[go: up one dir, main page]

WO2010014026A1 - Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof - Google Patents

Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2010014026A1
WO2010014026A1 PCT/RU2008/000499 RU2008000499W WO2010014026A1 WO 2010014026 A1 WO2010014026 A1 WO 2010014026A1 RU 2008000499 W RU2008000499 W RU 2008000499W WO 2010014026 A1 WO2010014026 A1 WO 2010014026A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
output
cryogenic liquid
circuit
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2008/000499
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Хасанби Хабиевич ЕРГАНОКОВ
Григорий Юзикович ЦФАСМАН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to PCT/RU2008/000499 priority Critical patent/WO2010014026A1/en
Publication of WO2010014026A1 publication Critical patent/WO2010014026A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
    • F17D3/12—Arrangements for supervising or controlling working operations for injecting a composition into the line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
    • F17C2223/042—Localisation of the removal point
    • F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
    • F17C2223/047—Localisation of the removal point in the liquid with a dip tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0146—Two-phase
    • F17C2225/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2225/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/01—Intermediate tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0443—Flow or movement of content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0636—Flow or movement of content

Definitions

  • the invention relates to cryogenic technology, namely, to devices for metered injection of cryogenic liquid and, including, for dropping dosing of cryogenic liquid.
  • the device contains a vessel for cryogenic liquid with a valve for refueling and maintaining the level, a fitting for removing steam from the vessel and a dispenser, including a valve with a controlled drive and a cylinder with inlet openings, an outlet in the saddle, while the inlet openings in the cylinder are in communication with the cavity of the vessel for cryogenic fluid.
  • the prototype also contains a channel for lifting a vapor-liquid mixture.
  • the indicated vessel for cryogenic liquid, the dispenser and the pipe have thermal insulation.
  • the end shaper of the injected liquid is equipped with a heater to prevent ice formation.
  • the disadvantage of the prototype device is the inability to ensure the issuance of equal volumes of cryogenic liquid in each tank moving on the conveyor, especially when injecting drops with a volume in the range from 0.2 cm 3 to cm. 3 with a filling line capacity of up to 25,000 containers and more per hour.
  • the objective of the invention is the provision of guaranteed dosed injection of cryogenic liquid at bottling line speeds both lower and higher than the threshold value, for example, at bottling line speeds of lower or greater than 25,000 containers (e.g. bottles) per hour.
  • the problem is solved in that in the proposed installation, which contains a supply tank communicated through a constantly open cryogenic liquid discharge valve, a cryogenic liquid supply line and a metering tank filling valve, with a metering tank equipped with pressure and level sensors for cryogenic liquid, as well as an overpressure relief valve wherein the dosing tank is in communication with the dosing valve, a receiver with a boost gas pressure sensor, a cryogenic liquid evaporator, a nozzle are introduced, the evaporator input through the feed line the cryogenic liquid, the cryogenic liquid supply valve to the evaporator and the constantly open cryogenic liquid discharge valve are in communication with the supply tank, one cryogenic liquid evaporator gas outlet is connected to the receiver inlet, and its other gas outlet through the heater and nozzle is with the zone around the dispensing outlet Valve exit the receiver through the valve supply gas boost is in communication with the gas cavity of the metering tank.
  • a control system for the metered injection of cryogenic liquid into which a filling line speed sensor and a filling line threshold speed sensor are inserted, the outputs of which are connected to the inputs of the first comparison circuit, the first output of which is connected to the first input of the “And” matching circuit the second input of which is connected to the output of the photosensor;
  • the output of the “AND” coincidence circuit is connected to the first input of the first “OR” circuit, and its output through the shaper of the dosing valve opening signal and the delay circuit to the dosing valve, to which the dosing valve lower position sensor is connected through the shaper of the dosing valve closing signal;
  • the second output of the first comparison circuit is connected to the second input of the first OR circuit and the first input of the second OR circuit, the output of which is connected to the overpressure relief valve through a signal shaper for closing the overpressure relief valve;
  • the third output of the first comparison circuit is connected to the first input of the third OR circuit, the output of which is connected to the boost
  • FIG. 1 shows the control system of this installation at different speed modes.
  • 1 - supply capacity 2 dosing containers; 3-valve dispensing cryogenic fluid;
  • 21 is the first comparison scheme; 22 - match pattern "And";
  • 32-pressure transmitter in the dosing tank corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value;
  • 33 - unit for setting the pressure in the dosing tank, depending on the speed of the filling line;
  • the proposed installation consists of a supply tank 1, communicated through a constantly open valve for issuing cryogenic liquid 3, a supply line for cryogenic liquid 4 and a filling valve for a metering tank 5 with a metering tank 2, which communicates with a metering valve 9 supplying the cryogenic liquid to the container, for example, a bottle moving on the filling line 38.
  • the metering tank 2 is equipped with an overpressure relief valve 8, a pressure sensor 6 and a cryogenic liquid level sensor 7.
  • a receiver 10 with a pressure sensor is introduced into the device I have a boost gas 12, wherein said receiver 10 is in communication with a gas cavity of the metering container 2 through a boost gas supply valve 11.
  • the inlet of the receiver 10 is in communication with a cryogenic liquid evaporator 15, which in turn is a cryogenic liquid supply line to the evaporator 14 and through a cryogenic supply valve liquid to the evaporator 13 is in communication with the supply tank 1.
  • the outlet of the cryogenic liquid evaporator 15 through the heater 16 is also communicated through the nozzle 17 with a zone around the outlet of the metering valve 9 to prevent icing.
  • a constant flow through this line also reduces the inertial processes of pressure restoration in the receiver of the gaseous phase of the cryogenic liquid (the formation of the gaseous phase on the evaporator is accelerated).
  • the proposed control system includes a photo sensor 18, which detects the appearance of a bottle on the product bottling line 38 opposite the metering valve 9, a filling line speed sensor 19, a threshold value adjuster for the filling line speed 20, the latter two outputs are connected to the inputs of the first comparison circuit 21, the first output of which is connected with the first input of the matching circuit "And" 22, the second input of the last connected to the output of the photosensor 18; the output of the matching circuit “AND” 22 is connected to the first input of the first circuit “OR” 23, and its output through the driver of the signal for opening the metering valve 24 and the delay circuit 25 to the metering valve 9, to which the sensor is also connected via the driver of the signal for closing the metering valve 27 the lower position of the metering valve 26; the second output of the first comparison circuit 21 is connected to the second input of the first OR circuit 23 and to the first input of the second OR circuit 28, the output of which is connected to the relief valve 8 through a signal conditioner for closing the overpressure relief valve 30; the third output of the
  • cryogenic liquid level sensor 7 we show by the example of metered injection of liquid nitrogen. From the supply tank 1 through a constantly open valve issuing cryogenic liquid 3, for example liquid nitrogen, line. supply of cryogenic liquid 4, for example liquid nitrogen, and the filling valve of the metering tank 5, liquid nitrogen is supplied to the metering tank 2 to a predetermined level, controlled by a cryogenic liquid level sensor 7.
  • the installation operates in two modes: in the dispensing mode at a bottling line speed below a threshold value, for example, less than 25,000 bottles per hour and in high-speed mode at a bottling line speed over a threshold value, for example, over 25,000 bottles per hour.
  • a threshold value for example, less than 25,000 bottles per hour
  • high-speed mode at a bottling line speed over a threshold value, for example, over 25,000 bottles per hour.
  • the mode switching is carried out by the control system.
  • the speed sensor of the filling line 19 gives a signal to the first input of the first comparison circuit 21, to the second input which receives a signal from the setpoint of the threshold value of the bottling speed 20, and if the difference of these values is equal to or less than zero, then the output of the first comparison circuit 21 generates a signal to the first input of the matching circuit "And" 22.
  • the delay circuit 25 can be made in the form of a time relay and serves to temporarily delay the opening of the metering valve in order to regulate its operation depending on the speed of the filling line, type of container (its volume, configuration, etc.), characteristics of the product poured into the container, and etc., while this time can also be adjusted manually.
  • the liquid nitrogen in it does not overheat, which creates the condition for drip injection of liquid nitrogen into the cavity of the bottle with minimal spraying.
  • the metering valve 9 closes and the sensor for lowering the position of the metering valve 26 is triggered; in the driver of the signal to close the metering valve 27, a command is issued for the metering valve 9 to be ready for another doses.
  • the described cycle repeats.
  • a threshold value for example, more than 25,000 bottles per hour
  • the inertia of the processes of fluid movement, its boiling and condensation of steam exceeds the cycle frequency, and the effect of the constant flow of liquid nitrogen through the metering valve 9 is created.
  • signals from the speed sensor of the filling line 19 and from the setpoint of the threshold value of the filling speed 20 corresponding to the value of the speed of the filling line are greater than the threshold value are fed to the first and second inputs of the first comparison circuit 21 and, if the difference between these values is greater than zero , at its output a signal is generated which, through the "OR" 23 circuit, is fed to the input of the shaper of the signal for opening the metering valve 24, which is brought into a state of readiness for work.
  • the signal from the first comparison circuit 21 is fed to the first inputs of the second 28 and third 29 “OR” circuits, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the shaper of the signal for closing the overpressure relief valve 30 and the shaper of the signal for opening the boost gas supply valve 31
  • the overpressure relief valve 8 closes, and the boost gas supply valve 11 opens, nitrogen gas is supplied from the receiver 10 through the boost gas supply valve 11 to the gas cavity of the metering container 2, creating The flow rate required for the jet supply of liquid nitrogen through the metering valve 9 into the bottle on the bottling line with increasing speed of the bottling line 38.
  • the signal from the pressure sensor of the dosing tank 6 is fed to the first input of the second comparison circuit 34, to the second input of which the signal from the pressure adjuster in the dosing tank, corresponding to the speed of the filling line, is greater than the threshold value 32, and when the difference of these pressure values is greater than zero, the third output of the second comparison circuit 34 appears there is a signal that through the driver of the signal for opening the overpressure relief valve 36 enters the overpressure relief valve 8 and it opens, also this signal from the third output of the second comparison circuit 34 is fed to the second input of the fourth OR circuit 35, from which the signal to the signal shaper to close the boost gas valve 37, and the boost gas valve 11 is closed.
  • the threshold value for example 25,000 bottles per hour
  • a signal is supplied to the second input of the second 28 and the second input of the third 29 OR circuits, respectively, while the output of the second OR circuit 28 receives a signal to the input of the shaper of the signal for closing the overpressure relief valve 30, which closes the overpressure relief valve, and the output of the third OR circuit 29, a signal is supplied to the driver of the signal for opening the boost gas supply valve 31, opening the boost gas supply valve 11.
  • the signal from the second output of the second comparison circuit 34 enters the third input of the second OR circuit 28 and closes the overpressure relief valve 8 through the signal shaper of closing the overpressure relief valve 30; at the same time, the signal from this output of the second comparison circuit 34 is fed to the second input of the fourth OR circuit 35, while its output receives a signal at the input of the driver of the signal to close the charge gas valve 37, which closes the charge gas supply valve 11.
  • the proposed installation and control system makes it possible to accurately dispense liquid nitrogen into a container, for example, into a bottle, both at filling line speeds of up to 25,000 bottles per hour and above this value.
  • the installation can be manufactured industrially. Accessories are made according to well-known technology. System sensors may be typical. Comparison schemes can be performed, for example, in the form of comparators.
  • the setters can be made in the form of known storage devices.
  • the AND and OR schemes implement Boolean functions and can be executed, for example, on triggers.
  • Signal conditioners can be performed, for example, on transistor circuits. An experimental sample was made, which was successfully tested.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

