Устройство для дозирования
Полезная модель относится к области обогащения руд и может использоваться для дозирования загрязненных и кристаллизующихся растворов, например, извести. В растворе извести, так называемом «известковом молоке», содержится большое количество, до 20% и более, нерастворимых песков, к тому же в контакте с воздухом раствор склонен к кристаллизации, что делает раствор извести сложно дозируемым реагентом. При непрерывном истечении дозируемых растворов, особенно при малых расходах, расходное отверстие дозатора (или щель) приходится уменьшать до нескольких миллиметров, и в этом случае оно, как правило, забивается практически мгновенно. Поэтому для надежной работы дозирующего устройства дозатор должен быть нечувствителен к реально существующей загрязненности растворов. Кроме того, надежность системы дозирования зависит не только от надежной работы дозатора, но и от состояния реагентопровода по которому раствор подается от дозатора к техническому оборудованию. Порции раствора извести сливаются в реагентопровод, по которому они движутся самотеком. В реагентопроводе имеется свободный доступ воздуха, особенно в перерывах между прохождением по нему доз или при остановке устройства дозирования. При контакте находящегося в реагентопроводе раствора извести с воздухом образуется нерастворимый осадок - углекислый кальций, который кристаллизуется на стенках трубопровода и цементирует осадок твердых частиц. Таким образом, при самотечном транспорте реагента реагентопровод интенсивно зарастает. Для его очистки с применением ударных и скребковых инструментов требуется многочасовой труд нескольких человек, так как длина реагентопровода может достигать 50 и более метров. Поэтому, как правило, диаметр реагентопровода выбирают с большим запасом, повышая тем самым срок службы реагентопровода и надежность работы устройства для дозирования. На одном предприятии количество дозаторов исчисляется десятками, условия их эксплуатации трудные, отказы дозаторов приводят к значительным технологическим потерям, поэтому для повышения их надежности и качества обслуживания требуется автоматическая диагностика их технического состояния и сигнализация аварийных отказов. Таким образом, технические результаты, достигаемые в процессе использования заявляемого устройства, заключаются в повышении надежности использования устройства для дозирования за счет автоматической диагностики его технического состояния и удобстве эксплуатации, связанном с удобством размещения заявляемого устройства в различных условиях, в том числе в ограниченном пространстве. Технические результаты достигаются за счет того, что устройство для дозирования преимущественно загрязненных и кристаллизующихся растворов, содержащее реагентопровод, который одним концом герметично соединен с проточной емкостью, а другим концом герметично соединен с установленным на его нижнем конце гидрозатвором, патрубок промывочной воды, соединенный с реагентопроводом, расходную шайбу, установленную на реагентопроводе, клапан воды, установленный на патрубке промывочной воды, согласно полезной модели снабжено клапаном слива раствора, герметично соединенным с реагентопроводом, размещенным после патрубка промывочной трубы, и датчиком давления, предназначенным для измерения давления в патрубке промывочной воды, установленным после клапана воды.
Полезная модель относится к области обогащения руд и может использоваться для дозирования загрязненных и кристаллизующихся растворов, например, извести.
В растворе извести, так называемом «известковом молоке», содержится большое количество, до 20% и более, нерастворимых песков, к тому же в контакте с воздухом раствор склонен к кристаллизации, что делает раствор извести сложно дозируемым реагентом.
При непрерывном истечении дозируемых растворов, особенно при малых расходах, расходное отверстие дозатора (или щель) приходится уменьшать до нескольких миллиметров, и в этом случае оно, как правило, забивается практически мгновенно. Поэтому для надежной работы дозирующего устройства дозатор должен быть нечувствителен к реально существующей загрязненности растворов.
