ДОЗАТОР ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2008 года по МПК G01F11/22 

Использование: дозирующие устройства в сельском хозяйстве, весоизмерительной технике, водоснабжении и других отраслях промышленности.

Известно устройство для дозированной подачи жидкости В.Г.Вохмянина, которое может быть использовано для дозирования жидкостей, например, в теплицах. Оно состоит из расходного резервуара и сообщенного с ним посредством патрубка, расположенного в нижней его части, приспособления для отмеривания дозы, включающее шарнирно укрепленную на патрубке одним концом сливную трубу и соединенный с ее свободным концом, перекинутым через блок, трос, на конце которого укреплен противовес, отличающийся тем, что оно снабжено двумя магнитами, жестко укрепленными соответственно в верхней и нижней точках перемещения противовеса, при этом последний выполнен из магнитного материала для поочередного взаимодействия с магнитами (RU 2001024, В67D 5/02, опубл. 15.10.1993).

Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции, необходимость непрерывного поступления воды в резервуар, в результате чего вода не успевает прогреться. Такое устройство не позволяет использовать для дачных участков небольшой насос (например, "Малыш") для подачи воды из скважины, так как он быстро выработает свой ресурс.

Известен дозатор жидкости, содержащий корпус с расположенными в нем дополнительной емкостью и сифонной трубкой, корпус дозатора снабжен упором, закрепленном на корпусе, а дополнительная емкость размещена на оси с возможностью поворота и взаимодействия с упором и снабжена поплавком, выполненным в виде перевернутой емкости, расположенной на противолежащей упору части дополнительной емкости, причем ось расположена под центром массы дополнительной емкости, а вершина сифонной трубки - над нижнем краем поплавка (RU 2095760 C1, G01F 11/22, опубл. 10.11.1997).

Недостатками данного устройства является необходимость непрерывного поступления воды в резервуар, в результате чего вода не успевает прогреться. Такое устройство не позволяет использовать для дачных участков небольшой насос (например, "Малыш") для подачи воды из скважины, так как он быстро выработает свой ресурс.

Известен дозатор для жидкостей и способ привода его в действие, содержащий расходную емкость и взаимодействующий с емкостью сливной гиропривод, причем расходная емкость снабжена стартовым бачком, полость расходной емкости в верхней части соединена с полостью стартового бачка посредством сообщающегося канала, стартовый бачок снабжен расположенным в его полости запорным клапаном и поплавком, при этом гнездо запорного клапана посредством патрубка соединено со сливным гидроприводом, шток запорного клапана соединен с электромагнитом с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с ним, а поплавок снабжен разъединителем цепи питания электромагнита (RU 2054630, G01F 11/28, опубл. 20.02.1996).

Недостатками последнего технического решения являются: наличие дополнительного источника электроэнергии, его сложность и необходимость непрерывного поступления воды в резервуар, в результате чего вода не успевает прогреться. Такое устройство не позволяет использовать для дачных участков небольшой насос (например, "Малыш") для подачи воды из скважины, так как он быстро выработает свой ресурс.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является устройство для слива жидкости из ванн, которое может быть использовано для полива растений, содержащее гидравлическое реле времени, включающее напорный резервуар, расположенный под ним сосуд для жидкости и механизм установки интервала срабатывания, и смонтированный на выходе из ванны сливной трубопровод. Устройство снабжено камерой, соединенной со сливным трубопроводом, промежуточной емкостью и двумя сифонами, сообщенными одним концом с камерой, а другим соответственно с ванной и промежуточной емкостью, при этом колено сифона, сообщенное с промежуточной емкостью, расположено выше колена сифона, сообщенного с ванной. Сосуд для жидкости шарнирно установлен над промежуточной емкостью с возможностью опрокидывания и соединен трубопроводом с напорным резервуаром, а механизм установки интервала срабатывания реле смонтирован на трубопроводе. Механизм установки интервала срабатывания реле выполнен в виде регулируемого дросселя (RU 1150313, Е03С 1/242, опубл. 15.04.1985).

