Сифонный дозатор Советский патент 1992 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пар | оперной и других отраслях промыш- лг.ннссш для деления жидкости на ровные оПьоми, э также и системах автоматики, когда необходимо выдавать дозы по заданной

ПР 01 РПММЙ.

Изпеглсн ач1омати11ескип дозатор жид- (омн сифонного inna. дейст укнчий синхронно с дозатором сыпучего материала, включающий D себя мерный бачок с наполнительным кранрм, управляемым от поплавка, и спускыым краном, установленным и сифонной трубе, внутри всасывающего конца спускной сифонной трубки монтирована с помощью сальника подвижная трубка-прерыватель сифона. Кроме того, применен уравнительный бачок для непрерывности потока дозируемой жидкости,

Hfдостаткамп данного делителя является наличие сальниковою уплотнения, fo- горсе при износе может пропускать воздух m -атмосферы, а также загрязнять дозируемую жидкость.

Трубка-прерыватель направлена концом навстречу потоку дозируемой жидкости, движущемуся в восходящем участке сифона. Эго может приводить к з-чпирзнию трубки-прерывателя и исключению попадания воздуха из атмосферы через нее внутрь сифона.

Наличие зг.иолпигслыюго крана, по- плапкз, спускного крана и других деталей существенно усложняет работу дозатора,

Известный сифонный дозатор, содержащий изогнутую труб У- погруженную одним концом в расходную емкость, и устройство для запуска и остановки, выполненное в виде ппздуупвода, подключенного к нижней части погруженною конца трубы чорсз распределитель - к источнику сжатого вол,у.з. причем доз пор снабжен дополнительным источником ежа юго воздуха, а распределитель рыпог.нен п виде генератора пневматических импульсов и связанных с ним двух пнсвмоклапаноо, подключенных к источникам сжатою воздуха Копме того,

расходная емкость снабжена переливной трубкой.

Однако данный дозатор включает генератор пневматических импульсов, пневмоклапаны, воздуховоды и др, Наконечник воздухопроводящей трубки в сифонном дозаторе расположен в непосредственной близости к входному отверстию сифона и несужен. Это исключает возможность автоматического подсасывания воздуха и разрыва потока жидкости. В дозаторе не предусмотрено автоматическое подсасывгние воздуха: воздух в трубку подается генератором пневмоимпульсов. Автоматическое подсасыззние воздуха в сифоне невозможно вследствие того, что вакуум, образуемый за счет обтекания песужеиного наконечника воздухоподводящей трубки с выходным отверстием, направленным по ходу движения

жидкости в сифоне, мал, так как наконечник воздухоподводящей трубки расположен на относительно большой глубине жидкости в мерной емкости,

Недостатки устройства, наиболее близкого по технической сущности к предлагаемому дозатору, заключаются в том, что оно обеспечивает выдачу дозы с неизменяемой программой. При этом возможно заполнение лишь одинаковых по обьему технологических емкостей.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения выдачи дозы по заданной программе.

Поставленная цель достигается тем, что

дренажная трубка снабжена регулируемым клапаном, один ее конец герметично пропущен в нисходящую ветвь сифона и направлен к его перегибу, а второй - в мерную емкость и расположен ниже восходящей

ветви сифона, причем клапан подводящего трубопровода выполнен регулируемым, а регулируемый клапан дренажной трубки размещен между мгрной емкостью и нисходящей ветвью сифона. Кроме того, цель достигается также тем, что конец дренажной трубки, расположенный в мерной емкости, направлен к дну последней дозатор снабжен установленным в мерной емкости клапаном,выполненным в виде двуплече;о рычага с жестко закрепленным запорным органом для конца дренажной трубки на одном плече и шзрнирно закрепленным поплавком на другом сто плече.

На чертеже показана схема сифонного дозатора.

Сифонный дозатор состоит из мерной емкости 1, подводящего жидкость трубопровода 2, регулируемых клапанов 3 и 4 (на- пример, кранов), сифона 5, дренажной трубки б, товарной емкости 7, запорного органа 8, горизонтального рычага 9, вертикального рычага 10, поплавка 11 и опоры 12.

Мерная емкость 1 является основной деталью сифонного дозатора. Она объединяет все остальные его детали и служит для отмеривания доз.

Подводящий жидкость трубопровод 2 предназначен для подачи жидкости, подле- жащей делению на равные обьемы в мерную емкость 1. Клапан 3 служит для регулирования расхода жидкости, поступающей о мерную емкость 1. Клапан 4 используется для регулирования расхода жидкости, движущейся по сифону 5 и дренажной трубке 6. Клапан 4 изменяет программу выдачи дозы и регулирования параметров работы дозатора. По сифону 5 жидкость переливается из мерной емкости 1 в товарную емкость 7. Дренажная трубка 6 вместе с клапаном 4 перепускает различное количество жидкости из сифона 5 в мерную емкость 1, и изменяет программу выдачи дозы и параметры работы дозатора. В товарную емкость 7 поступает доза жидкости, выданная за один период работы дозатора.

