Устройство для дозирования вязких жидкостей и дисперсий

 

Использование: для введения антиокислителей в кормовую рыбную муку в процессе ее получения на специальных судах в морских условиях. Сущность изобретения: устройство содержит емкость с рубашкой и подвижным поршнем, совершающим возвратно - поступательное движение. В нижней части емкости есть отверстие с ограничителями, расположенными внутри и снаружи емкости, образующее трубу. При движении поршня вниз внутренний профилированный паз поршня образует с внутренней поверхностью трубы мерную полость. Соосно с наружнорасположенными ограничителями расположен штуцер, нижняя часть которого имеет форму воронки, штуцер снабжен форсункой, связанной с источником сжатого воздуха через исполнительный механизм, рубашка снабжена нагревательным элементом и датчиком температуры, а поршень - датчиком положения и исполнительным механизмом, причем датчики и исполнительные механизмы соединены с блоком управления. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для дозирования вязких жидкостей и дисперсий и может быть использовано, в частности, при производстве рыбной муки, являющейся ценным компонентом комбикорма для сельскохозяйственных животных, птицы и рыб.

В технологии производства кормовой рыбной муки предусмотрена операция введения антиокислителя для предотвращения ее порчи в процессе получения и хранения. Введение антиокислителя осуществляется обычно в виде раствора, эмульсии, суспензии и других жидких форм из-за необходимости введения небольших количеств антиокислителя (0,02-0,1% от массы муки) и его равномерного распределения. При этом антиокислитель, как правило, вводят на стадии производства рыбной муки в жом, после сушки которого получается готовая рыбная мука. Введение антиокислителя требует специальных дозирующих устройств, работающих в жестких условиях эксплуатации, так как производство рыбной муки осуществляется непосредственно в море на специальных судах: в условиях повышенной влажности, температуры, вибрации и качки.

Известен микродозатор для дозирования вязких сред. Микродозатор состоит из цилиндра, неподвижного и подвижного поршней, втулки с внутренним профилированным пазом и привода вращения поршня. Неподвижный поршень имеет входной и выходной каналы. Цилиндр имеет перепускной канал. При вращении подвижного поршня от привода цилиндр вращается и вместе с поршнем совершает возвратно-поступательные движения по одному и тому же закону, определяемому профилем паза втулки со сдвигом на 180^о. При вращении цилиндр перепускным клапаном соединяет нижний объем то с входным каналом, то с выходным каналом. Переключение каналов происходит в тот момент, когда цилиндр и поршень двигаются совместно вверх, а объем, заключенный между ними постоянен. Недостатком этого дозатора является наличие в конструкции большого числа трущихся поверхностей, что усложняет его эксплуатацию. Профилированный паз втулки при длительной работе дозатора изнашивается, что приводит к изменению объема перепускного канала и, следовательно, к изменению точности дозирования. Следует также отметить, что в морских условиях использование данного дозатора потребует применения специальных электроприводов для вращения поршня. Это усложнит, снизит надежность, потребует дополнительного технического обслуживания и повысит стоимость устройства. Наиболее близким к предлагаемому является дозирующее устройство с вращающимся поршнем. В этом устройстве вращающийся поршень является распределителем, попеременно открывающим впускное и выпускное отверстия. Устройство включает цилиндрическую емкость и два поршня, один из которых имеет паз, образующий с поверхностью емкости мерную полость, а другой поршень служит регулятором объема дозы. Цилиндрическая емкость имеет входной и выходной штуцеры. Поршень с пазом соединен с валом привода, а другой поршень - с ходовым винтом штурвала. Дозатор работает следующим образом. Вращение от привода передается на вал, связанный с поршнем. Когда паз поршня находится в верхнем положении, входной штуцер открыт, жидкость под напором гидростатического столба поступает в мерную полость и заполняет объем цилиндра до поршня, регулирующего объем дозы. При этом воздух из мерной полости выходит через специальный поплавковый клапан в стенке цилиндра. При мере поднятия уровня жидкости клапан перекрывает выход ее из мерной полости. После поворота поршня с пазом на 180^о паз соединяет мерную полость с выходным штуцером и жидкость из нее самотеком сливается через выходной штуцер. При этом в верхней части мерной полости создается разрежение, поплавковый клапан открывается и воздух поступает в мерную полость. Регулировка объема доз осуществляется перемещением поршня, регулирующего объем дозы, через ходовой винт с помощью штурвала.

