Устройство для дозирования жидкихкомпонентов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11814431(22) Заявлено 28. 05, 79 (21) 2773158/2 3-26с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 230381,Бюллетень Но 11 М Кз В 01 Р 15/04 Государственный омнтет СССР по делам изобретений н отрытнйДата опубликования описания 23. 03. 81ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОМПОНЕНТОВ 4) УСТРОЙСТВ 20аИзобретение относится к технике дозирования, а точнее к устройствам для дозирования жидких компонентов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в горной промышленности, в частности при упрочнении антрацитов в транспортном потоке : целью уменьшения его измельчения.Известно устройство для дозирования жидких компонентов, содержащее два резервуара, соединенные трубками со смесительной камерой, приспособление для подачи давления на компоненты в резервуарах, под действи ем которого компоненты вытесняются в смесительную камеру через дозаторы, установленные на соответствующих линиях. Дозаторы приводятся в работу под действием давления и потока компонентов в линиях и мех нически соединены 11.Недостатком известного дозирующего устройства является сложность конструкции и невозможность использо вать его в качестве доэатора с заданным составом компонентов, поскольку может произойти нарушение дозировки при изменении вязкости одного иэ жидких компонентов, например карба2мидной смолы при упрочнении антрацитов в транспортном потоке.Наиболее близким к предЛагаемому является устройство для дозирования жидких компонентов, содержащее два резервуара и подводящие патрубки. В одном иэ резервуаров размещен поплавок, в котором предусмотрен водослив, сообщающийся с атмосферой и расположенный на уровне жидкости в другом резервуаре, нижняя часть которого сообщается с водосливом через подводящий патрубок. Устройство имеет элементы для отббра дозируемых жидких компонентов из резервуаров 12.Такое устройство не пригодно для доэирования жидких компонентов для приготовления, например водного раствора карбомидной смолы при упрочнеиии антрацитов в транспортном потоке с целью уменьшения измельчения, поскольку не обеспечивает эффективного доэирования из-за воэможности смешивания смолы и воды в резервуаре через водослив в поплавке, который соединен с атмосферой. При этом нарушается дозировка жидких компо" нентов, что в свою очередь приводит к разрастанию аварийной ситуации, как в самом устройстве ( в резерву 814431аре), так и .на выходе иэ него а именно в месте смешивания жидких компонентовоЗаключающейся, например, в образовании геля смолы вместо водного раствора ее заданной концентрации.Цель. изобретения - повышение эфФективности дозирования,жидких компонентов, т.е. повышение эффективности дозирования жидких компонентов за счет исключения возможности их смешивания.Указанная цель достигается тем, что для дозирования жидких компонентов устройство снабжено дополнительной емкостью с входными каналами, сообщающимися с атмосферой и имеющими затворы, взаимодействующий с ними стержнями и выходными каналами, сообщающимися с резервуарами, а стер жень снабжен подвижной перегородкой, укрепленной при помощи упругих элементов к стенкам емкости и раздедяющей ее на две камеры, при этом резервуары снабжены расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками, соединенными с камерами, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь попереч - ного сечения по длине другого патрубка определяется Формулой в которой Чоа=1 К=о+с; А=а-с; где Р 1- площадь поперечного сечения первого патрубка;- текущая координата длинывторого патрубка;Чо - начальный объем камер;т 0 - удельный вес жидкогоИкомпонента в резервуарахпричем Я 2 71 ",Р - атмосферное давленйе.Предлагаемая конструкция исключает возможность смешивания жидких компонентов в резервуарах, что повы.шает эффективность дозирования.На чертеже изображен, общий вид устройства, продольный разрез.Устройство для дозирования жидких компонентов содержит два резер-вуара 1 и 2, подводящие 3 и 4 и отводящие 5 и б патрубки, дополнительную емкость 7 с входными .каналами 8 и 9, сообщающимися с атмосферой и имеющими затворы 10 и 11, взаимодей. ствующий с ними стержень 12 и выходные каналы 13 и 14, сообщающиеся с резервуарами 1 и 2,причем стержень 12 снабжен подвижной перегогородкой 15, укрепленной при помощи упругихэлементов 16 к стенкам емкости / иразделяющей ее на две камеры .17 и18, при этом резервуары 1 и 2 снабжены расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками 19 и 20, соединенными с камерами 17 и 18, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь поперечного сечения по длинедругого патрубка определяется формулой ь ( е+кгде Г25- площадь поперечного сечения первого патрубка;текущая координата длины второго патрубка;Чо - начальный объем камер;у - удельный вес жидкогоЗО компонента в резервуарах,причем у,";Р - атмосферное давление.