In the device for the dosed injection of a cryogenic liquid, a dosing vessel (2) is coupled to a dosing valve (9). The inlet of a cryogenic liquid evaporator (15) is connected to a feed vessel (1) via a line (14) for supplying the cryogenic liquid to the evaporator (15), a valve (13) for supplying the cryogenic liquid to the evaporator (15) and a permanently open cryogenic liquid-delivering valve (3). One outlet of the evaporator (15) is coupled, in a gas flow direction, to the inlet of a receiver (10), the other outlet thereof being connected, in the gas flow direction, to the area around the output orifice of the dosing valve (9) via a heater (16) and a nozzle (17). The outlet of the receiver (10) is coupled to the gas cavity of the dosing vessel (2) via a valve (11) for supplying a pressurizing gas. The receiver (10) is provided with a pressurizing gas pressure gauge (12). The system for controlling the dosed injection of cryogenic liquid comprises a sensor (19) for measuring a filling line flow rate, a device (20) for setting the threshold value of the filling line flow rate, a photo sensor (18) and comparison and coincidence circuits which are connected to the sensors and valves for the operation of said valves. The use of the invention makes it possible to carry out a guaranteed dosed injection of the cryogenic liquid at the filling line flow rates which are less or greater than the threshold value.

Description

Установка дозированной инжекции криогенной жидкости и система управления для нее. Installation of dosed injection of cryogenic liquid and a control system for it.

Область техники.The field of technology.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно, к устройствам дозированной инжекции криогенной жидкости и, в том числе, для капельного дозирования криогенной жидкости.The invention relates to cryogenic technology, namely, to devices for metered injection of cryogenic liquid and, including, for dropping dosing of cryogenic liquid.

Особенно целесообразно применение его для дозированной подачи жидкого азота в герметизируемую тару, перемещаемую транспортером, например, бутылки, банки, пакеты, и т.п. емкости с пищевыми продуктами и напитками, а также биологическими или фармацевтическими веществами для создания в них безопасной инертной среды и избыточного давления после герметизацииIt is especially advisable to use it for a metered supply of liquid nitrogen into a sealed container, transported by a conveyor, for example, bottles, cans, bags, etc. containers with food and beverages, as well as biological or pharmaceutical substances to create a safe inert environment and overpressure after sealing

(закупорки) этих емкостей.(blockage) of these containers.

