установка для дозирования стабильных жидких систем

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ СТАБИЛЬНЫХ ЖИДКИХ СИСТЕМ, содержащая соединительные трубопроводы подачи сжатого воздуха, слива и налива стабильных жидких систем, отличающаяся тем, что в нее введены запорное устройство с дистанционным управлением, U-образная труба, патрубок, наливной наконечник, пневмовесы в виде металлической пластины, закрепленной на пневмоповторителе, съемная емкость, установленная на металлической пластине пневмовесов, и блок управления, причем вдоль трубопровода слива к нему присоединено одно колено U-образной трубы, вход трубопровода слива соединен с запорным устройством, а выход - с патрубком, закрепленным с возможностью перемещения относительно горизонтальной оси трубопровода слива под углом 10-45^o к ней, наливной наконечник расположен на свободном конце патрубка, съемная емкость установлена под наливным наконечником, выход трубопровода налива связан с запорным устройством, а блок управления связан с запорным устройством, другим коленом U-образной трубы и пневмоповторителем через соответствующие трубопроводы подачи сжатого воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, в частности лакокрасочной промышленности для дозирования, например, лаков, красок, эмалей и т.д.

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].

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.

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].

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.

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.

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.

На чертеже показана предлагаемая установка, общий вид.

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.

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.

Угол наклона патрубка 11 установлен в результате экспериментальной проверки для стабильных лакокрасочных систем с вязкостью от 0,001 до 5000,0 Пас 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.

Например, для лака марки ПФ-060 с вязкостью 0,200-0,500 Пас угол наклона патрубка 11 равен 35-40^о, для эмали ПФ-115 с вязкостью 0,500-0,800 Пас - 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.

Установка работает следующим образом.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.