Дозатор жидкости

)5 6 01 Г 11/00 НИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ СССР 1982.СССР981. оэирующи ить точност ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсяустройствам и позволяет пов 2доэирования и быстродействие. Жидкость с помощью насоса 20 подается, например, в мерную камеру 1, заполнение которой контролируется узлом фиксации верхнего уровня горловины 3, выполненным в виде стакана 6, закрепленного в коллекторной емкости 5 вверх дном коаксиально горловине, и размещенного в нем датчика 16 наличия жидкости, который расположен над горловиной 3, выдает сигнал на переключение запорного элемента 14 при наполнении м жидкостью полости стакана 6 эа счет того, ь что площадь проходного сечения горловины1703 ЮВ 3 боп 1,е Рпо:Рд Здэо 1 дГ:ду01 он 1- 1 оц 11 сдкОл, сообсым с 1:О.1 пек 1 орой Г 1 кост о 5 Быоо д;тикд 16 дпипл чцдкост ц. 11 осходит то 1 се 01 ер 1.д 1,ие 1 зобретец 11 е относится к метрологии, але 1 о к доэдтору-рдсходомеру дпя эталоного нецрерыоного от.,ерцодния и выдачиздддн ых объелоо жидкостей, и может исцопьэоод 1 ься дпп высокоточной градуровки резервуаров и доэцрооанип жидкос 1 ей,дцГ.ер дпя Лоэроодгил топлива, мопокд, га 1,д и 1 опу цод бое,11 эоестен доэдт ор ез виде образцовойро е 1,1,ости, цредстдоплощий собойц,идрэски; бдк, к которому нд рдэпичцх у 1 ооичх, п зависимости от диапазоназ;ле 1 пс.1,х ве и и 11, присоединены мерные 1 орпооины с оизудпьными шкалами отсчегд. Б доэаторе имеется узел слива,оыиопе 1 ый о виде сливного клапана, узел1 ксац 1 и осрхиегоурооня жидкости, содержащий .омпенсдтор, индикатор астройки,дрос:еп иый крдц, насадку, преднаэндчен,и ДПЯ УСтРДЕИЯ ЦОГРЕШ 1 ОСтИ УРОВНЯ,ооэицкдощей о реэупьтдте воздействия падгнощей струи на эеркапо поверхности жидлсти о обрдэцоой керной емкости.Особен 1 ост 1,о этого дозагора является1 то он цредндэ 1 д сн дпя ручного эталонного отпериодия жидкости в пабордторых успоеи.1 х црц заданой температуре ие может бьть использован для непрерывого отмеродия и выдачи эддацых объе 1 о ждкости о аот олат ическом режиме.11 едостдтко 1 иэоестио о доэатора яолягч то, что уэеп фиксдции оерхнего уровнядкости споже цо кострукции и не обесеодет быс 1 родейстоия ндлиза, хотя иобе.цеподет цпдоость доливо до фикси 1.; пдоо ие 1 ттиео уровя,11 иболее близкил ио технической сущости к эдчоппемому дозатору является выб 1 дое о качестве прототипа устройстоо,1 п 11 аото 11 дтеского измерения объемногорасхода жидкости 1 доздтор-рдсходо 1 лер),содержащее дое рээдепьные мерные емкоес, о верхей части каждой иэ которых усдоола 1 уэеп фиксации верхнего уровня,окпсчающи 11 т рехходооой,рс 1 упировочныйоетиль и верхий цдтрубок, црцчем обаузла 4 иксац.и верхео урооня жидкостиимеют уэеп перелива, содержацй дод ре 1 пирооочных ое 1 пипп, верх 1 ие иатрубки,дое емкости дпл накопления избытка жидкости, переполняющей мерные е 1 лкости,дгадатчика контроля перецолне 1 ия коллек 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 дозы эд счет спида излишков .кидкости через эоэор ежду стаканом и горловиной, вкоторой ждкость устэидопиодется на уров 1 е еа осрхего торца. 2 ип. торых емкостей, соединенные с сигналиэатором уровня, доа воздухопровода для вырасниоания перепадоо давления воздуха в коплекторных емкостях и водопроводы для отвода избытка жидкости из коллекторных е 1 лкостей в сопряженную с ними мерную емкость, а также трубопроооды для слива жидкости иэ мерных емкостей.