SU941973A1 - Устройство централизованного контрол статического давлени жидких продуктов в емкост х - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам автоматического контроля и управления с использованием средств пневмоавтоматики и может быть применено в различных отраслях промышленности при решении задач контроля давления жидких сред.

Известно устройство централизованного контроля, в котором установлены соединенные по пирамидальной схеме клапанные ячейки, блок вызова и индикатор 0).

Однако данное устройство обладает, ограниченным быстродействием, так как линия связи от датчика до инди- ₁₅ катора заполняется небольшим потоком воздуха, проходящим через дроссель питания в датчике.

Наиболее близким к изобретению является пьезометрическое весоизмерительное устройство, содержащее пневматические датчики давления, подключенные к коммутатору, выход которого соединен со входом измери2 тельного прибора, нормально открытые и нормально закрытые клапаны, импуль/сатор, емкость, повторитель и усилитель £2].

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие в связи с тем, что скорость изменения давления на входе в повторитель ограничена расходом воздуха через дрос· сель питания датчика.

Цель изобретения - повышение быстродействия работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве централизованного контроля статического давления жидких продуктов в емкостях, содержащем пневматические датчики давления, соединенные, с каналом питания через дроссели, коммутатор, входы которого 20 подключены к выходам датчиков давления, а выход через первый нормально открытый клапан соединен со входом измерительного прибора и с выходом первого нормально закрытого кла пана, блок вызова, соединенный с каналом управления коммутатора, и емкость, установлены тумблер, вторые нормально закрытый и нормально от крытый клапаны, первый и второй задатчики, элемент сравнения и реле, выход которого соединен с камерами управления первых нормально открытого и нормально закрытого клапанов, управляющая камера реле подключена к выходу элемента сравнения, одна входная, камера которого соединена с первым задатчиком и проточной камерой первого нормально закрытого клапана, а другая входная камера - с емкостью, через второй нормально закрытый клапан - со вторым задатчиком, а выход емкост-и через второй нормально открытый клапан - с выходом коммутатора, причем тумблер соединен с камерами управления вторых нормально открытого и нормально закрытого клапанов.

' На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 схема одномембранного маломощного датчика давления; на фиг. 3 “ схема пьезометрического датчика давления.

Устройство содержит пневматические датчики 1 давления, погруженные в складские емкости 2, коммутатор 3> блок 4 вызова, измерительный прибор, состоящий из пневмоэлектрического пропорционального преобразователя 5 и измерительного прибора 6, первый нормально открытый клапан 7, первый нормально закрытый клапан 8, тумблер

9, второй нормально открытый клапан

10, второй нормально закрытый клапан

11, пневмоемкость 12, первый задатчик 13, второй задатчик 14, элемент 15 сравнения, реле 16.

На фиг. 2 и 3 показаны примеры вариантов выполнения датчиков статического давления.

Одномембранный датчик давления (фиг.2) содержит мембрану 17, сопло

18, связанное с атмосферой, дроссель

19, канал 20 питания, канал 21 выхода датчика.

Пьезометрический датчик давления (фиг.З) содержит патрубок 22, дроссель 23, канал 24 питания и канал 25 выхода.

Датчики (фиг/1) конструктивно могут представлять собой одномембранные датчики давления (фиг.2) или пьезометры (фиг.З), Существо изобрете ния и порядок работы устройства от выбора датчиков не зависят.

Каналы, отмеченные точками о на фиг.1, соответствуют выходным кана5 лам 21, если в устройстве установлены одномембранные датчики, или выходные каналы 25, если в устройстве установлены пьезометрические датчики.

Устройство централизованного конт10 роля работает следующим образом.

В установившемся режиме в каналах <3 с помощью датчиков 1 поддерживается давление сжатого воздуха, равное давлению столба жидкости в емкос15 тях 2.

Нормальным положением тумблера 9 является такое положение, когда на его выходе сформирован сигнал 1. При этом клапан 10 закрыт, клапан 2Q 11 открыт и емкость 12 связана с выходом задатчика 14. Давление задатчика 14 должно в 1,3“1,5 раза превышать максимальное давление столба жидкости в емкостях 2. Например, 25 если максимальное давление в емкости, 2 может достигать 1 кгс/см^, то давление задатчика 14 должно составлять 1,3”1,5 кгс/см'¹.

