Дозатор жидкости

 

Сущность изобретения: замкнутая мерная емкость (3) размещена в резервуаре (1) и заполняется жидкостью через отверстия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818794/10 (22) 24.04.90 (46) 07,11.92. Бюл. ¹ 41 (71) Уральский филиал Всесоюзного научноисследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) Г.А,Серебряков, Е,А.Лейман и B.À,Àíèсимов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1269290, кл. 6 01 F 13/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 425053, кл. G 01 F 11/21, 1972. (54) ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ

„„5U, 1774180 А1 (57) Сущность изобретения: замкнутая мерная емкость (3) размещена в резервуаре (1) и заполняется жидкостью через отверстия (8) в дне (7) мерной емкости (3), Отверстия снабжены запорным органом (9) с нулевой плавучестью, Запорный орган (7) установлен на оси (4) с упором(5). Ось(4) закреплена на дне (7). По трубопроводу 12 в мерную емкость (3) подают сжатый воздух, Запор-. ный орган (9) закрывает отверстия (8) и дозу выдают через патрубок (6) кверху. Параметры запорного органа выбраны по соотношениям. 1 ил.

1774180

10

Изобретение относится к устройствам дозирования и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности при дистанционном управлении дозированием.

Известен дозатор, содержащий емкость для жидкости, размещенные в ней сифон и сильфон, нижняя часть которого прикреплена к ее дну, а верхняя — к поплавку. В него введены воздушная трубка, ферромагнитный элемент с постоянным магнитом, один из которых прикреплен к дну емкости в полости сильфона, а другой— к верхней части сильфона с воэможностью магнитного взаимодействия между собой, причем сильфон выполнен герметичным и сообщается с атмосферой через воздушную трубку, а поплавок выполнен со ступенчатым сечением по вертикали и прикреплен к сильфону большим сечением (а.с. СССР ¹

12б2290, кл, G 01 F 13/00, 1985).

Однако, этот дозатор имеет малую надежность при работе с агрессивными жидкостями за счет того, что сильфон в местах изгиба подвержен разрушению.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является дозатор жидкости, содержащий резервуар, мерную емкость со сливным патрубком и два трубопровода. Мерная емкость дозатора находится в резервуаре под уровнем доэируемой жидкости и ограничены двумя разьемными корпусами — верхним и нижним, последний из которых выполнен в виде стакана с отверстием внизу. Внутри мерной емкости установлен соединенный одним из трубопроводов со сливным патрубком мерный сосуд, над которым расположена воронка, соединенная через другой трубопровод с магистралью сжатого воздуха (а.с, СССР ¹ 425053, кл, 6 01 F t1/28, 1972), Однако, известный дозатор имеет недостаточно высокую точность иэ-за влияния постоянно изменяющегося уровня жидкости в резервуаре, т.к. при выдаче порции жидкости воздух вытесняет из трубопровода жидкость не только в воронку и отверстие . в стакане, но и в горловину мерного сосуда, а поскольку высота столба жидкости в трубопроводе по мере расхода ее из резервуара будет уменьшаться, то и доза тоже будет меняться. Нз точность дозирования также влияет возможность засифонивания при гидроударе в резервуаре, т,к. конец сливного патрубка находится ниже уровня жидкости в резервуаре. Точность будет уменьшаться при наличии механических частиц в жидкости ввиду отсутствия отстойной зоны. В известном дозаторе емкость

50 установлена на дно резервуара. а отверстие в сосуде находится сбоку и может засоряться такими частицами.

Цель изобретения — повышение точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что дозатор жидкости, содержащий закрепленную в расходном резервуаре, закрытую мерную емкость, верхняя часть которой снабжена патрубком подачи сжатого газа, а нижняя сообщена с расходным резервуаром, по крайней мере через одно отверстие и подключенный к мерной емкости сливной патрубок, в него введена ось с упором на одном конце. а отверстия выполнены в днище мерной емкости и снабжены запорным органом с нулевой плавучестью, ось свободным концом закреплена вертикально на днище мерной емкости и на ней с воэможностью перемещения между днищем и упором установлен эапорный орган, площадь

SK которого выбрана из соотношения и

Як =(3-4) $ So, i=i

Як — площадь запорного органа;

30 — площадь i-того отверстия в днище мерной емкости, а расстояние между днищем мерной емкости и упором выбрано из условия:

h = (0,08 — 0,10)dy, где dK — диаметр запорного органа, причем выходной конец сливного патрубка расположен выше резервуара, а мерная емкость закреплена в резервуаре над его днищем с зазором.