В нижней части мерной емкости установлен узел фиксации нижнего уровня, включающий нижний патрубок и трехходооой регулировочный вентиль. Два узла фиксации нижнего уровня объединены доумя узлами налива-слиоа, содержащими по два регулировочных вентиля и выходной трубопровод,В описанном дозаторе жидкость поступает в одну мерную емкость через входной трубопровод узла налива-слива и через ниж 11 ий патрубок узла фиксации нижнего уровня наполняет мерную емкость. При переполнении мерной емкости жидкость проходит через верхний патрубок узла фиксации верхнего уровня, поступает в соответствующую коллекторную емкость до уровня, ограниченного действием датчика контроля переполнения, воздействующего на сигналиэатор уровня, соединенный с блоком кодирования. После срабатывания сигнализатора уровня одновременно срабатывают регулирооочный вентиль узла фиксации нижнего уровня и регулировочный вентиль узла фиксации верхнего уровня, которые фиксируют измеряемый объем жидкости в нейтральном положении, а избыток жидости иэ коллекторной емкости через трубопровод сливается в другую мерную емкость, в которую через необходимое для слива время поступает жидкость из входного трубопрооода через узел налива-слива и свой узел фиксации нижнего уровня.Недостатком известного устройства является следующее, В узле фиксации верхнего уровня неизбежно появляются гдзовоздушные пузыри, собирающиеся в отсеках закрыл ых регулировочн ых вентилей, препятствующих свободному выходу газов из наполненной мерной емкости. Это влияет на точность измеряемого объема жидкости,Кропиле того, при дозировании необходимо задерживать жидкость на входе в мер 170397810 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ую е кмсь нэ .рсля, смбхмдимме дпя млмгм сл 1 э:+идкмсти из кмлпек.мрнсй елкмс ги, ч 1 м сх:,ет б.тр пдействие дмзэторэ.Цепь изобретения псвьение точности дмзирмвания и бысрмдействия,Указанная цель достигается тем, чтм в дмзэтмре жидкмсти, содержащем мерные емкости, каждая из которых выпмлнена с подамщим и сливным трубмпрмвмдами и горловиной, снабженной узлом фиксации верхнего урмвня, согласно изобретению введена кмллектмрная емкость, а узел фиксации верхнего урмвня каждой горловины выпмлнен в виде стакана с размещенным в нем датчиком наличия жидкости, причем стакан закреплен в кмллектмрнмй емкости вверх дном кмаксиальнм гмрлмвине, торец кмтмрмй расположен в стакане ниже датчика наличия жидкости, а площадь ее прмкмднмгм сечения больше плмщади зазмра между гмрлмвинмй и стакэнмм, сммб,енным с кмллек 1 мрнмй емкостью в егм донной части,Выпмлненим узлов фиксации верхнего уровня см стаканами обеспечивает простыми средствами полный и быстрый налив и плавный долив мерных елкмстей с мднмвременным выхмдмм газов иэ них, Наличие в стаканах отверстий гарантирует плавность слива из их дмливаеммй дм верхнего фиксирмваннмгм уровня жидкости. Наличие в стаканах датчиков контроля перелива, связанных с запмрными элементами пмзвмляет автоматизировать процесс дмзирмвания жидкостей и повысить универсальность дмзатора,На фиг.изображен дозатор; на фиг. 2 - тм же, с размещением мерных емкостей внугри кмллектмрнмй емкости,Дозатор содержит две мерные емкости 1 и 2 (фиг. 1) с удлиненными горловинами 3 и 4. Горловины 3 и 4 снабжены узлами фиксации верхнего урмвня жидкости, которые имеют одну общую кмллектмрную емкость 5, в которую выхмдят горловины 3 и 4 мерных емкмстей 1 и 2, При этом в кмллектмрнмй емкости кмаксиальнм гмрлмвинал мерных емкостей размещены вверх дном стаканы 6 и 7, внугрь которых с эазмрмм частично вхмдят гмрлмвины мерных емкостей. Стаканы б и 7 ммгут быть выполнены как цилиндрическмй формы, так и кмническмй, В верхней дмннмй части стаканы сммбщены с кмллектмрнмй емкостью 5 через отверстия 8 и 9 для пмступления в стаканы вмздуха при сливе из них жидкости, предназнэченнмй для дмлива жидкости в гмрлмвины мерных емкостей, Стаканы 8 и 9 могут также иметь форму открытого сверху и снизу полого цилиндра или кольца. Днм кмллектмрми елкости 5 лмжет быть выполнено горм омГразым с мтяер. стисм 10, к кмтмрмму мдгоед 1 неэ спиэя труба 11 Крмле гого, дпя мтвмдэ вмздух из кмлпектмрнмй емкмсти 5 мнэ лм.