СМЕСИТЕЛЬНОЕ ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК B64F1/36 

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано на топливозаправщике летательных аппаратов.

Известно смесительное дозирующее устройство [Патент Японии N 54-10873].

Устройство состоит из бака и дозирующего клапана, который выполнен в виде цилиндрической цапфы из электроизоляционного материала, в которой перемещается ферромагнитный поршень привода с двумя штоками из электроизоляционного материала. Концы штоков имеют коническую форму и выполняют функции клапанов. При возвратно-поступательном движении привода концы штоков попеременно садятся в седла гнезд, образованных в противоположных торцах цилиндрической камеры и соединенных клапанами с одной стороны - с всасывающим патрубком насоса, а с другой - с линией всасывания жидкого компонента из бака. Внутренняя полость цилиндрической камеры соединена со стороны линии всасывания жидкого компонента с дозировочной камерой, расположенной снаружи корпуса клапана и выполненной в виде уплотненной цилиндрической втулки, на которую надета резиновая груша. Привод осуществляется посредством кольцевого магнита, расположенного снаружи камеры на линейном электромеханическом приводном устройстве.

Недостатком является сложность изготовления дозирующего клапана.

Известно также смесительное дозирующее устройство [Патент ФРГ N 2544326] .

Устройство состоит из камеры дозирования, помещенной по ходу основного потока, который пропускается через проходы в периферийной части камеры. Полость камеры коаксиальна полости трубопровода и открыта с обратной стороны (считая по ходу основного потока). Здесь имеется седло, клапан которого смонтирован на штоке, одним концом закрепленном в камере дозирования. На другом конце штока закреплена подпружиненная в направлении потока турбинка, вторая опора которой в виде цапфы, являющейся продолжением штока, вращается во втулке антизавихрителя. Под воздействием потока основной жидкости вращается и одновременно совершает поступательное движение, сжимая пружину, вся система турбинка - цапфа - шток. При осевом перемещении штока изменяется щель между тарелкой клапана и седлом камеры дозирования, а следовательно, и расход добавляемой жидкости. Регулирование соотношений расходов жидкостей обеспечивается набором пружин разной жесткости, а также путем изменения угла атаки лопастей турбинки при помощи червячного валика, размещенного внутри цапфы в осевом канале.

Недостатком является сложность конструкции (много трущихся и вращающихся частей).

Наиболее близким по достигаемому результату к заявляемому устройству является агрегат [Авторское свидетельство СССР N 184150 МПК B 64 D 1996 г.] для введения присадки в топливо при заправке самолетов.

Устройство состоит из бака присадки, имеющего мерное стекло, заливную горловину с сеткой и сливной кран. Бак магистралью (шлангом) соединен с топливоподводящим трактом, выполненным в виде трубопровода. В эту магистраль включен насос, связанный через две конические шестерни с приводной крыльчаткой, установленной в топливоподводящем тракте и вращаемой потоком топлива. В магистраль также вмонтированы поточный кран и форсунка перед крыльчаткой, которые дозируют присадку, добавляемую к топливу.

Недостатки агрегата:
- в агрегате идет несколько переходов энергии из одного вида в другой. (Гидравлическая энергия основного потока преобразуется в механическую энергию крыльчатки. Затем механическая энергия крыльчатки передается насосу, который в свою очередь преобразует ее в гидравлическую энергию присадки);
- из-за использования в системе плунжерного насоса невозможно работать с малоочищенными и агрессивными жидкостями;
- точность подачи плунжерного насоса понижается со временем, что ухудшает пропорциональность смешивания;
- сложность и дороговизна изготовления;
- много трущихся частей.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются упрощение конструкции и повышение точности дозирования.

Поставленные задачи достигаются тем, что в смесительном дозирующем устройстве, содержащем бак, подсоединенный к основной магистрали, в отличие от прототипа бак разделен на две полости, одна из которых соединена трубопроводом с основной магистралью перед сужением канала в трубе Вентури, включенной в основную магистраль, а другая полость бака соединена с основной магистралью в месте сужения канала в трубе Вентури.

Часть гидравлической энергии основного потока в трубе Вентури преобразуется в гидравлическую энергию жидкого компонента, что к тому же обеспечивает требуемую пропорциональность смешивания.

Таким образом, в заявляемом изобретении вместо крыльчатки и насоса для преобразования энергии используются труба Вентури и бак, подсоединенный к основной магистрали и разделенный на две полости, в одну из которых поступает жидкость основного потока из магистрали перед сужением канала в трубе Вентури, а в другой полости, соединенной с основной магистралью в месте сужения канала в трубе Вентури, находится добавляемый компонент.

Сущность устройства поясняется схемой фиг. 1.

Устройство состоит из бака 1, который собран из двух половинок и мембраны 2, разделяющей его на две полости, и трубы Вентури 3. К одной полости бака подсоединен трубопровод 4, который соединяет эту полость с основной магистралью перед трубой Вентури. Другая полость бака соединена с основной магистралью трубопроводом 5 сразу же после сужения канала основной магистрали в трубе Вентури.

Там за счет сужения канала происходят увеличение скорости течения основного потока и уменьшение его давления.

Устройство работает следующим образом. Жидкость подается по основной магистрали со скоростью V1 и давлением P1. Перед трубой Вентури часть жидкости проходит по трубопроводу в левую полость бака и создает там давление P1, равное давлению основного потока. В сужающемся канале трубы Вентури скорость основного потока возрастает до V2, а его давление падает до P2 (P1 > P2; V1 < V2). А так как это место соединено с правой полостью бака, то в этой полости создается давление P2. За счет разности давлений на мембрану бака, которая разделяет основную жидкость от добавляемой, происходит вытеснение добавляемого жидкого компонента в основной поток.

С изменением расхода меняется разность давлений, что обеспечивает постоянство пропорций смешивания.

По данному изобретению были проведены эксперименты, результаты которых приведены в приложении:
фиг. 2, на которой изображена схема испытания;
фиг. 3, на которой приведены данные испытаний и математических расчетов, а также график, построенный по этим данным.

Преимущество достигается благодаря непосредственному преобразованию гидравлической энергии основного потока в гидравлическую энергию жидкого компонента без промежуточного преобразования в механическую энергию и обратно.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано на топливозаправщике летательных аппаратов. Сущность изобретения заключается в том, что у смесительного дозирующего устройства, содержащего бак, подсоединенный к основной магистрали, бак разделен на две полости, одна из которых соединена трубопроводом с основной магистралью перед сужением канала в трубе Вентури, включенной в основную магистраль, а другая полость бака соединена с основной магистралью в месте сужения канала в трубе Вентури. Технический результат от реализации изобретения состоит в упрощении конструкции смесительного устройства и повышении точности дозирования. 3 ил.

Смесительное дозирующее устройство, содержащее бак, подсоединенный к основной магистрали, отличающееся тем, что бак разделен на две полости, одна из которых соединена трубопроводом с основной магистралью перед сужением канала в трубе Вентури, включенной в основную магистраль, а другая полость бака соединена с основной магистралью в месте сужения канала в трубе Вентури.