УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам для дозирования жидкости, включающим насос подачи жидкости, соединенный с контроллером и блоком определения расхода жидкости и может быть использовано для точного дозирования компонентов в пищевой промышленности и различных реагентов в химической промышленности, а также в очистных сооружениях.
Уровень техники
Существуют устройства для дозирования жидкости, включающие насос подачи жидкости, соединенный с контроллером и блоком определения расхода жидкости, которые являются частями некой большой системы дозирования жидкости. Так из уровня техники известно устройство для дозирования жидкости, включающее насос подачи жидкости, соединенный с контроллером и блоком определения расхода жидкости, см. патент на изобретение РФ №2576423, опубликован в 2016 году. В нем в качестве контроллера использован блок управления, в качестве насоса подачи жидкости – насос-дозатор, в качестве  блока определения расхода жидкости - датчик давления, при этом блок управления выполнен с возможностью управления насосом-дозатором в зависимости от сигналов гидростатического датчика давления и контрольно-измерительных приборов.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взято за прототип к предлагаемой полезной модели. К недостаткам данного устройства можно отнести то, что оно выполнено разнесенным в пространстве и его нельзя использовать как отдельное устройство, которое можно было бы погрузить в жидкую среду для дозирования в ней другой подаваемой на вход устройства для дозирования жидкости жидкой среды.
Раскрытие полезной модели
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить устройство для дозирования жидкости, включающее насос подачи жидкости, соединенный с контроллером и блоком определения расхода жидкости, позволяющее обеспечить возможность использования устройства в едином корпусе для погружения в жидкой среде, которую нужно разбавить подаваемым регентом, что и является поставленной технической задачей.
Для решения поставленной задачи насос подачи жидкости, контроллер и блок определения расхода жидкости выполнены в едином герметичном корпусе, который имеет входное и выходное отверстия для подачи жидкости, а также разъем для электропитания и разъем для подключения линии передачи данных, соединенные с контроллером.
Благодаря данным выгодным характеристикам становится возможным использовать предлагаемое устройство как независимое. Кроме того данное решение обеспечивает возможность погружного использования данного устройства.
Существует вариант полезной модели, в котором насос подачи жидкости выполнен мембранным, имеющим двигатель насоса, а блок определения расхода жидкости в виде электронного счетчика оборотов двигателя мембранного насоса.
Благодаря этой выгодной характеристике становится возможным обеспечения высокой точности дозировки.
Существует также вариант полезной модели, в котором контроллер соединен с по меньшей мере одним светодиодным индикатором, расположенным на корпусе, который выполнен с возможностью световой индикации режима работы устройства, посредством включения и выключения в определенной последовательности.
Благодаря этой выгодной характеристике становится возможным повышения удобства использования устройства за счет возможности внешней индикации режимов работы устройства.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых
- фигура 1 схематично изображает общий вид устройства для дозирования жидкости, согласно полезной модели;
- фигура 2 схематично изображает этапы работы устройства для дозирования жидкости, согласно полезной модели
Согласно фиг. 1 устройство для дозирования жидкости включает насос 1 подачи жидкости, соединенный с контроллером 2 и блоком 3 определения расхода жидкости. Насос 1 подачи жидкости, контроллер 2 и блок 3 определения расхода жидкости выполнены в едином герметичном корпусе 4, который имеет входное 5 и выходное 6 отверстия для подачи жидкости, а также разъем 7 для электропитания и разъем 8 для подключения линии передачи данных, соединенные с контроллером 2.
Разъемы 7 и 8 выполнены герметичными.
Контроллер 2 опционально соединен с, по меньшей мере, одним светодиодным индикатором, расположенным на корпусе 4, который выполнен с возможностью световой индикации режима работы устройства, посредством включения и выключения индикатора в определенной последовательности. Индикаторов может быть несколько. Показаны как 91, 92 и 93. Они могут быть одного цвета, а могут быть разного.
Насос 1 подачи жидкости может быть выполнен мембранным, имеющим двигатель насоса, а блок 3 определения расхода жидкости в виде электронного счетчика оборотов двигателя мембранного насоса. Но в общем виде насос 1 может иметь другую природу, как и блок 3 определения расхода жидкости.
На фиг.1 показано также
10 – внешний сосуд, в который погружено устройство, в нем показано наполнение жидкостью, уровень которой отмечен как 11.
Толстой линией показана линия электропитания, пунктирной - линия передачи данных.
Вектором g – показан вектор силы тяжести.
Осуществление полезной модели
Устройство для дозирования жидкости используют следующим способом.
Устройство предназначено, для дозирования жидкости (реагента) через определенные временные интервалы.
Этап А1. Обеспечивают питание устройства посредством сети переменного напряжения. Характеристики питающей сети могут соответствовать следующим параметрам: напряжение сети -  100-240 вольт, частота – 50-60Гц, мощность потребления в активном режиме до 25Ватт. Подают в устройство через разъем 7.
