RU2017073C1

RU2017073C1 - Set for stable liquid systems metering

Info

Publication number: RU2017073C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Прохоров; В.С. Шишов; В.Е. Кисляков
Original assignee: Научно-производственное акционерное общество "Спектр ЛК"
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: set has a metering tank and connecting pipelines for feeding compressed air, liquid systems draining and pouring in, an additional membrane valve. The membrane valve has open output in atmosphere and is connected by pipelines of compressed air feeding with a control unit and with hermetically sealed metering tank, to which a set-level device and a ball tap are connected through the control unit. The ball tap is mounted on the pipeline of stable liquid systems pouring in. In the case the metering tank is connected with pipeline of liquid systems draining with the reverse valve and a branch pipe fixed with capability of movement relatively a horizontal plane at angle α = 10 - 45 deg. and the ball tap is mechanically connected with the entrainment trap. EFFECT: set is used in chemical industry. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для дозирования стабильных жидких систем и может быть использовано в химической, нефтехимической и др. областях промышленности, в частности в лакокрасочной промышленности для дозирования, например, лаков, красок, эмалей и т.д. The invention relates to units for dispensing stable liquid systems and can be used in chemical, petrochemical and other industries, in particular in the paint and varnish industry for dispensing, for example, varnishes, paints, enamels, etc.

Известна установка для приема, смешивания и выдачи под давлением жидкостей, содержащая герметически закрытую емкость с поплавковым и предохранительным клапаном, мешалку, эжектор, встроенный в многоходовой кран, и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидкостей [1]. A known installation for receiving, mixing and dispensing liquids under pressure, containing a hermetically sealed container with a float and safety valve, an agitator, an ejector built into a multi-way valve, and a piping system for supplying compressed air, draining and filling liquids [1].

Эта установка не обеспечивает создание автоматического управляемого процесса дозирования, возможности дозирования жидкости определенными мерными порциями, высокой точности дозирования, надежности работы установки, устранения капежа при выдаче жидкости. This installation does not provide the creation of an automatic controlled dosing process, the possibility of dosing the liquid in certain measured portions, high dosing accuracy, the reliability of the installation, eliminating the case when the liquid is dispensed.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой по изобретению установке является установка для приема, хранения и выдачи жидкостей, которая содержит герметически закрытый резервуар, мерную емкость с поплавковым и предохранительным клапаном и систему трубопроводов для подачи сжатого воздуха, слива и налива жидкостей [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the installation proposed according to the invention is an installation for receiving, storing and dispensing liquids, which contains a hermetically sealed tank, a measuring tank with a float and safety valve and a piping system for supplying compressed air, draining and filling liquids [2 ].

Недостатками этой установки в процессе дозирования являются: отсутствие возможности ведения автоматического управляемого процесса дозирования, недостаточные точность дозирования, а также надежность работы установки за счет наличия в ней поплавковой системы, дозирование и выдача жидкости только определенными мерными порциями, равными объему мерной емкости, а также наличие капежа при выдаче порции жидкости в емкость. The disadvantages of this installation during the dosing process are: the inability to conduct an automatic controlled dosing process, insufficient dosing accuracy, as well as the reliability of the installation due to the presence of a float system in it, dosing and delivery of liquid only in certain measured portions equal to the volume of the measured capacity, as well as the availability a case when dispensing a portion of liquid into a container.

Целью изобретения является обеспечение возможности создания автоматического управляемого процесса дозирования в технологические аппараты, находящиеся под избыточным давлением, повышение точности дозирования и надежности работы установки, возможность дозирования стабильных жидких систем разными по величине мерными порциями, ограниченными объемом мерной емкости. The aim of the invention is to provide the ability to create an automatic controlled batching process in technological devices under pressure, increase the metering accuracy and reliability of the installation, the ability to dispense stable liquid systems with different sized measured portions, limited by the volume of the measured capacity.

