Устройство для автоматического регулирования соотношения двух смешиваемых жидкостей Советский патент 1948 года по МПК G05D11/00 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования и поддержания определенного постоянства отношения двух смешиваемых жидкостей, в частности диффузионного сока с известковым раствором в производстве сахара.

Особенностью описываемого устройства является применение заключенной внутри сосуда, заполненного одной из смешиваемых жидкостей, всасываюш,ей трубы, имеюш.ей на погруженном в жидкость конце конический раструб и пропуш,енную внутрь раструба вторую трубу, глубина погружения которой может изменяться. При этом в зависимости от глубины опускания второй трубы происходит изменение величины вакуума в соединенном с ней вторым закрытым резервуаре и, следовательно, изменение количества засасываемой в этот резервуар второй из смешиваемых жидкостей.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - узел устройства; на фиг. 3 и 4 - в двух проекциях возможная форма осушествления одного из узлов; на фиг. 5 - второй вариант описанного устройства.

Одна из смешиваемых жидкостей находится в баке / (фгг. 1), куда она поступает по трубе 2. Уровень поступаюшей в бак жидкости поддерживается постоянным при помоши какого-либо регулятора уровня 3, устройство которого не приводится в настояшем описании. Регулятор приходит в действие в том случае, если уровень жидкости в баке / упадет ниже конца трубы 4, нормально погруженной в жидкость. Регулятор управляет задвижкой 5, установленной в трубе 2 на пути поступления жидкости. Из бака / жидкость с помошью насоса 6 откачивается и поступает по трубе 7 для дальнейшего смешивания со второй жид№ 71901- 2 -

костью. Для регулирования подачи последней служит опущенная в жидкость, бака всасывающая труба 8 с раструбом на конце. При всасывании н идкости насосом через трубу 8 в последней образуется вакуум, величина которого будет различна в разных по высоте сечениях раструба и будет меняться в зависимости от скорости движения всасываемой жидкости. Эта скорость по направлению к расширяющейся части трубы 5 будет уменьшаться.

Сквозь изогнутые стенки трубы 2 через сальник 9 пропущена тонкая труба JO, которую можно передвигать в вертикальном направлении таким образом, чтобы ее нижний открытый конец приходился на различных по высоте сечениях раструба. В соответствии с этим будет изменяться величина вакуума, образующегося внутри трубы 10.

Второй конец трубы 10 введен внутрь закрытого сосуда 11 (фиг. 2). Таким образом, меняя глубину погружения открытого конца трубы 10 в бак /, можно создавать различную величину вакуума в сосуде 11.

Этот сосуд цредставляет собой головку барометрической трубы 12, своим нижним открытым концом погруженной в открытый ящик 13 через гидравлический затвор 14.

Вторая из смешиваемых л ;идкостей заключена в резервуар 15. являющийся в данном случае мещалкой для подготовки известкового раствора, который и используется в качсстпс пторой из смешиваемых жидкостей.

Сосуд // прикреплен снаружи к стенке мещалки и сообщ,ается с последней при помощи сифонной трубы 16, конец которой введен в сосуд 11 и расположен на уровне известкового раствора в резервуаре /5.

Интенсивность поступления известкового раствора в сосуд 11 будет зависеть от степени вакуума в нем, а последний в свою очередь обусловливается скоростью откачки первой жидкости (в данном случае сока) и глубиной погружения трубы 10 в раструб 5. .

Меняя глубину погружения последней, можно изменять величину вакуума в сосуде // и устанавливать любое требующееся соотношение между количеством первой жидкости, откачиваемой из бака / насосом 6, и количеством второй жидкости, поступающей из мещалки 15 в сосуд // под действием созданного в последнем вакууме.

Однако описанный вакуум-дозатор будет иметь только одностороннее действие, так как он герметически закрыт снизу гидравлическим затвором. И если вакуум может повыщаться за счет выкачивания из сосуда 11 воздуха насосом, то понижение вакуума невозможно, ибо обратньш ток воздуха в него закрыт.

