Устройство для подачи и слива жидкости Советский патент 1984 года по МПК F04F1/00 

Изобретение относится к дозирующей запорной арматуре и может быть использовано в качестве пневмонасоса замещения, запирающего собой спусконаливное отверстие ванны, используемой для химико-технологической обработки деталей в приборостроении, например изделий электронной техники.

Известен пневматический дозатор жидких металлов, содержащий герметичное пространство с сообщающимися между собой расходной и дозировочной камерами, напорный патрубок и патрубок, соединяющий герметичное пространство с источником сжатого воздуха 1.

Недостатком этого устройства является то, что для заправки его расходной емкости требуется транспортная тележка. Кроме того, его конструкция лишена запорного органа, способного закрыть собой отверстие в днище емкости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является насос-дозатор замещения, содержащий цилиндрический корпус с отстойником, зарядным трубопроводом и рабочей камерой с напорными трубопроводами, имеющими срезы, размещенные на различных уровнях, управляемыми от командного блока 2.

Недостатками известного устройства являются его неспособность обеспечить быстрый спуск отработавщей (загрязненной) рабочей жидкости из емкости (ванны); значительная длина напорного патрубка и оборудование его соплами, датчиками давления и клапанами, управляемыми командным блоком, что увеличивает гидравлическое сопротивление вытесняемой по этому патрубку жидкости и время наполнения емкости; необходимость применения больщих давлений сжатого воздуха для замещения жидкости ввиду значительной длины напорного патрубка; сложность командного блока и управляемой им системы дозирования и замещения жидкости в пневмонасосе.

Целью изобретения является повыщение быстродействия и надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подачи и слива жидкости, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана с отстойником, зарядный трубопровод и источник управляющей среды, в его корпусе выполнено седло и установлен с возможностью взаимодействия с ним запорный орган с внутренней дозировочной камерой, в которой размещены клапаны уровня и нагнетательный патрубок с обратным клапаном и перфорированным диском, причем в корпусе выполнены каналы, образующие заправочную и атмосферную магистрали, на наружной поверхности запорного органа выполнены кольцевые канавки с возможностью сообщения с заправочной и атмосферной магистралями корпуса, а дозировочная камера сообщена с источником управляющей среды через электропневмоклапан.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, разрез (справа от оси симметрии запорный орган условно опущен в нижнее положение, слева от оси симметрии - изображен в верхнем положении, прижатым к седлу); на фиг. 2 - верхняя часть запорного

органа, разрез; на фиг. 3 - дифференциальный электропневматический клапан, разрез. Устройство состоит из пустотелого цилиндрического корпуса 1, имеющего в верхней части седло 2 с кольцевым эластичным

уплотнением 3. Корпус устройства крепится к днищу ванны 4 болтовым соединением 5. Внутрь корпуса помещен полый цилиндрический запорный орган 6, занимающий во время работы одно из двух крайних положений: верхнее или нижнее. Запорный орган

представляет собой пустотелый цилиндр с головкой, форма которой во многом повторяет форму седла, закрытый снизу доныщком 7, образующим при этом изолированную дозировочную камеру 8. На головке запорного органа имеется кольцевой выступ 9 (фиг. 2) с характерной точкой 10, лежащей у основания этого выступа. На наружной цилиндрической поверхности рубащки имеются кольцевые канавки для установки уплотнительных манжет, а также две функциональные канавки 11 и 12, сообщающиеся посредством цепи каналов с внутренним пространством дозировочной камеры. Одна из них - канавка 11 является составным элементом тракта зарядки, состоящего из меридиальных каналов 13, кольцевого пространства 14, отсекающего гнезда 15 и канала 16. Вторая канавка 12 совместно с каналом 17, кольцевым пространством 18 и отверстиями 19 и 20 образует атмосферный тракт.

Кольцевые канавки 14 и 18 (фиг. 2), отсекающие гнездо 15, каналы 16 и 17, отверстия 19 л 20, а также клапаны 21 уровня жидкости, выполненные заодно целое с движущимися в цилиндрах 22 поплавками, выполнены в головке запорного органа 6.

Клапан 21 уровня жидкости помещен в отсекающее гнездо 15, которое соединяет кольцевую полость 14 с каналом 16. В центральной части головки запорного органа 6 имеется отверстие, продолжением которого книзу является внутренняя полость нагнетательной трубки 23, верхний конец которой также присоединен к головке запорного органа. Нижний конец трубки 23, проходящей через всю дозировочную камеру 8, образует с доныщком 7 запорного органа гарантированный зазор (фиг. 1). Сверху центральное отверстие головки заканчивается воронкой, в которую помещен обратный клапан 24. Верхняя кромка воронки переходит в расширительное пространство 25, которое сверху закрывается перфорированным диском-рассеивателем 26. В рабочем положении, т.е. во время проведения технологической операции (фиг. 1, елеза от оси симметрии), верхняя кромка рассеивателя, совпадающая с верхней кромкой головки запорного органа, лежит в одной горизонтальной плоскости с днищем ванны 4.

Снизу корпус 1 закрывается донышком 27, образуя при этом изолированное пространство 28, в котором движется запорный орган 6. В корпусе имеется также кольцевая полость 29, которая с одной стороны рядом радиальных отверстий 30 соединена с внутренним пространством 28, а следовательно, и емкостью ванны 4, а с другой стороны через каналь 31 соединена со сборной емкостью или канализацией.

