Устройство для отбора дозы жидкости

 

Использование: дозирование реагентов при производстве полимеров. Сущность изобретения: устройство для отбора дозы жидкости содержит емкость с дозируемой жидкостью, кран-переключатель, канал для подачи газа-носителя, промежуточную мерную емкость. Емкость с дозируемой жидкостью размещена над промежуточной мерной емкостью, кран-переключатель находится между ними, промежуточная емкость имеет вогнутые стенки и снабжена поворотной трубкой, установленной с возможностью перемещения внутри промежуточной емкости в четырех степенях свободы, а входное отверстие поворотной трубки выполнено с возможностью изменения своего уровня по отношению к верхнему уровню жидкости в промежуточной емкости. 2 ил.

Изобретение относится к производству полимеров и может быть использовано при дозировании реагентов.

Известно устройство для ввода жидкого образца (авт.св. СССР N 243950, кл. G 01 N 1/10, 1967), содержащее емкость с дозируемой жидкостью, калиброванную газовую емкость, кран-переключатель, канал для подачи газа-носителя, промежуточную мерную емкость. Принцип действия устройства основан на предварительной и точной установке объема газа, инертного к дозируемой жидкости, вытеснении установленным газовым объемом пропорционального объема жидкости из емкости в мерник для визуального контроля с последующей эвакуацией отдозированного объема жидкости потоком инертного газа к месту назначения. Устройство обладает высокой надежностью при работе с агрессивными жидкостями в автоматическом режиме, имеет широкий диапазон дозирования. Оно используется, например, при автоматическом вводе уксусной кислоты как стабилизатора процесса гидролитического полиамидирования капролактама.

К недостатку этого устройства можно отнести изменение начального давления в системе дозирования за счет изменения разности высот жидкости в мернике и емкости по мере отработки последней. Это увеличивает погрешность дозирования или требует ввода дополнительного корректирующего звена в систему управления.

Целью изобретения является повышение точности отбора дозы жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора дозы жидкости, содержащем емкость с дозирующей жидкостью, кран-переключатель, канал для подачи газа-носителя и промежуточную мерную емкость, емкость с дозируемой жидкостью расположена над промежуточной емкостью и соединена с ней краном-переключателем, при этом промежуточная емкость выполнена с вогнутыми стенками и снабжена поворотной трубкой, соединенной с приводом и установленной внутри промежуточной емкости с возможностью перемещения в четырех степенях свободы, входное отверстие поворотной трубки установлено с возможностью изменения своего уровня по отношению к верхнему уровню жидкости в промежуточной емкости. Объем жидкости, расположенный между двумя уровнями, определяет величину дозы, которая затем эвакуируется инертным газом через трубу-сифон к месту назначения. В данном случае исключен недостаток прототипа. Кроме того, обеспечивается линейная зависимость между углом поворота трубки-сифона и объемом дозирования за счет сочетания радиуса сферы как расстояния от центра вращения до входа в трубку-сифон и объемной формы корпуса промежуточной емкости, выполненной в виде поверхности второго порядка, координаты которой кратны радиусу вращения входа трубки-сифона.

На фиг. 1 представлена схема устройства для отбора дозы жидкости; на фиг.2 - положение поворотной трубки относительно системы координат.

Устройство содержит емкость 1 с дозируемой жидкостью, канал 2 для подачи газа-носителя, кран-переключатель 3, промежуточную мерную емкость 4, поворотную трубку 5, указатель величины дозы 6, привод 7, приспособление для вращения трубки, например в виде сферического шарнира 8, с хвостовиком 9 для соединения с корпусом 10 промежуточной мерной емкости.

Устройство работает следующим образом.

Емкость с дозируемой жидкостью 1 соединяется краном-переключателем 3 с промежуточной емкостью 4. Причем верхние уровни емкостей 1 и 4 соединяются между собой, а нижний уровень емкости 1 соединяется с поворотной трубкой 5. На приводе 7 задается угол поворота, и трубка 5 устанавливается своим входом на уровень соответствующего объема. Контроль установки дизируемого объема жидкости осуществляется с помощью указателя дозы 6. При переключении крана 3 сообщение между емкостями 1 и 4 прерывается, емкость 4 соединяется с каналом 2 на входе и через трубку-сифон 5 на выходе - с местом ввода реагента, например с бак-мешалкой, в процессе гидролитического полиамидирования капролактама. Инертный к жидкой среде газ-носитель из технологической линии через канал 2 выдавливает объем жидкости, заключенной между уровнем крана-переключателя 3 и входом трубки-сифона 5, доставляя жидкость к месту назначения.

Затем цикл работы устройства повторяется.

Трубка 5 соединена с приводом за счет сферического шарнира, имеет возможность вращаться с заданной угловой скоростью ω вокруг оси Х совместно с центром трубки, входя с ней в зацепление при подаче пневмо- или гидроимпульса давления Р. Трубка-сифон, имея неизменную длину R, своим концом может перемещаться в координатах Х, У, Z по сферической поверхности с тремя степенями свободы. Четвертая степень свободы появляется при вращении трубки-сифона с угловой скоростью ω.

Требуемый объем дозы может быть установлен за счет фиксации конца трубки-сифона по уровню в период соединения емкости 1 и 4. Дозирование прекращается, как только газ-носитель начнет поступать в трубку-сифон.

Мерник в прототипе должен быть расположен выше емкости для предотвращения неконтролируемого перетекания жидкости. Энергетические затраты на доставку жидкой дозы в мерник постепенно возрастают, что требует периодической корректировки давления газа в системе дозирования.

При испытании макета относительная погрешность дозирования не превышает в диапазоне 0,25-1 л ± 1%; 20-60 л ± 0,1%, что значительно лучше заданной по технологии.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ДОЗЫ ЖИДКОСТИ, содержащее емкость с дозируемой жидкостью, кран-переключатель, канал для подачи газа-носителя, промежуточную мерную емкость, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отбора дозы жидкости, емкость с дозируемой жидкостью размещена над промежуточной мерной емкостью, кран-переключатель установлен между ними, устройство снабжено приводом, а промежуточная емкость выполнена с вогнутыми стенками и снабжена поворотной трубкой, соединенной с приводом и установленной внутри промежуточной емкости с возможностью перемещения в четырех степенях свободы, при этом входное отверстие поворотной трубки установлено с возможностью изменения своего уровня по отношению к верхнему уровню жидкости в промежуточной емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2