Устройство управления процессом стерилизации
Устройство управления процессом стерилизации относится к обработке пищевых продуктов и может быть использовано в устройствах для стерилизации мясных, овощных или молочных консервов. Устройство содержит датчики давления и температуры, преобразователи и блок управления исполнительными механизмами в линиях подачи воды, пара и воздуха. Решаемая задача - повышение надежности устройства, что достигается введением источника бесперебойного питания, отдельного пульта управления, а также использованием активных датчиков давления и температуры с токовыми выходами, подключаемых одними выходами к блоку регистрации через источник бесперебойного питания, а другими - через соответствующие микроамперметры и резисторы. Кроме того, резисторы включены параллельно входам блока управления.
Заявляемая полезная модель относится к обработке пищевых продуктов и может быть использована в устройствах для стерилизации мясных, овощных или молочных консервов.
Известно устройство для автоматического управления процессом стерилизации, содержащее датчики температуры и давления, блок управления, исполнительные механизмы клапанов подачи пара, продувки и слива, а также преобразователи для управления исполнительными механизмами [1]. Недостаток известного устройства - большая инерционность, обусловленная наличием в каждой цепи подачи пара, продувки и слива одного клапана и регулируемого дросселя.
Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является устройство для управления процессом стерилизации в автоклаве [2], содержащее датчик давления, датчик температуры, датчик уровня воды и блок управления, связанный через преобразователи с исполнительными механизмами в линиях подачи воды, пара и оздуха. Недостатком известного устройства является невысокая надежность, так как при отказе блока управления или внезапном обесточивании возможно возникновение аварийной ситуации или несоблюдение технологического параметра процесса стерилизации, что приводит к браку.
Целью заявляемого технического решения является повышение надежности устройства управления за счет обеспечения возможности при всех аварийных ситуациях продолжения управления процессом стерилизации с одновременной регистрацией технологических параметров процесса.
Указанная цель достигается благодаря тому, что в устройство управления процессом стерилизации в автоклаве, содержащее датчик давления, датчик температуры, блок регистрации и блок управления, связанный через преобразователи с исполнительными механизмами в линиях подачи воды, пара и воздуха, введены источник бесперебойного питания и пульт управления. При этом источник бесперебойного питания подключен к блоку регистрации и к пульту управления, выходы которого соединены с входами преобразователя. В качестве датчиков температуры и давления использованы активные датчики с токовыми выходами, одни токовые выходы которых подключены к блоку регистрации через источник бесперебойного питания, а другие - через соответствующие последовательно включенные микроамперметры и резисторы, каждый из которых включен также параллельно входам блока управления.
Такое выполнение устройства позволяет при падении напряжения (сеть переменного тока, 220 V) или при выходе из строя блока управления оперативно перейти на управление с пульта, оператор которого имеет возможность визуального контроля давления и температуры в режиме реального времени по соответственно отградуированным микроамперметрам при одновременной регистрации (документировании) параметров стерилизации. Таким образом исключаются потери продукта стерилизации и повышается надежность работы устройства.
Схема заявляемого устройства представлена на чертеже. Устройство для управления процессом стерилизации содержит датчик температуры 1 и датчик давления 2, установленные на автоклаве 3, линии подачи воздуха, воды и пара 4, 5, 6, включающие исполнительные механизмы 7, 8, 9 клапанов 10, 11, 12. Исполнительные механизмы 7, 8, 9 представляют собой, например, механические привода на базе электродвигателей, либо мембранные пневматические механизмы, перемещающие штоки клапанов под действием давления воздуха и подключены электрическими (линия напряжения двигателя либо пневмомагистраль) входами к преобразователю 13, который может быть выполнен
на электромагнитных реле либо на пневмореле. Выходы (концевики граничных положений штока, потенциометрическая информация о промежуточных положениях штока) исполнительных механизмов подключены к блоку управления 14. Блок управления 14 может быть выполнен на микропроцессоре, например на восьмиразрядном цифровом микропроцессоре любой серии с АЦП (аналогоцифровым преобразователем), и включает в свой состав дисплей и клавиатуру (на чертеже не показано) для ввода технологических программ и взаимодействия с оператором. Выходы блока управления 14 соединены с первыми входами преобразователя 13. Вторые входы преобразователя 13 - с выходами отдельного пульта управления 15, представляющего собой набор кнопок, подающих параллельно блоку управления потенциальные сигналы на входы реле преобразователя 13. Источник бесперебойного питания 16 подключен к пульту управления 15 и к блоку регистрации 17.
Активные датчики давления и температуры 1, 2 имеют в своем составе сами датчики и схемы преобразования в токовые стандартные выходы (4-20 ма). В токовой цепи одного из выходов каждого датчика включены микроамперметры 18, 19 любого типа (активные либо пассивные) и резисторы 20, 21, разность потенциалов с которых подается на аналоговые входы блока управления 14.
Устройство содержит также датчик уровня воды 23 и датчик крышки 22, выходы которых также подключены к блоку управления 14. Сброс давления в автоклаве осуществляется через клапан 24 и исполнительный механизм 25, а слив воды - через клапан 26 и исполнительный механизм 27.
Устройство работает следующим образом. В автоклаве находится продукция для стерилизации, по линии (трубе) подачи воды через открытый вентиль 11 в автоклав поступает вода, датчик уровня 23 сигнализирует об уровне поступившей воды, после закрытия крышки автоклава датчик 22 срабатывает и после нажатия кнопки "Пуск" блока управления 14 начинается работа. Блок управления 14 через преобразователь 13 управляет исполнительными механизмами 7, 8, 9, 24. 27 клапанов 10, 11, 12, 25, 26 и реализует, получая информацию от датчиков давления 2 и температуры 1 и снимая падения напряжения на резисторах 20, 21, режимы подъема температуры, стерилизации и охлаждения.
В случае аварии, которая может заключаться в выходе из строя блока управления 14 либо в пропадании напряжения питания блока управления 14, оператор может продолжить работу в ручном режиме, используя отдельный пульт управления 15. В этом случае источник бесперебойного питания 16 обеспечит минимум работающей аппаратуры: отдельный пульт 15, блок регистрации 17, датчики давления и температуры 1, 2 при работающих микроамперметрах 18, 19, градуированных на температуру и давление. Имея визуально через 18, 19 текущие значения температуры и давления в автоклаве, оператор с помощью отдельного пульта 15 обеспечит нужное управление исполнительных механизмов 7, 8, 9, 24, 27 клапанов 10, 11, 12, 25, 26 через преобразователь 13, что достаточно для поддержания любых режимов работы автоклава.
Устройство управления процессом стерилизации, содержащее датчик давления, датчик температуры, блок регистрации и блок управления, связанный через преобразователи с исполнительными механизмами в линиях подачи воды, пара и воздуха, отличающееся тем, что устройство содержит источник бесперебойного питания и пульт управления, при этом источник бесперебойного питания подключен к блоку регистрации и к пульту управления, выходы которого соединены с входами преобразователя, в качестве датчиков давления и температуры использованы активные датчики с токовыми выходами, одни токовые выходы которых подключены к блоку регистрации через источник бесперебойного питания, а другие - через соответствующие последовательно включенные микроамперметры и резисторы, каждый из которых включен также параллельно аналоговым входам блока управления.