Это устройство на садовом участке работает следующим образом. Вода из скважины наполняет при помощи насоса, например типа «Малыш», расходную емкость, которая может быть выполнена в виде ванны. После этого включается гидравлическое реле времени, которое по прошествии заданного времени и нагрева воды от окружающего воздуха и солнца включает слив воды из расходной емкости на грядки.

Недостатком данного устройства является его сложность, а также необходимость ручного включения насоса для наполнения расходной емкости, то есть необходимость присутствия людей для обслуживания устройства для полива.

Задачей настоящего изобретения упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей устройства, наиболее полно удовлетворяющих требованиям полива растений без обслуживания: дозированного полива, периодичности полива, нагрева воды от солнца и окружающего воздуха и отключения полива при дождливой погоде.

Задача достигается за счет того, что дозатор, содержащий запорный кран и гидравлическое реле времени, состоящее из самоопрокидывающейся емкости, подвешенной на подвижной оси, закрепленной в стойках, и расположенным над самоопрокидывающейся емкостью механизмом установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом от источника водоснабжения, при этом самоопрокидывающаяся емкость уравновешена в загрузочном положении противовесом, дозатор имеет второе гидравлическое реле времени, состоящее из второй самоопрокидывающейся емкости, подвешенной на подвижной оси, закрепленной в стойках, и расположенным над второй самоопрокидывающейся емкостью вторым механизмом установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом, соединенным с выходным трубопроводом и запорным краном, вход которого подключен ко второму выходу источника водоснабжения, вторая самоопрокидывающаяся емкость уравновешена в загрузочном положении противовесом, на стойках на подвижной оси установлены параллельно расположенные коромысла, на концах которых установлены две переключающие емкости, размещенные под самоопрокидывающимися емкостями, переключающие емкости имеют в донной части сливы, на одной из стоек неподвижно закреплен запорный кран, ручка которого закреплена на коромысле соосно подвижной оси коромысла, имеющего возможность поворачиваться на угол 90 градусов.

При магистральном источнике водоснабжения оба выхода источника водоснабжения могут быть объединены.

При другом, более предпочтительном исполнении выходной трубопровод соединен со входом второго неподвижно закрепленного на одной из стоек запорного крана, ручка которого закреплена на коромысле соосно подвижной оси коромысла, выход второго запорного крана подключен к трубопроводу, выход которого размещен на дне расходного резервуара, выходной трубопровод расходного резервуара расположен в верхней части расходного резервуара.

В придонной части расходного резервуара над трубопроводом, размещенным на дне, установлен распределитель.

Расходный резервуар может быть выполнен в герметичном исполнении.

Блокиратор полива при дождливой погоде содержит закрепленное в стойках на подвижной оси коромысло, на одном конце которого подвешена на гибких связях, а на другом - противовес, на одной из стоек неподвижно закреплен запорный вентиль, ручка которого установлена на коромысле соосно подвижной оси коромысла, коромысло имеет возможность поворачиваться на угол 90 градусов, под емкостью и под противовесом закреплены постоянные магниты, взаимодействующие соответственно с основанием стоек и с консолью, запорный кран установлен на выходе первого трубопровода источника водоснабжения.

Если полив осуществляется из скважины при помощи насоса (например, типа «Малыш»), который работает только в момент полива, то источник водоснабжения в этом случае содержит напорный резервуар с клапаном, выход которого подключен ко второму механизму установки интервала срабатывания, а вход - к выходу насоса и ко второму выходу источника водоснабжения, один провод электропитания насоса подключен к одному выходу источника электропитания, а второй - через выключатель, неподвижно установленный на стойке, ко второму выходу источника электропитания, на коромысле установлен толкатель, взаимодействующий с выключателем.

На фиг.1 изображен схематичный вид дозатора, на фиг.2 изображен схематичный вид дозатора, имеющего более широкие функциональные возможности, на фиг.3 изображен схематичный вид блокиратора полива при дождливой погоде, на фиг.4 изображен схематичный вид дозатора, который используется в случае, если полив осуществляется из скважины при помощи насоса (например, типа «Малыш»), который работает только в момент полива.

