SU769501A1 - Устройство дл регулировани расхода жидкости - Google Patents

Description

ватьс  посто нной и поэтому расход вытекающей жидкости также будет посто нный. Это физическое-  вление действительно имеет место, но только дл  сравнительно больших расходов жидкости. При малых расходах (кран приоткрыт слегка, жидкость вытекает по капл м), наблюдаетс   вление облитерации, заключающеес  в том, что выходной канал (полузакрытый кран или тонкий капилл р, используемый вместо крана) постепенно «зарастает молекулами жидкости, гидравлическое сопротивление его увеличиваетс  и в результате наблюдаетс  существенное уменьшение расхода жидкости.

Дл  уменьшени  этого эффекта расход жидкости регулируют дросселированием поступающего в сосуд атмосферного воздуха , однако это затруднено тем, что капилл р дл  атмосферного воздуха должен быть очень малого внутреннего сечени  или сравнительно большой длины, а это делает его у звимым дл  пыли, так как даже отдельные пылинки могут уменьшить его проходимость, а поэтому воздух должен подаватьс  в сосуд через, капилл р идеально чистым.

Кроме тото, имеет место изменение сопротивлени  капилл ра при его термическом .расширении, а также вли ние изменени  в зкости воздуха, следовательно дл  повышени  точности дозировани  необходимо тщательно термостатировать всю систему . Это превращает сосуд Мариотта в сложную, насыщенную регул торами и другими устройствами установку со строгой стабилизацией температуры.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности работы устройства.

Эта цель достигаетс - тем, что устройство дл  регулировани  расхода жидкости, содержащее сосуд с жидкостью, св занный с входным каналом проточной камеры с выходным каналом, содержит шаровой компенсационный элемент, установленный в проточной камере и образующий переменный дроссель слива со стенками проточной камер1 1, тем что оно содержит механизм нагружени  шарового компенсационного элемента, тем что механизм нагружени  шарового компенсационного элемента выполнен в виде рычажного 1механизма, св занного нагрузочной цепью с ведущим колесом , а также тем, что проточна  камера установлена с возможностью перемещени  вдоль вертикальной оаи, а ее выходной канал св зан гибкой трубкой с неподвижно закрепленным выходным патрубком.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же с компенсацией давлени ; а фиг. 3 - то же со ступенчатым заданием расхода; на фиг. 4 -то же с плавным заданием расхода .

Устройство дл  регулировани  расхода жидкости содержит проточную камеру /, закрываемую сверху свободно проход щим внутрь камеры Щаровым компенсационным элементом-поршнем 2. Пробочна  камера св зана магистралью слива 3 с сосудом 4 с жидкостью, в котором установлен циркул ционный насос 5, осуществл ющий подачу жидкости в камеру / через входной канал 6 с запорным вентилем 7. Из камеры / дозированна  жидкость вытекает через выходной канал 8 и выходной патрубок 9.

Дл  осуществлени  плавного задани  расхода предлагаемое устройство содержит механизм нагружени  шарового компенсационного элемента, выполненного в виде рычажного механизма W, св занного нагрузочной цепью // с ведущим колесом 12. Зазор между щаровым элементом (порщнем ) и отверстием камеры небольщой, пор дка сотых долей миллиметра. Дл  облегчени  щарового поршн  его можно делать пустотелым. При смещении центра т жести вниз он всегда будет ориентирован в одном направлении, что позволит уменьшить требование к его строгой сферичности.

Без шарового поршн  проточна  камера работает как сосуд с перетоком (стабильность расхода поддерживаетс  высотой уровн  Я), поэтому верхн   кромка делаетс  острой, чтобы меньше сказывалось вли ние поверхностного нат жени  жидкости.

Устройство работает следующим образом .

В пустой камере шаровой поршень лежит на дне. При работе циркул ционного насоса 5 (например , центробежного насоса термостата) камера заполн етс  жидкостью . При этом поднимаетс  поршень 2, который, -выйд  из камеры немного более, чем наполовину, начнет пропускать через .увеличившийс  зазор между камерой и щаровым поршнем избыток Ж1идкости, возвращающийс  самотеком в емкость с запасом жидкости (как показано на чертеже: сначала в наружную часть камеры, а затем по магистрагци слива). Избыточное давле/ С

ние в камере Р - +Н (1) (где G -

вес шарового поршн , f - выталкивающа  сила жидкости, действующа  на поршень, 5 - миделево сечевие поршн , Я - высота столба жидкости, соответствующа  гидростатическому давлению).

