液體直接加熱式自動控制儀的製作方法
2023-04-24 00:59:26
專利名稱：液體直接加熱式自動控制儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對一般液體、特別是對粘性或腐蝕性較大的液體(如醬油、食醋等)進行加熱(滅菌)的自動控制儀。
目前常用的對液體進行加熱(滅菌)的夾層鍋、列管式、盤管式設備，長期使用將在設備內壁或外壁結膜，使設備的傳熱係數大為降低，熱效率低，且無降溫措施。目前常用的直接接觸式加熱設備，是將蒸汽直接通入被加熱液體，雖然不存在上述缺點，但其蒸汽中的冷凝水難以控制，被加熱液體比重變化較大。現有的液體加熱設備，均是人為控制，操作複雜，勞動強度大。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足之處，而提供一種操作簡便，可控制蒸汽中冷凝水，對整個加熱過程進行自動控制的自動控制儀。
實現上述目的的技術方案如下本實用新型包括運算器2、顯示裝置8、檢測裝置1、數據設定裝置6、包括比較部分3和電路控制部分4的電路控制裝置、繼電器控制裝置5和顯示轉換控制裝置7。所述的檢測裝置1和數據設定裝置6的輸出端分別與運算放大器2、比較部分3、顯示轉換控制裝置7相接，所述運算器2的輸出端接比較部分3，所述比較部分3的輸出端接電路控制部分4，所述電路控制部分4的輸出端接繼電器控制裝置5，所述顯示轉換控制裝置7的輸出端接顯示裝置8。
本實用新型的電路控制裝置包括低液位控制、高液位控制、升溫保溫控制、降溫控制、冷凝水控制，所述的檢測裝置1包括差壓式液位計15、差壓式液位計13、溫度傳感器10，所述低液位控制和高液位控制的輸入端接差壓式液位計15，所述升溫保溫控制和降溫控制的輸入端接溫度傳感器10，冷凝水控制的輸入端接差壓式液位計13。
本實用新型的數據設定裝置6包括轉換開關9、D／A轉換器和保持器。
本實用新型的繼電器控制裝置5包括蒸汽閥控制、保溫時間控制、降溫控制、冷凝水控制。
附圖圖面說明如下
圖1是本實用新型原理框圖圖2是最佳實施例的數據設定裝置原理圖圖3是最佳實施例的運算器原理圖圖4是最佳實施例的溫度控制原理圖圖5是最佳實施例的冷凝水控制原理圖圖6是最佳實施例的比重控制原理圖圖7是最佳實施例的繼電器控制裝置原理圖圖8是最佳實施例的顯示轉換控制裝置原理圖圖9最佳是實施例的顯示裝置原理圖
以下結合附圖對本實用新型及最佳實施例予以描述
圖1為本實用新型原理框圖。由檢測裝置1輸出的檢測量和由數據設定裝置6輸出的設定量均輸入運算器2，運算結果輸出給比較部分3與檢測量和設定量進行比較，比較結果輸入電路控制部分4，電路控制部分4驅動繼電器控制裝置5工作，對有關裝置進行控制。顯示轉換控制裝置7可驅動顯示裝置8，對檢測量和設定量進行顯示。
本實用新型最佳實施例所控制的液體加熱工作流程是首先將比重值大於設定比重值的液體注入加熱罐，檢測其初始比重，然後通入蒸汽對液體進行加熱，同時，蒸汽中的冷凝水可將液體逐漸稀釋，通過控制蒸汽閥可達到控制冷凝水的目的，由此可使液體比重值最終達到設定比重值。在加熱罐各橫截面積一定的情況下，加熱過程中液體比重可通過液體高度來間接反映，換算方法如下設質量比重體積高度加熱前 m1d1V1h1加熱後 m2d2V2h2冷凝水 m0d0V0h0加熱罐橫截面積為S，則 m2＝m1＋m0d2V2＝d1V1＋d0V0(∵m＝d·V)d2·s·h2＝d1·s·h1＋d0·s·h0d2h2＝d1h1＋d0h0d2h2＝d1h1＋d0(h2－h1)d2＝(d1－d0)h1／h2＋d0因為d1、d0、h1均為已知量，由此，通過檢測加熱過程中液位高度h2，通過運算器運算，即可得到液體比重d2。