На чертеже представлена схема предлагаемого дозатора жидкости, Дозатор состоит из резервуара 1, внутри которого на опорных кронштейнах 2 закреплен корпус мерной емкости 3.

Резервуар 1 значительно больше мерной емкости 3. В полости мерной емкости 3 установлен сливной патрубок б, проходящий через верхнюю крышку емкости 3, а на оси

4 закреплен упор 5, В днище 7 корпуса мерной емкости 3 имеются сквозные отверстия

8, В емкости 3 на оси 4 с упором 5 расположен свободно перемещающийся клапан 9, обладающий нулевой плавучестью.

Все отверстия 8 в днище 7 расположены на площади, находящейся непосредственно под клапаном 9, и связаны с площадью клапана 9 соотношением, l =i где Як — площадь клапана 9, перекрывающая отверстия в днище 7 мерной емкости 3;

1771180

S0 — площадь i-го отверстия в днище 7 в мерной емкости 3, Ход клапана 9 ограничен упором 5 и выбран иэ соотношения

h = (0,08-0,10)ак (2) где d!< — диаметр клапана, Сжатый воздух от магистрали 10 сжатого воздуха подается через запорное устройство 11 по трубопроводу 12 в мерную емкость 3, управление запорным устройством 11 осуществляется блоком управления

13, Жидкость, выдавливаемая из емкости 3 в патрубок 6, подается в воронку 14, а из нее в приемную емкость 15. . Конец сливного па рубка 6 расположен выше уровня жидкости в резервуаре 1. Разрыв между патрубкам 6 и воронкой l4 необходим для разрыва струи жидкости в патрубке 6 после снятия давления воздуха.

Жидкость в резервуар 1 поступает через запорное устройство 16 по трубопроводу 17.

Дозатор жидкости работает следующим образам.

В исходном состоянии резервуар 1 заполняется жидкостью па трубопроводу 17 через открытое запорное устройство 16 до уровня Н1, где Н1 — высота столба жидкости от уровня дна 7 мерной емкости 3 да поверхности жидкости, Клапан 9 выбирается в зависимости от физика-химических свойств жидкости таким образом, чтобы его вес был равен весу вытесненной им жидкости, т,е. клапан обладал нулевой плавучестыа.

Клапан 9 мерной емкости 3 перекрывает все отверстия 8 в днище 7 после ее заполнения жидкостью.

Ва время заполнения мерной емкости 3 жидкостью, магистраль 10 сжатого воздуха перекрыта запорным устройствам 11, например, треххадовым клапаном или другим запорным устройством, а полость мерной емкости 3 через трубопровод 12 соединена через запорное устройство 11 с атмосферой. При дазировании блок управления I3 через запорное устройство 11 соединяет магистраль с>катага воздуха 10 с мерной емкостью 3.

После подачи воздуха из магистрали 10 избыточного давления жидкость по патрубку 6 изливается в воронку 14, па которой стекает в емкость 15. Клапан 9 мерной емкости 3 гидрастатической силой F прижимается к отверстиям 8

F = -рЯк + PK - P, (3) где F — гидростатическая сила; р — давление воздуха в магистрали;

Бк — площадь клапана;

Рк — вес клапана 9;

Є— вес вытесненной жидкости клапаном 9, находящимся BO взвешенном состоянии.

Рк =- Рж

Гидростатическая сила F — есть величина переменная и зависит от удельно а веса жидкости(состава жидкости), высоты столба жидкости, веса и площади клапана 9.

Величина столба жидкости Н;, действующая на клапан 9 — величина, убь вающая до нуля. После достижения Н1 = 0 резервуар

1 необлодимо заполнить следующей порцией жидкости.