На патрубках 19 и 20 выше верхнего рабочего уровня жидких компонентов расположены затворы 21 и 22,которые служат для выпуска воздухаиз этих патрубков в атмосферу призаполнении резервуаров 1 и 2 жидкими компонентами. Затворы 21 и 22могут быть выполнены, например ввиде пробок, заглушек или любой запорно-регулирующей арматуры.Подводящие патрубки 3 и 4 имеютсоответствующие крышки 23 и 24, припомощи которых они герметично закрываются после заполнения резервуаров1 и 2. Отводящие патрубки 5 и б снабжены элементами 25 и 26 для отборадозируемых жидких компонентов изрезервуаров 1 и 2, Элементы 25 и 26що могут быть выполненными, например, ввиде любой запорно-регулирующей арма.туры (пробковыЕ краны, вентили,задвижки и другие устройства) .Устройство работает следующимобразом.Резервуары 1 и 2 при закрытых элементах 25 и 26 заполняются соответствующими жидкими компонентами судельным весом " и у через подводящие патрубки 3 и 4 с герметически60 закрывающимися крышками 23 и 24. Приэтом жидкий компонент с меньшимудельным весом заполняется в резервуар 1,По мере заполнения резервуаров 165 и 2 жидкими компонентами от нижнего до верхнего рабочего уровня воздух из них вытесняется через соответствующие подводящие патруб"ки 3 и 4, а из патрубков 19 и 20 воздух при заполнении их жидкими компонентами снизу вверх вытесняется через соответствующие эатворы 21 и 22,расположенные выше рабочего уровня, т.е например, на верхнем дне патрубков 19 и 20, и выполненные, например, в виде пробок или заглушек. После заполнения жидкими компонентами резервуаров 1 и 2 подводящие патрубки 3 и 4 герметично закрываются крышками 23 и 24, а патрубки 19 и 20 затворами 21 и 22.Таким образом, после заполнения и 15 герметизации устройства камеры 17 и 18 дополнительной емкости 7 будут находиться под атмосферным давлением. Поэтому перегородка 15 будет находиться в исходном среднем нейтраль ном положении, т.е. будет разделять дополнительную емкость 7 на две,равные по объему, камеры 17 и 18. При этом затворы 10 и 11 будут иметь одинаковую среднюю степень закрытия, 25 т.е. резервуары 1 и 2 будут соединяться сверху с атмосферным давлением Р.Резервуары 1 и 2 выполнены такой формы, что при изменении от нижнего до верхнего уровня отношение площадей поперечных сечений их общей горизонтальной плоскостью равно коэффициенту дозирования. А это значит, что если при опорожнении резервуаров 1 и 2 жидкие компоненты в них будут занимать одинаковый уровень, то дозирование жидкостей будет осуществляться,с заданным коэффициентом дозирования, равным отношению глощадей поперечных сечений на уровне жид костей в резервуарах 1 и 2При открытии элементов 25 и 26 для отбора дозируемых жидких компонентов, последние под действием силы тяжести будут вытекать с заданным 4 коэффициентом дозирования и пониже- . ние уровня в резервуарах 1 и 2 будет одинаковым, а расходы жидких компонентов будут соответствовать коэффициенту дозирования, т.е, отношение их будет равно последнему.Предположнм, за счет увеличения гидравлического сопротивления, например в отборном элементе 26, расход жидкого компонента из резервуара 2 уменьшился. При этом уровни жидких компонентов в резервуарах будут разные, а именно в резервуаре 2 уровень будет выае. Это приведет к тому,что полное давление воздуха в камере 18 будет больше полного давления возду ха в,камере 17, вследствие чего на перегородку 15 со стороны камеры 18 будет приложена большая сила давления воздуха, чем со стороны камеры 17. Результирующая сила давления=а, Ава Ье+а ф а ) Г 1, т е. при рр площади поперечных сечений патруб" ков 19 и 20 должны быть по их длине . постоянны и равны между собой по абсолютной величине, т.е.Р Р сопят, В таком случае патрубки 19 и 20 могут быть, например, цилиндрической или призматической форьи. ПредЛО- жим, при дозировании жидких компонентов уровень в резервуарах 1 и 2 снизился на величину и. Таким Образом, эа "одно и то же время из резервуара 1 жидкого компонента будет вытекать в объеме, равном, например Ч = 81,Ь, а из резервуара 2 - Ч 8Ь, где Я и 8- площади поперечных сечени резервуаров 1 и 2, откуда д = " = -1 т.е. коэффициент доч. 5 гзирования жидких компонентов равен отношению площадей поперечных сечений резервуаров 1 и 2. В связи с тем, что жидкие компоненты одинакового удельного веса, при снижении уровня в резервуарах 1 и 2 на одну и ту ае величину уровень в патрубках 19 и 20 воздуха будет направлена по оси стержня 12 на закрытие затвора 10, который начнет прикрывать доступ атмосферы в резервуар 1. В это же время степень закрытия затвора 11, соединяющего атмосферу с резервуаром 2, будет уменьшаться. Это приведет к уменьшению расхода из резервуара 1 и произойдет выравнивание уровней. При достижении одинакового уровня в резервуарах 1 и 2 движение перегородки 15 со стержнем 12 прекратится но при этом коэффициент до" зирования жидких компонентов будет заданным и равнымотношению площадей поперечных сечений резервуаров 1 и 2 на одинаковом уровне жидких компонентов в них.