Дозатор, изображенный на фиг.1, содержит запорный кран 1 и гидравлическое реле времени, состоящее из самоопрокидывающейся емкости 2, подвешенной на подвижной оси 3, закрепленной в стойках 4, и расположенным над самоопрокидывающейся емкостью 2 механизмом установки интервала срабатывания 5 с подведенным к нему трубопроводом от первого выхода 6 источника водоснабжения 7, при этом самоопрокидывающаяся емкость 2 уравновешена в загрузочном положении противовесом 8, дозатор имеет второе гидравлическое реле времени, состоящее из второй самоопрокидывающейся емкости 9, подвешенной на подвижной оси 10, закрепленной в стойках 4, и расположенным над второй самоопрокидывающейся емкостью 9 вторым механизмом установки интервала срабатывания 11 с подведенным к нему трубопроводом, соединенным с выходным трубопроводом 12 и выходом запорного крана 1, вход которого подключен ко второму выходу 13 источника водоснабжения 7, вторая самоопрокидывающаяся емкость 9 уравновешена в загрузочном положении противовесом 14, на стойках на подвижной оси 15 установлены параллельно расположенные коромысла 16, на концах которых установлены две переключающие емкости 17 и 18, размещенные под самоопрокидывающимися емкостями 2 и 9, переключающие емкости 17 и 18 имеют в донной части сливы 19 и 20, запорный кран 1 неподвижно закреплен на одной из стоек 4, ручка 21 запорного крана закреплена на коромысле 16 соосно подвижной оси 15 коромысла 16, имеющего возможность поворачиваться на угол 90 градусов.

При магистральном источнике водоснабжения оба выхода 6 и 13 источника водоснабжения 7 могут быть объединены.

На фиг.2 изображен схематичный вид дозатора, выполненный при другом более предпочтительном исполнении. В нем выходной трубопровод 12 соединен со входом второго неподвижно закрепленного на одной из стоек 4 запорного крана 21, ручка которого закреплена на коромысле 16 соосно подвижной оси 15 коромысла 16. Выход второго запорного крана 21 подключен к трубопроводу, выход которого размещен на дне расходного резервуара 23. Выходной трубопровод 24 расходного резервуара расположен в верхней части расходного резервуара 23.

В придонной части расходного резервуара над трубопроводом, размещенным на дне, установлен распределитель 25.

Расходный резервуар может быть выполнен в герметичном исполнении.

Блокиратор полива при дождливой погоде, изображенный на фиг.3, содержит закрепленное в стойках 26 на подвижной оси 27 коромысло 28, на одном конце которого подвешен на гибких связях протвинь 29, а на другом - противовес 30, на одной из стоек неподвижно закреплен запорный кран 31, ручка 32 которого установлена на коромысле 28 соосно подвижной оси 27 коромысла 28. Коромысло 28 имеет возможность поворачиваться на угол 90 градусов. Под протвинем 29 и под противовесом 30 закреплены постоянные магниты соответственно 33 и 34. В крайнем нижнем положении емкости 29 или противовеса 30 постоянные магниты взаимодействуют соответственно с основанием 35 стоек 26 или с консолью 36, которая закреплена на стойках 26. Запорный кран 31 может быть установлен на выходе первого трубопровода 6 источника водоснабжения 7.

Дозатор, схематичный вид которого изображен на фиг.4, предназначен для случая, когда полив осуществляется из скважины при помощи насоса (например, типа «Малыш»), который работает только в момент полива. Источник водоснабжения 7 в этом случае содержит напорный резервуар 37 с входным клапаном 38. Напорный резервуар 37 расположен выше гидравлического реле времени. Выход напорного резервуара 37 подключен к первому выходу 6 источника водоснабжения 7, а вход - к выходу насоса 39 и ко второму выходу 13 источника водоснабжения 7. Один провод электропитания насоса 39 подключен к одному выходу источника электропитания 40, а второй - через выключатель 41, неподвижно установленный на стойке 4, к другому выходу источника электропитания 40. На коромысле 16 установлен толкатель 42, взаимодействующий с выключателем 41.

Этот дозатор, благодаря напорному резервуару 37, не зависит от того, выше или ниже находится гидравлическое реле времени относительно расходного резервуара 23.