Цель достигается тем, что установка для дозирования стабильных жидких систем, содержащая мерную емкость и соединительные трубопроводы для подачи сжатого воздуха, слива и налива стабильных жидких систем, дополнительно снабжена мембранным клапаном, имеющим открытый выход в атмосферу и соединенным посредством трубопроводов подачи сжатого воздуха с блоком управления и с мерной емкостью, к которой подключены через блок управления задатчик уровня и шаровой кран, установленный на трубопроводе налива стабильных жидких систем, при этом мерная емкость соединена по трубопроводу слива жидких систем с обратным клапаном и с патрубком, закрепленным с возможностью перемещения относительно горизонтальной плоскости под углом α= 10-45^о. Для устранения капежа в случае дозирования в емкости находящийся под атмосферным давлением шаровой кран механически связан с каплеотбойником.The goal is achieved in that the installation for dispensing stable liquid systems, containing a measuring tank and connecting pipelines for supplying compressed air, draining and filling stable liquid systems, is additionally equipped with a membrane valve having an open outlet to the atmosphere and connected via compressed air supply pipelines to the control unit and with a measuring tank, to which are connected via a control unit a level gauge and a ball valve installed on the pipeline for loading stable liquid systems, while capacitance is connected via line drain liquid systems with a check valve and a branch pipe, fastened movably relative to the horizontal plane at an angle ^of α = 10-45. To eliminate the case in the case of dosing in the tank, a ball valve under atmospheric pressure is mechanically connected to the drop eliminator.

На чертеже приведено схематическое изображение предлагаемой установки, общий вид. The drawing shows a schematic representation of the proposed installation, General view.

Установка состоит из блока 1 управления, собранного на элементах пневмоавтоматики и связанного трубопроводами подачи сжатого воздуха a, b, c, d, e, f, g с мерной емкостью 2, при этом по каплям a, g эта связь осуществляется через мембранный клапан 3, а по каплям с и d - через пневмопривод 4 и шаровой кран 5. Мерная емкость 2 соединена с расходной емкостью 6 по трубопроводу налива стабильной жидкой системы через ограничительный по расходу жидкой системы вентиль 7 и шаровой кран 5. Кроме того, мерная емкость 2 связана по трубопроводу слива отмеренной дозы жидкой системы с обратным клапаном 8 и патрубком 9, установленным под углом α= =10 - 45^о к горизонтальной плоскости. В случае дозирования в емкости, находящиеся под атмосферным давлением, установка дополнительно снабжена каплеотбойником, механически связанным с шаровым краном 5 и наливным наконечником 11, совмещенным с концом патрубка 9.The installation consists of a control unit 1 assembled on pneumatic automation elements and connected by compressed air supply pipelines a, b, c, d, e, f, g with a measured capacity of 2, and this connection is carried out dropwise a, g through a membrane valve 3, and drop by drop c and d through the pneumatic actuator 4 and the ball valve 5. The measured tank 2 is connected to the supply tank 6 through the filling pipe of the stable liquid system through the valve 7 limiting in the flow rate of the liquid system and the ball valve 5. In addition, the measured tank 2 is connected via liquid discharge piping oh system with a check valve 8 and the pipe 9, set at an angle α = = 10 - ⁴⁵ ° to the horizontal plane. In the case of dosing in containers under atmospheric pressure, the installation is additionally equipped with a droplet eliminator, mechanically connected with a ball valve 5 and a loading tip 11, combined with the end of the pipe 9.

Угол αнаклона патрубка 9 установлен в результате экспериментальной проверки для стабильных лакокрасочных систем с вязкостью от 0,001 до 5000,0 Па˙с таким образом, чтобы можно было обеспечить быстрое прерывание потока жидкой системы при окончании передавливания очередной дозы и чтобы оставшаяся незначительная часть дозы (возможно в виде капель) могла стекать обратно по наклонному патрубку 9 через обратный клапан 8 (предназначенный для предотвращения обратного потока жидкой системы, а также для предотвращения попадания избыточного давления из аппарата в мерную емкость во время ее заполнения). Например, для лака марки ПФ-060 с вязкостью 0,200-0,500 Па˙с угол наклона патрубка α= 35-40^о, для эмали ПФ-115 с вязкостью 0,500-0,800 Па˙с α= 40-45^о, для низковязких растворителей α= 10-20^о.The angle of inclination of branch pipe 9 was established as a result of an experimental check for stable paint systems with a viscosity of 0.001 to 5000.0 Pa · s so that it was possible to ensure a quick interruption of the fluid flow at the end of the transfer of the next dose and that the remaining minor part of the dose (possibly in in the form of droplets) could drain back along the inclined pipe 9 through the check valve 8 (designed to prevent the back flow of the liquid system, as well as to prevent the overpressure and h apparatus in a measuring container during its filling). For example, for grade PF-060 varnish with a viscosity of 0,200-0,500 Pa˙s nozzle inclination angle α = ^about 35-40, enamel PF-115 with a viscosity of 0,500-0,800 Pa˙s α = ^about 40-45, for low-viscosity solvents α = 10-20 ^about .