圖2為最佳實施例的數據設定裝置原理圖。電阻R1～R3、運算放大器A1組成I／U轉換器；二極體D1、D2，場效應管CZ1、CZ2，電容C1、C2，運算放大器A2、電阻R4組成第一個保持器；二極體D3、D4，場效應管CZ3、CZ4，電容C3、C4，運算放大器A3、電阻R5組成第二個保持器；二極體D5、D6，場效應管CZ5、CZ6，電容C5、C6，運算放大器A4、電阻R6組成第三個保持器。將設定數據由鍵盤9輸入，經D／A轉換器轉換成模擬量，該模擬量經I／U轉換器輸出給保持器。
圖3為最佳實施例的運算器原理圖，電阻R7～R11，運算放大器A5、電容C7組成減法器；電阻R22～R26，電容C8、運算放大器A7組成加法器；電阻R12～R19、運算放大器A6組成乘法器；電阻R27～R45、運算放大器A8～A11組成除法器。該加法器、減法器、乘法器和除法器組成本實施例的運算器，用於完成本實施例所需主要運算工作。
圖4為最佳實施例的溫度控制原理圖。電阻R46～R48，運算放大器A12組成I／U轉換器；電阻R49～R58、運算放大器A13、集成比較器B1、三極體T1、繼電器3J組成升溫保溫控制部分；電阻R59～R68、運算放大器A14、集成比較器B2、三極體T2、繼電器5J、繼電器1J的觸點1J4組成降溫控制部分。由溫度傳感器10檢測得的溫度，經I／U轉換器輸入比較器B1，與設定溫度值進行比較，比較結果經運算放大器A13輸入射極輸出電路11，當溫度上升至設定值時，射極輸出電路11驅動繼電器3J工作，同時，液位達到設定高度，繼電器1J的觸點1J4閉合，為液體降溫作準備。當液體溫度下降至設定溫度值時，射極輸出電路12驅動繼電器5J工作。
圖5為最佳實施例的冷凝水控制原理圖。電阻R69～R80、運算放大器A15和A16、集成比較器B3、三極體T3、繼電器4J組成冷凝水控制部分。差壓式液位計13檢測得的冷凝水高度，與設定值進行比較，達到設定值時，射極輸出電路14驅動繼電器4J工作。
圖6為最佳實施例的比重控制原理圖。電阻R81～R85、運算放大器A17組成I／U轉換器；電阻R86～R96、比較器B4、運算放大器A18、三極體T4、繼電器2J組成低水位控制；電阻R110～R119、比較器B5、運算放大器A21、三極體T5、繼電器1J組成高水位控制；電阻R97～R109、運算放大器A19和A20、電容C9組成加法器和減法器；電阻R120～R122、場效應管CZ7和CZ8、二極體D7和D8、電容C10～C12、施密特觸發器B6、運算放大器A22組成比重控制的運算部分。由差壓式液位計15得到的檢測量經I／U轉換器與設定值進行比較，比較結果輸出驅動繼電器工作。當液位達到低液位設定值時，繼電器2J被驅動工作，當液位達到高液位設定值時，繼電器1J被驅動工作。
圖7為最佳實施例的繼電器控制裝置原理圖。當液體高度達到低液位設定值時，繼電器2J線圈得電，觸點2J1斷開，關斷粗蒸汽閥16，觸點2J2閉合，打開細蒸汽閥17。當液體高度達到高液位設定值時，繼電器1J線圈得電，觸點1J1斷開，關斷細蒸汽閥17，觸電1J2閉合接通電鈴18，觸點1J3閉合，指示燈L1亮，觸點1J4閉合，為降溫作準備。當液體溫度上升至設定溫度值時，繼電器3J線圈得電，觸點3J1斷開，切斷整個蒸汽源，觸點3J2閉合，時間繼電器SJ得電，開始保溫計時。保溫時間到，觸點SJ1閉合，水力噴射器19開始工作。當液體溫度降至設定溫度值時，繼電器5J線圈得電，觸點5J1閉合，接通電鈴18，觸點5J2斷開，關斷水力噴射器19，觸點5J3閉合，指示燈L2亮。當冷凝水液位達到設定值時，繼電器4J線圈得電。觸點4J1閉合，打開排冷凝水閥20。
圖8為最佳實施例的顯示轉換裝置原理圖。顯示轉換裝置包括編碼器21，模擬開關22，積分器A23，比較器B7和邏輯電路。積分器零點較正是從正負參考電壓上通過可調電阻R123取得一可調電壓，通過電阻R124加在積分器相加點上。基準穩壓電源電路包括穩壓管D12和D13，電阻R127和R130、電容C13和C14。接地開關23接在電阻R125和R126的連接點上，接地開關24接在電阻R128和R129的連接點上，接地開關25接在電阻R131和R132的連接點上。關閉哪個開關，哪個開關連接點短路，因而制止了到達積分器相加點的信號電流。需顯示量的十進位數代碼輸入編碼器21，編碼器21輸出的BCD碼做為選通模擬開關22和顯示模擬量的地址。來自各路需顯示的模擬量經模擬開關22傳送給積分器A23，積分器A23輸出的積分電壓經比較器B7輸入觸發器T15和門電路，產生和模擬開關22輸出量相對應的脈衝。當模擬開關22輸出為正時，T16輸出；當模擬開關22輸出為負時，T17輸出，T16、T17輸出均經T18得到總的調寬脈衝。