е быть смединенэ в свмей верхней части с дыхэ 1 ельным клапаном 12,Принципиэльм дсзэтмр ммжет быть выпмлнен с пмдачей жидкости сизу в мерные емкости 1 и 2 и сверлу в гмрлмвины 3 и 4 лерных емкостей,При подаче жидкмсги снизу мерных емкостей (фиг. 1) мни в нижней своей части сообщены с подающим трубмпрмводмгл 13 для пмдэчи жидкости через запмрные элементы 14 и 15, например клапаны, мбеспечивающие пммчередную подачу жидкости в каждую из мерных емкмстей 1 и 2, Такая конструкция дмзатмра обеспечивает тмцную непрерывную дмэирмвку жидкостей,Для автоматизации прмцессадмзирмвания в стаканах выше гмрпмвин емкостей нм ниже отверстий размещаются датчики 16 и 17 наличия жидкости, а в трубмпрмвмдах подачи жидкости устанавливаются датчик 18 температуры и запмрные элементы 14 и 15, соединенные с датчиками контроля перелива, Датчики соединяются с блоком управления, например микропроцессором (не показан), и пмэвмляют автоматически контрмлирмвать при разных температурах удельнме мбьемнме расширение при наливе мерной емкости и отключать подачу в нее жидкости при поступлении на запмрные элементы сигнала с датчика контроля перелива. Для осуществления поочередного налива мерных емкостей и осуществления тем самым непрерывности процесса дмзирмвэния дмэатмр может быть снабжен средствами управления. например на основе микропроцессора, км 1 мрые известны.В ряде случаев мерные емкости 1, 2 и 19 могут быть установлены внутри коллекторнмй емкости (фиг. 2) Этим достигается кммпактнмсть выполнения дмзатмра и такая конструкция может быть использована, например для разлива соков, пива, кваса или подобных жидкостей.В любой из описанных конструкций дмэатмрмв применяются летрмлмгически аттестмваннь,е мерные емкости, которые при смвместнмм использовании и зэ счет мписанных выше кмнструктивны; особенностей позволяют осуществлять эталонное дмэирмвэние жидкостей, которое пмпеременнм осуществляется в каждой из емкостей, эа счет чего достигается непрерывность прмцесса, При этом возрастает быстродействие самого процесса дмзирмвания. так кэк призапояея одой мерной еглкосз происходит слив другой емкости.Исцользопае единой коллек орной емкости для двух мерьх емкосз ей игклочает применение сложных регулировоных ие,лей в узле фиксации верхнего уровя жидкости, При этом закже уцрощаезся отвод газовоэдушнсй смсси иэ нацолненной мерной елкости.Выполнение узла фиксации верхнего уровня с доливными стаканами позволяет осуществлять плавный и быстрый долив жидкос 1 и в мерные емкости, что также повышает точность и быстродействие доза- тора. Возникающие цри этом излишки жидкости сливаются в единую коллекторн, ю емкость и легко утлзируются, не усложняя цри этом конструкцию.Дозатор работает следующим образом, Для дозирования жидкости заполняется одна из мерных емкостей. например 1, д зз руемой жидкостью, Заполнение осущес вляезся через подающие трубопроводы с помощью насоса 20, В это время другая мерцая емкость 2 остается неэаполгенной. После заполнения мерной емкости 1 жидкость попадает о расположенный над горловиной сакан 6 и вызывает срабатывание датчика 16 наличия жидкости, который под-.ет сигнал на отключение подачи жидкости е эту емкость на эапорный элемент 14. После эгого, в случае необходимости измереия следующего объема жидкости, окрьвается зацорный элемент 15 другой емкости 2 и происходит ее заполнение, в то вреля как первая елкость 1 опорожняется, ,давая отмеренный обьем жидкости. Заем описанный процесс повторяется, обеспечивая непрерывную дозировку жидкости.