Предшествующий уровень техники. Известно устройство для дозированной инжекции криогенных жидкостей по патенту США JNЬ 5743096, MПK7: F17C 007/02, выбранное в качестве прототипа.The prior art. A device for the dosed injection of cryogenic liquids according to US patent JN 5743096, MPK7: F17C 007/02, selected as a prototype.

Устройство содержит сосуд для криогенной жидкости с клапаном для заправки и поддержания уровня, штуцер для отвода пара из сосуда и дозатор, включающий клапан с управляемым приводом и цилиндр с входными отверстиями, выходное отверстие в седле, при этом входные отверстия в цилиндре сообщены с полостью сосуда для криогенной жидкости. Прототип содержит также канал для подъема парожидкостной смеси. Указанные сосуд для криогенной жидкости, дозатор и патрубок имеют теплоизоляцию. Концевой формирователь впрыскиваемой жидкости снабжен подогревателем для исключения льдообразования. Недостатком прототипа устройства является невозможность обеспечения выдачи равных объемов криогенной жидкости в каждую перемещающуюся на конвейере емкость, особенно при впрыске капель с объемом в диапазоне от 0,2 см.3 до lсм.3 при производительности линии розлива до 25000 емкостей и выше в час.The device contains a vessel for cryogenic liquid with a valve for refueling and maintaining the level, a fitting for removing steam from the vessel and a dispenser, including a valve with a controlled drive and a cylinder with inlet openings, an outlet in the saddle, while the inlet openings in the cylinder are in communication with the cavity of the vessel for cryogenic fluid. The prototype also contains a channel for lifting a vapor-liquid mixture. The indicated vessel for cryogenic liquid, the dispenser and the pipe have thermal insulation. The end shaper of the injected liquid is equipped with a heater to prevent ice formation. The disadvantage of the prototype device is the inability to ensure the issuance of equal volumes of cryogenic liquid in each tank moving on the conveyor, especially when injecting drops with a volume in the range from 0.2 cm 3 to cm. 3 with a filling line capacity of up to 25,000 containers and more per hour.

Прототип системы управления дозированной инжекции криогенной жидкости не выявлен.A prototype control system for metered injection of cryogenic fluid has not been identified.

Раскрытие изобретения. Задачей изобретения является обеспечение возможности гарантированной дозированной инжекции криогенной жидкости при скоростях линии розлива как ниже, так и выше порогового значения, например, при скоростях линии розлива меньших, или больших 25000 емкостей (например, бутылок) в час. Задача решается тем, что в предлагаемой установке, содержащей питающую емкость, сообщенную через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости, линию подачи криогенной жидкости и клапан заправки дозирующей емкости, с дозирующей емкостью, снабженной датчиками давления и уровня криогенной жидкости, а также клапаном сброса избыточного давления, при этом дозирующая емкость сообщена с дозирующим клапаном, введены ресивер с датчиком давления газа наддува, испаритель криогенной жидкости, дюза, причем вход испарителя через линию подачи криогенной жидкости, клапан подачи криогенной жидкости на испаритель и постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости сообщен с питающей емкостью, один выход по газу испарителя криогенной жидкости сообщен с входом ресивера, а другой его выход по газу через подогреватель и дюзу - с зоной вокруг выходного отверстия дозирующего клапана; выход ресивера через клапан подачи газа наддува сообщен с газовой полостью дозирующей емкости.Disclosure of the invention. The objective of the invention is the provision of guaranteed dosed injection of cryogenic liquid at bottling line speeds both lower and higher than the threshold value, for example, at bottling line speeds of lower or greater than 25,000 containers (e.g. bottles) per hour. The problem is solved in that in the proposed installation, which contains a supply tank communicated through a constantly open cryogenic liquid discharge valve, a cryogenic liquid supply line and a metering tank filling valve, with a metering tank equipped with pressure and level sensors for cryogenic liquid, as well as an overpressure relief valve wherein the dosing tank is in communication with the dosing valve, a receiver with a boost gas pressure sensor, a cryogenic liquid evaporator, a nozzle are introduced, the evaporator input through the feed line the cryogenic liquid, the cryogenic liquid supply valve to the evaporator and the constantly open cryogenic liquid discharge valve are in communication with the supply tank, one cryogenic liquid evaporator gas outlet is connected to the receiver inlet, and its other gas outlet through the heater and nozzle is with the zone around the dispensing outlet Valve exit the receiver through the valve supply gas boost is in communication with the gas cavity of the metering tank.

Задача решается также тем, что предложена система управления дозированной инжекцией криогенной жидкости, в которую введены датчик скорости линии розлива, задатчик порогового значения скорости линии розлива, выходы которых подключены к входам первой схемы сравнения, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения «И», второй вход которой соединен с выходом фотодатчика; выход схемы совпадения «И» подключен к первому входу первой схемы «ИЛИ», а ее выход через формирователь сигнала открытия дозирующего клапана и схему задержки - к дозирующему клапану, к которому через формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана подключен датчик нижнего положения дозирующего клапана; второй выход первой схемы сравнения соединен с вторым входом первой схемы «ИЛИ» и первым входом второй схемы «ИЛИ», выход которой через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления подключен к клапану сброса избыточного давления; третий выход первой схемы сравнения соединен с первым входом третьей схемы «ИЛИ», выход которой через формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува подключен к клапану подачи газа наддува; выходы датчика давления и задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения, соединены с входами второй схемы сравнения, первый выход которой соединен со вторыми входами второй и третьей схем «ИЛИ» соответственно, второй выход второй схемы сравнения подключен к третьему входу второй схемы «ИЛИ» и к первому входу четвертой схемы «ИЛИ» соответственно, а третий выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом четвертой схемы «ИЛИ» и с входом формирователя сигнала открытия клапана сброса избыточного давления, подключенного к клапану сброса избыточного давления соответственно, при этом выход четвертой схемы «ИЛИ» соединен через формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува с клапаном подачи газа наддува, при этом, вход задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения, соединен с выходом блока задания давления в дозирующей емкости в зависимости от скорости линии розлива, вход которого подключен к выходу датчика скорости линии розлива.The problem is also solved by the fact that a control system for the metered injection of cryogenic liquid is proposed, into which a filling line speed sensor and a filling line threshold speed sensor are inserted, the outputs of which are connected to the inputs of the first comparison circuit, the first output of which is connected to the first input of the “And” matching circuit the second input of which is connected to the output of the photosensor; the output of the “AND” coincidence circuit is connected to the first input of the first “OR” circuit, and its output through the shaper of the dosing valve opening signal and the delay circuit to the dosing valve, to which the dosing valve lower position sensor is connected through the shaper of the dosing valve closing signal; the second output of the first comparison circuit is connected to the second input of the first OR circuit and the first input of the second OR circuit, the output of which is connected to the overpressure relief valve through a signal shaper for closing the overpressure relief valve; the third output of the first comparison circuit is connected to the first input of the third OR circuit, the output of which is connected to the boost gas supply valve through a signal generator for opening the boost gas supply valve; the outputs of the pressure sensor and pressure setter in the dosing tank, corresponding to the filling line speed greater than the threshold value, are connected to the inputs of the second comparison circuit, the first output of which is connected to the second inputs of the second and third "OR" circuits, respectively, the second output of the second comparison circuit is connected to the third input the second OR circuit and to the first input of the fourth OR circuit, respectively, and the third output the second comparison circuit is connected to the second input of the fourth “OR” circuit and to the input of the driver of the signal for opening the overpressure relief valve connected to the pressure relief valve, respectively, while the output of the fourth OR circuit is connected via the driver of the signal to close the boost gas supply valve to the valve pressurization gas supply, at the same time, the input of the pressure adjuster in the dosing tank, corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value, is connected to the output of the pressure setting unit in the dosing capacitance according to the bottling line speed, the input of which is connected to the output of the bottling line speed sensor.