圖9是最佳實施例的顯示裝置原理圖。它包括時鐘電路、D觸發器T29、計數器T16～T19、寄存器T20～T23、解碼器T24～T27和顯示器CT1～CT4組成。當顯示轉換控制裝置輸出的調寬脈衝的前沿使計數器「復位」到零，則下一個CP時鐘脈衝到來時，開始計數。當調寬脈衝的後沿到達時，產生寄存器打入脈衝，將計數器狀態打入寄存器，並送到解碼器，進行顯示。時鐘脈衝振蕩器由門電路組成。振蕩頻率經計數器和D觸發器T29的分頻產生積分周期控制信號。
本實施例中，運算放大器A1～A4、A9～A23採用F007C，運算放大器A5和A7採用F008C，運算放大器A6和A8採用F3080，比較器B1～B5、B7採用CJ1414，施密特觸發器B6採用CC40106，D／A轉換器採用DAC0808，模擬開關22採用CD4051，編碼器21採用74LS147，反向器T13～T15採用T4005，計數器T16～T19採用T4160，觸發器T12和T29採用T4074，寄存器T20～T23採用T4175，解碼器T24～T27採用T4049，顯示器CT1～CT4採用NT4014，場效應管CZ1～CZ6採用3C03E，中間繼電器採用JQX－4F，時間繼電器採用JQX－10F。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點1、集成化程度高，反應速度快，精度高。
2、各參量輸入均採用十進位數，易於輸入，各控制參量均可顯示。
3、自動化程度高，操作簡便，調節方便。
4、所有元器件均採用標準件，便於生產和維修。
5、成本低，約700～800元。
權利要求1.一種用於對液體加熱進行自動控制的液體直接加熱式自動控制儀，包括運算器2、顯示裝置8、其特徵在於它還包括檢測裝置1、數據設定裝置6、包括比較部分3和電路控制部分4的電路控制裝置、繼電器控制裝置5、顯示轉換控制裝置7，所述檢測裝置1和數據設定裝置6和輸出端分別與運算器2、比較部分3、顯示轉換控制裝置7相接，所述運算器2的輸出端接比較部分3，所述比較部分3的輸出端接電路控制部分4，所述電路控制部分4的輸出端接繼電器控制裝置5，所述顯示轉換控制裝置7的輸出端接顯示裝置8。
2.根據權利要求1所述的控制儀，其特徵在於所述的電路控制裝置包括低液位控制、高液位控制、升溫保溫控制、降溫控制和冷凝水控制，所述檢測裝置1包括差壓式液位計15、差壓式液位計13、溫度傳感器10，所述低液位控制和高液位控制的輸入端接差壓式液位計15，所述升溫保溫控制和降溫控制的輸入端接溫度傳感器10，冷凝水控制的輸入端接差壓式液位計13。
3.根據權利要求1所述的控制儀，其特徵在於所述的數據設定裝置6包括鍵盤9、D／A轉換器和保持器。
4.根據權利要求1所述的控制儀，其特徵在於所述的繼電器控制裝置5包括蒸汽閥控制、保溫時間控制、降溫控制、冷凝水控制。
專利摘要一種用於對液體加熱進行自動控制的液體直接加熱式自動控制儀，主要由檢測裝置、數據設定裝置、運算器、電路控制裝置、繼電器控制裝置、顯示轉換及顯示裝置組成。由檢測裝置測得的檢測量與設定量進行比較、運算，然後經電路控制裝置驅動繼電器控制裝置，對有關裝置進行控制，完成液體加熱(滅菌)過程。檢測量和設定量可根據需要隨時顯示。
文檔編號A61L2/00GK2047571SQ8920763
公開日1989年11月15日 申請日期1989年5月20日 優先權日1989年5月20日
發明者劉秋雷 申請人:劉秋雷