Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ПРОТОКА РЕАГЕНТОВ

Предлагаемое изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, в частности к устройствам дозирования жидких реагентов в технологический процесс флотации на обогатительных фабриках.

Известно устройство для дозирования флотационных реагентов [1], содержащее измеритель расхода реагента, напорный бак, оснащенный запорными поплавками и клапанами для выхода реагента и микроконтроллер. Недостатком устройства [1] является его сложность.

Известно устройство [2] для измерения дозирования жидких реагентов, содержащее мерный сосуд, внутри которого перемещается поршень, входной и выходной переключающие клапаны и устройство управления. Недостатком устройства [2] является импульсный характер подачи реагента на его выходе и сложность устройства из-за наличия подвижной части - поршня и 4-х отсечных клапанов.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство [2].

Целью предлагаемого изобретения является достижение надежной работы устройства, упрощение конструкции устройства и высокая точность дозирования. Это достигается тем, что сосуд предлагаемого устройства оснащается датчиком верхнего и нижнего уровня реагента, причем объем V_о реагента в сосуде, задаваемый датчиком двух уровней, поддерживается постоянным посредством релейного регулятора, введенного в предлагаемое устройство. Выход релейного регулятора подключен к управляющему входу входного клапана и к вычислительному устройству, а к выходному трубопроводу сосуда подключен регулирующий клапан.

На Рис. 1 показано предлагаемое устройство, на котором изображаются:

1 - напорный сосуд,

2. - реагент,

3 - датчик двух уровней реагента,

4 - релейный регулятор,

5 - входной отсечной клапан,

6 - выходной регулирующий клапан,

7 - управляющий модуль,

8 - вычислительное устройство,

9 - входной трубопровод,

10 - выходной трубопровод,

11 - дроссельный ниппель,

Н_в - верхний уровень реагента,

Н_н - нижний уровень реагента,

Q_вх - входной расход реагента,

Q_вых - выходной расход реагента,

Н_ср - среднее значение высоты напора реагента,

V_о - измерительный объем

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Для определенности полагаем, что из выходного клапана вытекает реагент и уровень в напорном сосуде понижается до нижнего уровня Н_н. При этом сигнал от нижнего уровня Н_н поступает на релейный регулятор 4, с выхода которого поступает управляющий сигнал на вход входного отсечного клапана 5. Уровень реагента в емкости поднимается до верхнего Н_в уровня реагента, управляющий сигнал на входном клапане обнуляется и входной клапан закрывается, а истечение реагента 2 из выходного клапана 6 продолжается, и через время tз закрытого состояния входного клапана 5 уровень реагента 2 достигает нижнего уровня Н_н. реагента. Выходной расход Q_вых. предлагаемого устройства устанавливается путем изменения устройством управления 7 условного прохода выходного регулирующего клапана 6. Процесс дозирования далее циклически повторяется.

Дроссельный ниппель 11 обеспечивает давление воздуха в напорном сосуде равным атмосферному давлению. На Рис. 2 приведена циклограмма устройства, на которой обозначены: Н_ср - среднее значение уровня реагента в напорном сосуде, t_o - время открытого состояния входного отсечного клапана 5, t_з - время закрытого состояния входного отсечного клапана 5, Т - период цикла работы предлагаемого устройства.

За время t_з измерительный объем V_o, заключенный между уровнями Н_в и Н_н реагента в напорном сосуде 1, вытекает из выходного клапана 6, поэтому среднее значение расхода Q_вых. реагента за время tз определяется выражением:

За время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 уровень реагента в напорном сосуде увеличивается от Н_н до Нв на величину V_о за счет входного расхода Q_вх. реагента, который больше выходного расхода Q_вых.

Среднее значение выходного расхода реагента Q_вых. за время открытого состояния входного отсечного клапана 5 соответствует выражению:

ввиду того, что среднее значение Н_ср уровня реагента во время to открытого состояния отсечного клапана 5 равно Н_ср, как и за время t_з закрытого состояния отсечного клапана 5.

Управляющий сигнал отсечного клапана 5, поступает на вход вычислительного устройства 8, в котором осуществляется вычисление выходного расхода реагента Q_вых. в соответствии с формулой (1) и входного расхода реагента Q_вх за время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 по формуле (2). Величина Vo устанавливается по сигналам датчика 3 при достижении реагентом 2 верхнего Н_в и нижнего Н_н уровней.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет дозирование реагента, выполняет функции прямого измерения выходного и входного расхода реагента. Новые функции предлагаемого устройства для дозирования и контроля протока реагентов позволяют осуществлять, автоматическую калибровку устройства, объективную диагностику работы устройства и применение как линейных, так и нелинейных регулирующих клапанов на его выходе.

Литература

1. Патент РФ 2473050, G01F 11/00, Б.И. №1, 20.01.2013.

2.. Патент РФ 2337326, БИ №30, 27.10.2008.