Клапан старт-стопа, он-же регулятор отбора, он же автоматика. ))

Завозился с железом так, что уже две недели есть готовый девайс, а похвастаться - забываю!
Думается, что с течением времени такого рода конструкция станет крайне популярна при ректификации, а также недоректификации...очень уж получилось компактным и удобным устройство.

Итак.
 В последнее время (с подачи В-Б) на форуме появилось несколько модификаций регулятора отбора, на клапане с ШИМ управлением.
И действительно, поскольку колонна имеет немаленькую величину постоянной времени, грех не пользоваться этим фактом)). Делая период ШИМа в 5-10 секунд, можно и  не насиловать клапан постоянным клацаньем, и получать различный отбор. От капли в секунду (и менее), при минимально открытом за период ШИМ клапане, до полного открытия (и слива полного, соответственно).

Пишу несколько сумбурно, под воздействием паров этилового спирта - заранее извиняюсь)
Продолжаю излагать.

Экспериментируя с алгоритмом выставления оптимальной величины отбора при ректификации, я столкнулся с необходимостью оперативного управления клапаном. Это - предпосылка раз.))
Второй момент - периодические жалобы покупателей на неудобство использования пережималки механической.
Третий момент - игольчатый клапан ненамного лучший вариант....да практически тот же самый, токо без теплового расширения. Короче, все в курсе)))

В итоге родилась мысль сделать девайс, который совмещал бы в себе функции клапана старт/стопа, и регулятора отбора на основе ШИМ управления.

Что и было сделано на первом этапе...потом мы с разработчиком железа и софта контроллера пошли дальше...довольно далеко дальше. Счас покажу, куда)))

>>> Полезные мелочи с AliExpress

Итак, В итоге устройство на базе клапана позволяет
1. Реализовать простой старт/стоп по внешнему управлению, как обычно  (подали сигнал - открылся, сняли - закрылся)
2. Реализовать функцию регуляции отбора (от практически нулевого отбора до полного слива) с помощью вращения потенциометра
3. Управлять клапаном внешним ШИМ сигналом, не используя внутренний генератор (мелочь, для полноты возможностей)
4. Подключать внешний, автономный!, термометр - получая в итоге полностью законченную систему индикации и управления отбором на всех стадиях процесса!!!

Параграфы 2 и 4 - это ключевые моменты.
Звучат неброско, однако на практике (две недели развлечений) я оченил эти моменты по достоинству))).

Вот фотографии предсерийного макета, в оконцовке размеры могут еще уменьшится.
Общий вид клапана с процессором управления - коробочка установлена прямо на клапане

вид сбоку))

На "морде" регулятор отбора (потенциометр), кнопка переключения режимов, индикаторы режимов работы.

Режимы работы (часть инструкции)

Режим#1    Ручное управление.

Вход в этот режим по включению питания.

Горят оба светодиода, период ШИМа 5,12 сек. скважность определяется
положением потенциометра.
Если приходит сигнал с термометра - клапан закрывается, светодиоды моргают с периодом 5,12 сек, скважность ~50%
Корректный сигнал с термометра - импульсы включения оптопары длительностью не менее 100 мксек. По каждому импульсу запускается програмный одновибратор на 1 сек, удерживающий клапан закрытым (на период пауз "писка" термометра).

Неразвязанный гальванически вход(сухой контакт) внешнего управления работает аналогичным образом.

Режим#2  Внешнее управление.

С периодом ~1 сек светодиоды зел/красн перемигиваются. Состояние клапана определяется внешним сигналом (как сухого контакта, так и входа оптрона). Задержки в 1 сек. на включение нет. Контакты разомкнуты - клапан открыт, замкнуты (оптрон запитан ) - закрыт.

Режим#3 Клапан принудительно закрыт.

Горит красный светодиод.

Режим#4 Клапан принудительно открыт.

Горит зеленый светодиод.

Говоря русским языком, эта херня означает следующее.

Есть несколько режимов работы

1. Ручное управление
Положение регулятора определяет величину отбора.
Крутнули на минимум - клапан раз в 5 секунд на чуток открывается, капля падает в приемник продукта.
Крутнули посильнее - окрывается подольше - струя потолще. То есть клапан работает в режиме регуляции отбора от нуля до полного слива!!!

2. В этом режиме клапан позволяет реализовать старт/стоп.
Для примера (чень удачного примера, кстати) продемонстрирован гибрид клапана с автономным терометром, имеющи функцию писка по достижению заранее выставленной температуры.
Термометр воткнут в колонну, от него идет кабель к контроллеру. как только температура достигла максимальной, запрограммированной на термометре - клапан из режима регулятора переходит на полный стоп!!
То есть реализуется ПОЛНЫЙ алгоритм старт/стопа, одновременно с регуляцией отбора, без каких-либо механических крутилок...