Давление задатчика 13 равно максимальному давлению, измеряемому с помощью пневмоэлектрического пропорционального преобразователя 5. Так как давление от задатчика 13 меньше давления от задатчика.14, на выходе элемента 15 сравнения и реле 16 сигнал равен 1, клапан 7 будет закрыт, клапан 8 - открыт и на прибор 6 подается давление от задатчика 13При возникновении необходимости измерить количество жидкого сырья в той или иной емкости оператор в блок 4 вызова набирает номер требуемой емкости, в результате чего с помощью коммутатора 3 вызванный канал d соединяется с выходом коммутато⁴⁵ ра - каналом 5. При этом в коммута_ торе 3 образуется канал Т, , соединяющий канал <з с каналом б.

После этого .оператор отключает тумблер 9, в результате чего закры‘‘^е вается клапан 11, а клапан 10 открывается. Накопленное в емкости 12 количество воздуха через большие проходные сечения клапана 10 и коммутатора 3 передается в выходной канал δ коммутатора 3 ^и через канал г в канал а.

Ввиду того, что сопло 18 одномембранного датчика имеет проходное

94 сечение до 1,8-2 мм, интенсивный поток воздуха устремляется через сопло 18 в атмосферу.

После того, как давление в емкости 12, а следовательно, и в канале 5 δ , станет равным давлению задатчика 13, выключается элемент 15 сравнения, клапан 8 закрывается, а клапан 7 открывается, в результате чего входной канал 6 преобразователя 5 10 соединяется с каналом 6 .

Дальнейшее выравнивание давлений в каналах б, а , 1 и в происходит также за счет интенсивного сброса воздуха через сопло 18 в атмосферу. 15 Этот сброс происходит до тех пор, пока давление в каналах б и в не станет равным давлению в канале о · Еще более интенсивный сброс воздуха в Атмосферу происходит, если в уст-· 20 ройстве применен пьезометрический датчик давления (фиг.З)» ибо ^в этом случае проходное сечение патрубка 22 значительно больше проходного сечения сопла 18. · 25

Прекращение изменения показаний на измерительном приборе 6 означает, что все переходные процессы в вызванном канале измерения закончены.*Оператор фиксирует (т.е. записывает) зо показания прибора 6, чем заканчивает процесс измерения, и переключает тумблер 9 в противоположное положение. При этом срабатывает элемент 15 сравнения и давление в канале В ста- _3J новится равным максимальному входному давлению. Устройство подготовлено к следующему измерению давления в другой емкости 2.

Объем емкости 12 должен расчиты - ₄₀ ваться таким образом, чтобы импульс давления формируемый с помощью подключения емкости 12 к каналу б, был достаточен для обеспечения движения воздуха в направлении к датчику _4J 1 на весь период переходного процесса. Если этот импульс давления недостаточен, то каналы 6 и t не смогут заполниться до давления, равного давлению в канале а, и дальнейшее дозаполнение каналов δ и 1 до равновесного состояния происходит за счет работы дросселей 19 или 23, что сильно замедляет переходный процесс. Если максимальное статическое давлениё жидкости, которое может воз-, никнуть в емкости 2, составляет 1 кгс/см^, то самый неблагоприятной ситуацией, требующей наибольшего

1973 6 объема емкости 12, явится такая ситуация, когда в момент вызова требуемого канала а , давление в канале окажется равным 1 кгс/см\ а давление в каналах биг окажется равным О кгс/см*^. В этом случае потребуется наибольшее количество воздуха, которое должно быть достаточно, чтобы заполнить каналы δ и о. до давления 1 кгс/см^. Во всех остальных случаях, как описывалось избыток воздуха сбрасывается через сопло 18 и патрубок 22 в атмосферу.

Элементы 7, 8, 13, 15 и 16 необходимы для того, чтобы обезопасить преобразователь 5 от перегрузок по входному сигналу.

Эффективность изобретения определяется повышением быстродействия измерения давлений в емкостях.