Краткое описание фигур чертежей.A brief description of the figures of the drawings.

Предложенная установка изображена на Фиг. 1, на Фиг. 2 изображена система управления этой установкой при разных скоростных режимах. На фигурах: 1 -питающая емкость; 2-дoзиpyющaя емкость; 3-клaпaн выдачи криогенной жидкости;The proposed installation is depicted in FIG. 1, in FIG. 2 shows the control system of this installation at different speed modes. In the figures: 1 - supply capacity; 2 dosing containers; 3-valve dispensing cryogenic fluid;

4-линия подачи криогенной жидкости; 5-клaпaн заправки дозирующей емкости; 6-дaтчик давления;4-line supply of cryogenic fluid; 5-valve for filling the dosing tank; 6-pressure sensor;

7- датчик уровня криогенной жидкости; 8-клaпaн сброса избыточного давления;7- cryogenic liquid level sensor; 8-valve overpressure relief;

9- дозирующий клапан; 10-pecивep;9- dosing valve; 10-receiver;

1 1 -клапан подачи газа наддува; 12-дaтчик давления газа наддува; 13 -клапан подачи криогенной жидкости на испаритель;1 1-valve gas boost; 12-gauge boost gas pressure; 13-valve for supplying cryogenic liquid to the evaporator;

14-линия подачи криогенной жидкости в испаритель;14-line supply of cryogenic liquid to the evaporator;

15-иcпapитeль криогенной жидкости;15-droplet cryogenic fluid;

16-пoдoгpeвaтeль; 17-дюзa;16-heater; 17 nozzles;

18-фoтoдaтчик;18 photosensor;

19-дaтчик скорости линии розлива;19-speed sensor of the filling line;

20-зaдaтчик порогового значения скорости линии розлива;20-setpoint threshold value of the filling line speed;

21 -первая схема сравнения; 22- схема совпадения «И»;21 is the first comparison scheme; 22 - match pattern "And";

23- первая схема «ИЛИ»;23 - the first scheme "OR";

24-фopмиpoвaтeль сигнала открытия дозирующего клапана;24-shaper of a signal of opening of the dosing valve;

25-cxeмa задержки;25-circuit delay;

26-дaтчик нижнего положения дозирующего клапана; 27- формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана;26-sensor low position metering valve; 27 - shaper signal closing the metering valve;

28- вторая схема «ИЛИ»;28 - the second scheme "OR";

29-тpeтья схема «ИЛИ»;29th OR;

30-фopмиpoвaтeль сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления; 31 -формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува;30 shaper of a signal of closing of the valve of dumping of excessive pressure; 31 - driver of the signal for opening the valve for supplying gas boost;

32-зaдaтчик давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения; 33 -блок задания давления в дозирующей емкости в зависимости от скорости линии розлива;32-pressure transmitter in the dosing tank, corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value; 33 - unit for setting the pressure in the dosing tank, depending on the speed of the filling line;

34-втopaя схема сравнения;34th comparison chart;

35 -четвертая схема «ИЛИ»; 36-фopмиpoвaтeль сигнала открытия клапана сброса избыточного давления;35-fourth scheme "OR"; 36-shaper of a signal of opening of the valve of dumping of excessive pressure;

37-фopмиpoвaтeль сигнала закрытия клапана подачи газа наддува; 38-линия розлива.37-shaper of a signal of closing of the valve of supply of gas of pressurization; 38th bottling line.