Недостаток этого устройства заключается в том, что при малых диаметрах входного и выходного штуцеров не обеспечивается быстрое и полное заполнение и освобождение вязкого раствора из мерной полости (дозируемого объема). Другим недостатком является ненадежная работа клапана для выпуска и впуска воздуха. Особенно снизится надежность работы клапана при использовании вязких жидкостей в условиях качки и при высокой производительности дозатора. Это приведет к изменению дозируемого объема и, следовательно, к неточности дозирования. Кроме того, такая конструкция при высокой производительности (большая скорость вращения) не обеспечит полного освобождения вязкой жидкости из мерной полости, причем часть вязкой жидкости будет задерживаться на внутренней поверхности мерной полости, что приведет к изменению дозируемого объема и ошибкам в дозировании. Кроме того, усложнено техническое обслуживание дозатора из-за трудности удаления из мерной полости остатков жидких сред, имеющих высокую адгезионную способность, особенно, при технологических остановках дозатора в течение рабочей смены.

Целью изобретения является упрощение конструкции дозатора и повышение надежности его работы в морских условиях. Эта цель достигается тем, что в устройстве для дозирования вязких жидкостей и дисперсий, включающем емкость с подвижным поршнем, имеющим внутренний профилированный паз, формирующий мерную полость, согласно изобретению, емкость имеет рубашку, а в нижней части - отверстие с ограничителями, расположенными внутри и снаружи емкости, образующее трубу, причем внутренний профилированный паз поршня имеет форму круговой канавки, образующей с внутренней поверхностью трубы мерную полость, а соосно с наружнорасположенными ограничителями находится штуцер, нижняя часть которого имеет форму воронки, штуцер снабжен форсункой, связанной с источником сжатого воздуха через исполнительный механизм, рубашка снабжена нагревательным элементом и датчиком температуры, а поршень - датчиком положения и исполнительным механизмом, причем датчики и исполнительные механизмы соединены с блоком управления.

На чертеже представлена схема устройства. Устройство состоит из емкости 1, в которой расположены поршень 2, имеющий внутренний профилированный паз в виде канавки 3. Емкость имеет рубашку 4, а в нижней части - отверстие 5 с ограничителями 6, образующими трубу. При этом внутренний профилированный паз поршня образует с внутренней поверхностью трубы мерную полость, соосно с наружнорасположенными ограничителями находится штуцер 7, снабженный форсункой 8, связанной с источником сжатого воздуха через исполнительный механизм 9. Рубашка емкости имеет нагревательный элемент 10 и датчик температуры 11, а поршень - датчик положения 12 и исполнительный механизм 13. Датчики и исполнительные механизмы соединены с блоком управления 14.

Устройство работает следующим образом. В емкость 1 загружается раствор или дисперсия, предназначенные для дозирования. При необходимости нагрева и поддержания заданной температуры рубашку 4 заполняют водой, с помощью датчика температуры 11 и нагревательного элемента 10 блок управления 14 поддерживает заданную температуру воды в рубашке. При достижении заданной температуры с блока управления 14 поступают сигналы на исполнительный механизм 13, который обеспечивает возвратно-поступательное перемещение поршня 2 в отверстии 5 и ограничителях 6. В верхнем положении поршня 2 происходит замещение воздуха, находящегося в канавке 3, раствором вещества или дисперсии, находящихся в емкости. При перемещении поршня в нижнее положение формируется дозируемый объем, количество которого определяется объемом мерной полости, образованной поверхностью канавки 3 и внутренними стенками трубы. В крайнем нижнем положении поршня, когда дозируемый объем переместился в штуцер 7, сигнал с датчика положения поршня 12 через блок управления 14 воздействует на исполнительный механизм 9 и сжатый воздух по воздушному трубопроводу через форсунку 8 поступает в штуцер 7, и дозируемый объем из штуцера распыляется в жом, находящийся под ним. Объем дозы можно варьировать в широких пределах за счет изменения размера мерной полости и частоты подачи дозируемого объема. Для предотвращения самопроизвольного вытекания дозируемого объема из емкости высота канавки выполнена меньше толщины рубашки емкости.