При этом давлении из выходного патрубка 9, диаметр которого iMHoro больше капилл рного (дл  дозаторов на малые расходы пор дка 3 мм) жидкость будет вытекать с посто нным расходом. При малых расходах поток жидкости от насосапобудител  расхода можно уменьшить при помощи запорного вентил  7 (в простейшем случае резиновый шланг от насоса частично пережимают винтовым зажимом).

Дл  получени  минимальных расходов жидкости при данных геометрических параметрах устройства конец патрубка 9 (гибкий шланг) поднимают выше уровн  перетока жидкости, что приводит к частичной компенсации давлени  Р за счет приращени  гидростатического давлени  Aft в патрубке 9. При закрепленном выходном патрубке , установив проточную камеру с возможностью перемещени  вдоль верт1икальной оси (на подъемном столике), поднима  или опуска  проточную камеру можно в широких пределах плавно (от нулевого до максимального) регулировать расход жидкости.

При больших расходах к шаровому поршню необходимо приложить дополнительную , нагрузку. Дл  ступенчатого задани  расхода шаровой поршень посредством механизма нагружени  (коромысла и подвески ) нагружают дополнительными грузами . Дл  плавного задани  расхода шаровой поршень можно нагружать, например, при помощи рычажного механизма 10, св занного нагрузочной цепью 11с ведущим колесом 12.

В этом варианте устройства при вращении (по часовой стрелке) ведущего колеса 12, ПО; окружности которого имеютс  шпильки, удерживающие цепь 11 от проскальзывани , отрезок цепи, с оединенный с коромыслом через подвеску, будет постепенно нагружать шаровой поршень 2 и таким образом можно плавно регулировать расход жидкости при высокой степени стабилизации .

Предлагаемое устройство поддерживает посто нное давление в проточной камере за счет изменени  площади кольцевого зазора между шаровым поршнем и стенками камеры, что обеспечивает стабильность расхода жидкости на выходе устройства независ-имо от изм1енени  производительности насоса-побудител  расхода. Это позвол ет заменить насос обычным напорным бачком с жидкостью. В этом случае с уменьшением уровн  жидкости в напорном бачке расход жидкости на входе в проточной камере будет непрерывно уменьшатьс , однако давление жидкости в проточной камере будет оставатьс  посто нным за счет уменьшени  площади сечени  кольцевого зазора, что обеспечивает посто нство расхода на выходе камеры.

При этом точность дозировани  практически не зависит от температуры. Если допустить , что в результате термического расширени  диаметр шарового поршн  увеличитс , то это приведет к сужению кольцевого зазора, что вызовет увеличение давлени  в проточной камере. Это приведет к подъему поршн , в результате чего увеличитс  площадь кольцевого зазора, а следовательно , увеличитс  поток жидкости на слив в линию рециркул ции. При этом

давление в проточной камере уменьшитс  и оп ть станет равным первоначальному в соответствии с формулой (1).

Аналогична  картина будет иметь место при термическом расширении самой проточной камеры. В этом случае с увеличением кольцевого зазора шаровой поршень займет более низкое положение, что вновь приведет к установлению заданного давлени  в проточной «aiMepe в соответствии с формулой (1).

Наконец, при одновременном термическом изменении геометрических размеров камеры и шарового поршн  автоматическа  компенсаци  расхода жидкости через кольцевой зазор приведет к заданному давлению в камере. Таким образом, расход жидкости на выходе устройства остаетс  строго посто нным.

Предлагаемое устройство может быть использовано как дл  непрерывного дозировани  жидкости (стабилизированного потока ), например введени  какого-либо раст вора вещества в непрерывный химический

процесс, так и дл  порционного (при отключении устройства через заданные промежутки времени).

30

Claims (4)

1.Устройство дл  регулировани  расхода жидкости, содержащее сосуд с жидкостью , св занный с входным каналом проточной камеры с выходным каналом, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства, оно содержит шаровой компенсационный элемент, установленный в проточной камере и образующий переменный дроссель слива со стенками проточной камеры.

2.Устройство по п. , отличающеес  тем, что оно содержит механизм нагружени  шарового компенсационного элемента .

3.Устройство по п. 2, отличающеес   тем, что механизм нагружени  шарового .компенсационного элемента выполнен в виде рычажного механизма, св занного нагрузочной цепью с ведущим колесом.

4.Устройство по п. 1, отличаюшее с   тем, что выходной канал св зан гибкой трубкой с неподвижно закрепленным выходным патрубком.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.. Авторское свидетельство СССР № 148543, кл. G Об D 7/01, I960.

2. Гмелин П. и др. Контролирующие и регулирующие приборы в химической промышленности . Киев, Гос. научно-техническое издательство Украины, К., 1935, с. -140 (прототип).

п

10