Предлагаемая установка состоит из питающей емкости 1, сообщенной через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости 3, линию подачи криогенной жидкости 4 и клапан заправки дозирующей емкости 5 с дозирующей емкостью 2, которая сообщается с дозирующим клапаном 9, подающим криогенную жидкость в тару, например, бутылку, движущуюся на линии розлива 38. Дозирующая емкость 2 снабжена клапаном сброса избыточного давления 8, датчиком давления 6 и датчиком уровня криогенной жидкости 7. Кроме того, в устройство введены ресивер 10 с датчиком давления газа наддува 12, при этом упомянутый ресивер 10 через клапан подачи газа наддува 11 сообщен с газовой полостью дозирующей емкости 2. Вход ресивера 10 сообщен с испарителем криогенной жидкости 15, который в свою очередь линией подачи криогенной жидкости в испаритель 14 и через клапан подачи криогенной жидкости на испаритель 13 сообщен с питающей емкостью 1. Выход испарителя криогенной жидкости 15 через подогреватель 16 также сообщен через дюзу 17 с зоной вокруг выходного отверстия дозирующего клапана 9 для предотвращения его обледенения. Постоянный расход через эту линию позволяет также уменьшить инерционные процессы восстановления давления в ресивере газообразной фазы криогенной жидкости (образование газообразной фазы на испарителе ускоряется). Предлагаемая система управления содержит фото датчик 18, фиксирующий появление бутылки на линии розлива 38 продукта напротив дозирующего клапана 9, датчик скорости линии розлива 19, задатчик порогового значения скорости линии розлива 20, выходы двух последних подключены к входам первой схемы сравнения 21, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения «И» 22, второй вход последней соединен с выходом фотодатчика 18; выход схемы совпадения «И» 22 подключен к первому входу первой схемы «ИЛИ» 23, а ее выход через формирователь сигнала открытия дозирующего клапана 24 и схему задержки 25 - к дозирующему клапану 9, к которому через формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана 27 подключен также датчик нижнего положения дозирующего клапана 26; второй выход первой схемы сравнения 21 соединен с вторым входом первой схемы «ИЛИ» 23 и с первым входом второй схемы «ИЛИ» 28, выход которой через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 подключен к клапану сброса 8; третий выход первой схемы сравнения 21 соединен с первым входом третьей схемы «ИЛИ» 29, выход которой через формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31 подключен к клапану подачи газа наддува 11; выходы датчика давления 6 и задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения 32, соединены с входами второй схемы сравнения 34, первый выход которой соединен с вторыми входами второй 28 и третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, второй выход второй схемы сравнения 34 подключен к третьему входу второй схемы «ИЛИ» 28 и к первому входу четвертой схемы «ИЛИ» 35 соответственно, а третий выход второй схемы сравнения 34 соединен с вторым входом четвертой схемы «ИЛИ» 35 и с входом формирователя сигнала открытия клапана сброса избыточного давления 36, подключенного к клапану сброса избыточного давления 8 соответственно, при этом выход четвертой схемы «ИЛИ» 35 соединен через формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува 37 с клапаном подачи газа наддува 11, при этом, вход задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения 32, соединен с выходом блока задания давления в зависимости от скорости линии розлива 33, вход которого подключен к выходу датчика скорости линии розлива 19.The proposed installation consists of a supply tank 1, communicated through a constantly open valve for issuing cryogenic liquid 3, a supply line for cryogenic liquid 4 and a filling valve for a metering tank 5 with a metering tank 2, which communicates with a metering valve 9 supplying the cryogenic liquid to the container, for example, a bottle moving on the filling line 38. The metering tank 2 is equipped with an overpressure relief valve 8, a pressure sensor 6 and a cryogenic liquid level sensor 7. In addition, a receiver 10 with a pressure sensor is introduced into the device I have a boost gas 12, wherein said receiver 10 is in communication with a gas cavity of the metering container 2 through a boost gas supply valve 11. The inlet of the receiver 10 is in communication with a cryogenic liquid evaporator 15, which in turn is a cryogenic liquid supply line to the evaporator 14 and through a cryogenic supply valve liquid to the evaporator 13 is in communication with the supply tank 1. The outlet of the cryogenic liquid evaporator 15 through the heater 16 is also communicated through the nozzle 17 with a zone around the outlet of the metering valve 9 to prevent icing. A constant flow through this line also reduces the inertial processes of pressure restoration in the receiver of the gaseous phase of the cryogenic liquid (the formation of the gaseous phase on the evaporator is accelerated). The proposed control system includes a photo sensor 18, which detects the appearance of a bottle on the product bottling line 38 opposite the metering valve 9, a filling line speed sensor 19, a threshold value adjuster for the filling line speed 20, the latter two outputs are connected to the inputs of the first comparison circuit 21, the first output of which is connected with the first input of the matching circuit "And" 22, the second input of the last connected to the output of the photosensor 18; the output of the matching circuit “AND” 22 is connected to the first input of the first circuit “OR” 23, and its output through the driver of the signal for opening the metering valve 24 and the delay circuit 25 to the metering valve 9, to which the sensor is also connected via the driver of the signal for closing the metering valve 27 the lower position of the metering valve 26; the second output of the first comparison circuit 21 is connected to the second input of the first OR circuit 23 and to the first input of the second OR circuit 28, the output of which is connected to the relief valve 8 through a signal conditioner for closing the overpressure relief valve 30; the third output of the first comparison circuit 21 is connected to the first input of the third OR circuit 29, the output of which is connected to the boost gas valve 11 through the driver of the signal for opening the boost gas supply valve 31; the outputs of the pressure sensor 6 and the pressure adjuster in the metering tank, corresponding to the filling line speed greater than the threshold value 32, are connected to the inputs of the second comparison circuit 34, the first output of which is connected to the second inputs of the second 28 and third 29 OR circuits, respectively, the second output of the second circuit comparison 34 is connected to the third input of the second OR circuit 28 and to the first input of the fourth OR circuit 35, respectively, and the third output of the second comparison circuit 34 connected to the second input of the fourth OR circuit 35 and to the input of the signal shaper for opening the overpressure relief valve 36 connected to the overpressure relief valve 8, respectively, while the output of the fourth OR circuit 35 is connected through the signal shaper of the pressurization valve 37 with a boost gas supply valve 11, wherein the input of the pressure adjuster in the metering tank, corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value 32, is connected to the output of the pressure setting unit depending on the speed and bottling line 33, the input of which is connected to the output of the speed sensor of the bottling line 19.

Предлагаемые установка и система функционируют следующим образом. Покажем на примере дозированной инжекции жидкого азота. Из питающей емкости 1 через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости 3, например жидкого азота, линию . подачи криогенной жидкости 4, например жидкого азота, и клапан заправки дозирующей емкости 5, в дозирующую емкость 2 подается жидкий азот до заданного уровня, контролируемого датчиком уровня криогенной жидкости 7.The proposed installation and system operate as follows. We show by the example of metered injection of liquid nitrogen. From the supply tank 1 through a constantly open valve issuing cryogenic liquid 3, for example liquid nitrogen, line. supply of cryogenic liquid 4, for example liquid nitrogen, and the filling valve of the metering tank 5, liquid nitrogen is supplied to the metering tank 2 to a predetermined level, controlled by a cryogenic liquid level sensor 7.

Установка работает в двух режимах: в режиме дозирования при скорости линии розлива меньшей порогового значения, например, меньшей 25000 бутылок в час и в скоростном режиме при скорости линии розлива больше порогового значения, например, больше 25000 бутылок в час.The installation operates in two modes: in the dispensing mode at a bottling line speed below a threshold value, for example, less than 25,000 bottles per hour and in high-speed mode at a bottling line speed over a threshold value, for example, over 25,000 bottles per hour.

Переключение режимов осуществляет система управления. В режиме дозирования при скорости меньшей или равной 25000 бутылок в час датчик скорости линии розлива 19 выдает сигнал на первый вход первой схемы сравнения 21 , на второй вход которой подается сигнал с задатчика порогового значения скорости розлива 20, и, если разность этих значений равна или меньше нуля, то на выходе первой схемы сравнения 21 вырабатывается сигнал на первый вход схемы совпадения «И» 22. Когда на второй вход схемы совпадения «И» 22 приходит сигнал от фото датчика 18, фиксирующего наличие заполняемой тары, например бутылки, напротив дозирующего клапана 9, на выходе схемы совпадения «И» 22 появляется сигнал, который через первую схему «ИЛИ» 23 поступает на вход формирователя сигнала открытия дозирующего клапана 24 и через схему задержки 25 - на дозирующий клапан. Дозирующий клапан 9 открывается и доза жидкого азота капельно подается в бутылку. Схема задержки 25 может быть выполнена в виде реле времени и служит для временной задержки открытия дозирующего клапана с целью регулирования его работы в зависимости от скорости линии розлива, типа тары (ее объема, конфигурации и т.п.), характеристик заливаемого в тару продукта и т.п., при этом это время может подстраиваться в том числе и вручную.The mode switching is carried out by the control system. In dispensing mode at a speed less than or equal to 25,000 bottles per hour, the speed sensor of the filling line 19 gives a signal to the first input of the first comparison circuit 21, to the second input which receives a signal from the setpoint of the threshold value of the bottling speed 20, and if the difference of these values is equal to or less than zero, then the output of the first comparison circuit 21 generates a signal to the first input of the matching circuit "And" 22. When the second input of the matching circuit "And" 22 a signal comes from a photo of the sensor 18, fixing the presence of filled containers, for example, a bottle, opposite the dispensing valve 9, at the output of the matching circuit “AND” 22 a signal appears that through the first circuit “OR” 23 enters the input of the shaper of the signal for opening the dispensing valve 24 and through the delay circuit 25 to the metering valve. The metering valve 9 opens and a dose of liquid nitrogen is drip fed into the bottle. The delay circuit 25 can be made in the form of a time relay and serves to temporarily delay the opening of the metering valve in order to regulate its operation depending on the speed of the filling line, type of container (its volume, configuration, etc.), characteristics of the product poured into the container, and etc., while this time can also be adjusted manually.