Если напорный резервуар 23 расположен выше первого гидравлического реле времени, то в этом случае его можно использовать в качестве напорного резервуара 37, соединив его трубопроводом с первым механизмом установки интервала срабатывания 5, отсоединив первый механизм установки интервала срабатывания 5 от источника водоснабжения 7, исключив при этом напорный резервуар 37 и упростив дозатор. Запорный кран 31 блокиратора полива в этом случае следует устанавливать между расходным резервуаром 23 и механизмом установки интервала срабатывания 5.

Дозатор, изображенный на фиг.1, работает следующим образом. В исходном положении переключающая емкость 17 находится в верхнем положении, при этом запорный кран 1 закрыт. От источника водоснабжения 7 при помощи подведенного трубопровода на механизм установки интервала срабатывания 5 гидравлического реле времени поступает вода, которая с малым расходом наполняет самоопрокидывающуюся емкость 2. Время наполнения этой самоопрокидывающейся емкости 2 определяет время между поливом растений. При заполнении самоопрокидывающейся емкости 2 центр тяжести ее перемещается вверх, и, в конце концов, наступает состояние, близкое к неустойчивому равновесию емкости. Вода, продолжая поступать в самоопрокидывающуюся емкость 2, начнет поступать в дополнительный объем самоопрокидывающейся емкости 2, находящейся в стороне опрокидывания, создавая опрокидывающий момент. Самоопрокидывающаяся емкость 2 начнет опрокидываться, при этом вода начнет перемещаться в сторону опрокидывания и заполнять дополнительный объем, еще более увеличивая момент опрокидывания. Самоопрокидывающаяся емкость 2 начнет еще больше опрокидываться и опорожняться в находящуюся под ней переключающую емкость 17. Процесс опрокидывания происходит лавинообразно. После опорожнения самоопрокидывающаяся емкость 2 при помощи противовеса 8 приходит в исходное, загрузочное положение.

При заполнении водой переключающая емкость 17 на коромыслах 16 начнет опускаться вниз, так как масса ее с водой будет намного больше массы второй, пустой переключающей емкости 18. Коромысла 16 повернутся на угол 90 градусов, откроют запорный кран 1, и вода начнет поступать на выходной трубопровод и осуществлять полив растений. Одновременно вода по трубопроводу поступит на второй механизм установки интервала срабатывания 11, расположенный над второй самоопрокидывающейся емкостью 9 второго гидравлического реле времени. Вторая самоопрокидывающаяся емкость 9 начнет заполняться. Через некоторое время, которое определяет время полива растений, вторая самоопрокидывающаяся емкость 9 опорожнится во вторую переключающую емкость 18, находящуюся в это время под второй самоопрокидывающейся емкостью 9. И так как к этому времени первая переключающая емкость 17 опорожнится через отверстие слива 19, то коромысла 16 повернутся на угол 90 градусов и придут в исходное состояние, запорный кран 1 закроется, и полив прекратится.

При магистральном источнике водоснабжения оба выхода 6 и 13 источника водоснабжения 7 могут быть объединены.

Дозатор, изображенный на фиг.2, более предпочтителен, так как он имеет расходный резервуар 23, который позволяет перед поливом растений нагреть воду от окружающего воздуха и солнца. Кроме того, дозатор может иметь блокиратор полива растений при дождливой погоде, который экономит воду во время дождя и не заливает растения.

Данный дозатор работает аналогично дозатору, изображенному на фиг.1. Отличие заключается в том, что введен второй запорный кран 21, установленный на коромысле 16 так же, как и первый запорный кран 1 (его установка на фиг.2 не показана). В исходном состоянии этот запорный кран 21 также закрыт, и открывается он так же, как и первый запорный кран 1, только тогда, когда сработает первое гидравлическое реле времени. В этом случае вода начнет поступать по трубопроводу снизу расходного резервуара 23, вытесняя нагретую воду на поверхность, откуда она по выходному трубопроводу 24 будет направляться на полив растений.

Для того чтобы холодная вода, поступающая снизу расходного резервуара 23, меньше перемешивалась с теплой, был введен распределитель 25, состоящий из мелких ячеек, например, из технической ткани. В этом случае холодная вода будет медленно и равномерно по всей площади расходного резервуара 23 будет подниматься и вытеснять теплую воду.

