[1]Предлагаемое изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, в частности к устройствам дозирования жидких реагентов в технологический процесс флотации на обогатительных фабриках.
[2]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.
[3]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.
[4]Прототипом предлагаемого устройства является устройство [2].
[5]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 Vо 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.
[6]На Рис. 1 показано предлагаемое устройство, на котором изображаются:
[9]3 - датчик двух уровней реагента,
[10]4 - релейный регулятор,
[11]5 - входной отсечной клапан,
[12]6 - выходной регулирующий клапан,
[13]7 - управляющий модуль,
[14]8 - вычислительное устройство,
[15]9 - входной трубопровод,
[16]10 - выходной трубопровод,
[17]11 - дроссельный ниппель,
[18]Нв - верхний уровень реагента,
[19]Нн - нижний уровень реагента,
[20]Qвх - входной расход реагента,
[21]Qвых - выходной расход реагента,
[22]Нср - среднее значение высоты напора реагента,
[23]Vо - измерительный объем
[24]Предлагаемое устройство работает следующим образом.
[25]Для определенности полагаем, что из выходного клапана вытекает реагент и уровень в напорном сосуде понижается до нижнего уровня Нн. При этом сигнал от нижнего уровня Нн поступает на релейный регулятор 4, с выхода которого поступает управляющий сигнал на вход входного отсечного клапана 5. Уровень реагента в емкости поднимается до верхнего Нв 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 Нн. реагента. Выходной расход Qвых. предлагаемого устройства устанавливается путем изменения устройством управления 7 условного прохода выходного регулирующего клапана 6. Процесс дозирования далее циклически повторяется.
[26]Дроссельный ниппель 11 обеспечивает давление воздуха в напорном сосуде равным атмосферному давлению. На Рис. 2 приведена циклограмма устройства, на которой обозначены: Нср - среднее значение уровня реагента в напорном сосуде, to - время открытого состояния входного отсечного клапана 5, tз - время закрытого состояния входного отсечного клапана 5, Т - период цикла работы предлагаемого устройства.
[27]За время tз измерительный объем Vo, заключенный между уровнями Нв и Нн реагента в напорном сосуде 1, вытекает из выходного клапана 6, поэтому среднее значение расхода Qвых. реагента за время tз определяется выражением:
[28]
[29]За время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 уровень реагента в напорном сосуде увеличивается от Нн до Нв на величину Vо за счет входного расхода Qвх. реагента, который больше выходного расхода Qвых.
[30]Среднее значение выходного расхода реагента Qвых. за время открытого состояния входного отсечного клапана 5 соответствует выражению:
[31]
[32]ввиду того, что среднее значение Нср уровня реагента во время to открытого состояния отсечного клапана 5 равно Нср, как и за время tз закрытого состояния отсечного клапана 5.
[33]Управляющий сигнал отсечного клапана 5, поступает на вход вычислительного устройства 8, в котором осуществляется вычисление выходного расхода реагента Qвых. в соответствии с формулой (1) и входного расхода реагента Qвх за время to открытого состояния входного отсечного клапана 5 по формуле (2). Величина Vo устанавливается по сигналам датчика 3 при достижении реагентом 2 верхнего Нв и нижнего Нн уровней.
[34]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.
[36]1. Патент РФ 2473050, G01F 11/00, Б.И. №1, 20.01.2013.
[37]2.. Патент РФ 2337326, БИ №30, 27.10.2008.