В этом режиме не требуется создания избыточного давления в дозирующей емкости 2, т.к. необходимое давление в ней не превосходит заданного допустимого: жидкий азот в ней не перегрет, что создает условие для капельного впрыскивания жидкого азота в полость бутылки с минимальным разбрызгиванием. Дозирующий клапан 9 закрывается и срабатывает датчик нижнего положения дозирующего клапана 26, в формирователе сигнала закрытия дозирующего клапана 27 вырабатывается команда готовности дозирующего клапана 9 к выдаче очередной дозы. При появлении очередной бутылки для указанного режима описанный цикл повторяется.In this mode, it is not necessary to create excess pressure in the metering tank 2, because the required pressure in it does not exceed the specified acceptable: the liquid nitrogen in it does not overheat, which creates the condition for drip injection of liquid nitrogen into the cavity of the bottle with minimal spraying. The metering valve 9 closes and the sensor for lowering the position of the metering valve 26 is triggered; in the driver of the signal to close the metering valve 27, a command is issued for the metering valve 9 to be ready for another doses. When the next bottle for the specified mode appears, the described cycle repeats.

При увеличении скорости линии розлива больше порогового значения, например, больше 25000 бутылок в час инерционность процессов движения жидкости, ее кипения и конденсации пара превышает периодичность цикла, при этом создается эффект постоянного протекания жидкого азота через дозирующий клапан 9.With an increase in the speed of the filling line above a threshold value, for example, more than 25,000 bottles per hour, the inertia of the processes of fluid movement, its boiling and condensation of steam exceeds the cycle frequency, and the effect of the constant flow of liquid nitrogen through the metering valve 9 is created.

При переходе на этот скоростной режим сигналы с датчика скорости линии розлива 19 и с задатчика порогового значения скорости розлива 20, соответствующей значению скорости линии розлива больше порогового значения, поступают на первый и второй входы первой схемы сравнения 21 и, при равенстве разницы этих значений больше нуля, на ее выходе вырабатывается сигнал который через схему «ИЛИ» 23 поступает на вход формирователя сигнала открытия дозирующего клапана 24, который приводится в состояние готовности к работе. Одновременно, в этом режиме, сигнал с первой схемы сравнения 21 подается на первые входы второй 28 и третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, выходы которых подключены к первым входам формирователя сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 и формирователя сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31. В результате клапан сброса избыточного давления 8 закрывается, а клапан подачи газа наддува 11 открывается, газообразный азот подается из ресивера 10 через клапан подачи газа наддува 11 в газовую полость дозирующей емкости 2, создавая давление, необходимое для струйной подачи жидкого азота через дозирующий клапан 9 в бутылку на линии розлива при увеличении скорости линии розлива 38. При расходе жидкого азота через дозирующий клапан в этом режиме давление в ресивере 10 падает, при этом за счет изменения давления в дозирующей емкости жидкий азот через всегда открытый клапан подачи жидкого азота на испаритель 13 и линию подачи жидкого азота в испаритель 14 жидкий азот поступает на испаритель 15, откуда уже газообразный азот поступает в ресивер 10 до значения давления в нем, равного необходимому для скоростного режима работы линии розлива 38, что фиксирует датчик давления газа наддува 12. В случае возникновения в газовой полости дозирующей емкости 2 давления, выше максимально допустимого значения, соответствующего давлению в режиме скорости линии розлива, превышающей пороговое значение (например 25000 бутылок в час), сигнал с датчика давления дозирующей емкости 6 поступает на первый вход второй схемы сравнения 34, на второй вход которой поступает сигнал с задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива, большей порогового значения 32, и при разнице этих значений давления больше нуля на третьем выходе второй схемы сравнения 34 появляется сигнал, который через формирователь сигнала открытия клапана сброса избыточного давления 36 поступает на клапан сброса избыточного давления 8 и он открывается, также этот сигнал с третьего выхода второй схемы сравнения 34 поступает на второй вход четвертой схемы «ИЛИ» 35, с выхода которой поступает сигнал на формирователь сигнала на закрытие клапана подачи газа наддува 37, и клапан подачи газа наддува 11 закрывается.When switching to this speed mode, signals from the speed sensor of the filling line 19 and from the setpoint of the threshold value of the filling speed 20 corresponding to the value of the speed of the filling line are greater than the threshold value, are fed to the first and second inputs of the first comparison circuit 21 and, if the difference between these values is greater than zero , at its output a signal is generated which, through the "OR" 23 circuit, is fed to the input of the shaper of the signal for opening the metering valve 24, which is brought into a state of readiness for work. At the same time, in this mode, the signal from the first comparison circuit 21 is fed to the first inputs of the second 28 and third 29 “OR” circuits, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the shaper of the signal for closing the overpressure relief valve 30 and the shaper of the signal for opening the boost gas supply valve 31 As a result, the overpressure relief valve 8 closes, and the boost gas supply valve 11 opens, nitrogen gas is supplied from the receiver 10 through the boost gas supply valve 11 to the gas cavity of the metering container 2, creating The flow rate required for the jet supply of liquid nitrogen through the metering valve 9 into the bottle on the bottling line with increasing speed of the bottling line 38. When the flow of liquid nitrogen through the metering valve in this mode, the pressure in the receiver 10 drops, while due to a change in pressure in the metering tank, liquid nitrogen through the always open valve for supplying liquid nitrogen to the evaporator 13 and the line for supplying liquid nitrogen to the evaporator 14, liquid nitrogen enters the evaporator 15, from where gaseous nitrogen already enters the receiver 10 to a pressure value in it equal to that necessary for the high-speed operation of the filling line 38, which detects the boost gas pressure sensor 12. In the event of a gas cavity dosing tank 2 pressure is higher than the maximum allowable value corresponding to the pressure in the mode of the filling line speed exceeding the threshold value (for example 25,000 bottles per hour), the signal from the pressure sensor of the dosing tank 6 is fed to the first input of the second comparison circuit 34, to the second input of which the signal from the pressure adjuster in the dosing tank, corresponding to the speed of the filling line, is greater than the threshold value 32, and when the difference of these pressure values is greater than zero, the third output of the second comparison circuit 34 appears there is a signal that through the driver of the signal for opening the overpressure relief valve 36 enters the overpressure relief valve 8 and it opens, also this signal from the third output of the second comparison circuit 34 is fed to the second input of the fourth OR circuit 35, from which the signal to the signal shaper to close the boost gas valve 37, and the boost gas valve 11 is closed.