Кроме того, надежность системы дозирования зависит не только от надежной работы дозатора, но и от состояния реагентопровода по которому раствор подается от дозатора к техническому оборудованию. Порции раствора извести сливаются в реагентопровод, по которому они движутся самотеком. В реагенто проводе имеется свободный доступ воздуха, особенно в перерывах между прохождением по нему доз или при остановке устройства дозирования. При контакте находящегося в реагентопроводе раствора извести с воздухом образуется нерастворимый осадок - углекислый кальций, который кристаллизуется на стенках трубопровода и цементирует осадок твердых частиц. Таким образом, при самотечном транспорте реагента реагентопровод интенсивно зарастает. Для его очистки с применением ударных и скребковых инструментов требуется многочасовой труд нескольких человек, так как длина реагентопровода может достигать 50 и более метров. Поэтому, как правило, диаметр реагентопровода выбирают с большим запасом, повышая тем самым срок службы реагентопровода и надежность работы устройства для дозирования.
Типовая схема дозирования раствора извести, приведенная в книге Ронканена В.В. «Проектирование автоматизации обогатительных фабрик» (Москва, издательство «Недра», 1978, стр.134-135) (копия прилагается) включает контур циркуляции раствора и механизм дискретного слива раствора в реагентопровод. Но элементы слива и проточная поверхность реагентопровода постоянно контактирует с воздухом, быстро зарастают, их расходные характеристики нестабильны.
Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является «Устройство для дозирования» по патенту 
26446, содержащее дозатор с приводом и расходным насадком, установленный в проточном коробе, и реагентопровод, расположенный наклонно, отличающееся тем, что оно снабжено гидрозатвором, укрепленным на нижнем конце реагентопровода, и штуцером подачи промывочной воды, установленным в месте герметичного соединения реагентопровода с расходным насадком, который герметично соединен с верхним концом реагентопровода, что предохраняет реагентопровод и дозатор от зарастания. Данное устройство может быть принято за прототип.
Недостатком прототипа является то, что в момент промывки при открытом клапане слива дозатора вода уходит, в основном, в реагентопровод, слабо промывая дозатор и входные в него отверстия.
На одном предприятии количество дозаторов исчисляется десятками, условия их эксплуатации трудные, отказы дозаторов приводят к значительным технологическим потерям, поэтому для повышения их надежности и качества обслуживания требуется автоматическая диагностика их технического состояния и сигнализация аварийных отказов.
Таким образом, технические результаты, достигаемые в процессе использования заявляемого устройства, заключаются в повышении надежности использования устройства для дозирования за счет автоматической диагностики его технического состояния и удобстве эксплуатации, связанном с удобством размещения заявляемого устройства в различных условиях, в том числе в ограниченном пространстве.
Технические результаты достигаются за счет того, что устройство для дозирования преимущественно загрязненных и кристаллизующихся растворов, содержащее реагентопровод, который одним концом герметично соединен с проточной емкостью, а другим концом герметично соединен с установленным на его нижнем конце гидрозатвором, патрубок промывочной воды, соединенный с реагентопроводом, расходную шайбу, установленную на реагентопроводе, клапан подачи воды, установленный на патрубке промывочной воды, согласно полезной модели снабжено клапаном слива раствора, герметично соединенным с реагентопроводом, размещенным после патрубка промывочной трубы, и датчиком давления, предназначенным для измерения давления в патрубке промывочной воды, установленным после клапана воды.
Благодаря дискретному режиму работы в момент открытия клапана слива раствора сливается большой объем порции раствора и в реагентопроводе возникает достаточно большая скорость потока, чтобы извлечь твердые частицы. При быстром закрытии клапана слива возникает гидроудар и происходит встряхивание выполняемого из пластиковых труб реагентопровода, что не позволяет слеживаться твердым частицам. Это дает возможность прокладывать отдельные участки реагентопровода горизонтально, что важно в стесненных условиях обогатительных фабрик.
В разные моменты работы программы дозирования показания датчика давления различны. При закрытом клапане слива давление равно величине уровня раствора в проточной емкости. При открытии клапана слива давление падает вплоть до отрицательных значений за счет эффекта сифона, создаваемого в реагентопроводе перепадом потока. При промывке устройства создается давление, близкое к давлению в сети воды. При закрытом клапане слива промывается вход в клапан, при открытом клапане слива промывается сам клапан слива и реагентопровод. То есть наличие клапана слива раствора и его расположение на реагентопроводе после патрубка промывочной трубы обеспечивает более тщательную промывку деталей устройства.
Датчик давления контролирует все процессы, протекаемые в устройстве. В контролируемые моменты времени при отклонении от заданных предельных показаний датчика давления выдаются сигналы: «нет слива», «нет раствора», «нет промывки», «низкий уровень в проточной емкости», что позволяет вовремя исправить возникшую проблему, а значит улучшить качество обслуживания подобных устройств. При необходимости сигналы могут быть разделены на аварийные и предаварийные.
Подсоединение датчика давления к патрубку воды предохраняет его чувствительный элемент от зарастания.
Клапан подачи воды может быть выполнен любым - электромагнитным, может быть просто вентиль. Главное - чтобы клапан открывал и перекрывал подачу воды в необходимый момент времени.
На фиг. показан разрез предлагаемого устройства для дозирования.
Устройство для дозирования включает реагентопровод (4), который герметично присоединен к гидрозатвору (5), который установлен на нижнем конце реагентопровода (4). Другим концом реагентопровод (4) герметично соединен с проточной емкостью (3). В верхней части реагентопровода (4) расположены расходная шайба (2) и клапан слива раствора (1). Между ними к реагентопроводу (4) присоединен патрубок промывочной воды (6), на котором расположен электромагнитный клапан подачи воды (7). Перед клапаном подачи воды (7) на патрубке промывочной воды (6) расположен датчик давления (8).
Датчик давления 8 контролирует процесс слива из емкости 3. Наличие слива из емкости 3 свидетельствует о том, что через устройство проходит раствор (когда открыт клапан 7).
Также датчик давления 8 контролирует процесс промывки устройства и контролирует наличие необходимого напора в емкости 3.
Гидрозатвор 5 предотвращает попадание воздуха в реагентопровод 4, следовательно предотвращается процесс кристаллизации раствора (извести) в реагентопроводе 4.
Расходная шайба 2 задает напор потока раствора (извести). Сечение шайбы 2 значительно меньше, чем сечение реагентопровода 4. За счет разницы расхода потока через шайбу 2 и возможный расход потока через реагентопровод 4 при открытии устройства создается давление в реагентопровде 4 и датчик давления 8 реагирует на это давление. Т.е. наличие показаний на датчике давления 8 при открытии устройства свидетельствует о том, что поток раствора течет по реагентопроводу 4, устройство работает.
Устройство дозирования работает следующим образом.
При открытом клапане 1 известь из емкости 3 поступает через расходную шайбу 2 в реагентопровод к гидрозатвору 5. При этом показания датчика давления 8 падают вплоть до отрицательных значений (вакуум). Понижение давления свидетельствует о наличии протока раствора (извести) через устройство.
Для промывки устройства открывают клапан 7 и в систему начинает поступать вода для промывки. При этом давление в системе резко возрастает, соответственно резко возрастают показания датчика давления 8, что свидетельствует о том, что идет процесс промывки.
Предварительно при открытом клапане слива (1) реагентопровод заполняется водой через клапан подачи воды (7). Гидрозатвор (5) удерживает реагентопровод (4) всегда заполненным жидкостью. После этого устройство дозирования включается в автоматический режим. Производительность устройства определяется частотой и длительностью включения клапана слива (1). Частота промывки определяется, в основном, качеством раствора. Например, при ежеминутном включении клапана слива, клапан воды включается один раз в час на несколько секунд, что не нарушает хода дозирования раствора и достаточно для промывки.
Устройство для дозирования преимущественно загрязненных и кристаллизующихся растворов, содержащее реагентопровод, который одним концом герметично соединен с проточной емкостью, а другим концом герметично соединен с установленным на его нижнем конце гидрозатвором, патрубок промывочной воды, соединенный с реагентопроводом, расходную шайбу, установленную на реагентопроводе, клапан подачи воды, установленный на патрубке промывочной воды, отличающееся тем, что устройство снабжено клапаном слива раствора, герметично соединенным с реагентопроводом, размещенным после патрубка промывочной трубы, и датчиком давления, предназначенным для измерения давления в патрубке промывочной воды, установленным после клапана воды.