Этап А2. Управление устройством осуществляется, посредством соединение его с линией передачи данных через разъем 8, например, выполненной в виде сети MODBUS RTU посредством физического интерфейса RS485. Поддерживаемые скорости и настройки порта могут быть от 9 600 кбит/с до 250 000 кбит /с, 8 бит, стоповый бит 1 или 2.
Этап А3. Устройство работает, посредством чередования временных интервалов (работа), (ожидание) заданных в соответствующих регистрах, а также посредством подсчета объема выданной жидкости заданной в соответствующем регистре и временном интервале (ожидание). Интервалы и объем задаются посредством обмена данными по протоколу MODBUS в соответствии с заданием.
Этап А4. Режимы работы
Этап А41. Режим 1 Дозирование по установленным временным интервалам работы и паузы.
Задаваемые параметры – длительность включенного состояния; длительность выключенного состояния. Диапазоны регулирования:
- длительность включенного состояния – 0…9999 с;
- длительность выключенного состояния – 0…9999 с.
Активация дозатора – при подаче питания.
Режим 1, в этом режиме дозатор работает по заданным временным интервалам (работа, ожидание). Интервалы задаются  посредством записи значений в соответствующие регистры. Индикация режима согласно таблице 1.
Этап А42. Режим 2. Дозирование по установленному расходу реагента.
Задаваемые параметры – доля от номинального расхода, частота включения. Диапазоны регулирования:
- доля от номинального расхода - 0,0…1,0;
- частота включения – 1…60 1/час.
Активация дозатора – при подаче питания.
В данном режиме осуществляется расчет длительностей включенного и выключенного состояния в зависимости от реальной производительности дозатора (режим 3) и заданной частоты включения.
Режим 2, в этом режиме дозатор работает по заданному объему жидкости и заданному временному интервалу (ожидание). Объем и интервал задаются  посредством записи значений в соответствующие регистры. Индикация режима согласно таблице 1.
Этап А43. Режим 3. Калибровка дозатора.
Задаваемый параметр – длительность включенного состояния (60 с).
Считываемый параметр – текущий расход реагента.
В данном режиме дозатор активируется на одну минуту и в течение этого интервала измеряется текущий расход реагента.
Режим 3, в этом режиме дозатор подсчитывает расход жидкости за 1 минуту, после переключения в этот режим, дозатор производит выдачу 30мл жидкости, не ранее чем через  10 секунд, можно считать полученное значение в соответствующем регистре. Индикация режима согласно таблице 1.
Этап А44. Режим 4. Дозирование заданного объема реагента по внешнему сигналу. Задаваемый параметр – объем реагента. Диапазон регулирования:
- объем реагента – 0…999 мл.
Активация дозатора – при замыкании релейного входа.
Режим 4, в этом режиме дозатор работает по заданным временным интервалам (работа, ожидание) и замыкании релейного входа. Интервалы задаются  посредством записи значений в соответствующие регистры. Индикация режима согласно таблице 1.
Этап А45. Режим 5. Дозирование по установленному расходу реагента по внешнему сигналу. Задаваемый параметр – доля от номинального расхода
Диапазоны регулирования:
- доля от номинального расхода - 0,0…1,0.
Активация дозатора – при замыкании релейного входа.
Режим 5, в этом режиме дозатор работает по заданному объему жидкости, заданному временному интервалу (ожидание) и замыкании релейного входа. Объем и интервал задаются  посредством записи значений в соответствующие регистры. Индикация режима согласно таблице 1.
Этап А46. Режим ожидания выбора режимов, или Режим  0, в этом режиме дозатор не производит никаких действий, кроме как поддержки связи по сети MODBUS. Индикация режима согласно таблице 1.
Этап А47. Состояние ошибка, в данном состоянии дозатор немедленно отключает двигатель насоса 1 от питания. Выход из этого состояния происходит автоматически через заданный интервал времени, который задается посредством внесения значения в соответствующий регистр путем сброса регистра ошибки по сети MODBUS, а также в случае сброса дозатора посредством замыкания входа RESET, согласно таблице 1.
Этап А5. Переключение режимов.
Переключение режимов происходит посредством записи номера режима в регистр.
Устройство содержит три светодиодных индикатора 91, 92 и 93, которые сообщают о статусе устройства, посредством включения и выключения в определенной последовательности. Подробное описание показано в таблице 1.
Промышленная применимость
Устройство для дозирования жидкости может быть выполнено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.
В соответствии с предложенной полезной моделью изготовлен опытный образец устройства для дозирования жидкости.
В результате испытания было отмечено, что устройство возможно погружать в любые жидкие среды, и оно работает там во всех описанных выше режимах.
Все это, в конечном счете, обеспечивает выполнение достигаемого технического результата – возможность использования устройства в жидкой среде.
Дополнительно достигаемый технический результат – возможность световой индикации разных режимов работы устройства.