В результате образуется максимальный непонижающийся вакуум, обеспечивающий равномерный ток поступающей второй жидкости, в данном случае известкового молока, не зависящий от колебаний вакуума в патрубке насоса.

Необходимо, следовательно, дать доступ в сосуд 11 некоторого количества воздуха, для подачи которого служит игольчатый клапан 17, установленный на трубе 10, с помощью которого в сосуд // непрерывно впускается воздух, погащающий избыток вакуума в баке /. Во избежание засорения отверстия игольчатого клапана поступающий в него воздух предварительно проходит через фильтр 18.

С помощью игольчатого клапана 17 можно также регулировать количество поступающей в сок извести точно так же, как и изменением глубины погружения конца трубы 10 в раструб трубы 8.

Засасываемая под действием вакуума в сосуд // жидкость по трубе 10 сливается через гидравлический затвор 14 в ящик 13, а оттуда

по трубам 19 поступает в приемники, где смешивается с первой жидкостью, поступающей из бака 1 по трубе 7. Для распределения поступающей в бак жидкости (известкового раствора) по различным приемникам в строго пропорциональных соотнощениях в одной из стенок ящика прорезаны направленные основаниями вверх и расположенные верщинами на одной горизонтали несколько треугольных равнобедренных отверстий 20 - по числу струй, на которые должно делиться общее количество засосанного в сосуд /) известкового раствора.

Длины оснований должны находиться между собой в тех отнощениях, в каких требуется распределить раствор по отдельным потребителям.

Вытекающий из прорезей раствор собирается в трубы 19 и направляется в места потребления.

При колебаниях количества вытекающего из трубы 12 раствора колеблется и уровень его в ящике 13, а следовательно, и количество жидкости, вытекающей через треугольные отверстия 20. Отнощения количеств жидкости, вытекающей через эти отверстия, будут определяться отнощением оснований равнобедренных треугольников, образующих эти отверстия.

Так как вырезы имеют постоянные размеры, то и отнощения вытекающих количеств жидкостей также будут постоянны, что неприемлемо в тех случаях, когда количества эти должны регулироваться и изменяться в зависимости от условий производства.

Для этой нели предложен второй вариант устройства, приведенный на фиг. 3 и 4. Сущность предложения заключается в том, что треугольные вырезы 20 (фиг. 2) закрываются раздвижными треугольными щторами с тем, чтобы часть отверстия, оставщаяся незакрытой шторами, сохраняла треугольную форму. Ящик 13 (фиг. 3 и 4) имеет с четырех сторон по одному треугольному вырезу 20. Против каждого выреза, установлена раздвижная штора, состоящая из двух треугольных пластин 21, соединенных между собой шарнирами 22 так, что они образуют две стенки треугольной пирамиды. Если развернуть обе пластины так, чтобы они находились в одной плоскости, от они полностью закрывают треугольное отверстие 20, ящика 13, в сложенном же состоянии они расположены перпендикулярно к плоскости отверстия, которое при этом целиком открыто.

Движение щторы при ее открытии происходит по направляющим 23, имеющимся в крышке ящика. Нижний удлиненный конец оси шарнира 22 вставлен в отверстие 24 в дне ящика, а верхний может свободно перемещаться в направляющей 25, расположенной перпендикулярно к плоскости треугольного выреза 20 Верхние удлиненные концы 26 остальных пластин перемешаются в соответствующих прорезях, расположенных параллельно плоскостям треугольных вырезов, снабжены зажимными гайками для фиксации пластин щторы в установленном положении.

Выливающаяся через вырезы 20 из ящика жидкость попадает в сливную трубу 19.

На фиг. 5 представлен второй вариант предложенного устройства для регулирования соотнощения двух смешиваемых жидкостей. Как и в первом устройстве, основной его частью является бак /, заполненный одной из смещиваемых жидкостей, уровень которой в баке поддерживается постоянным.

