Дозатор жидкости

 

Изобретение относится к дозирующим устройствам и позволяет повысить точность дозирования и быстродействие. Жидкость с помощью насоса 20 подается, например, в мерную камеру 1, заполнение которой контролируется узлом фиксации верхнего уровня горловины 3, выполненным в виде стакана 6, закрепленного в коллекторной емкости 5 вверх дном коаксиально горловине , и размещенного в нем датчика 16 наличия жидкости, который расположен над горловиной 3, выдает сигнал на переключение запорного элемента 14 при наполнении жидкостью полости стакана 6 за счет того, что площадь проходного сечения горловины г 12 5 9 ч ё 4 О СО чэ VI 00

СОЮЗ СОВЕ TCКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 Е 11/00

ГОСУДАРСТBE Н ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769897/10 (22) 26.12.89 (46) 07.01.92. Бюл, hk 1 (75) М, И. Горжельняк (53) 66,028(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

O 1027523, кл. G 01 F 11/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР йв 951079, кл. G 01 F 13/00, 1981. (54) ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к доэирующим устройствам и позволяет повысить точность

1l

„„. ЖÄÄ 1703978 А1 доэирования и быстродействие. Жидкость с помощью насоса 20 подается, например, в мерную камеру 1, заполнение которой контролируется узлом фиксации верхнего уровня горловины 3, выполненным в виде стакана 6, закрепленного в коллекторной емкости 5 вверх дном коаксиально горловине, и размещенного в нем датчика 16 наличия жидкости, который расположен над горловиной 3, выдает сигнал на переключение запорного элемента 14 при наполнении жидкостью полости стакана 6 эа счет того. что площадь проходного сечения горловины

1703978

3 Г 0 I I I! е ппо;I(nt1; I,Pnoj n I 1I;.:ду I О(! 101!11iiI!Il l1 с! аY !1!О л, coоб il jcililnlòl (I:0. illект0Р

iI0i! е1.скос;., о 5 1!ы!!!с! даlчик". 16 папи li!B

>Y IIjgI:ocT Il. !1! 0,1схоДит то Iiioе 01 ° « Р1!1: ",1! 1е 1130бретеiгие оTIiоситсл к метрологи«, а

1!!1е!1110 к доэатору-расходомеру дпл эталон-!!ого неирppыоног0 от11ериоанил и выдачи задан 1ых обье1-1оо ж1!дкостей, и может исиопьэо!1а! ьсл дпл высокоточной I рэду1!pooKL1 резервуаров и доэирооанил жидкос1ей, IInIIð,.1.Inр дпл доэирооанил топп;1оа, мопоYÄl, .-а!.а i! IOI,;l иод !3IIoe.

11эоестен доэ;пор о видо образцовой, IPðII0II е Ii,oclll, иредстаопл!ощий собой и!1,!и!1др11ческ11;! бок, к которому на раэличис!х уров!!чх, B э 051!симости от диапозона !

31. е!!лс1.!1,!х ве1!1! !и!1, присоединены rlepiiLI010рпооины с оизуапь!1ыми шкапами отс icing. Б доэаторе имеется узел слива, оыиоп1!е111!ый о виде сливного клапана, узел фиксации верхнего уровня жидкости, содержniL,Ilé 1.омиенсатор, индикатор !!астройки, дроссепсиь1;! краи, насадку, преднаэначендпл 1cTðàIICIIITÿ иогреш11ости уровня, n0эиика!ощей D резупь1ате воздействия падснощей струи на зеркало поверх!!ости жид.,0cTl1 о обраэц01!ой мерной емкости.

Особен1!ост1,io этого дозагора является

1 „по OH иредназ!1а \cH для ручного эталонного от1,1ер»o!1!»л жидкости в паборатор-!

1ых успоои!гх ири зада!!ной те11иературе и е может бь ть использован для непрерывIl0iо отмер!!оа!!!!л и выдачи зада!!11ых объе-! о я.!!д!1ости о ànтоматическом режиме.

j jLl j0cTnT YcI111anec TII0i о доэатора яоляс-! с 1 то, IT0 уэеп фиксации оерхнего уровня .: II,QY0cTl споже!1110 ко!1с1рукции и не обеси:= «InaeT бъ!с!роде!!с оил напила, хотя и обе! ие-IhlncinT ипаоl!Ость дОл1!оа до фикси