В корпусе 1 имеется еще ряд каналов 32-35. Канал 32 вместе с трактом зарядки запорного органа образует систему заправки дозировочной камеры 8. Вытесняемый при заправке воздух удаляется через атмосферный тракт и канал 33 в атмосферу. Каналы 34 и 35 через дифференциальный электропневмоклапан 36 и командный вентиль 37 соединены с источником сжатого воздуха. Снизу к донышку 27 крепится отстойник 38 для сбора просочившейся жидкости. Для предотвращения ее разбрызгивания предусмотрена сетка 39. Периодический спуск жидкости производится путем выворачивания болта 40.

Дифференциальный электропневматический клапан 36 (фиг. 3) состоит из двух полостей 41 и 42, в которых расположены два затвора 43 и 44. подпружиненные пружинами 45 и 46. Клапан оснащен также контактами 47 и электромагнитом 48.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Справа от оси симметрии (фиг. 1) запорный орган 6 покоится на донышке 27. При этом кольцевые канавки 11 и 12 совмещаются с каналами 32 и 33, сообщая тракт зарядки запорного органа с заправочной магистралью, а атмосферный - с атмосферой.

Заправка камеры 8 осуществляется через канал 32, кольцевую канавку 11, меридиальные каналы 13, кольцевое пространство 14, отсекающее гнездо 15 и канал 16. Вытесняемый при заправке камеры воздух через отверстие 19, кольцевую полость 18, канал 17, кольцевую канавку 12 и канал 33 удаляется в атмосферу. Наполнение камеры 8 осуществляется до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет поплавка клапана 21. При дальнейшем повышении уровня жидкости поднимается и клапан, так как усилие, действующее на поплавок, вследствие его большей площади превосходит давление, оказываемое на головку клапана 21. Достигнув расчетного уровня жидкость посредством поплавка плотно поджимает клапан 21 к гнезду 15 и отсекает поступление жидкости из заправочной системы. При подъеме поплавка воздух из надпорщневого пространства цилиндра 22 удаляется через отверстие 20, атмосферный тракт и канал 33 в атмосферу.

После окончания заправки камеры командный вентиль 37 посредством канала 35 сообщает подпоплавковое пространство 28 с источником сжатого воздуха. С ростом давления в пространстве 28 начинается подъем запорного органа 6 до тех пор, пока он не будет прижат к седлу 2 (фиг. 1, слева от оси симметрии) Достигнув расчетного порогового давления, которое необходимо для надежного гидравлического запирания спускного отверстия, обеспечивающегося деформацией уплотнения 3, выступом 9 головки запорного органа, давление в пространстве 28 и канале 35 продолжает расти и воздух, отжимая затвор 43, заполняет полость 41. Открывщись, затвор 43 замыкает контакты 47, включая при этом цепь питания электромагнита 48. Сработавший электромагнит открывает второй затвор 44, обеспечивая доступ воздуха через канал 34 к тракту зарядки дозировочной камеры 8. Рабочая жидкость, оказавшаяся под давлением в дозировочной камере (пневмонасосе замещения), устремляется в нагнетательную трубку 23 и через обратный клапан 24 попадает в расширительное пространство 25, где гасит свою скорость, а затем через рассеиватель 26 натекает в ванну 4. В конце цикла замещения жидкости воздух прорывается в нагнетательную трубку 23 и давление в дозировочной камере резко падает. На снижение давления немедленно реагирует тарированная пружина 45, расчитанная на срабатывание только при давлениях выше порогового. Разжимаясь, она посредством затвора 43 перекрывает доступ воздуха в полость 41, разомкнув при этом контакты 47 и обесточив электромагнит 48.

Повторное включение электропневмоклапана возможно лишь после заправки дозировочной камеры 8 очередной порцией жидкости. После завершения технологической операции командный вентиль 37 отключает подплунжерное пространство 28 от источника сжатогд воздуха и сообщает его с атмосферой. С падением давления в подплунжерном пространстве запорный орган - плунжер под действием собственного веса и веса сливаемой дозы жидкости опускается вниз до упора в доныщко 27. В нижнем положении характерная точка 10 совмещается с нижней кромкой радиальных отверстий 30 и жидкость вытекает в кольцевую полость 29 а затем по каналу 31 удаляется на регенерацию или в канализацию.

Одновременно со сливом производится и повторная заправка дозировочной камеры 8, и цикл повторяется. Управление командным вентилем 37 зависит от длительности технологического процесса и может осуцлестБляться, например, кулачком или с помощью реле времени.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении быстродействия и надежности устройства и повышении производительности установок химической обработки путем сокращения межоперационного времени на подготовку ванн к работе.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ И СЛИВА ЖИДКОСТИ, содержащее корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана с отстойником, зарядный трубопровод и источник управляющей среды, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности устройства, в его корпусе выполнено седло и установлен с возможностью взаимодействия с ним запорный орган с внутренней дозировочной камерой, в которой размещены клапаны уровня и нагнетательный патрубок с обратны.м клапаном и перфорированным диском, причем в корпусе выполнены каналы, образующие заправочную и атмосферную магистрали, на наружной поверхности запорного органа выполнены кольцевые канавки с возможностью сообщения с заправочной и атмосферной магистралями корпуса, а дозировочная камера сообщена с источником управляющей среды через электропневмоклапан. (Л с: о 00 О5 со со

/5

/«.

/7

55

Ю

47

Фиг.З