Бак герметически закрыт и снабжен выводной в атмосферу трубой 27, начинающейся у уровня заполняющей бак жидкости. Верхний конец

№ 71901

№ 71901

трубы возвышается над уровнем жидкости, находящейся в запасном сборнике 28, из которого она поступает в бак / по трубе 2.

При подъеме жидкости выпте установленного уровня она закрывает нижнее отверстие трубы 27, вследствие чего воздух. заполняющий верхнее пространство в баке /, не имеет выхода, что препятствует дальнейшему подъему уровня в баке.

Внутрь бака введена всасывающая труба 8 с раструбом, погруженным в жидкость. Для откачивапия жидкости служит насос 6. Сквозь стенки раструба пропущена передвижная в вертикальном направлении трубка 10, как и в описанном выще основном устройстве, связанная с регзлятором, дозирующим подачу второго смешиваемого компонента, например с сосудом //, фиг. 2.

На вводной 2 и выводной 7 трубах бака / уста-новлены задвижки 29 и 30, регулирз ющие или прекращающие совсем подачу или отвод жидкости.

Открывание и закрывание задвижек осуществляются автоматически с помощью исполнительных Механизмов 31 и 32 по типу пневматических сервомоторов, приходящих во вращение при подаче на них вакуума.

В начальном положении регулирующих механизмов, когда вакуума нет, задвижка 29 открыта; жидкость по трубе 2 поступает в бак 1. Задвижка 30 на сливной трубе при этом закрыта.

Механизмы 31 и 32 отрегулированы таким образом, что при создании в их полостях вакзума определенной величины, например до 50 мм водяного столба, один из них, например 31, срабатывает и закрывает задвижку, прекращая подачу жидкости в бак /; второй же механизм 32 не срабатывает, вследствие чего задвижка 30 остается закрытой. При дальнейшем повышении вакуума в системе срабатывает второй исполнительный механизм, открывающий задвижку 30, в результате чего жидкость откачивается из бака.

Для поддержания постоянного уровня .служит пневматический регулятор уровня. Он состоит из закрытой кольцевой коробки 33, снабженной снизу отверстием, дно которой расположено на требуемом уровне в баке /. Коробка 33 при помощи выводной трубки 34 сообщается с сосудом 35, частично заполненным водой. В сосуд опущена открытым снизу конпом труба 36, соединенная с системой труб 37, в которой каким-либо способом создается и поддерживается требуемый вакуум. Когда конец трубы 36 погружен в воду, отверстие ее закрыто; система труб 37 изолирована от внещнего прострапстза и в ней, равно как и в отходящих от нее трубках 55 и 39, поддерживается вакуум. Одновременно с этим вакуум поддерживается и в полостях исполнительных механизмов 31 и 32, управляющих задвижками 29 и 30.

Если уровень воды в сосуде 35 попизнтся настолько, что откроет отверстие трубы 36, вся система труб 37, 38, 39 и, следовательно, полости исполнительных механизмов получат сообщение с внешним пространством и в них становится нормальное атмосферное давление.

Если в баке / вообще не будет жидкости, то -кольцевая коробка 33 в ней откроется, в трубке 36 и в отделении 40 сосуда 35 над водой, налитой до уровня верхнего конца трубки 34, установится атмосферное давление. Вследствие этого в патрубке 41, опущенном из открытого отделения 41 в закрытое отделение 40, уровень воды находится на одной высоте.

Конец трубы 36, опущенный в патрубок 41 сосуда 35 до заказанного уровня, остается открытым, и исполнительный механизм 31 держит открытой задвижку 29. Так регулируется поступление жидкости из запаевого бака 28 в бак 1. Исполнительный механизм 32 держит закрытой задвижку 30 в отливной трубе 7 насоса 6.