После опорожнения мерной емкости 3 подача воздуха прекращается, и она соединяется с атмосферой.

В связи с тем, что мерная емкость 3 пуста и давление воздуха снято, гидростатическая сила F открывает клапан от дна 7

F=- -Pw H1 Бо+ Рк (5)

l =-1 та к ка к р S к = 0 и Р;,, =- О. где р — удельный вес жи.акости, S<> — площадь одного отверстия;

n — количество отверстий;

Р» — вес клапана.

Результиру ащая сила F, обусловленная высотой столба жидкости Н1, оторвет клапан 9 отдна 7 и откроет отверстия 8, суммарная поверхность которых равна Б,для про= 1 хода жидкости в мерную емкость 3.

Паи этом клапан 9 перемещается вверх по аси 4 да упора 5 таким образо., чта хад клапана 9 выбирается из соотношения:

h = (0,0О-0,1)с4 (6) где бк — диаметр клапана, При заполнении мерной емкости 3 жидкостью значение гидрастатической силы F в уравнении 5 изменяется:

П

F = рл g So(Н вЂ” Н )+ Рк- Р w(7)

l =1 где Hz — высота столба жидкости после заполнения мерной емкости 3;

Рк — вес клапана;

Рж — вес, вытесненной жидкости клапаном, находящимся Во взвешенном состоянии.

По высоте столба жидкости в резервуаре 1 — Н2 мерная емкость 3 заполняется полностью и жидкость устанавливается в патрубке б на уровне Н>, Высота столба жидкости Н1 уменьшается на величину мер ной емкости 3. Тогда уравнение 7 можно записать:

Р Рк-Рж (8) 1774180

Составитель Г. Серебряков

Редактор С. Кулакова Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н. Бучок

Заказ 3920 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Клапан 9 по оси 4 опустится на дно 7 мерной емкости 3 и закроет отверстия 8 в дне 7, Мерная емкость 3 заполнена жидкостью и готова к следующему циклу.

При нарушении уравнения и

S» = (3 — 4),, $о, l=1 когда величина площади отверстий будет больше клапана, нарушается точностьдозирования за счет подтекания жидкости под клапан, Когда величина клапана 9 до упора 5 больше расчетной по уравнению (3), возможна протечка жидкости, а, следовательно, снижение точности дозирования дозатора.

Применение заявленного дозатора жидкости обеспечивает исключение одновременной работы подающего трубопровода 17 и патрубка б, что повышает точность доэирования ввиду отсутствия влияния гидроударов и перебоев в подаче жидкости.

Величину дозы можно изменить за счет изменения положения патрубка 6 в мерной емкости 3, при соблюдении выше указанних требований к весу и площади клапана и его свободному ходу. Дозатор жидкости применим для сильно агрессивных и токсичных жидкостей, содержащих механические частицы, эа счет отсутствия подвижных частей кроме клапана 9, и зоны отстоя под емкостью 3.

Дозатор прост в изготовлении, Формула изготовления

Дозатор жидкости, содержащий закрепленную в расходном резервуаре закры5 тую мерную емкость, верхняя часть которой снабжена патрубком подачи сжатого газа, а нижняя сообщена с расходным резервуаром по крайней мере через одно отверстие и подключенный к мерной емкости сливной

10 патрубок, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения точности доэирования, в него введена ось с упором на одном конце, а отверстия выполнены в днище мерной емкости и снабжены запорным органом с ну15 левой плавучестью, ось свободным концом закреплена вертикально на днище мерной емкости и на ней с возможностью перемещения между днищем и упором установлен эапорный орган, площадь $»

20 которого выбрана иэ соотношения S» = и

=(3-4),"., So, где S — площадь 1-го отi =1 верстия в днище мерной емкости, а расстояние h между днищем мерной емкости и упором выбрано иэ условия h = (0,08—

0,1)б», где d» — диаметр запорного органа, причем выходной конец сливного патрубка расположен выше резервуара, 30 а мерная емкость закреплена в резервуаре над его днищем с зазором.