3. Часто бывает нужно либо полностью закрыть отбор, либо наоборот - слить полностью конденсат. Для этого предусмотрены режимы "полный стоп" или "полный пуск"

4. И еще - есть отдельный вход, для принудительного стопа - например, от внешней системы безопасности процесса.

И все эти возможности - в двух девайса размером со спичесный коробок. Один воткнут в колонну (термометр),второй висит на отборе продукта (клапан с процессором)

Такие вот дела, граждане)) 

Хорошая конструкция, можно сделать ещё меньше, но тогда уже управлять будет сложнее...
Я всё же больше люблю низкое напряжение (напр. 12 в), оно как-то безопаснее...

Клапан непрерывно щелкает на протяжении всего отбора и голов и тела?Zapal, 19 Апр. 12, 01:09

Да, непрерывно. Меня не напрягает, поскольку я возле колонны не нахожусь (затем и автоматика))), да и клацает негромко - привыкаешь быстро.

В клапане, между его корпусом и переходником на трубку, зажата дросселирующая шайба. Диаметр шайбы (а также высота установки клапана - столб спирта над клапаном, строго говоря) определяют максимальную пропускную способность девайса, при постоянно открытом клапане.
То есть, если твоя колонна дает максимум товарного спирта литр в час, то можно подобрать дроссель на эту величину, и клапан при отборе тела будет открыт постоянно, до самых хвостов. Однако мне такой вариант не нравится, поскольку клапан/регулятор нужен и при недоректификации, к примеру - а там уже отбор не литр, а полтора, а то и два в час.

можно сделать ещё меньше,SnakeFish, 19 Апр. 12, 03:10

Можно, плата и разводится под меньший корпус. Однако и макет выглядит совершенно гармонично, в смысле эстетики и массогабаритов))) Внутри ПИК с обвязкой, и блок питания конденсаторный

Я всё же больше люблю низкое напряжение (напр. 12 в), оно как-то безопаснее...SnakeFish, 19 Апр. 12, 03:10

Я долго размышлял над этим моментом, поскольку полжизни занимался электроникой, образование соответствующее. Чаще всего профессионалы так и настроены ( к примеру, своего разработчика еле убедил делать такую схему)

Можно было блок питания взять в корпусе под розетку, и клапан на 12В, конечно. Однако соображения тут следующие
1. В состав системы входят ТЭНы, воткнутые в 220В. От этого никуда не денешься
2. Клапан на 220В промышленного исполнения, напряжение подается на катушку, которая изолирована от корпуса, все штатно выпускается сотнями тысяч
3. Термометр изолирован от девайса - стоит опторазвязка

Сколько будет стоить?dmitriy79, 19 Апр. 12, 00:52

А хер его знает)))
Клапан стоит 600 рублей, термометр 750.
Процессор был задуман именно как бюджетное решение, но точная стоимость (если он доживет до внедрения) - будет определена только после калькуляции первой партии.

Кстати говоря, термометр остается полноценным термометром - у него выпаивается пищалка (которой все равно никто не пользуется) и вместо нее ставится разьем. Разьем надет - система собрана. Отсоединили кабель - термометр используется как термометр, автономно.
То же самое касается и клапан/регулятора. Автономно он эксплуатируется как ручной регулятор отбора, а при переводе во внешнее управление - от любого контроллера, хоть температуры, хоть давления, хоть проводимости)))

Очень классная вещь, особенно если учесть что ректификация у меня проходит на индукционной плитке и соответственно нет возможности такой регулировки как в случае с тенами. Думаю еще было бы полезно соединить клапан отбора с твоим датчиком переполнения емкости, чтоб когда емкость наполнилась клапан закрылся.

   YCWS1-03 Клапан электромагнитный (соленоидный клапан) на пищевые жидкости. Нейлон. Мембрана: NBR/VITON. -10...+ 80 °С; 0,0…0,7МПа. Конструкция: клапан прямого действия с поршнем. Клапан нормально закрытый. Корпус клапана выполнен из нейлона, что позволяет использовать его в пищевых устройствах: кулеры, бойлеры, кофе машины. Питание AC220В (или DC24В - на 100 рублей дороже). Ду 2,5 мм; Kv 0,18 м3/ч; присоединение 1/4".   
369 рублей(на 220 в)

И чего? Это первая попавшаяся ссылка в яндексе, небось?

Я тебе могу указать сайт в Питере, где их крупным оптом продают по 200 рублей, от ста пятидесяти штук. Или в Китае производство, где они стоят около трех долларов.

За морем телушка-полушка, как говорится...

