УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ПРОТОКА РЕАГЕНТОВ
REAGENT FLOW DOSING AND MONITORING DEVICE

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].
о
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 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,
в
Н - верхний уровень реагента,
н
Н - нижний уровень реагента,
вх
Q - входной расход реагента,
вых
Q - выходной расход реагента,
ср
Н - среднее значение высоты напора реагента,
о
V - измерительный объем
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
н
н
в
н.
вых.
Для определенности полагаем, что из выходного клапана вытекает реагент и уровень в напорном сосуде понижается до нижнего уровня Н. При этом сигнал от нижнего уровня 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 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 реагента. Выходной расход Q предлагаемого устройства устанавливается путем изменения устройством управления 7 условного прохода выходного регулирующего клапана 6. Процесс дозирования далее циклически повторяется.
ср
o
з
Дроссельный ниппель 11 обеспечивает давление воздуха в напорном сосуде равным атмосферному давлению. На Рис. 2 приведена циклограмма устройства, на которой обозначены: Н - среднее значение уровня реагента в напорном сосуде, t - время открытого состояния входного отсечного клапана 5, t - время закрытого состояния входного отсечного клапана 5, Т - период цикла работы предлагаемого устройства.
з
o
в
н
вых.
За время t измерительный объем V, заключенный между уровнями Н и Н реагента в напорном сосуде 1, вытекает из выходного клапана 6, поэтому среднее значение расхода Q реагента за время tз определяется выражением:
н
о
вх
вых
За время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 уровень реагента в напорном сосуде увеличивается от Н до Нв на величину V за счет входного расхода Q. реагента, который больше выходного расхода Q.
вых
Среднее значение выходного расхода реагента Q. за время открытого состояния входного отсечного клапана 5 соответствует выражению:
ср
ср
з
ввиду того, что среднее значение Н уровня реагента во время to открытого состояния отсечного клапана 5 равно Н, как и за время t закрытого состояния отсечного клапана 5.
вых.
вх
в
н
Управляющий сигнал отсечного клапана 5, поступает на вход вычислительного устройства 8, в котором осуществляется вычисление выходного расхода реагента Q в соответствии с формулой (1) и входного расхода реагента Q 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 и нижнего 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.