РГ Л,;1! Iioi и POP i:IIà 10 УРОРI1Я, Наиболее близким по технической сущlIocT l1 к эалоплемому доэатору является выб1!01!!1ое о ка 1естое прототипа устройстоо дпil àотoIlnTII÷åc Yoго измерения объемного расхода ж11дкости (дозатор-рас:ходомер), содержащее дое раздельные мерные емкое!1. о верхней части каждой иэ которых усT nIioI.ncII уэеп фиксации верхнего уровня, окп10чающий 1рехходооой.рс1упирооочный

nLIIT Iëü и верхний патрубок, иричем оба узла 1иксац.1и BopxllcIO урооня;кидкости и11еют уэеп перелива, содержа1ц11й доа ре1 пирооочных ое!стипл, nepxilIIO иатрубки, /itic емкости дпл накопления избытка жидкости, переполняющей мерные емкости, дгадатчика контроля переиопне11ия колпек5

50 дозы эа счет слива излишков .кидкости через эоэор !!ежду стаканом и горловиной, в к0т0рой Yидког T ь ус13IInnëèоается на уровIIQ еа осрх1!е1о торца. 2 ип. тор!1ых емкостей, соединенные с сигналиэатором уровня, два воздухопровода для выравнивания перепадоо давления воздуха в коплекторных емкостях и водопроводы для отвода избытка жидкости из коллекторных емкостей в сопряженную с ними мерную емкость, а также трубопроводы для слива жидкости иэ мерных емкостей.

В нижней части мерной емкости установлен узел фиксации нижнего уровня, включающий нижний патрубок и трехходооой регулировочный вентиль. Два узла фиксации нижнего уровня объединены доумя узлами налива-слива, содержащими по два регулировочных вентиля и выходной трубопровод.

В описанном дозаторе жидкость поступает в одну мерную емкость через входной трубопровод узла налива-слива и через нижний патрубок узла фиксации нижнего уровня наполняет мерную емкость. При переполнении мерной емкости жидкость проходит через верхний патрубок узла фиксации верхнего уровня, поступает в соответствующую коллекторную емкость до уровня, ограниченного действием датчика контроля переполнения, воздействующего на сигналиэатор уровня, соединенный с блоком кодирования. После срабатывания сигнализатора уровня одновременно срабатывают регулирооочный вентиль узла фиксации нижнего уровня и регулировочный вентиль узла фиксации верхнего уровня, которые фиксируют измеряемый объем жидкости в нейтральном положении, а избыток жидости иэ коллекторной емкости через трубопровод сливается в другую мерную емкость, в которую через необходимое для слива время поступает жидкость из входного трубопрооода через узел налива-слива и свой узел фиксации нижнего уровня.

Недостатком известного устройства является следующее, В узле фиксации верхнего уровня неизбежно появляются газовоздушные пузыри, собирающиеся о отсеках закрыл ых регулировочн ых вентилей, препятствующих свободному выходу газов из наполненной мерной емкости. Это влияет на точность измеряемого объема жидкости, Кроме того, при дозировании необходимо задерживать жидкость на входе в мер1703г) 78

10

»ую е -1Koc>ь нэ >.р»1», IIEобхг>димое дпя

f loll>Iofo слива:+идкости из коппек орной е;voc f>I, ч>o с>3>1х:,>от б»:тр пдействие дозэторэ.

Цепь изобретения псв>»ьен>1е точнос1и дозирования и быстродействия.

Указанная цель достигается те;1. что в дозэторе жидкости, содержащем мернь>е емкости, каждая из которых выполнена с пода>ощим и сливным трубопроводами и горловиной, снабженной узлом фиксации верхнего уровня, согласно изобретению введена коллекторная емкость, а узел фиксации верхнего уровня каждой горловины выполнен в виде стакана с размещенным в нем датчиком наличия жидкости, причем стакан закреплен в коллекторной емкости вверх дном коаксиально горловине, торец которой расположен в стакане ниже датчика наличия жидкости, а площадь ее проходного сечения больше площади зазора между fopловиной и стаканом, сооб>,енным с коллекторной емкостью в ef o донной части, Выполнение узлов фиксации верхнего уровня со стаканами обеспечивает простыми средствами полный и быстрый налив и плавный долив мерных е>лкостей с одновременным выходом газов иэ них, Наличие в стаканах отверстий гарантирует плавность слива из их доливаемой до верхнего фиксированного уровня жидкости. Наличие в стаканах датчиков контроля перелива, связанных с запорными элементами позволяет автоматизировать процесс дозирования жидкостей и повысить универсальность дозатпра, На фиг. изображен дозатор; на фиг. 2 — то же, с размещением мерных емкостей внугри коллекторной емкости.