Расходный резервуар 23 может быть выполнен в герметичном исполнении. В этом случае вода для полива растений будет подаваться под давлением. В ряде случаев это более удобно, но в этом случае необходимо соблюдать требования по прочности расходного резервуара 23 или делать его в виде небольших емкостей, сообщающихся между собой вверху и внизу.

Блокиратор полива, схематичный вид которого представлен на фиг.3, работает следующим образом. В исходном состоянии, когда нет дождя и емкость 29 сухая, за счет противовеса 30 он находится вверху коромысла 28. Запорный кран 31, установленный на трубопроводе первого выхода 6 источника водоснабжения 7, при этом открыт и не влияет на работу полива. При дождливой погоде емкость 29 постепенно заполняется водой и первое время удерживается магнитом 34. Но наступает такое время, когда удерживающий момент силы магнита 34 становится меньше суммарного момента силы емкости 29 и момента силы магнита 33. Емкость 29 опустится вниз, ручка 32 запорного крана 31 повернется вместе с коромыслом 28, и запорный кран 31 закроется, вода перестанет поступать в переключающую емкость 17, и процесс полива остановится.

Через некоторое время, когда дождливая погода кончится и почва подсохнет, а вода в емкости 29 испарится, то сумма момента силы емкости 29 и момента силы удерживающего магнита 33 станет меньше момента силы противовеса 30, после чего коромысло 28 придет в исходное состояние, запорный кран 31 откроется, и процесс полива возобновится.

Магниты необходимы для того, чтобы не было неопределенного положения коромысла, которое должно всегда находиться в одном из двух крайних положений.

Если полив осуществляется из скважины при помощи насоса (например, типа «Малыш»), который работает только в момент полива, то в этом случае дозатор работает следующим образом. Когда сработает первое гидравлическое реле времени, коромысла 16 повернутся на 90 градусов, переключающая емкость 17 опустится вниз, а запорные краны 1 и 21 откроются. Толкатель 42, установленный на коромысле 16, придет во взаимодействие с выключателем 26, который замкнет цепь от источника электропитания 40 и включит насос 24. С этого момента начнется полив. Полив будет продолжаться до тех пор, пока не сработает первое гидравлическое реле времени, после чего дозатор придет в исходное состояние, и полив прекратится.

Таким образом, устанавливая при помощи гидравлических реле времени период между поливами и время длительности полива, можно добиться оптимальных условий подачи воды для растений, экономя при этом воду. Дозатор позволяет осуществлять полив растений без участия человека, что весьма важно для полива растений на удаленных дачных участках, не посещаемых владельцами ежедневно. Кроме того, применяя блокиратор полива, который отключает полив при дождливой погоде, улучшают условия роста растений.

Полив может осуществляться как от централизованного источника воды, так и из скважины при помощи насоса. Причем при поливе от централизованного источника воды устройство не требует электропитания.

Дозатор прост в изготовлении и может быть изготовлен малыми предприятиями или самостоятельно. Для обеспечения более надежной работы дозатора перед механизмами установки интервала времени 5 и 11 желательно установить фильтры (не указаны на схемах), а материалы, из которых выполнен дозатор, предпочтительно изготавливать из пластмасс, запорные краны желательно применять шаровые.

Дозатор можно применять в других отраслях техники, где отсутствует электричество, но требуется реле времени.

Дозатор можно использовать в качестве исполнительного механизма, где необходимы значительные усилия для перемещения или для поворота.