Claims (2)

1. пана, блок вызова, соединенный с каналом управлени  коммутатора, и емкость , установлены тумблер, вторые нормально закрытый и нормально от крытый клапаны, первый и второй задатчики , элемент .сравнени  и реле, выход которого соединен с камерами управлени  первых нормально открытого и нормально закрытого клапанов, управл юща  камера реле подключена к выходу элемента сравнени , одна входна , камера которого соединена с первым задатчиком и проточной каме рой первого нормально закрытого клапана , а друга  входна  камера - с емкостью, через второй нормально закрытый клапан - со вторым задатчиком а выход емкости через второй нормаль но открытый клапан - с выходом комму татора, причем тумблер соединен с ка мерами управлени  вторых нормально открытого и нормально закрытого клапанов. На фиг. 1 изображена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 схема одномембранного маломощного датчика давлени ; на фиг. 3 схема пьезометрического датчика давлени . Устройстйо содержит пневматические датчики 1 давлени , погруженные в складские емкости 2, коммутатор 3 блок 4 вызова, измерительный прибор , состо щий из пневмоэлектрическо го пропорционального преобразовател  5 и измерительного прибора 6, первый нормально открытый клапан 7. первый нормально закрытый клапан 8, тумблер 9,второй нормально открытый клапан 10,второй нормально закрытый клапан 11,пневмоемкость 12, первый задатчик 13, второй задатчик I, элемент 15 сравнени , реле 16. На фиг, 2 и 3 показаны примеры вариантов выполнени  датчиков статического давлени . Одномембранный датчик давлени  (фиг.2 содержит мембрану 17, сопло 18,св занное с атмосферой, дроссел 19,канал 20 питани , канал 21 выхода датчика. Пьезометрический датчик давлени  (фиг.З) содержит патрубок 22, дроссель 23, канал питани  и канал 25 выхода. Датчики (фиг.1) конструктивно мо гут представл ть собой одномембранны датчики давлени  .(фиг.2) или пьезометры (фиг.З). Существо изобретени  и пор док работы устройства от выбора датчиков не завис т. Каналы, отмеченные точками д на фиг.1, соответствуют выходным каналам 21, если в устройстве установлены одномембранные датчики, или выходные каналы 25, если в устройстве установлены пьезометрические датчики. Устройство централизованного контрол  работает следующим образом. В установившемс  режиме в каналах (Я с помощью датчиков 1 поддерживаетс  давление сжатого воздуха, равное давлению столба жидкости в емкост х 2. Нормальным положением тумблера 9  вл етс  такое положение, когда на его выходе сформирован сигнал 1. При этом клапан 10 закрыт, клапан 11 открыт и емкость 12 св зана с выходом задатчика 1. Давление задатчика 1 должно в 1,,5 раза превышать максимальное давление столба жидкости в емкост х 2. Например, если максимальное давление в емкости, 2 может достигать 1 кгс/см, то давление задатчика 1 t должно составл ть ,5 кгс/см. Давление задатчика 13 равно максимальному давлению, измер емому с помощью пневмоэлектрического пропорционального преобразовател  5. Так как давление от задатчика 13 меньше давлени  от задатчика. , на выходе элемента 15 сравнени  и реле 16 сигнал равен 1, клапан 7 будет закрыт, клапан 8 - открыт и на прибор 6 подаетс  давление от задатчика 13. При возникновении необходимости измерить количество жидкого сырь  в той или иной емкости оператор в блок вызова набирает номер требуемой емкости, в результате чего с помощью коммутатора 3 вызванный канал d соедин етс  с выходом коммутатора - каналом 5. При этом в коммутаторе 3 образуетс  канал Т , соедин . ющий канал а с каналом б. После этого .