Предлагаемая установка может дозировать стабильные жидкие системы в технологические аппараты, находящиеся под избыточным давлением, и в емкости, находящиеся под атмосферным давлением. The proposed installation can dispense stable liquid systems in technological devices under pressure, and in containers under atmospheric pressure.

Установка для дозирования стабильных жидких систем работает автоматически следующим образом. Installation for dispensing stable liquid systems operates automatically as follows.

1. Дозирование в аппараты, находящиеся под избыточным давлением до 500 кПа. 1. Dosing to devices under pressure up to 500 kPa.

Блоком 1 управления в мерной емкости 2 задается уровень жидкой системы по каналам е и f, входящим в состав задатчика уровня. От блока 1 управления поступает пневматический сигнал по каналу а на открытие мембранного клапана 3, а по каналу d через пневмопривод 4 - на открытие шарового крана 5. Поток жидкой системы поступает самотеком из расходной емкости 6 через открытые органичительный по расходу жидкой системы вентиль 7 и шаровой кран 5 в мерную емкость 2 и заполняет ее до уровня, заданного блоком 1 управления. По мере заполнения мерной емкости 2 жидкой системой вытесняемый из нее воздух по каналу g поступает в мембранный клапан 3 и через него свободно выходит в атмосферу. При достижении в мерной емкости 2 заданного уровня жидкой системы, измеряемой задатчиком уровня (трубопроводы подачи сжатого воздуха - пневматические каналы е и f), блоком 1 управления формируется пневматический сигнал по каналу с через пневмопривод 4 на закрытие шарового крана 5 (чтобы перекрыть поток жидкой системы) и по каналу а на закрытие мембранного клапана 3 (чтобы подаваемый затем в мерную емкость сжатый воздух не стравливался в атмосферу). После этого блоком 1 управления формируется сигнал по каналам b и g в верхнюю часть мерной емкости 2 на выдавливание из нее накопившейся порции жидкой системы, которая затем поступает по трубопроводу через обратный клапан 8 и патрубок 9 (установленный под углом α= = 10-45^о к горизонтальной плоскости) в технологический аппарат, находящийся под избыточным давлением.The control unit 1 in the measuring tank 2 sets the level of the liquid system through the channels e and f, which are part of the level setter. From the control unit 1, a pneumatic signal is received through channel a to open the diaphragm valve 3, and through channel d through pneumatic actuator 4 to open the ball valve 5. The flow of the liquid system flows by gravity from the supply tank 6 through the open valve 7, which is organic in terms of the flow of the liquid system, and the ball the crane 5 into the measuring tank 2 and fills it to the level specified by the control unit 1. As the measuring tank 2 is filled with a liquid system, the air displaced from it through the channel g enters the membrane valve 3 and freely exits through it into the atmosphere. Upon reaching the preset level of the liquid system in the measured tank 2, measured by the level gauge (compressed air supply pipelines - pneumatic channels e and f), the control unit 1 generates a pneumatic signal through the channel c through the pneumatic actuator 4 to close the ball valve 5 (to block the flow of the liquid system ) and through channel a to close the diaphragm valve 3 (so that the compressed air supplied then to the measuring tank is not vented to the atmosphere). Thereafter, the channels a signal control unit 1 b and g formed in the upper part of the measuring container 2 in the extrusion therefrom accumulated liquid portion of the system, which then flows through line through a check valve 8 and pipe 9 (mounted at an angle α = = 10-45 ^of to the horizontal plane) into the technological apparatus under excessive pressure.

После окончания выдачи отмеренной дозы жидкой системы весь цикл описанных выше операций работы установки повторяется вновь, начиная с задания блоком 1 управления уровня жидкой системы в мерной емкости 2 по каплям е и f. After the completion of the dispensing of a measured dose of the liquid system, the entire cycle of the above-described operations of the installation is repeated again, starting with the unit 1 setting the level of the liquid system in the measuring tank 2 dropwise e and f.

2. Дозирование в емкости, находящиеся под атмосферным давлением. 2. Dosing in containers under atmospheric pressure.