Изобретение может быть использовано для автоматического полива растений в сельском хозяйстве, может найти применение в весоизмерительной технике, в водоснабжении и других отраслях промышленности, там, где отсутствует электричество, но требуется реле времени и исполнительный механизм. Изобретение направлено на упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей, что обеспечивается за счет того, что дозатор для жидкостей содержит запорный кран и гидравлическое реле времени, состоящее из самоопрокидывающейся емкости, подвешенной на подвижной оси, закрепленной в стойках, и расположенный над самоопрокидывающейся емкостью механизм установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом от источника водоснабжения, при этом самоопрокидывающаяся емкость уравновешена в загрузочном положении противовесом. Согласно изобретению, дозатор имеет второе гидравлическое реле времени, состоящее из второй самоопрокидывающейся емкости, подвешенной на подвижной оси, закрепленной в стойках, и расположенный над второй самоопрокидывающейся емкостью второй механизм установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом, соединенным со второй самоопрокидывающейся емкостью, подвешенной на подвижной оси, и расположенным над ней вторым механизмом установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом, соединенным с выходным трубопроводом и запорным краном, вход которого подключен ко второму выходу источника водоснабжения. Вторая самоопрокидывающаяся емкость уравновешена в загрузочном положении противовесом, на стойках на подвижной оси установлены параллельно расположенные коромысла, на концах которых установлены две переключающие емкости, размещенные под самоопрокидывающимися емкостями. Переключающие емкости имеют в донной части сливы, на одной из стоек неподвижно закреплен запорный кран, имеющий возможность поворачиваться на угол 90 градусов. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Дозатор для жидкостей, содержащий запорный кран и гидравлическое реле времени, состоящее из самоопрокидывающейся емкости, подвешенной на подвижной оси, закрепленной в стойках, и расположенный над самоопрокидывающейся емкостью механизм установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом от источника водоснабжения, при этом самоопрокидывающаяся емкость уравновешена в загрузочном положении противовесом, отличающийся тем, что дозатор для жидкостей имеет второе гидравлическое реле времени, состоящее из второй самоопрокидывающейся емкости, подвешенной на подвижной оси, закрепленной в стойках, и расположенный над второй самоопрокидывающейся емкостью второй механизм установки интервала срабатывания с подведенным к нему трубопроводом, соединенным с выходным трубопроводом и запорным краном, вход которого подключен ко второму выходу источника водоснабжения, вторая самоопрокидывающаяся емкость уравновешена в загрузочном положении противовесом, на стойках на подвижной оси установлены параллельно расположенные коромысла, на концах которых установлены две переключающие емкости, размещенные под самоопрокидывающимися емкостями, переключающие емкости имеют в донной части сливы, на одной из стоек неподвижно закреплен запорный кран, ручка которого закреплена на коромысле соосно подвижной оси коромысла, имеющего возможность поворачиваться на угол 90°.2. Дозатор для жидкостей по п.1, отличающийся тем, что оба выхода источника водоснабжения объединены.3. Дозатор для жидкостей по п.1, отличающийся тем, что выходной трубопровод соединен со входом второго неподвижно закрепленного на одной из стоек запорного крана, ручка которого закреплена на коромысле соосно подвижной оси коромысла, выход второго запорного крана подключен к трубопроводу, выход которого размещен на дне расходного резервуара, выходной трубопровод расходного резервуара расположен в верхней части расходного резервуара.4. Дозатор для жидкостей по п.3, отличающийся тем, что в придонной части расходного резервуара над трубопроводом, размещенным на дне, установлен распределитель.5. Дозатор для жидкостей по п.3, отличающийся тем, что расходный резервуар может быть выполнен в герметичном исполнении.6. Дозатор для жидкостей по п.1, отличающийся тем, что содержит блокиратор полива при дождливой погоде, который включает закрепленное в стойках на подвижной оси коромысло, на одном конце которого установлена емкость, а на другом - противовес, на одной из стоек неподвижно закреплен запорный вентиль, ручка которого установлена на коромысле соосно подвижной оси коромысла, коромысло имеет возможность поворачиваться на угол 90°, под емкостью и под противовесом закреплены постоянные магниты, взаимодействующие соответственно с основанием стоек и с консолью, запорный кран установлен на выходе первого трубопровода источника водоснабжения.7. Дозатор для жидкостей по п.1, отличающийся тем, что источник водоснабжения содержит напорный резервуар с клапаном, выход которого подключен ко второму механизму установки интервала срабатывания, а вход - к выходу насоса и ко второму выходу источника водоснабжения, один провод электропитания насоса подключен к одному выходу источника электропитания, а второй - через выключатель, неподвижно установленный на стойке, ко второму выходу источника электропитания, на коромысле установлен толкатель, взаимодействующий с выключателем.