Основное достоинство устройства заключается в простоте и высокой надежности в работе, а также возможности изменения производительности в широких пределах за счет изменения объема мерной полости.

Предлагаемый дозатор имеет следующие преимущества: обеспечивается полное заполнение мерной полости, так как поршень с канавкой в верхнем положении полностью погружен в дозируемую жидкую среду. Высокая точность дозирования обеспечивается неизменностью объема мерной полости; отсутствуют клапаны для впуска и выпуска воздуха; обеспечивается полное перенесение дозируемой жидкости из емкости в продукт, так как в нижнем положении мерная полость становится открытой, с канавки поршня жидкая среда полностью сдувается сжатым воздухом; в предлагаемом дозаторе отсутствуют вращающиеся части, осуществляется только возвратно-поступательное движение, что повышает надежность, значительно упрощает конструкцию и не требует постоянного технического обслуживания.

Предлагаемое дозирующее устройство было испытано на судне "Каспрыбхолодфлота", жиро-мучном заводе "Бузан", при работе в течение 1,5 мес. в Каспийском море. Дозатор осуществлял автоматическое дозирование антиокислителя-сантохина, в растворе рыбного жира при круглосуточной работе жиро-мучной установки. Сантохин вводили на стадии производства рыбной муки в жом, после сушки которого получается готовая мука. При использовании дозатора было изготовлено 50 т стабилизированной рыбной муки. В соответствии с ГОСТом 2116-82 (Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих и ракообразных) и ТУ 15-03-474-90 (Мука рыбная для гранулированных комбикормов), сантохин вводят в кормовую муку без проверки его концентрации в готовой муке, при строгом контроле за правильностью его дозирования. В связи с этим для оценки точности дозирования периодически через каждый час в процессе непрерывной работы дозатора отбирали и взвешивали дозы раствора сантохина в рыбном жире, выдаваемые дозатором за один цикл. Результаты измерений приведены ниже.

N измерений Доза, г 1 12,00 2 12,06 3 11,94 4 12,02 5 12,05
6 12,01
7 11,95
8 12,00
9 11,96
10 12,01 Максимальное отклонение не превышает ± 0,5%.

Дозатор показал надежную работу в условиях качки, штормовой погоды, повышенной температуры и влажности. При использовании дозатора достигалось равномерное распределение антиокислителя в рыбной муке, полученная рыбная мука удовлетворяла наиболее высоким требованиям, предъявляемым к качеству рыбной муки по ТУ 15-03-474-90.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ И ДИСПЕРСИЙ, содержащее емкость и подвижный поршень, имеющий профилированный паз, формирующий мерную полость, отличающееся тем, что емкость имеет рубашку, а в нижней части - отверстие с ограничителями, расположенными внутри и снаружи емкости, образующими трубу, при этом профилированный паз поршня имеет форму круговой канавки, поршень размещен в трубе, а устройство снабжено штуцером, нижняя часть которого имеет форму воронки, размещенным коаксиально ограничителю, расположенному снаружи емкости, и блоком управления, штуцер снабжен форсункой, связанной с источником сжатого воздуха посредством исполнительного механизма, рубашка снабжена нагревательным элементом и датчиком температуры, а поршень - датчиком положения и исполнительным механизмом, при этом датчики и исполнительные механизмы соединены с блоком управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1