Устройство для дозирования жидкихКОМпОНЕНТОВ Советский патент 1981 года по МПК B01F15/04 

аре), так и на выходеиз негожа имен в месте смешивания жидких компонент заключающейся, например, в образовании геля смолы вместо водного раствора ее заданной концентрации. Цель, изобретения - повышение эффективности дозирования жидких компонентов, т.е. повышение эффективности дозирования жидких компоненто за счет исключения возможности их смешивания. Указанная цель достигается тем, что для дозиргования жидких компонен тов устройство снабжено дополнитель ной емкостью с входными каналами, сообщающимися с атмосферой и имеющими затворы, взаимодействующий с ними стержнями и выходными каналами сообщающимися с резервуарами, а сте жень снабжен подвижной перегородкой укрепленной при помощи упругих элементов к стенкам емкости и разделяющей ее на две камеры, при этом резервуары снабжены расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками, соединенными с камерами, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сеч ния по его длине, а площадь попереч ного сечения по длине другого патру ка определяется формулой ve TEioA /, в -которой К-а+с, , а,.fj --i-V Y у Г / Ui Т / где F площадь поперечного сеч ния первого патрубка; текущая координата длин второго патрубка; начальный обьем камер; удельный вес жидкого компонента в резервуарах ) причем J2 / Р - атмосферное давление. Предлагаемая конструкция исключает возможность смешивания жидких компонентов в резервуарах, что повы шает эффективность дозирования. На чертеже изображен .общий вид устройства, продольный разрез. Устройство для дозирования жидких компонентов содержит два резервуара 1 и 2, подводящие 3 и 4 и отводящие 5 и б патрубки, дополнитель ную емкость 7 с входными .каналами 8 и 9, сообщающимися с атмосферой и имеющими затворы 10 и И, взаимодей ствующий с ними стержень 12 и выходные каналы 13 и 14, сообщающиеся с резервуарами 1 и 2,причем стержень 12 снабжен подвижной перегогородкой 15, укрепленной при помощи упругих элементов 16 к стенкам емкости V и разделяющей ее на две камеры .17 и 18, при этом резервуары 1 и 2 снабжены расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками 19 и 20, соединенными с камерами 17 и 18, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь поперечного сечения по длине другого патрубка определяется формулойв которой К -а-ю, , а - , ( -площадь поперечного се-, чения первого патрубка; -текущая координата длины второго патрубка; -- начальный объем камер; -удельный вес жидкого компонента в резервуарах, причем j,2 T-i; Р - атмосферное давлениеНа патрубках 19 и 20 выше верхнего рабочего уровня жидких компонентов расположены затворы 21-и 22, которые служат для выпуска воздуха из этих патрубков в атмосферу при заполнении резервуаров 1 и 2 жидкими компонентами. Затворы 21 и 22 могут быть выполнены, например в виде пробок, заглушек или любой запорно-регулирующей арматуры. Подводящие патрубки 3 и 4 имеют соответствующие крышки 23 и 24, при помощи которых они герметично закрываются после заполнения резервуаров 1 и 2. Отводящие патрубки 5 и б снабжены элементами 25 и 26 для отбора дозируемых жидких компонентов из резервуаров 1 и 2. Элементы 25 и 26 могут быть выполненными, например, в виде любой запорно-регулируюгцей арматуры (пробковые краны, вентили, задвижки и другие устройства). Устройство работает следующим образом. Резервуары 1 и 2 при закрытых элементах 25 и 26 заполняются соответствующими жидкими компонентами с удельным несом jf и - через подводящие патрубки 3 и 4 с герметически закрывающимися крышками 23 и 24. При этом жидкий компонент с меньшим удельным весом заполняется в резервуар 1. По мере заполнения резервуаров I и 2 жидкими компонентами от нижнего до верхнего рабочего уровня воздух из них вытесняется через соответствующие подводящие патруб ки 3 и 4,а из патрубков 19 и 20 воздух при заполнении их жидкими компонентами снизу вверх вытесняется чере соответствующие затворы 21 и 22,рас положенные выше рабочего уровня, т.е например, на верхнем дне патрубков 19 и 20, и выполненные,например, в виде пробок или заглушек. После заполнения жидкими компонентами резервуаров 1 и 2 подводящие патрубки 3 и 4 герметично закрываются крышками 2-3 и 24, а патрубки 19 и 20 затворами 21 и 22.

