Устройство для дозирования жидкости Советский патент 1991 года по МПК A01C23/04 

Изобретение относится к устройствам для дозирования различных видов жидкостей, например, для введения растворов удобрений в поливную воду, применяемым в сельскохозяйственном производстве, в частности на дождевальных и поливочных машинах позиционного действия.

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение эффективности и надежности работы.

На фиг. представлено устройство для дозирования жидкости, общий вид.

Устройство для дозирования жидкости содержит емкость 1 с люком 2 и патрубком 3 для сообщения с атмосферой, горизонтальный перфорированный трубопровод 4, магистральный трубопровод 5 дождевальной машины (не показана), присоединен- ный посредством трубки 6 с краном 7 к нижней части емкости 1. Магистральный трубопровод 5 имеет сужение, выполненное в виде трубки Вентури 8. Угол сужения кон- фузора трубы Вентури 8 а 40-45°, а угол расширения диффузора . Труба Вентури 8 при помощи трубки 9 с обратным клапаном 10 и краном 11 присоединена к емкости 1. Цилиндр 12 присоединен посредством патрубка 13 с краном 14 к магистральному трубопроводу 5. Внутри цилиндр 12 имеет эластичную камеру 15 (на чертеже показана пунктирной линией), или поршнем 16 со штоком 17 и возвратной пружиной 18. Шток 17 крепится неподвижно к горизонтальному перфорированному трубопроводу 4, который соединен с патрубком 3 для сообщения с атмосферой при помощи гибкого трубопровода 19. В верхней части цилиндра 12 имеет уплотнение 20 и отверстие 21 для сообщения с атмосферой.

Оптимальный диаметр D цилиндра 12 определен следующим образом.

Усилие N, развиваемое в цилиндре 12 эластичной камерой 15 или поршнем 16 под минимальным напором Рмин поливочной воды в магистральном трубопроводе 5 равно

N Р

мин

-- Рмин 0,785 D2

Противодействуют усилию N вес Стр горизонтального перфорированного трубопровода 4, находящегося в растворе, вес СШт штока 17 с эластичной камерой 15 или поршнем 16 с возвратной пружиной 18, сила трения Т штока 17 с уплотнением 0и эластичной камеры 15 или поршня 16 о стенки цилиндра 12 и сила Gn необходимая для

начального сжатия пружины, тогда можно составить равенство

,2

мин

0,785- Рмин D/ GTp+GuiT+T+ Gnp

откуда оптимальный диаметр цилиндра равен

10

D 1, + Gun + Т + Gnp Pmln

5

0

5

где D - диаметр цилиндра;

Grp - вес горизонтального перфорированного трубопровода, находящегося в растворе;

Gun - вес штока с эластичной камерой или поршнем и возвратной пружиной;

Т - сила трения штока об уплотнение и эластичной камеры или поршня о стенки цилиндра;

Спрмии сила, необходимая для начального сжатия возвратной пружины;

Рмин- минимальный напор поливочной воды в магистральном трубопроводе.

Устройство для дозирования жидкости работает следующим образом.

При закрытых кранах 7, 11, 14 через открытый люк 2 емкость 1 загружают необходимым количеством дозируемых удобрений. Затем в магистральный трубопровод 5 дождевальной машины (на чертеже не показана) подают под напором поливочную воду, для чего предварительно открывают кран 7, Вода из магистрального трубопровода 5 по трубке 6 через открытый кран 7 поступает в емкость 1, образуя раствор удобрений с поливочной водой.

После заполнения образующимся раствором емкости 1 кран 7 перекрывают и герметично закрывают люк 2. При этом вну- ренняя полость емкости 1 соединена с атмосферой только посредством патрубка 3 и присоединенного к его нижнему концу при помощи гибкого патрубка 19 горизонтального перфорированного трубопровода Ј, Таким образЪм, емкость 1 превращается в сосуд Мариотта, характеризующийся тем, что расход раствора из емкости 1 через обратный клапан 10 и открытый кран 11 в трубу Вентури 8, т. е. в магистральный трубопровод 5, не зависит от уровня раствора в емкости 1, так как этот расход определяется только столбом жидкости h между осями магистрального трубопровода 5 и горизонтального перфорированного трубопровода 4 и давлением в зауженной части трубы Вентури 8, к которой присоединена трубка 9.

При прохождении поливочной воды по сужению магистрального трубопровода 5, то есть по трубе Вентури 8, в ее зауженной

5

0

5

0

5

части образуется напор, который при соответствующем выборе диаметров магистрального трубопровода 5 и зауженной части трубы Вентури 8 оказывается меньше давления в трубке 9. В результате разности давлений происходит поступление раствора из емкости 1 через обратный клапан 10, кран 11 по трубке 9 в зауженную часть трубы Вентури 8 с расходом, зависящим в т. ч. и от гидравлических потерь напора в обратном клапане 10, кране 11 и трубке 9. При открытом кране 14 поливочная вода из магистрального трубопровода 5 поступает в нижнюю часть цилиндра 12 и под действи - ем напора поливочной-воды РМин при помощи эластичной камеры 15 или поршня 16 сжимает возвратную пружину 18, в конечном итоге через шток 17 устанавливает горизонтальныйперфорированныйтрубопровод 4 на высоте h.