Дозатор содержит две мерные емкости

1 и 2 (фиг. 1) с удлиненными горловинами 3 и 4. Горловины 3 и 4 снабжены узлами фиксации верхнего уровня жидкости, которые имеют одну общую коллекторную емкость 5, в которую выходят горловины 3 и 4 мерных емкостей 1 и 2. При этом в коллекторной емкости коаксиально горловинам мерных емкостей размещены вверх дном стаканы 6 и 7, внугрь которых с зазором частично Gxo дят горловины мерных емкостей. Стаканы 6 и 7 могут быть выполнены KBK цилиндрической формы, так и конической. В верхней до>п1ой части стаканы сообщены с коллекторной емкостью 5 через отверстия 8 и 9 для поступления в стаканы воздуха при сливе из них жидкости, предназначенной для долива жидкости в горловины мерных емкостей.

Стаканы 8 и 9 могут также иметь форму открытого сверху и снизу полого цилиндра или кольца.

Дно коллектор>»о>1 емкости 5 к1ожет быть выполнено f>opo>IKoof pB3>I> IM с ОтяерСТИСМ 1 О, К KOTopo>4>f I Одг,Ед>1НЕ»Л ГЛ>113>IBA труба 11. Кроче гого, дпя от> одэ возду> .. из колпекторной емкост.1 5 онэ >Io».f. f быть соединена в своей верх>1ей >BGT>1 с дыхэ1ельным клапаном 12.

Принципиэль»о дозатор может быть выполнен с подачей жидкос1и с> изу в мерные емкости 1 и 2 и сверлу в горловины 3 и 4

>лерных емкостей.

При подаче жидкосги снизу мерных емкостей (фиг..1) они в нижней своей части сообщены с подающим трубопроводом 13 для подачи жидкости через запорные элементы 14 и 15, например клапаны, обеспечивающие поочередную подачу жидкости в каждую из мерных емкостей 1 и 2, Такая конструкция дозатора обеспечивает точную непрерывную дозировку жидкостей, Для автоматизации процессадозирования в стаканах выше горловин емкостей но ниже отверстий размещаются датчики 16 и

17 наличия жидкости, а в трубопроводах подачи жидкости устанавливаются датчик

18 температуры и запорные элементы 14 и

15, соединенные с датчиками контроля перелива, Датчики соединяются с блоком управления, например микропроцессором (не показан), и позволяют автоматически контролировать при разных температурах удельное объемное расширение при наливе мерной емкости и отключать подачу в нее жидкости при поступлении на запорные элементы сигнала с датчика контроля перелива. Для осуществления поочередного налива мерных емкостей и осуществления тем самым непрерывности процесса дозирования дозатор может быть снабжен средствами управления. например на основе микропроцессора, ко1орь>е известны.

В ряде случаев мерные емкости 1, 2 и 19 могут быть установлены внутри коллекторной емкости (фиг. 2). Этим достигается компактность выполнения дозатора и такая конструкция может быть использована, например для разлива соков, пива, кваса или подобных жидкостей.

В любой из описанных конструкций доэаторов применяются >летрологически аттестованнь,е мерные емкости, которые при совместном использовании и за счет описанных выше конструктивны;< особенностей позволяют осуществлять эталонное доэировэние жидкостей, которое попеременно осуществляется в каждой из емкостей, эа счет чего достигается непрерывность процесса, При этом возрастает быстродействие самого процесса дозирования. так кэк при

17>>,19 iO

l запоя><е«ии од><ой <лсрной еглкос1и происходит слив другой емкости.

Испольэооа><ис сди>lo>I коллск-орной е<",кости для двух л<срнь>к емкос1еl> игкл>очает пр>1мснение сложных регулирооо <ных ос><т,<лей о узле фиксации верхнего уровня ж <дкости. При этом также упрощае1ся отвод гаэоооэдушнсй смсси иэ наполненной мерной ел1кости.

Выполнение узла фиксации верхнего уровня с долиоными стаканами позволяет

oсущестоляTь плавнblй и быстрый долив жидкос1и о мерные емкости, что также поев>шлет точность и быстродействие дозатора. Возникающие при этом излишки жидкости сливаются в единую коллекторll ю емкость и lit >Ko утилнзируются, не усложняя flp

Дозатор работает следующим образом.