Таким образом, предлагаемое устройство для дозирования жидких компонентов представляет систему с само". выравниванием. Для этого площадь по. перечного сечения патрубка 19 выбрана постоянной по его длине, а площадь поперечного сечения по,длине патрубка 20 выбрана из условия соблюдения соотношения10 15 20 ЗО 35 40 В которой К=О+с; А=огде Р 4 5 е 3"Я. также снизится на определенную величину, одну и ту же для обоих патрубков, нгйример Ь. При этом объем камеры 17 увеличится на величину Р 1Ь, а объем камеры 18 - на РЬ т.е. на одну и ту же величину , так как Р, =Р. Поэтому и давление воздуха в камере 17 будет равно давлению воздуха в камере 18 и перегородка 15 будет находится в неподвижном состоянииПри увеличении расхода, например, иэ резервуара 2,уровень в нем будет снижаться быстрее,чем в резервуаре 1. Поэтому давление в камере 17 будет больше, чем в камере 18. При этом равнодействующая сила давления воздуха на перегородку 15 будет направлена по оси стержня 12 в сторону камеры 18, т.е. на закрытие затвора 11 и увеличение степени открытия затвора 10, Это приведет к уменьшению расхода жидкого компонента иэ резервуара 2, а значит, и к выравниванию уровней в резервуарах 1 и 2 и выравниванию давления в камерах 17 и 18, т.е. к восстановлению коэффициента дозирования.Предлагаемое устройство повышает эффективность доэирования жидких ,комПонентов иэ-за того,что конструкция устройства исключает возможность смешивания жидких компонентов в резервуарах.Использование дополнительной емкости с входными каналами, сообщающимися в атмосферой и имеющими затворы, взаимодействующего с ними стержня и выходных каналов, сообщающихся с резервуарами, снабжение стержня подвижной перегородкой, укрепленной при помощи упругих элементов к стенкам емкости, и разделяющей ее на две камеры; снабжение резервуаров расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками, соединенными с камерами, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь поперечного сечения по длине патрубка определяется формулой приведенной выше, выгодно отличает предлагаемое устройство от известного для дозирования жидких компонентов и позволяет исключить возможность смешивания жидких компонентов в резервуаре, что особенно важно, например, при приготовлении водных растворов карбамидных смол для упрочнения антрацитов в транспортном потоке; повысить надежность дозирования жидких компонентов при изменении вязкости последних, так как коэффициент доэирования при этом не зависит от вязкости; устранить дополнительные расходы на жидкие компоненты, например карбамидную смолу, при упрочнении антрацитов в транспортном потоке, так как исключено гелеобразование в резервуаре; повысить эФФективность упрочнения антрацитов в транспортном потоке раствором смолы за счет надежного доэирования; повысить надежность и долговечность работы устройства эа счет исключения смешивания жидких компонентов в резервуарах, а значит, и в подводящих и отводящих патрубках и отборных элементах; уменьшить расходы на планово-проФилактические осмотры и ремонты как самого устроЯ- ства для дозирования жидких компонеров, так и установки в целом для нанесения быстротвердеющих растворов на антрацит в потоке, так как исключена воэможность гелеобразования смолы как в самом устройстве, так и в установке в целом. В устройстве также высокая эффективность дозирования.Кроме того, исключение возможности смешивания жидких компонентов в резервуарах повышает безопасность, например, при дозировании химических жидких компонентов, которые можно смешивать только в определенном порядке (разбавление кислот водой). формула изобретенияУстройство для дозирования жидких компонентов, содержащее два резервуара, подводящие и отводящие патрубки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности доэирования жидких компонентов за счет исключения возможности их смешивания, оно снабжено дополнительной емкостью с входными каналами, сообщающимися с атмосферой и имеющими затворы, взаимодействующим с ними стержнем и выходными каналами, сообщающимися с резервуарами, а стержень снабжен подвижной перегородкой, укрепленной при помощи упругих элементов к стенкам емкости и разделяющей ее на две камеры, при этом резервуары снабжены расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками, соединенными с камерами, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь поПеречного сечения по длине другого патрубка определяется формулой площадь поперечного сечения первого патрубка; текущая координата длины второго патрубка 1 начальный объем камер; удельный вес жидкого.ПодписнССР Тираж 578Государственного кбмитета С делам изобретений и открытий Москва,Х,Раушская наб.,д. Зак иал ППППатент,г.ужгород, ул,Проектная, 4 компонента в резервуарах,причем уфуу;,Р - атмосФерное давлениеИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе