СИФОННЫЙ ДОЗАТОР Российский патент 1994 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, парфю- мерной и других отраслях промышленности для деления жидкости на равные объемы, а также в системах автоматики.

Наиболее близким по технической сущности, содержащим наибольшее число признаков, общих с предлагаемым сифонным дозатором, является устройство [1] . Отличительные конструктивные признаки предлагаемого устройства по сравнению с прототипом следующие:
1. Наличие воздушной трубки и полого конического насадка.

2. Данная часть боковой поверхности мерной емкости выполнена расширенной, а дно мерной емкости выполнено с приямком в виде гильзы.

3. Конец подводящего трубопровода размещен в донной части мерной емкости и к его торцу прикреплен полый конический насадок.

4. Всасывающий патрубок сифона опущен в приямок в виде гильзы, который, в отличие от прототипа, является неподвижным.

Недостатком устройства по прототипу в сравнении с предлагаемым устройством:
1. Относительно сложное устройство.

2. Наличие неподвижных деталей и их износ в процессе работы.

3. Возможность перекоса и заклинивания промежуточной емкости и снижение в связи с этим точности дозирования.

4. Возможность загрязнения дозируемой жидкости в связи с тем, что механизм для перемещения задатчика дозы расположен над мерной емкостью.

Целью изобретения является повышение надежности, точности дозирования и исключения скапливания на дне мерной емкости осадка. Данная цель достигается тем, что в устройство введена воздушная трубка и полый конический насадок, а донная часть боковой поверхности мерной емкости выполнена расширенной, а дно мерной емкости - с приямком в виде гильзы. Конец подводящего трубопровода размещен в донной части мерной емкости, и к его торцу, направленному вниз, прикреплен меньшим основанием полый конический насадок, через который герметично и соосно пропущен всасывающий патрубок сифона, к которому продольно прикреплена воздушная трубка с совмещением их торцев, причем всасывающий патрубок сифона опущен в приямок в виде гильзы, диаметр которого меньше большего основания конического насадка.

На чертеже показана схема сифонного дозатора.

Сифонный дозатор состоит из мерной емкости 1, подводящего трубопровода 2 с регулировочным устройством 3, сифона 4, полого конического насадка 5, воздушной трубки 6, приямка в виде гильзы 7, опор 8 и 9. Назначение деталей сифонного дозатора следующее.

Мерная емкость 1 служит для отмеривания доз и объединения всех остальных деталей дозатора в одно целое. По подводящему трубопроводу 2 дозируемая жидкость поступает в мерную емкость 1. Регулировочное устройство 3 предназначено для регулирования расхода жидкости, подаваемой в мерную емкость 1 в период настройки дозатора на определенную дозу. Через сифон 4 жидкость из мерной емкости 1 сливается в товарную (технологическую) емкость (не показана). Наиболее важной деталью, с помощью которой реализуется новый отличительный признак сифонного дозатора является полый конический насадок 5. С помощью насадка 5 формируется наклонная струя жидкости (факел), которая обеспечивает удерживание (торможение) некоторой части жидкости от ее стекания в приямок в виде гильзы 7 в момент окончания выдачи дозы. С помощью воздушной трубки 6, открытой с обоих концов, внутренняя полость приямка в виде гильзы 7 сообщается с атмосферой. Приямок в виде гильзы 7 предназначен для стока жидкости из мерной емкости 1 к концу всасывающего участка (заборной части) сифона 4. Наличие приямка в виде гильзы 7 позволяет: 1) исключить накапливание мелких и мельчайших твердых частиц, выпадающих из дозируемой жидкости в процессе нахождения ее в мерной емкости 1; 2) выбирать с помощью сифона 4 почти всю жидкость из мерной емкости 1 в момент окончания выдачи дозы; 3) увеличивать скорость опускания уровня свободной поверхности жидкости в момент окончания выдачи дозы и тем самым улучшить четкость разделения жидкости на отдельные дозы.

Опоры 8 и 9 обеспечивают устойчивость мерной емкости 1 на основании производственного помещения или технологического оборудования.

Принцип действия сифонного дозатора состоит в следующем.

При открытии регулировочного устройства 3 по подводящему трубопроводу 2 через полый конический насадок 5 дозируемая жидкость поступает в мерную емкость 1 и заполняет вначале приямок в виде гильзы 7, а затем и мерную емкость 1. После того как уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости достигнет плоскости 1, несколько превышающей верхнюю точку "горба" сифона 4, сифон 4 включается в действие, т. е. во внутренней полости сифона 4 будет течь дозирующая жидкость, заполняя все его поперечное сечение. Расход жидкости, подаваемой в мерную емкость через трубопровод 2 и насадок 5, меньшее расхода жидкости, вытекающей через сифон 4 (это условие является обязательным для нормальной работы всех сифонов периодического действия), поэтому уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1 понижается. После того как уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1 совпадет с нижним срезом полого конического насадка 5 струя из него, вылетающая в виде факела, перекроет доступ жидкости в приямок в виде гильзы. Доступ дозируемой жидкости из мерной емкости 1 в приямок в виде гильзы 7 прекращается на некоторый период времени потому, что струя за счет эжекции удерживает на некотором отдалении от центра мерной емкости 1 жидкость, препятствуя ее движению к приямку в виде гильзы 7; на дне мерной емкости 1 в это время имеет место отогнанный гидравлический прыжок. Задержке дозируемой жидкости в момент окончания выдачи дозы способствует также уширение мерной емкости у дна ее.

По указанной причине, а также потому, что диаметр приямка в виде гильзы 7 по сравнению с диаметром мерной емкости 1 мал, уровень свободной поверхности жидкости, находящейся в гильзе 7, быстро понизится. Как только уровень свободной поверхности жидкости в приямке в виде гильзы 7 совпадет с торцом восходящего участка сифона 4, воздух из атмосферы через воздушную трубку 6 поступит в сифон 4, разорвет поток движущейся в нем жидкости. Затем цикл повторится.

Достоинства сифонного дозатора.

1. Надежность действия сифонного дозатора в процессе его эксплуатации, объясняемая простотой конструкции и отсутст- вием подвижных трущихся друг относительно друга во время работы деталей.

2. Точность дозирования, определяемая следующими факторами:
Малая площадь поперечного сечения приямка в виде гильзы 7, а следовательно, большая скорость понижения уровня свободной поверхности жидкости в приямке в виде гильзы 7 в момент окончания выдачи дозы. Кроме того, приток жидкости в приямок в виде гильзы 7 в момент окончания выдачи дозы ограничен тормозящим действием факельной струи жидкости, вытекающей из полого конического насадка 5. Это в свою очередь тоже способствует увеличению скорости снижения уровня свободной поверхности жидкости в приямке в виде гильзы 7, уменьшению времени неустойчивого периода окончания выдачи дозы и повышению степени точности дозирования.

3. Исключение скапливания на дне мерной емкости 1 мелких твердых частиц, выпадающих из дозируемой жидкости. Это происходит вследствие активного перемешивания факельной струей жидкости, вылетающей из насадка 5, а также по причине значительной скорости движения жидкости в зазоре между стенками приямка в виде гильзы 7 и сифона 4.

Использование: деление жидкости на равные объемы. Сущность изобретения: дозируемая жидкость поступает в мерную емкость 1 через подводящий трубопровод 2 с коническим насадком 5 на выходном конце. Конический насадок 5 размещен соосно над гильзой 7, выполненной в виде емкости 1. В гильзу 7 соосно и герметично пропущен всасывающий конец сифона 4 с воздушной трубкой 6. После заполнения горба сифона 4 начинается выпуск дозы жидкости. В конце выпуска дозы факел жидкости, поступающей из насадка 5, отсекает оставшуюся жидкость с осадком в мерной емкости, чему способствует расширенная боковая поверхность донной части емкости 1 и уменьшенный по сравнению с большим основанием насадка 5 диаметр гильзы 7. Выдача дозы прекращается при поступлении воздуха из трубки 6 на уровень торца восходящего конца сифона 4. 1 ил.

СИФОННЫЙ ДОЗАТОР, содержащий подключенную к подводящему трубопроводу, снабженному регулировочным устройством, мерную емкость и размещенный в ней всасывающим патрубком сифон, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, точности дозирования и исключения скапливания на дне мерной емкости осадка, в него введены воздушная трубка и полый конический насадок, донная часть боковой поверхности мерной емкости выполнена расширенной, а дно мерной емкости - с приямком в виде гильзы, конец подводящего трубопровода размещен в донной части мерной емкости и к его торцу, направленному вниз, прикреплен меньшим основанием конический насадок, через который герметично и соосно пропущен всасывающий патрубок сифона, к которому продольно прикреплена воздушная трубка с совмещением их торцев, причем всасывающий патрубок сифона опущен в гильзу, диаметр которой меньше большего основания конического насадка.