Для дозирования жидкости заполняется одна из мерных емкостей. Ilo<>pwMep 1, д зз 1русмой жидкостью. Заполнение осущестоляется через подающие трубопроводы с помощью насоса 20, В это время другая мер><ая емкость 2 остается незаполненной.

После заполнения мерной емкости 1 жидкость попадает о расположенный над горловиной с>окан 6 и вызывает срабатывание датчика 16 наличия жидкости, который под-.ет сигнал на отключение подачи жидкости о зту емкость на эапорный элемент 14. После этого, в случае необходимости изглерения следующего объема жидкости, о>крь>вается запорный элемент !5 другой емкости 2 и происходит ее заполнение, в то оре>ля как первая емкость 1 опорожняется, выдавая отмеренный обьем жидкости. За<ем описанный процесс повторяется, обеспечивая непрерывную дозировку жидкости.

Важным моментом для обеспечения

Toчности дозирооания является процесс плавного и точного долиоа жидкости в мерIII I емкости. В описанной конструкции это достигается с помощью стаканов 6 и 7, в которые жидкость попадает из горловин 3 и

4 после заполнения емкостей 1 и 2 и плавно истекает через зазор между стаканами 6 и 7 и горловинами 3 и 4. осуществляя плавный долив мерных е>лкостей. Для этого сумма площадей проходного сечения зазора между горловиной 3 или 4 каждой мерной емкости и стакана 6 или 7, соответственно. и отверстия о стакане меньше площади проходного сечения горловины этой мерной емкости, Плавность истечения жидкости иэ стаканов также улучшается эа счет поступлсн<1я о стаканы воздуха через отверстия 8 и 9.

Использование предлагаемого изобретения повышает точность измерения обье5

<лов жидкости до эталонноЙ о г> отол1отическом режиме. быстродействие и компактность конструкции по сраонсни>о с прото< ином.

Б>»стродсйст вне дозатора дос1<1гастся за сче1 исключения времени наполнения

><оллск торной емкости жидкостью и слива ее самотеком по трубопроводу сложной конфигурации из коллекторной емкости, как это имело место в известном изобретении (прототипе), Сравнительные модельные испытания показали, что производительность дозатора увеличивается на 20 . При этом также обеспечивается воэможность с точностью до 0,05 осуществлять эталонное дозирооание, осуществляемое за счет исключения образования газоооздушных пузырей, образующихся в регулирооочных вентилях, и исключения трубопроводов сложной конфигурации и повысить тол1 самым плавность и скорость налива жидкости до фиксированного уровня о <лернь>х емкостях.

Для сравнения в качестве базового объекта выбран наиболее точный метод градуировки резервуаров с использованием образцовых мерников согласно ГОСТ

8.346-79 (Ст. СЭВ 1972 — 79) "Резервуары стальные горизонтальные. Методы и средства проверки". Этот метод достаточно трудоемок, так как налив производится вручную с последующим самосливом, требует промежуточных замеров уровня налива и соответствующего ему объема (например емкость 25 м градуируется в течение 5-6 дней. Затем обрабатываются данные еще два дня).

Преимущества изобретения заключаются о том, что комплексно автомати тируется весь технологический процесс градуировки резервуаров и с помощью заявляемого дозатора-расходомера можно получать готовые распечатанные градуировочные таблицы (например, градуировку 25 м резервуара можно провести за несколько часов во всем практическом диапазоне температур).

Дозатор находится в завершающей стадии изготовления опытного образца с автоматизацией процесса управления дозировки расхода на основе микропроцессора, с выводом данных на цифропечатающее устройство.

Формула изобретения

Дозатор жидкости, содержащий мерные емкости, каждая из которых оыполнена с подающим и сливным трубопроводами и горловиной, снабженной узлом фиксации вЕрхнего уровня, отличающийся тем, что, с целью повышения точности доэирова10

Составитель Н,Немцева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Редактор Н.Химчук

Заказ 55 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ния и быстродействия, в него введена коллекторная емкость, а узел фиксации верхнего уровня каждой горловины выполнен в виде стакана с размещенным в нем датчиком наличия жидкости, причем стакан закреплен в коллекторной емкости вверх дном коаксиально горлогине, торец которой Расположен в стакане ниже датчика нэлич1.я жидкости, а площадь ее проходного сечения больше площади зазора между горловиной и

5 стаканом, сообщенным с YoilflOKTopHQA емкостью выше датчика наличия жидкости.