При разнице значений давления в газовой полости дозирующей емкости 2 и давления, ниже значения максимально допустимого значения, соответствующего давлению в режиме скорости линии розлива, с второго выхода второй схемы сравненияWhen the difference between the pressure values in the gas cavity of the metering tank 2 and the pressure is lower than the maximum permissible value corresponding to the pressure in the mode filling line speed, from the second output of the second comparison circuit

34 поступает сигнал на второй вход второй 28 и второй вход третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, при этом с выхода второй схемы «ИЛИ» 28 поступает сигнал на вход формирователя сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30, закрывающего клапан сброса избыточного давления, а с выхода третьей схемы «ИЛИ» 29 поступает сигнал на формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31 , открывающего клапан подачи газа наддува 11. Если же в газовой полости дозирующей емкости 2 давление равно или близко максимально допустимому значению, соответствующему давлению в режиме скорости линии розлива, превышающей пороговое значение, то сигнал с второго выхода второй схемы сравнения 34 поступает на третий вход второй схемы «ИЛИ» 28 и через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 закрывает клапан сброса избыточного давления 8; одновременно сигнал с этого выхода второй схемы сравнения 34 поступает на второй вход четвертой схемы «ИЛИ» 35, при этом, с ее выхода поступает сигнал на вход формирователя сигнала закрытия клапана подачи газа наддува 37, закрывающего клапан подачи газа наддува 11.34, a signal is supplied to the second input of the second 28 and the second input of the third 29 OR circuits, respectively, while the output of the second OR circuit 28 receives a signal to the input of the shaper of the signal for closing the overpressure relief valve 30, which closes the overpressure relief valve, and the output of the third OR circuit 29, a signal is supplied to the driver of the signal for opening the boost gas supply valve 31, opening the boost gas supply valve 11. If, however, the pressure in the gas cavity of the metering container 2 is equal to or close to the maximum allowable value, s Corresponding pressure in the mode of the filling line speed exceeding the threshold value, the signal from the second output of the second comparison circuit 34 enters the third input of the second OR circuit 28 and closes the overpressure relief valve 8 through the signal shaper of closing the overpressure relief valve 30; at the same time, the signal from this output of the second comparison circuit 34 is fed to the second input of the fourth OR circuit 35, while its output receives a signal at the input of the driver of the signal to close the charge gas valve 37, which closes the charge gas supply valve 11.

Предлагаемые установка и система управления позволяют обеспечить возможность точного дозирования жидкого азот в тару, например, в бутылку, как при скоростях линии розлива до 25000 бутылок в час, так и выше этого значения.The proposed installation and control system makes it possible to accurately dispense liquid nitrogen into a container, for example, into a bottle, both at filling line speeds of up to 25,000 bottles per hour and above this value.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Установка может быть изготовлена промышленным образом. Комплектующие установки производятся по известным технологиям. Датчики системы могут быть типовыми. Схемы сравнения могут быть выполнены, например, в виде компараторов.The installation can be manufactured industrially. Accessories are made according to well-known technology. System sensors may be typical. Comparison schemes can be performed, for example, in the form of comparators.

Задатчики могут быть выполнены в виде известных запоминающих устройств. Схемы «И» и «ИЛИ» реализуют Булевы функции и могут быть выполнены, например, на триггерах.The setters can be made in the form of known storage devices. The AND and OR schemes implement Boolean functions and can be executed, for example, on triggers.

Формирователи сигналов могут быть выполнены, например, на транзисторных схемах. Изготовлен экспериментальный образец, который прошел успешно испытания. Signal conditioners can be performed, for example, on transistor circuits. An experimental sample was made, which was successfully tested.

Claims

Формула Formula 1. Установка дозированной инжекции криогенной жидкости, содержащая питающую емкость 1, сообщенную через постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости 3, линию подачи криогенной жидкости 4 и клапан заправки дозирующей емкости 5 с дозирующей емкостью 2, снабженной датчиками давления 6 и уровня криогенной жидкости 7, а также клапаном сброса избыточного давления 8, при этом дозирующая емкость 2 сообщена с дозирующим клапаном 9, отличающееся тем, что в нее введены ресивер 10 с датчиком давления газа наддува 12, испаритель криогенной жидкости 15, дюза 17, причем вход испарителя криогенной жидкости 15 через линию подачи криогенной жидкости в испаритель 14, клапан подачи криогенной жидкости на испаритель 13 и постоянно открытый клапан выдачи криогенной жидкости 3 сообщен с питающей емкостью 2, один выход по газу испарителя криогенной жидкости 15 сообщен с входом ресивера 10, а другой его выход по газу через подогреватель 16 и дюзу 17 - с зоной вокруг выходного отверстия дозирующего клапана 9; выход ресивера 10 через клапан подачи газа наддува 11 сообщен с газовой полостью дозирующей емкости 2.1. Installation of metered injection of cryogenic liquid containing a supply tank 1, communicated through a constantly open valve for issuing cryogenic liquid 3, a supply line for cryogenic liquid 4 and a filling valve for a metering tank 5 with a metering tank 2, equipped with pressure sensors 6 and cryogenic liquid level 7, and also an overpressure relief valve 8, while the metering tank 2 is in communication with the metering valve 9, characterized in that a receiver 10 with a boost gas pressure sensor 12, a cryogenic liquid evaporator 15 are introduced , nozzle 17, and the inlet of the cryogenic liquid evaporator 15 through the cryogenic liquid supply line to the evaporator 14, the cryogenic liquid supply valve to the evaporator 13 and the constantly open cryogenic liquid discharge valve 3 are in communication with the supply tank 2, one gas outlet of the cryogenic liquid evaporator 15 is in communication with the receiver inlet 10, and its other gas outlet through the heater 16 and nozzle 17 - with a zone around the outlet of the metering valve 9; the output of the receiver 10 through the valve for supplying gas boost 11 is in communication with the gas cavity of the metering tank 2. 2.Cиcтeмa управления дозированной инжекции криогенной жидкости, отличающаяся тем, что в нее введены датчик скорости линии розлива 19, задатчик порогового значения скорости линии розлива 20, выходы которых подключены к входам первой схемы сравнения 21, первый выход которой соединен с первым входом схемы совпадения «И» 22, второй вход которой соединен с выходом фотодатчика 18; выход схемы совпадения «И» 22 подключен к первому входу первой схемы «ИЛИ» 23, а ее выход через формирователь сигнала открытия дозирующего клапана 24 и схему задержки 25 - к дозирующему клапану 9, к которому через формирователь сигнала закрытия дозирующего клапана 27 подключен датчик нижнего положения дозирующего клапана 26; второй выход первой схемы сравнения 21 соединен с вторым входом первой схемы «ИЛИ» 23 и с первым входом второй схемы «ИЛИ» 28, выход которой через формирователь сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 30 подключен к клапану сброса избыточного давления 8; третий выход первой схемы сравнения 21 соединен с первым входом третьей схемы «ИЛИ» 29, выход которой через формирователь сигнала открытия клапана подачи газа наддува 31 подключен к клапану подачи газа наддува 11 ; выходы датчика давления 6 и задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения 32, соединены с входами второй схемы сравнения 34, первый выход которой соединен с вторыми входами второй 28 и третьей 29 схем «ИЛИ» соответственно, второй выход второй схемы сравнения 34 подключен к третьему входу второй схемы «ИЛИ» 28 и к первому входу четвертой схемы «ИЛИ» 35 соответственно, а третий выход второй схемы сравнения 34 соединен с вторым входом четвертой схемы «ИЛИ» 35 и с входом формирователя сигнала закрытия клапана сброса избыточного давления 36, подключенного к клапану сброса избыточного давления 8 соответственно, при этом выход четвертой схемы «ИЛИ» 35 соединен через формирователь сигнала закрытия клапана подачи газа наддува 37 с клапаном подачи газа наддува 1 1, при этом, вход задатчика давления в дозирующей емкости, соответствующего скорости линии розлива больше порогового значения 32, соединен с выходом блока задания давления в зависимости от скорости линии розлива 33, вход которого подключен к выходу датчика скорости линии розлива 19. 2. A control system for the metered injection of cryogenic liquid, characterized in that a filling line speed sensor 19, a filling line threshold speed sensor 20 are inserted, the outputs of which are connected to the inputs of the first comparison circuit 21, the first output of which is connected to the first input of the matching circuit And "22, the second input of which is connected to the output of the photosensor 18; the output of the matching circuit “AND” 22 is connected to the first input of the first circuit “OR” 23, and its output through the driver of the signal for opening the metering valve 24 and the delay circuit 25 to the metering valve 9, to which, through the driver of the signal for closing the metering valve 27, a sensor for lowering the position of the metering valve 26 is connected; the second output of the first comparison circuit 21 is connected to the second input of the first OR circuit 23 and to the first input of the second OR circuit 28, the output of which is connected to the overpressure relief valve 8 through a signal shaper for closing the overpressure relief valve 30; the third output of the first comparison circuit 21 is connected to the first input of the third OR circuit 29, the output of which is connected to the boost gas valve 11 through the driver of the signal for opening the boost gas supply valve 31; the outputs of the pressure sensor 6 and the pressure adjuster in the metering tank, corresponding to the filling line speed greater than the threshold value 32, are connected to the inputs of the second comparison circuit 34, the first output of which is connected to the second inputs of the second 28 and third 29 OR circuits, respectively, the second output of the second circuit comparison 34 is connected to the third input of the second OR circuit 28 and to the first input of the fourth OR circuit 35, respectively, and the third output of the second comparison circuit 34 is connected to the second input of the fourth OR circuit 35 and to the input of the signal shaper for closing the overpressure relief valve 36 connected to the overpressure relief valve 8, respectively, while the output of the fourth OR circuit 35 is connected through a signal generator of the closing of the boost gas supply valve 37 to the boost gas supply valve 1 1, while the pressure regulator input in a dosing tank corresponding to the speed of the filling line is greater than the threshold value 32, connected to the output of the pressure setting unit depending on the speed of the filling line 33, the input of which is connected to the output of the speed sensor of the filling line 19.
PCT/RU2008/000499 2008-08-01 2008-08-01 Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof Ceased WO2010014026A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000499 WO2010014026A1 (en) 2008-08-01 2008-08-01 Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000499 WO2010014026A1 (en) 2008-08-01 2008-08-01 Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010014026A1 true WO2010014026A1 (en) 2010-02-04