Таким образом, после заполнения и герметизации устройства камеры 17 и 18 дополнительной емкости 7 будут находиться под атмосферным давлением Поэтому перегородка Г5 будет находиться в исходном среднем нейтральном положении, т.е. будет разделять дополнительную емкость 7 на две,равные по объему, камеры 17 и 18. При этом затворы 10 и 11 будут иметь одинаковую среднюю степень закрытия, т.е. резервуары 1 и 2 будут соединяться сверху с атмосферным давлением Р.

Резервуары 1 и 2 выполнены такой формы, что при изменении от нижнего до верхнего уровня отношение площаде поперечных сечений их общей горизонтальной плоскостью равно коэффициенту дозирования. А это значит, что если при опорожнении-резервуаров 1 и 2 жидкие компоненты в них будут занимать одинаковый уровень, то дозирование жидкостей будет осуществляться .с заданным коэффициентом дозирования, равным отношению площадей поперечных сечений на уровне жидкостей в резервуарах 1 и 2.

При открытии элементов 25 и 26 для отбора дозируемых жидких компонентов, последние под действием силы тяжести будут вытекать с заданным коэффициентом дозирования и пониже- . ние уровня в резервуарах 1 и 2 будет одинаковым, а расходы жидких компонентов будут соответствовать коэффициенту дозирования, т.е. отношение их будет равно последнему.

Предположим, за.счет увеличения гидравлического сопротивления, например в отборном элементе 26, расход жидкого компонента из резервуара 2 уменьшился. При этом -уровни жидких компонентов в резервуарах будут разные, а именно в резервуаре 2 уровень будет выше. Это приведет к тому,что полное давление воздуха в камере 18 будет больше полного давления воздуха в.камере 17, вследствие чего на перегородку 15 со -стороны камеры 18; будет приложена большая сила давления воздуха, чем со стороны камеры 17. Результирующая сила давления

воздуха будет направлена по оси стержня 12 на закрытие затвора 10, который начнет прикрывать доступ атмосферы в резервуар 1. В это же время степень закрытия затвора 11, соединяющего атмосферу с резервуаром 2, будет уменьшаться. Это приведет к уменьшению расхода из резервуара 1 и произойдет выравнивание уровней. При достижении одинакового уровня в резервуарах 1 и 2 движение перегородки 15 со стеряО1ем 12 прекратится, но при этом коэффициент дозирования жидких компонентов будет заданным и равным отношению площадей поперечных сечений резервуаров 1 и 2 на одинаковом уровне жидких компонентов в них.

Таким образом, предлагаемое устроство для дозирования жидких компонентов представляет систему с самовыравниванием. Для этого площадь поперечного сечения патрубка 19 выбрана постоянной по его длине, а площадь поперечного сечения по.длине патрубка 20 выбрана из условия соблюдения соотношения

F -- А 2L V VeM&K /

ь2&КУо

К-а-ю, А-а-с;

а-fe-t /

р, при T-i - Тг - Т Ti ° с - О. Поэтому k а А

Ь.(.

с

е -а/и, т.е.

при у,|

площади поперечных патрубков 19 и 20 должны быть по их длине постоянны и равны между собой по абсолютной величине, т.е.Р F const, в таком спучае патрубки 19 и 20 могут быть, например, цилиндрической или призматической формы. Предложим, при дозировании жидких компонентов уровень в резервуарах 1 и 2 снизился на величину h. Таким образом, за одно и то же время из резервуара 1 жидкого компонента будет вытекать в объеме, равном,например

5 v , а из резервуара 2 - V « S - h, где S и S 2 - площади поперечных сечений резервуаров 1 и 2, откуда Д- §, , т.е. коэффициент дозирования жидких компонентов равен

0 отношению пло1цадей поперечных сечений резервуаров 1 и 2. В связи с те что жидкие компоненты одинакового удельного веса, при, снижении уровня в резервуарах 1 и 2 на одну и ту яе величину уровень в патрубках 19 и 20