Запорный орган 8 закрывает дренажную трубку 6, в результате чего разрыв сплошности потока в сифоне 5 в момент его выключения осуществляется только при расходе Он. т.е. подача жидкости за счет запорного органа 8 из дренажной трубки 6 о момент выключения сифона отсутствует. Это, в свою очередь, облегчает разрыв сплошности потока в момент его выключения.

Поплавковый привод, состоящий из деталей 9-12, предназначен для открывания и закрывания нижнего отверстия дренажной трубки с помощью запорного органа 8.

Мерная емкость 1 расположена на жестком основании и прикреплена к нему. Трубопровод 2 находится над мерной емкостью 1. Клапан 3 расположен непосредственно вблизи мерной емкости 1 и смонтирован на трубопроводе 2. Клапан 4 расположен на горизонтальной части дренажной трубки 6.

Восходящий участок сифона 5 размещен внутри мерной емкости 1, а нисходящий участок- оне мерной емкости 1 и расположен параллельно восходящему учястку. Горизонтальный участок сифона 5 соединяет восходящий и нисходящий участки сифона 5.

Один конец дренажной трубки 6 герметично пропущен в нисходящую ветвь сифона 5 и направлен к ее перегибу, а второй в мерную емкость и расположен ниже восходящей ветви сифона 5. Конец дренажной трубки, расположенный в мерной емкости, направлен к дну последней. Товарная емкость 7 расположена под нисходящим участком сифона 5.

Клапан 4 выполнен регулируемым и размещен между мерной емкостью и нисходящей оетвью сифона 5. Дозатор снабжен установленным в мерной емкости 1 клапаном, выполненным в виде двуплечего рычага 9, 12 с жестко закрепленным запорным органом 8 для-конца дренажной трубки на одном плече и шарнирно закрепленным поплавком на другом его плече.

Сифонный дозатор работает следующим образом.

При открытии клапана 3 жидкость, подлежащая делению на равные обьемы, непрерывно поступает в мерную емкость 1 и заполняет ее. После достижения определенного уровня свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1, совпадающего с торцом восходящего участка дренажной трубки 6. жидкость по дренажной трубке б и сифону 5 перетекает из мерной емкости 1 в товарную емкость 7. Поплавок 11 в это время поднимается, поворачивает рычаг 9 по часовой стрелке. Запорный орган 8 открывает впускное отверстие дренажной трубки 6.

Расход жидкости, движущейся по дренажной трубке 6, меньше, чем расход жидкости, поступающей по трубопроводу 2 в мерную емкость 1. Поэтому уровень свобод- нойхидкости в мерной емкости 1 продолжает подниматься. Как только уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1 достигнет плоскости II, сифон 5 включается в действие, т.е. по нему начинает течь жидкость, при заполнении ею всего сечения нисходящего участка сифона 5

Плоскость П находится выше верхней точки горба сифона 5 на величину Ah. где Дп-гидравлическоесопротивление сифона 5 в начале выдачи дозы. Величина Ah никогда не превышает 1,5-3 диаметров сифона 5.

За счет гидродинамического давления потока, набегающего на конец дренажной трубки б, расположенной в сифоне 5. часть

:-;.лдкос1И npo;ri.;,r-i iopoj дпонаУчнуо труГЗ- i у 6 и гкк.тупает и мерную емкое; ь 1.

Таким образом, мерная емкость 1 нэпе.он мот с я з) счет двух iiOTOKOu; потока жид- кости. движущейся по трубопроводу 2 с расходом Q,,, и поюк Э жидкости, движущейся по дренажной трубке 6 с расходом Qc,

Обязательным условном нормальной роботы сифонного дозатора является то. чтобы суг.мз расходов жидкости, втекающей о мерную емкость 1, была меньше рас- ходл жидкости, вытекающей из мерной емкости 1 через сифон 5, в момент включение сифон л, т е. Ос.

(1)

i,e Он - расход жидкости, поступающей в мерную ем- .ость 1 по трубопроводу 2;

Ос-м,кг. расход жидкости, поступающей и мерную емкость 1 по дренажной трубке б i момент, когда уровень свободной псшерх- n jf, т жидкости совпадает С плоскостыо П;

Ос - расход жидкости, протекающей по сифону 5 и поступающей в товарную емкость 7 при полностью открытом клапане 4 и напоре 11.

При выполнении условия (I) уровень срободной поверхности жидкости в мерной о MI- ости 1 о;; /скаотся. При этом поплавок 11 тоже onycvacicn и поворачивается против юсопоп сфслки и закрывает нижнее отвер- сше дренажной трубки С с помощью запор- ною органа 0.