Когда жидкость в баке Л поднимаясь, закроет кольцевую коробку 33, она сожмет заключенный в ней воздух и это давление по трубе 34 распространится в полость 40 сосуда 35, выдавит часть воды из нее в сообщающийся с ней патрубок 4} и закроет отверстие трубы 36.

При образующемся начальном разрежении исполнительный механизм 32 откроет задвижку отливной трубы 7; при дальнейщем повышении разрежения второй исполнительный механизм 3J закроет задвижку трубы 2.

Но задвижка 29 закрывает трубу 2 не полностью. Следовательно, заполнение бака / будет продолжаться, а уровень жидкости повышаться: по трубе 8 в насос, заполняя его жидкостью; в кольцевой коробке 33 и в трубке 24, выжимая воздух в полость 40 сосуда 35, а из последнего в патрубок 41; по трубам 27, 10 и 7. Подъем уровня жидкости, если насос не работает, может дойти только до высоты уровня в запасном баке 28.

Если насос 6 работает, то жидкость из бака / поднимается на высоту заливки насоса и поступает на нроизводство.

Если насос пущен после того как вся система залита жидкостью, уровень ее в трубах 10, 27, 34 и кольцевой коробке 33 упадет до нижнего края последней, так как насос 6 выкачивает жидкости больше, чем ее проходит через полузакрытый клапан 29. При этом воздух из полости 40 поступает обратно в кольцевую коробку 33, а вода из патрубка 4}, возвращаясь в полость 40, начнет открывать отверстие трубы 36.

Давление в системе 37 начинает падать, вызывая открывание задвижки 29 трубы 2, поддерживая уровень постоянным у нижнего края кольцевой коробки 30.

Если поступление жидкости в бак 1 почему-либо начинает падать дальше, то при снижении вакуума в трубах 37 определенного предела полностью открывается задвижка трзбы 2, а при дальнейшем падении заслонка трубы 8 закроется и выкачивание жидкости из бака / прекратится.

Образование вакуума в трубе 10 происходит только при выкачивании жидкости ио трубе 8, следовательно, вторая из сливаемых жидкостей засасывается в сосуд // (фиг. 2) только во время движения первой жидкости и в пропорциональных последней количествах.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического регулирования соотношения двух смешиваемых жидкостей, например при смешивании диффузионного сока с.известковым раствором в производстве сахара, отличающееся применением заключенной внутри заполненного одной из смешиваемых жидкостей сосуда всасывающей трубы, имеющей на погруженном в жидкость конце конический раструб и пропущенную внутрь раструба вторую трубу, глубина погружения которой может изменяться с той целью, чтобы в зависи.мости от опускания последней происходило изменение величины вакуума в соединенном с указанной трубой втором закрытом резервуаре, обусловливающего количество засасываемой в последний второй из смешиваемых л идкостей.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что служащий для засасывания второй из смешиваемых жидкостей резервуар выполнен в виде закрытого сосуда, сливная труба которого

- 5 -№ 71901

снабжена в нижней части гидравлическим затвором, соединенным с содержащим запас жидкости баком с помощью сифонной трубки, погруженной KOHuOiM в заполняющую бак жидкость.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью пропорционального распределения засасываемой в резервуар жидкости по различным приемникам, выводная труба резервуара погружена в открытый ящик, стенки которого снабжены рядом треугольных вырезов различных размеров для свободного вытекания из них поступающей в резервуар жидкости в отдельные приемники.

4.Форма выполнения устройства по п. 3, отличающаяся тем, что, с целью регулирования количества вытекающей- через отдельные треугольные вырезы ящика жидкости, применены складывающиеся шторы, состоящие каждая из двух щарнирно соединенных треугольных створок, верхние удлиненные концы которых могут свободно перемещаться в двух взаимно-перпендикулярных направляющих прорезях скобы, укрепленной над соответствующим отверстием в стенке ящика.

Фиг. 1Фаг. 2

fU3.J

fuuS