Family

ID=41610574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000499 Ceased WO2010014026A1 (en) 2008-08-01 2008-08-01 Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010014026A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110060A (en) * 2020-07-31 2020-12-22 北京航天试验技术研究所 Low-temperature filling platform and automatic filling method thereof
CN118566805A (en) * 2024-07-29 2024-08-30 宁波健信超导科技股份有限公司 Magnetic resonance helium low-temperature sharing system, control method, device and medium thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB263775A (en) * 1925-12-30 1928-03-05 Sulzer Ag Improvements in or relating to apparatus for storing volatile fluids
SU1728571A1 (en) * 1990-08-03 1992-04-23 Tarantsev Aleksandr A Pneumatic vessel charging unit
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
WO2006110060A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 'cryotec' Limited Co. Cryogenic fluid-delivery metering device
WO2007033808A2 (en) * 2005-09-19 2007-03-29 Hilger U. Kern Gmbh Method for controlling a dosing apparatus for liquid or pasty media
US7281550B2 (en) * 2003-07-14 2007-10-16 Cryotech International, Inc. Liquid delivery system with horizontally displaced dispensing point

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB263775A (en) * 1925-12-30 1928-03-05 Sulzer Ag Improvements in or relating to apparatus for storing volatile fluids
SU1728571A1 (en) * 1990-08-03 1992-04-23 Tarantsev Aleksandr A Pneumatic vessel charging unit
US5743096A (en) * 1996-04-11 1998-04-28 Vacuum Barrier Corporation Controlled dosing of liquid cryogen
US7281550B2 (en) * 2003-07-14 2007-10-16 Cryotech International, Inc. Liquid delivery system with horizontally displaced dispensing point
WO2006110060A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 'cryotec' Limited Co. Cryogenic fluid-delivery metering device
WO2007033808A2 (en) * 2005-09-19 2007-03-29 Hilger U. Kern Gmbh Method for controlling a dosing apparatus for liquid or pasty media

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110060A (en) * 2020-07-31 2020-12-22 北京航天试验技术研究所 Low-temperature filling platform and automatic filling method thereof
CN118566805A (en) * 2024-07-29 2024-08-30 宁波健信超导科技股份有限公司 Magnetic resonance helium low-temperature sharing system, control method, device and medium thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2683611B1 (en) Time volumetric fluid dispensing apparatus
RU2386579C1 (en) Method and device for controlled foaming of filler added into bottles or similar containers
US5823234A (en) Process for filling containers with a pressurized liquid
US3887110A (en) Dispensing methods and apparatus
CN102372241B (en) Apparatus and method for filling multicomponent beverages
US5203367A (en) Apparatus for supplying liquid under constant pressure
EP0421597B1 (en) A liquid dispensing system and packaging apparatus which includes such a system
EP0786948B1 (en) Spraying aroma in containers
RU2456499C1 (en) Facility for dosed injection of cryogenic liquid and its control system
WO2010014026A1 (en) Device for the dosed injection of cryogenic liquid and a control system thereof
US5385025A (en) Apparatus and method for dispensing droplets of a cryogenic liquid
JP3918572B2 (en) Flow-type filling method and flow-type filling device
EP1713692B1 (en) Filling machine with time-controlled dosing valves
EP1156965B1 (en) Method and machine for metering liquid products
US20120140590A1 (en) Gravity Fed Beverage Dispenser
EP0745832B1 (en) A volumetric fluid dispensing apparatus
CN111169677B (en) Apparatus, system and method for filling packages with solid food products
WO1996029576A1 (en) Dispenser
EP2376367A2 (en) Device for the production of a sparkling beverage
US20080230634A1 (en) Showerhead dispensing nozzle
RU2374555C2 (en) Cryogenic liquid portion picking device
RU188590U1 (en) A device for pouring liquids into containers
SU1553836A1 (en) Apparatus for measuring liquid
JPH059356Y2 (en)
AU702893C (en) Spraying aroma in containers

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08876676

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011104037

Country of ref document: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08876676

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1