Расход из сосуда Мариотта определяется по формуле

V Q ft ы 2 g h ,

где Q - расход жидкости из сосуда Мариотта,

ц - коэффициент расхода трубки 9,

а)

л&

площадь поперечного сечения трубки 14;

d - диаметр трубки 14;

g 9,81 - ускорение силы тяжести;

h - столб жидкости между осями магистрального трубопровода 5 и горизонтального перфорированного трубопровода 4,- который поднимается или опускается штоком 17, в связи с чем изменяется расход раствора из емкости 1, в зависимости от изменения расхода поливочной воды в магистральном трубопроводе 5.

При изменении (увеличении) расхода поливочной воды, а следовательно, напора в магистральном трубопроводе 5 этот напор через эластичную камеру 15 или поршень 16 сжимает возвратную пружину 18 и шток 17 поднимает вверх горизонтальный перфорированный трубопровод 4, т. е. увеличивает высоту h и соответственно увеличивает расход раствора из емкости 1 в трубу Вентури 8 и далее в магистральный трубопровод 5. Таким образом происходит регулирование расхода из емкости 1 соответственно расходу поливочной воды в магистральном трубопроводе 5.

При истечении дозируемой жидкости (т. е. раствора) из емкости 1 атмосферное давление в последней над уровнем раствора поддерживается поступлением воздуха извне по патрубку 3 для сообщения с атмосферой и подсоединенному к нему горизонтальному перфорированному трубопроводу 4, который равномерно распределяет воздух

по емкости 1. Выходящий через перфорацию воздух одновременно интенсивно перемешивает раствор с целью предотвращения осаждения из раствора удобрений и насыщает раствор кислородом

воздуха.

С целью предотвращения попадания поливочной воды из зауженной части трубы Вентури 8 по трубке 9 в емкость 1 при внезапном повышении напора в зауженной части трубы Вентури 8 и превышении давления в трубе 9, что может внезапно слу- читься, например, при прекращении движения поливочной воды по магистральному трубопроводу 5 или значительном повышении напора в нем, обратным клапаном 10 мгновенно перекрывается поступление поливочной воды по трубке 9 в емкость 1.

При полностью сбработанной емкости 1 открывают люк 2, закрывают краны 11 и 14,

открывают кран 7 и вновь заполняют емкость 1 необходимым количеством удобрений.

Формула изобретения

1. Устройство для дозирования жидкости, содержащее емкость с люком и патрубком для сообщения с атмосферой, связанным с горизонтальным перфориро- ванным трубопроводом, соединенный с

нижней частью емкости трубкой с краном магистральный трубопровод, имеющий сужение в виде трубы Вентури, которое сообщено с емкостью трубкой с краном и обратным клапаном, отличающееся

тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения эффективности и надежности работ, оно снабжено цилиндром со штоком, возвратной пружиной и поршнем или эластичной камерой, при этом нижняя часть

цилиндра сообщена с магистральным трубопроводом посредством патрубка с краном, а штоковая полость снабжена уплотнением и сообщекГа с атмосферой, причем шток соединен с горизонтальным

перфорированным трубопроводом, который связан с патрубком для сообщения с атмосферой посредством гибкого трубопровода.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что диаметр цилиндра равен

D - чз E/G-гр + Gun +T -f Gnp

VРмин

где D - диаметр цилиндра;эластичной камеры или поршня о стенки циСтр - вес горизонтального перфориро-линдоа;

ванного трубопровода;Спрмии- сила, необходимая для начального

Сшт вес штока с эластичной камеройсжатия возвратной пружины;

или поршнем и возвратной пружиной;5 Рмин - минимально возможный напор

Т - сила трения штока о уплотнение иводы в магистральном трубопроводе.

Изобретение относится к устройствам для дозирования различных видов жидкостей, например для введения растворов удобрений в поливную воду, применяемым в сельскохозяйственном производстве, в частности на дождевальных и поливочных машинах позиционного действия. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение эффективности и надежности работы. Устройство для дозирования жидкости содержит емкость 1 с люком 2 и патрубком 3 для сообщения с атмосферой, горизонтальный перфорированный трубопровод 4. Вода из магистрального трубопровода 5 по трубке 6 поступает в емкость 1, образуя раствор удобрений с поливной водой. После приготовления раствора люк 2 закрывают. При прохождении воды по трубе 8 Вентури в результате разности давлений происходит поступление раствора из емкости 1. В зависимости от напора воды в магистральном трубопроводе шток 17 цилиндра 12 перемещает горизонтальный перфорированный трубопровод 4, регулируя расход раствора из емкости 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.