Важным моглентом для обеспечения точности дозирования является процесс цлавного и точного долива жидкости в мерма емкости. В описанной конструкции это достигается с помощью стак зное 6 и 7, в которые жидкость попадает из горловин 3 и 4 после заполнения елкзстей 1 и 2 и плавно истекает через зазор между стаканами 6 и 7 и горловинами 3 и 4. осуществляя плавный долив мерных емкостей. Для этого сумма площадей проходного сечения зазора между горловиной 3 или 4 каждой мерной емкости и стакана 6 или 7, соответственно, и отверстия о стакане меньше площади проходного сечения горловины этой мерной емкости, Плавность истечения жидкости иэ стаканов также улучшается за счет поступления в стаканы воздуха через отверстия 8 и 9.Использование предлагаемого изобретения повышает точность измерения обье 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лов жидкости до эталонной в гзтолатиче ском режиме. быстродействие и комов.тность конструкции цо сравнснио с 1 рото ином,Б стродегсз не доэатора досз игается эа сче исключения врелени наполненя коллск торной емкости жидкостью и слива ее самотеком по трубопроводу сложной конфигурации из коллекторной емкости, как это имело место в известном изобретении (прототипе), Сравнительные модельные испытания показали, что производительность дозатора увеличивается на 200 . При этом также обеспечивается воэможность с точностью до 0,05 осуществлять эталонное доз ирование, осуществляемое за счет исключения образования газовоздушных пузырей, образующихся в регулировочных вентилях, и исключения трубопроводов сложной конфигурации и повысить тел самым плавность и скорость налива жидкости до фиксированного уровня в лерньх емкостях.Для сравнения в качестве базового объекта выбран наиболее точный метод градуировки резервуаров с использованием образцовых мерников согласно ГОСТ 8.346-79 (Ст. СЭВ 1972 - 79) "Резервуары стальные горизонтальные. Методы и средства проверки". Этот метод достаточно трудоемок, так как налив производится вручную с последующим самосливом, требует промежуточных замеров уровня налива и соответствующего ему объема (например емкость 25 м градуируется в течение 5-6 дней. Затем обрабатываются данные еще два дня).Преимущества изобретения заключаются в том, что комплексно автоматизируется весь технологический процесс градуировки резервуаров и с помощью заявляемого дозатора-расходомера можно получать готовые распечатанные градуировочные таблицы (например, градуировку 25 м резервуара можно провести за несколько часов во всем практическом диапазоне температур),Дозатор находится в завершающей стадии изготовления опытного образца с автоматизацией процесса управления дозировки расхода на основе микропроцессора, с выводом данных на цифропечатающее устройство.Формула изобретения Дозатор жидкости, содержащий мерные емкости, каждая из которых выполнена с подающим и спивным трубопроводами и горловиной, снабженной узлом фиксации вЕрхнего уровня, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности доэирова10 ния и быстродействия, в него введена коллекторная емкость, а узел фиксации верхнего уровня каждой горловины выполнен в виде стакана с размещенным в нем датчи. ком наличия жидкости, причем стакан закреплен в коллекторной емкости вверх дном оставитель Н,Немц ехред М.Моргентал Корректор Л.Бескид.Химчук Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Госуд Гагарина, 1 о-издательский комбинат "Патент", г. Ужго оизводст едактор аказ 55ВНИИ коаксиально горловине, торец которой расположен в стакане ниже датчика нэлич 1;я жидкости, а площадь ее проходного сечения больше площади зазора между горловиной и 5 стаканом, сообщенным с коллекторной емкостью выше датчика наличия жидкости.