При совплдспии уровня свободной по- нер/носш жидкости в мерной емкости 1 с юрцом носхцдящсго участка сифона 5 (пло- i м;сть II) воздух из атмосферы поступает в ; ..} о и 1 и происходит разрыв потока жидко- i.iii. демжущейг.ч в сифоне 5. Если условие U) не m шолнепо, то сифонный дозатор не пмчлю пегся и не работоспособный.

11осле TOi о, как воздух попадает в сифон и происходит рэзрыа сплошности потока, начинается наполнение мерной емкости 1, и цикл повторяется сколь угодно долю, до тех. пор, пока жидкость поступает из трубопровода 2 i мерную емкость 1.

Изменен степень открытия клапана 4, 1-м,но изменить расход потока, проходящего по дренажной трубке 6. Таким образом, можно изменять программу выдачи дозы и параметры работы сифонного дозатора.

Если клапан 4 закрыть полностью, то сифонный доза юр работает к эк известный обычный дозатор.

(.ели клапан 4 полностью открыт, то рас- ход жидкости, перемещающейся по дре- н.чжной трубке С) из сифона 5 в мерную емкость 1, максимальный Обм.-жс.

При любом промежуточном положении клапана -1 расход жидкости, протекающей по дренажной трубке G из сифона 5 в мерную емкость I, находится в пределах от 0 до QG I.-.P.KC.

Обязательным условием нормальной работы сифонного дозатора в момент включения сифона является следующее:

10

О.Н-Осмим Q1,

(2)

где Обмин - минимальный расход жидкости, протекающей по дренажной трубке б в мерную емкость 1 в момент включения сифона в работу;

Q1 - минимально необходимый расход жидкости, поступающей по трубопроводу 2 в мерную емкость 1.

Расход находят по формуле

Обмим &Аз 2 g (Нмакс -Ah) , (3)

где two площадь поперечного сечения дре- нажной трубки 6;

g - ускорение земного тяготения; Нмакс - максимальный напор, вызывающий истечение жидкости через сифон 5 (фиг. 1);

Ah- гидравлические сопротивления потока жидкости, движущейся по дренажной трубке б, причем

5

(Ј„х+2Јк AI

+ $8Ь1Х +

.+

41

d)

УМИН

2д

(4)

где Јвх - коэффициент гидравлических со- противлении при входе;

Јкол - коэффициент гидра вил ических сопротивлений колена, Ј 0,7;

Кр- коэффициент гидравлического сопротивления клапана 4 при ejro полном от- крытии;

|оых - коэффициент гидравлического сопротивления из дренажной трубки 6 в мерную емкость 1, его можно определить по графикам Кенича. Коэффициент Ј0ых гид- равлического сопротивления можно ориентировочно принять равным 1;

А- коэффициент гидравлического сопротивления по длине дренажной трубки 6. Этот коэффициент определяется по графи- кам Никурадзе в зависимости от числа Рей- нольдса и относительной шероховатости внутренней поверхности дренажной трубки 6. Ориентировочно его можно принять равным 0,02-0,03;

I -- длина дренажной трубки 6;

d - диаметр дренажной трубки 6;

VMMH скорость движения жидкости в дренажной трубке 6 в момент выключения сифона.

Минимально необходимый расход жидкости, поступающей по трубопроводу 2 в мерную емкость 1, зависит от диаметра сифона 5

Он -б.Т

з.в

(5)

где Он1 - минимально необходимый расход жидкости, смэ/с;

dc - диаметр сифона, см.

Преимущества предлагаемого сифонного дозатора: простота конструкции и изготовления сифонного дозатора, удобство и бесступенчатость регулирования параметров работы дозатора и программы выдачи дозы (за счет клапанов 3 и 4).

Формула изобретения 1. Сифонный дозатор, содержащий мерную емкость с сифоном и подводящим трубопроводом, снабженным клапаном, и 25

0

5

0

5

дренажную трубку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения выдачи дозы по заданной программе, дренажная трубка снабжена регулируемым клапаном, один ее конец герметично пропущен в нисходящую ветвь сифона и направлен к его перегибу, а второй - в мерную емкость и расположен ниже восходящей ветви сифона, причем клапан под- водящего трубопровода выполнен регулируемым, а регулируемый клапан дренажной трубки размещен между мерной емкостью и нисходящей ветвью сифона.

2. Дозатор по п. отличающийся тем, что конец дренажной трубки, расположенный в мерной емкости, направлен к дну последней.

3. Дозатор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с и тем, что он снабжен установленным в мерной емкости клапаном, выполненным в виде двуплечего рычага с запорным органом для конца дренажной трубки, жестко закрепленным на одном его плече, и поплавком, шарнирно закрепленным на другом его плече.

Изобретение относится к сифонным дозаторам. Целью изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения выдачи дозы по заданной программе. Цель достигается тем, что дренажная трубка 6 снабжена регулируемым клапаном 4, один ее конец герметично пропущен в нисходящую ветвь сифона 5 и направлен к его перегибу, а другой - в мерную емкость 1 и расположен ниже восходящей ветви сифона, причем клапан 3 подводяще