оператор отключает тумблер 9, в результате чего закрываетс  клапан 11, а клапан 10 открываетс . Накопленное в емкости 12 количество воздуха через большие проходные сечени  клапана 10 и коммутатора 3 передаетс  в выходной канал 6 коммутатора 3 и через канал г в канал О. Ввиду того, что сопло 18 одномембранного датчика имеет проходное сечение до 1,8-2 мм, интенсивный поток воздуха устремл етс  через сопло 18 в атмосферу. После того, как давление в емкости 12, а следовательно, и в канале 5 , станет равным давлению задатчика 13, выключаетс  элемент 15 сравне ни , клапан 8 закрываетс , а клапан 7 открываетс , в результате чего входной канал и преобразовател  5 соедин етс  с каналом 6 . Дальнейшее выравнивание давлений в каналах б, а , 1 и в происходит также за счет интенсивного сброса воздуха через сопло 18 в атмосферу, Этот сброс происходит до тех пор, пока давление в каналах Б и ft не станет равным давлению в канале d Еще более интенсивный сброс воздуха в Атмосферу происходит, если в устройстве применен пьезометрический датчик давлени  (фиг.З) ибо в этом случае проходное сечение патрубка 2 значительно больше проходного сечени  сопла 18. Прекращение изменени  показаний на измерительном приборе 6 означает что все переходные процессы в вызва ном канале измерени  закончены.Опе ратор фиксирует (т.е. записывает) показани  прибора 6, чем заканчивае процесс измерени , и переключает тумблер 9 в противоположное положение . При этом срабатывает элемент 15 сравнени  и давление в канале Ъ ста новитс  равным максимальному входно му давлению. Устройство подготовлено к следующему измерению давлени  в другой емкости
2. 2. Объем емкости 12 должен расчиты ватьс  таким образом, чтобы импульс давлени  формируемый с помощью подключени  емкости 12 к каналу б, был достаточен дл  обеспечени  движе ни  воздуха в направлении к датчику 1 на весь период переходного процес са. Если этот импульс .давлени  недостаточен , то каналы б и 1, не смогут заполнитьс  до давлени , равного давлению в канале о, и дальнейшее дозаполнение каналов б и 1 до равновесного состо ни  происходит за счет работы дросселей 19 или 23, что сильно замедл ет переходный процесс Если максимальное статическое давление жидкости, которое может воз-никнуть в емкости 2, составл ет 1 кгс/см, то самый неблагопри тной ситуацией, требующей наибольшего бъема емкости 12,  витс  така  сиуаци , когда в момент вызова требуеого канала cf , давление в канале кажетс  равным 1 кгс/см , а давление в каналах 5 и 1. окажетс  равным кгс/см. В этом случае потребуетс  наибольшее количество воздуха, которое ДОЛЖНО быть достаточно, чтобы заполнить каналы б и 1. до давлени  1кгс/см . Во всех остальных случа х, как описывалось избыток воздуха сбрасываетс  через сопло 18 и патруок 22 в атмосферу. Элементы 7, 8, 13, 15 и 16 необходимы дл  того, чтобы обезопасить преобразователь 5 от перегрузок по входному сигналу. Эффективность изобретени  определ етс  повышением быстродействи  измерени  давлений в емкост х. Формула изобретени  Устройство централизованного контрол  статического давлени  жидких продуктов в емкост х, содержащее пневматические датчики давлени , соединенные с каналом питани  через дроссели, коммутатор, входы которого подключены к выходам датчиков Дав-, лени , а выход через первый нормально открытый клапан соединен с входом измерительного прибора и с выходом первого нормально закрытого клапана, блок вызова, соединенный с каналом управлени  коммутатора, и емкость, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства , в нем установлены тумблер, вторые нормально закрытый и нормально открытый клапаны, первый и второй задатчики, элемент сравнени  и реле, выход которого соединен с камерами управлени  первых нормально открытого и нормально закрытого клапанов, управл юща  камера реле подключена к выходу элемента сравнени , одна входна  камера которого соединена с первым задатчиком и проточной камерой первого нормально закрытого клапана , а друга  входна  камера - с емкостью , через второй нормально закрытый клапан - с вторым задатчиком, а выход емкости через второй нормально открытый клапан - с выходом коммутатора , причем тумблер соединен

   Э Э738

   с камерами управлени  вторых нормаль- , Авторское свидетельство СССР но открытого и нормально закрытого по за вке № 2618792/18-2, 1978. клапанов.2. Авторское свидетельство СССР

   Источники информации, f 509790, кл. G 01 G 9/00, 197 прин тые во внимание при экспертизе (прототип) .

   Г

   Фиг.г

   .24

   25

   гз

   22-

   Фиг. J