Плунжерный дозатор жидкости

 

A.Â. Сергеев, М.В. Соколов, M.Е. Ла нзвв,. В;:И, .-Сахненко.

1 и А.Л. Гуревич

I а., i

1.

Специальное конструкторско-. технологическое бюро "ТеЖВлогн

Ленинградского технологического института им. Ленсовета (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЛУНЖЕРНЫЙ ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к дозировочной технике, применяемой для стабилизации расхода токсичных., высокоагрессивных, кристаллизующихся, загрязненных жидкостей и суспензий в пожарои взрывоопасных производствах при небольших избыточных давлениях нагнетания до 1,0 МПа и касается, в частности, конструкции плунжерных пневмо приводных герметичных насосов-дора16 торов, которые могут найти применение в химической, нефтехимической, лакокрасочной, химико-фармацевтической, витаминной, пищевой и других отраслях промышленности. .15

Известен плунжерный насос-дозатор с электромеханическим приводом, сальниковым уплотнением и неуправляемыми шариковыми клапанами, Насосы-до" заторы такого типа выпускаются на избыточное давление нагнетания

1-40 МПа (1) .

Известен также плунжерный насосдозатор, привод которого выполнен на основе мембранного исполнительного механизма, а насосная головка состоит из плунжера с сальниковым уплотнением в цилиндре и неуправляемых шариковых клапанов (2j .

Недостаточная надежность работы этих устройств объясняется наличием неуправляемых шариковых клапанов, что не позволяет перекачивать загрязненные, кристаллизующиеся жидкости и суспензии с большой концентрацией взвешенных твердых частиц. Из-за абразивного износа посадочных поверхностей в процессе эксплуатации, а также в результате попадания твердых частиц между седлом и шариком неуправляемого клапана, последний неполностью. перекрывает жидкостную линию и возможно полное прекращение подачи жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее корпус с мерной и рабочей

3 93 камерами, мембрану, делящую рабочую камеру на подмембранную и надмембран ную части, плунжер с сальниковым уплотнением, установленный между мерной камерой и мембраной, жесткий центр мембраны соединенный с плунжером, ограничитель обратного хода плунжера, входные и выходные патрубки и клапаны мерной камеры, патрубок надмембранной части рабочей камеры и прибор управления,. соединенный с клапанами и патрубком надмембранной части

Однако недостаточное перемешивание (турбулизация) потока жидкости во всасывающей линии входного клапана при малых величинах расхода создает возможность кристаллизации растворов и способствует зарастанию кристаллизации линии всасывания и посадочных поверхностей входного клапана, а также осаждению твердых частиц при подаче загрязненных растворов и суспензий, что снижает надежность работы устройства.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен канал, соединяющий подмембранную часть рабочей камеры с выходом входного патрубка и со входом входного клапана.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема плунжерного дозатора с пневматическим прибором управления, на фиг. 2 - циклограмма работы прибора управления дозатором.

Устройство состоит из исполнительного механизма 1 плунжерного дозатора, который работает в комплекте с прибором управления 2. К одному прибору управления могут быть подключены от одного до четырех дозаторов.

Устройство содержит входной 3 и выходной 4 мембранные жидкостные клапаны соответственно с мембранами

5 и 6, входной патрубок 7 и выходной патрубок 8, мерную камеру 9, плунжер

10 с сальниковым уплотнением 11.

Для создания постоянного усилия на сальниковом уплотнении 11 между упор ными втулками сальника, служащего направляющей для плунжера, помещена цилиндрическая винтовая пружина

12 сжатия. Движение плунжера 10 ограничено в крайнем левом положении корпусом 13. Мембрана 14 привода имеет жесткий центр 1, который сое2244

1О

15 ю

25 зо

5О

4 динен с плунжером 10. Подмембранная часть 16 рабочей камеры расположена между сальниковым уплотнением 11 и мембраной 14 привода и каналом 17, соединяющим подмембранную часть 16 рабочей камеры с выходом входного патрубка 7 и с входом входного клапана

В надмембранную часть 18, образованную мембраной 14 и крышкой

l9, подается последовательно сжатый воздух или создается разряжение (вакуум) для воздействия на мембрану 14 привода.

Микрометрический винт 20 ограничителя хода плунжера 10 не соединен с жестким центром 1 мембранного привода 14, а лишь касается его своей торцевой поверхностью и служит упором, ограничивающим (справа) ход плунжера 10 в конце процесса всасывания жидкости в камеру 9. При смеще. нии микрометрического винта 20 огра-. ничителя хода плунжера 10 влево, соответственно уменьшается ход плунжера 10, а значит и обьем единичной дозы.

Командные сигналы, подаваемые на мембранные клапаны дозатора, вырабатывает по заданному алгоритму прибор 2 управления частотой подачи доэ в виде дискретных пневматических импульсов.

