Устройство для дозирования нестабильных растворов Советский патент 1983 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к аппаратам для приготовления простых и многокомпонеитных растворов, имеющих тенденцию к выпадению компонентов в осадок даже при кратковремен ном перерыве процесса перемешивания, и мож быть использовано в специальных видах стрюи тельных и гидротехнических работ для приготовления цементных, бентонитовых, цементнобентонитовых, цементно-песчаных и т. п. раство- i ров, в которых выпадающие в осадок компоненты склонны к твердению, а также для при готовления взрывчатых смесей на жидкой основе - акватолов с аналогичными сзойствами. Известно устройство для дозирования неста бильных растворов, содержащее емкости для приготовления и объемного дозирования каждого компонента раствора с последующим их вытеснением в смеситель, где происходит их полное смешивание 1. Недостатком устройства является то, что каждый компонент готовится отдельно, при этом объемные дозаторы не имеют устройства, обеспечивающего предовращение выпадения компонента в осадок. Кроме того, для приготовления каждой порции многокомпонентного раствора требуется дополнительное время для полного их смешивания в смесителе. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для дозирования нестабильных растворов, содержащее насос, нагнетательный трубопровод которого соединен через распределительный клапан и байпасе с накопительной емкостью и внутренней полостью объемного дозатора, снабженного клапаном вьщачи раствора и клапаном впуска вытесняющего агента и клапаном запирания обратного трубопровода, соединенного с накопительной емкостью 12. Однако в известном устройстве поршневой дозатор представляет собой достаточно сложный механизм с изнашивающимися деталями, Причем интенсивность износа поршня и гильзы цилиндра резко возрастает при работе с образивосодержащими или химически агрессивными растворами, такими как, например, цементным песчаным или акватолами, что сю1жает надежность работы всей системы; при длительной циркуляции раствора через полость дозатора и обратный трубопровод и накопительную емкость (при временном перерыве разбора раствора, но при его наличии в накопительной емкости) интенсивность перемешивания раствора в байпассной линии {на участке между врезко байпасса в обратный трубопровод и клапаном запирания обратного трубопровода) падает до нуля, что может привести к вьшаданию компо нентов в осадок и их твердению, что, в свою очередь, приводит к нестабильности дозирования и снижению его точности; в системе циркуляции раствора по замкнутому контуру неполностью использована энергия двигателя насоса. Целью изобретения является обеспечение стабилизации и повышения точности дозирования, путем предовращения возможности выпадения в осадок компонентов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем насос, нагнетательный трубопровод которого соединен через распределительный клапан и байпасе в виде трубопровода с накопительной емкостью и рабочей полостью объемного дозатора с клапанами выдачи дозы раствора и выпуска вытесняющего агента и клапан запирания обратного трубопровода, соединенного с накопительной емкостью, и исполнительные механизг ы, обратный трубопровод снабжен двумя разводными патрубками с соплами, размещенными в накопительной емкости с диаметрально противоположных сторон вдоль параллельных стенок и днища емкости навст1зечу друг другу, при этом объемный дозатор выполнен в виде съемной секции отрезка трубопровода с присоединительными входным и выходным патрубками, причем на входном патрубке установлены клапан выдачи дозы раствора и распределительный клапан, а на выходном - клапан впуска вытесняющего агента и клапан запирания обратного трубопровода. Кроме того, с целью обеспечения возможности увеличения объема дозы, в нем съемная секция отрезка трубопровода выполнена в виде спирали. На фиг. 1 представлено устройство для дозирования нестабильных растворов, общий вид; на фиг. 2 - конструкция вставной секции трубопровода (дозатора), вьшолненная в виде спирали; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство для дозирования нестабильных растворов состоит из накопительной емкости 1, оборудованной роторным побудителем 2 и встроеннъ1м в днище 3 всасывающим патрубком 4 насоса 5. При этом нагнетательный трубопровод 6 насоса 5 соединен с объемным дозатором, выполненным в в){де вставной секции 7 трубопровода, внутренний диаметр которого не превышает 3-4-х диаметров нагнетательного трубопровода 6 насоса 5. По условиям компактности вставная секция 7 может быть вьшолнена изогнутой по кривой линии, например, в виде спирали. По продольной оси секции трубопровода на противоположных концах установлены присоединительные патрубки 8 и 9. На входном патрубке 8 смонтированы управляемые пневмоцилиндрамн клапан 10 выдачи раствора с раздаточной трубкой 11 и распределите.11ьный клапан 12 избирательной пода ЧИ раствора в полость дозатора 7 через отверстие седла 13, или через отверстие седла 14, сливную полость 15 и байпасе 16 в накопител иую емкость 1, причем байпасе 16 выполнеи в виде короткой вертикальной трубы, установ ленной на сливной полости 15 клапана 12, с возможностью опорожнения самотеком, стенки которой и верхняя крышка 17 образуют совмещенные сливную полость клапана и байпассную трубу. На выходном патрубке 9 установлен клапан 18 вьшуска вытесняющего агента и запирания обратного трубопровода 19. Объемный дозатор 7 через щтуцер 20 соединен с обратным трубопроводом 19, при этом конец штуцера 19 выполнен в виде размещенного во внутренней полости выходного патрубка 9 седла 21, установленного соосно и параллельно седлу 22 клапана 18, а между ними /станов-: лен общий запорный орган 23, смонтированный на штоке 24 общего исполнительного механизма вьшолненного в виде пневмоцилиндра 25, Обратный трубопровод 19 соединен с накопительной емкостью 1 при помощи разводных патрубков 26 с равными по длине плечами, концы которых оборудованы соплами 27, введенными в емкость 1 с диаметрально противоположных сторон параллельно и навстречу дру другу, причем сопла 27 удалены друг от друга через равные интервалы, а их оси параллельньг стенкам 28 и днищу 3 емкости 1. . Устройство работает следующим образом. Поступивший в накопительную емкость 1 раствор, постоянно перемешивающийся роторным побудителем 2, забирается через всасывающий патрубок 4 насосом 5 и подается через распределительный клапан 12 в полость , вставной секции 7 трубопровода. При закрытых клапанах 10 и 18, а также сливной полости 15 распределительного клапана 12 раствор прокачивается по продольной оси и по всему сечению вставной секции 7, поступая на ее противоположном конце в обратный трубопровод 19. Прокачивание раствора через вставную секцию 7 по продольной оси и по всему селению трубы, нагнетательного трубопровода 6 насоса предовращает образование застойных зон и снижение скоростей, способствующих вьшадению компонентов в осадок во внутренней полости дозатора, а также позволяет существенно сократить время дозирования за счет практически неограниченного увеличения объема доза разовой выдачи, что особенно важно для таких технологических процессов, как заряжание скважин жидкими взрывчатыми смесями - акватолами. Изменение объема вставной секции 7 трубопровода (без изменения ее диаметра и расстояния между присоединительными патрубками 8 и 9) достигается путем изменения ее длины. Заполнив полость объемного дозатора 7, раствор поступает через отверстие седла 21 штуцера 20 и обратный трубопрювод 19 в патрубки 26. Проходя через равные по длине плечи патрубков 26, раствор выбрасывается через равноудаленные друг от друга сопла 27, оси которых ориентированы навстречу друг другу и параллельно днищу 3 и стенкам 29 накопительной емкости 1, обеспечивая дополнительную циркуляцию в емкости с полным использованием параметров насоса 5. Подобная оркентация сопел и их расположение в непосредственной близости стенок и дниша емкости 1 обеспечивает дополнительный гидромониторный зффект, значительно снижающий возможность выпадения компонентов в осадок в емкос1И Ь Выдача дозы раствора осуществляется следующим образом. Запорный орган распределительного клала на 12 перекрывает отверстие седла 13, при зтом одновременно открывается отверстие седла 14, через которое раствор поступает в сливную полость 15, и далее через байпасе 16 сливается в накопительную емкость 1. Затем одновременно открывается клапан 10 выдачи раствора и клапан впуска вытесняющего агента 18, при зтом запорный орган 23 клапана 18 запирает отверстие седла 21 штуцера 20. Под действием поступающего под давлением агента происходит вытеснение раствора из дозатора 7 в раздаточную трубку 11. В качестве вытесняющего агента, главным образом, используется сжатый воздух, хотя в ряде технологических процессов может применяться сжатый инертный газ. После окончания дозирования закрываются клапаны выдачи раствора 10 и впуска вытесняющего агента 18, а затем запорный орган распределительного клапана 12 перекрывает отверстие седла 14 его сливной полости 15. Далее восстанавливается процесс заполнения полости дозатора 7 раствором и его циркуляции по замкнутому контуру. Благодаря конструкции совмещенной сливной полоСтн 15 с байпассной трубой 16, остатки раствора по их стенкам стекают самотеком в накопительную емкость 1. Устройство позволит обеспечить стабильность и повысить точность дозирования.

