УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗИРОВАНИЯ ВОДЫ Советский патент 1946 года по МПК B01F5/06 

Предлагаемое устройство для газирования воды отличается от известных тем, что для автоматической подачи подлежащей газированию воды применен тандем-насос, работающий под давлением газа в смесительной камере за счет разности рабочих площадей поршня.

На фиг. 1 схематически изображен вертикально-продольный разрез предлагаемого устройства с поршневым тандем-насосом; на фиг. 2 - вертикально-продольный разрез устройства с мембранным тандем-насосом; на фиг. 3 и 4 - видоизменение устройства.

Поршни 1, перемещающиеся в цилиндрах 2 (фиг. 1) тандем-насоса двойного действия, соединены друг с другом штоком 3 и образуют внутреннюю поршневую пару полостей 4 и 5 и внешнюю пару полостей 6 и 7.

При указанном на фиг. 1 положении распределительных устройств 8 и 9 правый цилиндр 2 работает на выдачу газированной воды, а левый осуществляет перепуск воды через смесительную камеру, 10 (имеется в виду, что вся система заполнена водой). Газ в смесительную камеру поступает под давлением 20-50 атмосфер по трубопроводу 11. Давление газа передается в полость 6, а также через открытый клапан 12 и в полость 4 левого цилиндра. Благодаря разности площадей по правую и левую сторону поршня 1 (за счет поперечной площади штока 3), сила, действующая по левую сторону поршня, больше силы, действующей по правую сторону поршня.

Поршень будет двигаться вправо, вытесняя воду из полости 4 левого цилиндра через клапан 12 в смесительную камеру 10, откуда смесь воды с газом поступает через распределительное устройство 9 в полость 6 левого цилиндра 2, пока поршень 1 не дойдет до правого крайшего положения.

Одновременно газированная вода, заполнявшая правую полость 7 правого цилиндра за предыдущий цикл, будет выжиматься в приемник 13, а в полость 5 того же цилиндра через открытый клапан 14 наберется сырая вода из трубопровода 15.

При переключении распределительного устройства 8 левый цилиндр будет работать на выдачу газированной вода, а правый будет осуществлять перепуск воды через смеситель и т.д.

При применении мембранного насоса (фиг. 2) система работает идентично. Обозначения элементов те же, но со знаком "штрих один".

Модифицированное устройство (фиг. 3) состоит из цилиндра 2, верхняя полость которого, включающая шток 3, соединена посредством одностороннего клапана 12 с источником сырой воды, а посредством одностороннего клапана 14 со смесительной камерой 10. Последняя находится под повышенным давлением газа, который поступает в смеситель непосредственно или через обратный клапан 16. Запоршневая полость 17 соединена через клапан с запором 18 и демпферный цилиндр 19 с приемником 13 газированной воды.

Устройство, изображенное на фиг. 3, работает при давлении поступающей сырой воды от 0,2 атмосферы и выше и при избыточном расчетном давлении газа в смесительной камере 10 в 5-8 атмосфер. Последняя имеет предохранительный клапан 20.

При указанном на фиг. 3 положении рычага 21 происходит процесс газирования воды. Клапан 22 открыт, полость насоса 17 соединена со смесительной камерой, благодаря чему давление в этой полости равно (без учета вредных потерь) давлению в смесительной камере. Ввиду разности рабочих площадей поршня, поршень отжимается в верхнее крайнее положение. Клапан 14 закрыт в силу повышенного давления, а порция жидкости из верхней полости насоса, включающей шток 3, через клапан 12 вытесняется в смесительную камеру.

Одновременно насыщенная углекислым газом вода вместе с избытком газа поступает из смесительной камеры через клапан 22 в нижнюю полость насоса 17.

Пока поршень не дошел до верхнего крайнего положения, собачка 23 не запирает рычаг 21 включения и тем самым исключает возможность преждевременного переключения клапанов 22 и 18. В верхнем крайнем положении штока 3 поршня 1 пружина 25 растягивается, клапан 22 закрывается, клапан 18 открывается, а рычаг запирается собачкой 23.

Через открытый клапан 18 газированная вода из нижней полости начинает поступать в демпферный цилиндр 19, а оттуда в приемник 13 первоначально за счет давления сжатого в полости газа, а затем под воздействием поршня, движущегося под давлением поступающей из источника сырой воды. Тан как давление в верхней полости, включающей шток, начинает падать, клапан 12 закрывается, и при открытии клапана 14 давление в верхней полости устанавливается равным давлению поступающей из источника сырой воды (без учета потерь).

В нижнем крайнем положении поршня 1 шток 3 отпирает собачку 23, и пружина 25 автоматически переключает рычаг 21. Клапан 18 закрывается, клапан 22 открывается, и процесс газирования воды повторяется.

Данное устройство может работать и без давления поступающей из источника воды, если шток 5 подпружинить так, чтобы при движении поршня вверх пружина сжималась. Тогда движение поршня вниз будет осуществляться силой пружины (а не давлением воды).

Видоизменение устройства (фиг. 4) состоит в применении насоса-компаунд двойного действия, запоршневые полости 26 которого включающие штоки, соединены односторонними клапанами с источником воды и смесителем, находящимся под повышенным давлением газа, а запоршневые полости 17 соединены через четырехпроходное двухпозиционное распределительное устройство 22, 22′, 18 м 18′ со смесительной камерой и приемником воды через демпферный цилиндр 19. При открытии клапанов 22 и 18 в левом цилиндре (в обеих запоршневых полостях) давление падает до атмосферного, а в правом устанавливается давление, равное давлению в смесительной камере 10.

За счет разности рабочих площадей поршня силы, действующие по обе стороны поршня 1′ правого цилиндра 2′, не будет уравновешены, поршень со штоком 3′ будет двигаться вверх, подавать новую дозу воды в смесительную камеру 10, забирать дозу газированной воды из камеры 10 и одновременно через коромысло 27 заставит двигаться поршень 1 левого цилиндра 2 вниз, в котором процесс происходит идентично.

Описанное устройство (фиг. 4) используется при поступлении воды без избыточного давления, но может быть применено и в случае подачи воды под давлением.

1. Устройство для газирования воды путем насыщения ее углекислым газом с применением смесительной камеры и насоса, отличающееся тем, что для автоматической подачи подлежащей газированию воды давлением газа в смесительной камере за счет разности рабочих площадей поршней применен тандем-насос, внутренняя пара запоршневых полостей которого, содержащих поршневой шток, соединена при помощи односторонних клапанов с источником сырой воды и со смесительной камерой, а внешняя пара, не содержащая штока, - через посредство распределительных устройств со смесительной камерой и с приемником газированной воды.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для автоматической подачи воды в смесительную камеру, соединенную с источником газа под давлением, от собственного напора подлежащей газированию воды, применен тандем-насос, со штоком, соединяющим оба поршня или мембраны и проходящим через все полости тандем-насоса, одна на соответствующих пар полостей которого соединена с источником воды и со смесительной камерой, а другая из соответствующих пар полостей - черва посредство распределительных устройств со смесительной камерой и с приемником газированной воды.