также снизится на определенную величину, одну и ту же для обоих патрубков, найример h-i. При этом объем камеры 17 увеличится на величину F. h, а объем камеры 18 - на F h, т.е. на одну и ту же величину , так как . Поэтому и давление воздуха в камере 17 будет равно давлению воздуха в камере 18 и перегородка 15 будет находится в неподвижном состоянии. При увеличении расхода, например, из резервуара 2,уровень в нем будет снижаться быстрее,чем в резервуаре 1 Поэтому дав11ение в камере 17 будет больше, чем в камере 18. При этом равнодействующая сила давления возду ха на перегородку 15 будет направлена по оси стержня 12 в сторону камеры 18, т.е. на закрытие затвора 11 и увеличение степени открытия затвора 10. Это приведет к уменьшению расхода жидкого компонента из резервуара 2, а значит, и к выравниванию уровней в резервуарах 1 и 2 и выравниванию давления в камерах 17 и 18, т.е. к восстановлению коэффициента дозирования.

Предлагаемое устройство повышает эффективность дозирования жидких комЛонентов из-за того,что конструкция устройства исключает возможность смешивания жидких компонентов в резервуарах.

Использование дополнительной емкости с входными каналами, сообщающимися в атмосферой и имеющими затворы, взаимодействующего с ними стержня и выходных каналов, сообщающихся с резервуарами, снабжение стержня подвижной перегородкой, укрепленной при помощи упругих элементов к стенкам емкости, и разделяющей ее на две камеры-, снабжение резервуаров расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубКси и, соединенными с камерами, один КЗ которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь поперечного сечения по длине патрубка определяется формулой приведенной выше, выгодно отличает предлагаемое устройство от известного для дозирования жидких компонентов и позволяет исключить возможность смешивания жидких компонентов в резервуаре, что особенно важно, например, при приготовлении водных растворов карбамидных смол для упрочнения антрацитов в транспортном потоке; повысить надежность дозирования жидких компонентов при изменении вязкости последних, так как коэффициент дозирования при.этом не зависит от вязкости; устранить дополнительные расходы на жидкие компоненты например карбамидную смолу, при упрочнен ии антрацитов в транспортном потоке, так как исключено

гелеобразование в резервуаре; повысить эффективность упрочнения антрацитов в транспортном потоке раствором смолы за счет надежного дозирования; повысить надежность и долговечность работы устройства за счет исключения смешивания жидких компонентов в резервуарах, а значит, и в подводящих и отводящих патрубках и отборных элементах; уменьшить расходы на планово-профилактические осмотры и ремонты как самого устройства для дозирования жидких компонеров, так и установки в целом для нанесения быстротвердеющих растворов на антрацит в потоке, так как исключена возможность гелеобразования смолы как в самом устройстве, та и в установке в целом. В устройстве также высокая эффективность дозирования.

Кроме того, исключение возможности смешивания жидких компонентов в резервуарах повышает безопасность, например, при дозировании химических жидких компонентов, которые можно смешивать только в определенном по- рядке (разбавление кислот водой).

Формула изобретения Устройство для дозирования жидких компонентов, содержащее два резевуара, подводящие и отводящие па трубки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности дозирования жидких компонентов за счет исключения возможности их смещивания, оно снабжено дополнительной емкостью с входными каналами, сообщающимися с атмосферой и имеющими затворы,взаимодействующим с ними стержнем и выходными каналами, сообщающимися с резервуарами, а стержень снабжен подвижной перегородкой, укрепленной прн помощи упругих элементов к стенкс1М емкости и разделяющей ее на две камеры, при этом резервуары снабжены расположенными внутри них дополнительно вертикальными патрубками, соединенными с камерами, один из которых выполнен с постоянной площадью поперечного сечения по его длине, а площадь поперечного сечения по длине другого патрубка определяется формулой

:-Ж

f.

Ve ieKtAA

в которой

ic.,.c-,A--o-Cia,c-(-fe-- P,

где F

- площадь поперечного сечения первого патрубка; е- текущая координата длины

второго патрубка; Vo - начальный объем камер; JijTi удельный вес жидкого, .

коютонента в резервуарах,

причем-52 VaC,/ Р - атмосферное давление.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Великобритании 1491177кл. В 01 F 15/04, 1977.

2.Заявка Японии 52-31584, кл. 72В224, 1977.