игорь223, полгода пользую такие, очень удобные. и соединение резьбовое, и напругу сам выбираешь(5 видов)
так что не первая, и не из яндекса
сайт в питере тоже знаю, москвичи (мтд-проект) у них закупают и в розницу торгуют

Можно было блок питания взять в корпусе под розетку, и клапан на 12В, конечно. Однако соображения тут следующие1. В состав системы входят ТЭНы, воткнутые в 220В. От этого никуда не денешься2. Клапан на 220В промышленного исполнения, напряжение подается на катушку, которая изолирована от корпуса, все штатно выпускается сотнями тысяч3. Термометр изолирован от девайса - стоит опторазвязкаигорь223, 19 Апр. 12, 06:30

Просто домыслил почему внутреннее отрицание (не приязнь) в данном случае клапана на 220 вольт:
ТЭН подключен внизу и провод стелется по полу, а клапан висит на высоте под два метра на магистраль с легко воспламеняющейся жидкостью и со свисающими проводами до термометра и до розетки... Я не против пользования такой конструкцией опытными пользователями, я не поддерживаю внедрения такого исполнения в массы. ИМХО

Да и пофиг, где висит датчик - колонна то железная, проводящая.
А проводов в доме итак немеряно в розетках торчит, от той же бытовой технике на кухни, от дрелей и пылесосов...
Насчет пожароопасности - от электричества не горит спирт))) это тебе не газом пользоваться, там никаких проводо вне надо...а массы упрямо ставят кубы на печки...

Короче, ИМХО на ИМХО - я вот четыре года пользуюсь клапаном 220В - ни разу проблем не было, а вот тены прошивало раза три уже, и трусило неслабо - особенно когда босыми ногами стоишь на полу. Если уж решать задачу, то комплексно, нет?))

полгода, 3 таких же клапана, 220В - без проблем
греются не по детски, но в пределах ТХ(70С), щелкает не громко
выбор по параметрам
- цена
- вес/габариты
- удобство присоединения
- многообразие питающих напряжений
видится оптимальным

греются не по детски,alexeyT, 19 Апр. 12, 10:47

Так уже писалось на форуме про лампочку на 20 - 40 Вт, которую подключают последовательно с таким клапаном. И греются они меньше после этого.

Здесь работает шим, причем скважность обычно ниже 50%. Так что с нагревом вопросов и не было,  и нет)))

игорь223, а можно чуть подробнее про  вариант термометр - клапан?
отбор чем определяется - отверстием в шайбе? или скважностью импульсов ШИМа на клапане без шайб ?

Да все просто.
Дроссель определяет литраж отбора , когда клапан постоянно открыт. То есть подобрали дырку  колонны (к примеру) ХД4/1200 с величиной максимальной 1800-2000 мл/час.
Если клапан открыт полностью - сливаем 1800мл/час.
Если закрыт весь период - то 0, естественно.
Чуток повернули регулятор (крутнули потенциометр) - клапан начал открываться на 1/10 периода. Полсекунды открыт, четыре с половиной - закрыт.
Получили отбор голов - 180мл/час.
Крутнули наполовину - получили 900мл/час.
И так далее.

В термометре есть индикация достижения максимальной температуры, при которой он начинает пищать.
То есть, когда тело начали отбирать, термометр показывает к примеру 84С в низу колонны, куда его запихнул оператор.
Выставляем 85С, и - свободны))) Как только Тниза подросла на градус - клапан закрывается. Происходит цикл стопа, спирт сливается в колонну. Температура упала - клапан открылся, начат цикл Старта....
Оператор, если не лень, при начале клацания ручками убирает ШИМ вполовину - все как обычно.

Могу реализовать кстати это и аппаратно, у контроллера хватает запаса по мозгам. Однако пока не вижу смысла в усложнении, вроде все довольно изящно получилось. Другой вопрос, что в стадии разработки есть версия такого же "навесного" контроллера с блоком термометрии, уже встроенным в него (дисплей светодиодный прямо в корпусе клапана) Тот контроллер будет сам находить оптимальный режим отбора спирта, и сам прекращать отбор потихоньку его уменьшая к концу работы. Этот алгоритм описывался мной чуть раньше, в какой то другой ветке, где мы с Запалом рубились, и макет контроллера я где-то там и выкладывал...однако это уже другая история)))

Думаю, если все удачно пойдет - то во второй половине мая. Проблема будет скорее в термометрах, я их специально не искал, дома валялось штуки три, их и пустили в работу. Поэтому клапан/регулятор точно будет в достаточных количествах (первая партия в 50 штук запланирована) а вот с термометрами - пока вопрос открыт.

Если кто даст наводку на термометры с сигнализацией максимальной температуры - буду признателен, первый комплект - гарантированно в подарок пойдет)))

Я купил на eBay-е подобный этого, корпус отдельный (жизнь батарейки больше, да и можно поставить дисплей где удобнее для отчетов). Как у твоего, показывает с точности до 1˚C. Искал, но не нашел с 0.1˚C.

Цена отличная, но не совсем удобно будет пользоваться(( компактнее, если прямо в колонну встремить. Разрешения хватит, чтобы в низу колонны поставить, более чем, так что купил ты не зря))
Требований принципиальных два - чтобы не отключался после 15-20 минут работы и пищал по температуре!