2 /И

.1

27

(jf

/h

9

Фиг2 Д- .16

1

1. УСТЮЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ НЕСТАБИЛЬНЫХ РАСТВОЮВ, содержащее насос, нагнетательный трубопровод которого соединен через распределительный клапан и байпасе в виде трубопровода, с накопительной емкостью и рабочей полостью объемного дозатора с клапанами выдачи дозы раствора и выпуска вытесняющего агента и клапан запирания обратного трубопровода, соединенного с накопительной емкостью, и исполнительные механизмы, отличающееся тем, -что, с целью обеспечения стабилизации и повышения, точности дозирования путем .предотвращения возможности выпадания в осадок компонентов, в нем обратный трубопровод снабжен двумя разводными патрубками с соплами на концах, размещенными в накопительной емкости с диаметрально противоположных сторон вдоль параллельных стенок и днища емкости навстречу друг другу, при этом объемный дозатор вьшолнен в виде съемной секции отрезка трубопровода с присоединительными входным н выходным патрубкат ш, причем на входном патрубке установлены клапан выдачи дозы раствора и распределительный клапан, а на ходном - клапан выпуска вытесняющего аген(Л та и клапан запирания обратного трубопровода. 2. Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что с целью обеспечения возможности увеличения объема дозы, в нем съемная ; секция отрезка трубопровода вьшолнена в виде спирали. ю 4 СП

Фиг.З