Блоком 1 управления в мерной емкости 2 задается уровень жидкой системы по каплям е и f, входящим в состав задатчика уровня. От блока 1 управления поступает пневматический сигнал по каналу а на открытие мембранного клапана 3, а по каналу d через пневмопривод 4 - на открытие шарового крана 5 и одновременно с этим для устранения капежа каплеотбойник 10, механически связанный с шаровым краном 5, перемещается под выходное отверстие наливного наконечника 11, совмещенного с концом патрубка 9. Каплеотбойник 10 представляет собой металлический поддон прямоугольной формы с бортиками. После этого поток жидкой системы поступает самотеком из расходной емкости 6 через открытые ограничительный по расходу жидкости вентиль 7 и шаровой кран 5 в мерную емкость 2 и заполняет ее до уровня, заданного блоком 1 управления. The control unit 1 in the measured tank 2 sets the level of the liquid system dropwise e and f, which are part of the level gauge. From the control unit 1, a pneumatic signal is received through channel a to open the diaphragm valve 3, and through channel d through pneumatic actuator 4 to open the ball valve 5 and, at the same time, to eliminate the cap, the droplet eliminator 10, mechanically connected to the ball valve 5, moves under the outlet a filling tip 11, combined with the end of the nozzle 9. The droplet eliminator 10 is a rectangular metal tray with sides. After this, the flow of the liquid system flows by gravity from the supply tank 6 through the open valve 7 limiting the flow of liquid and the ball valve 5 into the measuring tank 2 and fills it to the level specified by the control unit 1.

По мере заполнения мерной емкости 2 жидкой системой вытесняемый из нее воздух по каналу g поступает в мембранный клапан 3 и через него свободно выходит в атмосферу. При достижении в мерной емкости 2 заданного уровня жидкой системы измеряемого задатчиком уровня (пневмати- ческие каналы е и f), блоком 1 управления формируется пневматический сигнал по каналу а на закрытие мембранного клапана 3, а по каналу с через пневмопривод 2 - на закрытие шарового крана 5. При этом каплеотбойник 10, механически связанный с шаровым краном 5, перемещается в обратном направлении, освобождая пространство под наливным наконечником 11 порожней емкости для жидкой системы. As the measuring tank 2 is filled with a liquid system, the air displaced from it through the channel g enters the membrane valve 3 and freely exits through it into the atmosphere. Upon reaching a predetermined level of the liquid system in the measured tank 2 of the level measured by the master (pneumatic channels e and f), the control unit 1 generates a pneumatic signal through channel a to close the diaphragm valve 3, and through channel c through pneumatic actuator 2 to close the ball valve 5. In this case, the droplet eliminator 10, mechanically connected with the ball valve 5, moves in the opposite direction, freeing up space under the bulkhead 11 of the empty tank for the liquid system.

Затем блоком 1 управления формируется сигнал по каналам b и g в верхнюю часть мерной емкости 2 на выдавливание из нее накопившейся порции жидкой системы. Жидкая система из мерной емкости 2 поступает по трубопроводу слива через обратный клапан 8, патрубок 9 (установленный под углом α= 10-45^о) и совмещенный с ним на конце наливной наконечник 11 в пустую емкость.Then, the control unit 1 generates a signal through channels b and g to the upper part of the measuring tank 2 to squeeze out from it the accumulated portion of the liquid system. The liquid system of the measuring vessel 2 via line drain through a check valve 8, tube 9 (mounted at an angle ^of α = 10-45) and combined with it at the end of the filling nozzle 11 into the empty container.

После окончания выдачи отмеренной дозы жидкой системы в емкость весь цикл описанных выше операций работы установки повторяется вновь, начиная с формирования блоком управления сигналов на задание уровня жидкой системы в мерной емкости 2 и на открытие мембранного клапана 3 и шарового крана 5. При этом каплеотбойник 10 возвращается в исходное положение под наливной наконечник 11 вместо заполненной емкости. After completion of the dispensing of a measured dose of the liquid system to the container, the entire cycle of the operation described above is repeated, starting with the formation by the control unit of signals to set the level of the liquid system in the measured container 2 and to open the diaphragm valve 3 and the ball valve 5. In this case, the droplet eliminator 10 returns in the initial position under the filling tip 11 instead of the filled tank.