Прибор 2 управления может быть реализован на базе пневмоэлементов

УСЭППА. Он содержит генератор 21 прямоугольных пневматических импульсов, пневматическое реле 22 и

23, переменные дроссели 24-26 и уси лительные элементы 27-29 в соответствующих каналах управления входным

3, выходным 4 клапанами и мембраной

14 привода

Временные задержки (на фиг. 2) означают: л задержка в снятии командного сигнала с входного клапана 3; задержка в снятии командного сигнала с выходного клапана 4; - задержка в подаче и снятии командного сигнала на мембранный привод 14;

Р„ — условное обозначение значений давлений Р.; Р4, Р2, Р .

Величина соответствующих временных задержек выбирается иэ условия (l> c4 = 1<) обеспечения надежного пел и рекрытия линий всасывания и нагнетания при заполнении жидкостью мерной

244 6

5 932 камеры и вытеснении ее из мерной ка-. меры..

Устройство работает следующим образом.

Генератор 21 пневматических импульсов формирует прямоугольные импульсы с заданной частотой, которые поступают на вход элементов 22, 23 и 29. В процессе заполнения мерной камеры (процесс всасывания) на f6 выходной клапан 4 подается командный сигнал Р2 избыточного давления, который перекрывает с помощью мембраны 6 соединение мерной камеры 9 с вы ходным патрубком 8. Затем с задерж- 15 и кой о подается командный сигнал Р(вакуум) на открытие входного клапана 3, который соединяет входной патрубок 7 с камерой 9. После чего л с задержкои с подается командный 20 сигнал Р (вакуум} на мембрану 14 привода, связанную с плунжероы 10 с помощью жесткого центра 1, который смещает плунжер 10 вправо. Процесс заполнения мерной камеры 9 происхо- и дит до тех пор, пока жесткий центр

15 мембранного привода 14 не упрется в торцевую поверхность винтового ограничителя хода 20, определяющего своим положением заданное перемеще- 56 ние плунжера, которое определяет объем единичной дозы. В процессе всасывания дозируемая жидкость перетекает за счет разряжения в подмембранной части 16 по соединительному

35 каналу 17, связывающему входной патрубок 7 входного клапана 3 с подмембранной частью 16, расположенной между сальником 11 плунжера 10 и мембраной 14 привода. Такое принуди40 тельное периодическое движение жидкости создает эффективное перемешивание (турбулизацию) жидкости при всасывании и не позволяет твердым частицам осаждаться или образовываться

45 кристаллами в полости клапана 3 и в патрубке 7. Дозируемая жидкость, попадающая через сальник ll из мерной камеры 9 во внутреннюю камеру 16, за счет возможных протечек между плунжером 10 и сальником ll цирку"

50 лирует по соединительному каналу 17 и не попадает в окружающую атмосферу °

Процесс выдачи дозы происходит следующим образом. По истечении времени, необходимого для заполнения объема мерной камеры 9, поступает командный сигнал на выдавливание единичной дозы из мерной камеры 9.

При этом подается командный сигнал

Р на закрытие входного клапана 3, с задержкой — — . Командный сигнал Р2 снимается с выхо )ного клапа" на 4. Затеи с задержкой о > с командный сигнал Р подается в надмембранную часть 18. Плунжер 10 перемещается влево (фиг. 1} до упора в корпусе 13, который ограничивает перемещение плунжера 10 в крайне левое положение. Дозируемая жидкость выдавливается через выходной клапан

4 в патрубок 8.

Применение предлагаемого устройства позволит автоматизировать процессы стабилизации расхода агрессив- ных, токсичных, кристаллизующихся жидкостей и суспензий, что дает возможность получить существенный экономический эффект и обеспечить безопасные условия ведения технологических процессов.

Формула изобретения

Плунжерный дозатор жидкости, содержащий корпус с мерной и рабочей камерами, мембрану, делящую рабочую камеру на подмембранную и надмембранную части, плунжер с сальниковым уплотнением, установленный между мерной камерой и мембраной, жесткий центр мембраны, соединенный с плунжером, ограничитель обратного хода плунжсра, входные и выходные патрубки и клапаны мерной камеры, патрубок надмембранной части рабочей камеры и прибор управления, соединенный с клапанами и патрубком надмембранной части, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введен канал, соединяющий подмембранную часть оабочей камеры с выходом входного патрубка и с входом клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Основы автоматизации химических производств, Л., "Химия", 197., с. 131

2. Авторское свидетельство СССР

М 185700,. кл. F 04 В 9/12, 1966.

3. Патент ЧССР N 167290, кл. F 04 В 43/02, 1977 .(прототип) 932244

Составитель А. Черепов

Редактор Е. Лушникова Техред А. Аи Корректор Н Швыдкая

Заказ 37 3/57 Тираж jl Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4