) 2008-08-01 2008-08-01 Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011104037/06A RU2456499C1 (en) 2008-08-01 2008-08-01 Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2456499C1 true RU2456499C1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011104037/06A RU2456499C1 (en) 2008-08-01 2008-08-01 Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456499C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507438C1 (en) * 2012-08-15 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Injector for cryogenic liquid
RU2739904C1 (en) * 2020-05-12 2020-12-29 Юрий Иванович Духанин Apparatus for dispensing cryogenic liquid

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB263775A (en) * 1925-12-30 1928-03-05 Sulzer Ag Improvements in or relating to apparatus for storing volatile fluids
SU1728571A1 (en) * 1990-08-03 1992-04-23 Tarantsev Aleksandr A Pneumatic vessel charging unit
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
US7281550B2 (en) * 2003-07-14 2007-10-16 Cryotech International, Inc. Liquid delivery system with horizontally displaced dispensing point

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB263775A (en) * 1925-12-30 1928-03-05 Sulzer Ag Improvements in or relating to apparatus for storing volatile fluids
SU1728571A1 (en) * 1990-08-03 1992-04-23 Tarantsev Aleksandr A Pneumatic vessel charging unit
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
US7281550B2 (en) * 2003-07-14 2007-10-16 Cryotech International, Inc. Liquid delivery system with horizontally displaced dispensing point

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507438C1 (en) * 2012-08-15 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Injector for cryogenic liquid
RU2739904C1 (en) * 2020-05-12 2020-12-29 Юрий Иванович Духанин Apparatus for dispensing cryogenic liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5823234A (en) Process for filling containers with a pressurized liquid
RU2386579C1 (en) Method and device for controlled foaming of filler added into bottles or similar containers
US5131440A (en) Liquid dispensing system and packaging apparatus which includes such a system
US10035691B2 (en) Method for a filling valve, and a filling valve system
US20120228325A1 (en) Time Volumetric Fluid Dispensing Apparatus
US5523112A (en) Spraying aroma in containers
RU2456499C1 (en) Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system
RU99124755A (en) METHOD AND DEVICE FOR FILLING TARE
US5385025A (en) Apparatus and method for dispensing droplets of a cryogenic liquid
WO2010014026A1 (en) Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof
JPH0126929B2 (en)
KR20200015911A (en) Decontamination Devices, Systems and Decontamination Methods
CA1279616C (en) System for dispensing precisely metered quantities of a fluid and method ofutilizing the system
JP2003231590A (en) Flow-rate-type filling method and apparatus therefor
US6595245B1 (en) Method and a machine for metering products, in particular liquids, and for filling containers with the metered products
US20120140590A1 (en) Gravity Fed Beverage Dispenser
CN207496973U (en) A kind of racking machine
ITMI20082134A1 (en) EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF A GAS DRINK
US20080230634A1 (en) Showerhead dispensing nozzle
RU2754815C1 (en) Method for dosing and prepackaging pharmaceutical substances and apparatus for implementation thereof
RU2374555C2 (en) Cryogenic liquid portion picking device
WO2020099195A1 (en) Device, system and method for filling packages with solid food product
CN105217552B (en) liquid material filling control device and method
SU1553836A1 (en) Apparatus for measuring liquid
JPH059356Y2 (en)