Оставшаяся незначительная часть дозы жидкой системы частично стекает обратно в мерную емкость по патрубку 9 через обратный клапан 8, а также частично капает из наливного патрубка 11 и собирается в каплеотбойнике 10. The remaining insignificant part of the dose of the liquid system partially flows back into the measuring tank through the pipe 9 through the check valve 8, and also partially drops from the filling pipe 11 and is collected in the droplet eliminator 10.

Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает возможность автоматического управления процессом дозирования стабильных жидких систем в технологические аппараты, работающие под избыточным давлением, и в емкости, находящиеся под атмосферным давлением. Использование в установке элементов пневматической системы вместо поплавковых клапанов повышает надежность работы установки. Наличие в установке задатчика уровня, связанного с блоком управления, создает возможность задавать и измерять различные дозы жидкой системы в пределах объема мерной емкости. Опытный образец предлагаемой установки для дозирования жидких систем прошел испытания в цехе опытного завода НПАО "Спектр ЛК". Thus, the proposed installation provides the ability to automatically control the dosing process of stable liquid systems in technological devices operating under excessive pressure and in containers under atmospheric pressure. The use of pneumatic system elements instead of float valves in the installation increases the reliability of the installation. The presence in the installation of the level adjuster associated with the control unit makes it possible to set and measure various doses of the liquid system within the volume of the measured capacity. A prototype of the proposed installation for dispensing liquid systems has been tested in the workshop of the pilot plant NPO "Spectrum LK".

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 опытного образца было установлено, что предлагаемая установка обеспечивает более высокую точность дозирования по сравнению с прототипом, а именно при дозировании лаков и растворителей в банки (от 3 до 5 кг) предельное отклонение составляет ±40 г, а при дозировании красок и эмалей предельное отклонение составляет ±50 г. Повышение точности дозирования обеспечивает вся совокупность перечисленных выше элементов установки. The dosing accuracy of the prototype corresponds to GOST N 9980.3-86, namely when dosing varnishes and solvents in jars with a capacity of 3 to 5 kg, the maximum deviations are ± 60 g, when dosing enamels and paints in cans of the same capacity, the maximum deviations are ± 90 d. According to the results of testing a prototype, it was found that the proposed installation provides higher dosing accuracy compared to the prototype, namely when dosing varnishes and solvents in cans (from 3 to 5 kg), the maximum deviation is ± 40 And when dispensing paints and enamels maximum deviation of ± 50 g. Increased precision dosing allows the totality of the above-mentioned setting items.

Кроме того, для того, чтобы устранить явление капежа при дозировании в емкости, находящиеся под атмосферным давлением, установка снабжена наклонным патрубком с наливным наконечником на конце, под которым расположен каплеотбойник, механически связанный с шаровым краном. In addition, in order to eliminate the phenomenon of dropping when dosing into containers under atmospheric pressure, the installation is equipped with an inclined nozzle with a filling tip at the end, under which there is a droplet eliminator, mechanically connected with a ball valve.

Наличие в установке обратного клапана предотвращает попадание избыточного давления из технологического аппарата в мерную емкость во время ее заполнения и позволяет дозировать жидкие системы в технологические аппараты, находящиеся под избыточным давлением. The presence of a check valve in the installation prevents excess pressure from entering the process apparatus into the measuring tank during filling and allows the liquid systems to be dosed into process apparatuses under excessive pressure.

Claims

1. INSTALLATION FOR DOSING STABLE LIQUID SYSTEMS, containing a measuring tank and connecting pipelines for compressed air supply, discharge and loading of stable liquid systems, characterized in that a membrane valve with an open outlet to the atmosphere, a control unit, a level regulator, a check valve, are introduced into it ball valve and pipe, moreover, the measured capacity is sealed, the membrane valve is connected by pipelines of compressed air supply to the control unit and the measured capacity, the level gauge is made in the form of two pipelines under parts of compressed air, some ends of which are connected to the control unit, and others - to the measured capacity at its opposite ends, a ball valve is connected to the control unit and installed on the liquid filling pipeline, one end of which is connected to the measured capacity, the nozzle is connected to the measured capacity through a pipeline for draining liquid systems through a non-return valve and fixed with the possibility of movement relative to the horizontal plane at an angle of 10 - 45 ^o to it.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a drop eliminator is inserted into it mechanically connected with a ball valve.