CN87105287A - 一种改进的喷射计量的附加物给主流体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷射计量的物质给主流体的装置，它包括一与阶梯形柱塞11连接的计量柱塞28，柱塞11的运动以众知的方法由主流体的压力所产生。柱塞28与计量泵体10配合，泵体10与流体出口室8的下部固定连通。这样，附加物的混合物被限制在装置的出口处，从而不需要对与流体和附加物接触的滑动部件进行密封，也消除了由于沉淀物附着在滑动部件上而使密封装置磨损的风险。此外，由于输送主流体的进口室6是环形的，因此易于安装一过滤件33。

Description

本发明涉及一种喷射计量的物质给主流体的装置。

有许多已知的形成计量泵的装置，在那里，提供给泵作用机构的能量来自压力下的主流体的流动。在美国专利A-3，937，241和4，060，351里所详细叙述的这类装置里，其壳体包括一滑动地安装在两个不同直径的筒形壁里的阶梯形柱塞，该筒形壁形成壳体的一部分，该柱塞将壳体分成三个容积可变化的室。一安装在柱塞上的带有阀门的机构，它能够传送流体压力给阶梯形柱塞的各个面，使阶梯形柱塞作往复运动，并形成传动机构，使计量柱塞与放有要喷射的物质的储贮室连通的泵体互相配合。带有阀门的机构本身通过由推杆控制的传动而动作，推杆由止动器启动，止动器位于阶梯形柱塞行程的上止点和下止点处，是不动的。传动就是阀门在它的各个位置上以不变的方式被控制而进行的。

使用这些装置会碰到这样一个问题，附加物通常在泵的进口处被引入主循环里，这样，它就将在三个室里循环。由于附加物常有的腐蚀性，就会发生腐蚀现象，这样就会缩短泵部件的使用寿命。再进一步，就某种附加物，例如液体漂白剂来说，可以发现，它与主流体（特别是水）或溶液里含有的盐的化学反应会产生沉淀物或在混合区域内发生沉淀，必须防止这种形成物，至少是加以限制，要尽可能地采取各种措施防止在包括密封的滑动部件上发生的沉淀。实际上，这些沉淀物将成为非常活泼的腐蚀剂，非常快地破坏两个部件或排列成供活动部件穿行其间的密封装置之间的密封滑动接触的质量。

这类问题在美国专利A-4，558，715中所描述的装置中特别会遇到，该装置试图在泵的出口处建立起附加物的喷射，它建议一滑动安装的、将阶梯形柱塞与计量柱塞连在一起的、由密封装置密封的连杆穿过不动的壁，连杆轮流地与主流体及附加物接触，从而促进了反应生成物的形成，它将很快地破坏密封。

本发明提供一种解决在装置的出口处喷射附加物所引起的问题的方法，以便保护泵的活动部分不破腐蚀，并且尽可能地避免在其它滑动部分产生沉淀物，因为它对于装置提供长期的、令人满意的工作情况是很不利的。按照本发明的改进，通过使安装和拆卸以及中期维修极为简化，从而使这种设备的维修更加简化。

因此本发明涉及装置的改进，以便计量的附加物被喷射入与其流动速度相称的流体里去，改进的装置包括一封闭的圆柱体壳体，该壳体包括一流体进口，一供此流体用的出口管和一供附加物用的进口，该装置还包括一与壳体的筒形壁同轴的内筒形壁，通过安装在里面的能沿上述筒形壁往返滑动的阶梯形柱塞，将壳体分成三个容积变化的室，即由两个壁和柱塞限定的一环形的第一室，由较大直径的筒形壁和柱塞的相应部分限定的上部第二室，以及由较小直径筒形壁和柱塞的相应部分限定的第三室，通过安装在柱塞上的带有阀门的装置，使第二室交替地与另外二个室中的一个连通，与另一个隔离，并且至少有一个与阶梯形柱塞配合的计量柱塞，它被滑动地安装在计量泵体里，并与阶梯形柱塞行程的轴线平行。

根据本发明的一个主要特征，这个改进在于第一室（称为进口室）与流体进口是固定连通的，第三室（称为出口室）与流体出口管和供附加物用的开口是固定连通的，而计量柱塞通过与阶梯形柱塞行程平行的连杆与阶梯形柱塞配合，并自由地延伸通过出口室和供附加物用的进口，该进口是由进入邻近位于上述第三室的壳体的底部的计量泵体出口所构成。

为了能用简单的方法调节被喷射的附加物的量，计量泵体有一内衬套，该内衬套在计量泵体里的轴向位置能根据计量柱塞的行程调整，因而成为调整柱塞的工作行程和计量输出量的部件。

计量泵体最好被安装成局部突出于第三室，而且在出口管的上方，一可移动的壁安装在由所述的突出部分和上述的内筒形壁所限定的第三室的环形间隔里，从而形成一缓冲带有附加物的流体流动的隔墙。

这种结构设计有利于在壳体的两个筒形壁之间安装一过滤件。

最后，应该注意，与本实施例有关的是，上述带有阀门的装置包括至少一个与在阶梯形柱塞壁上的阀座相配合的第一阀门，该阀门将第一室和第二室隔开，阀门打开时阀门以与柱塞的行程轴线平行的方向进入第一室;还包括至少一个与柱塞壁上的阀座相配合的第二阀门，该阀门将第二室和第三室隔开，打开时阀门通向上述的第二室;还包括一与阀门连接的连杆，该连杆位于第二室，并通过双稳态机构与柱塞配合，以便传送滑动地安装在柱塞上的轴向推杆的运动，该推杆还与阶梯形柱塞行程的上止点和下止点上的止动点相配合。

圆柱形壳体包括两个分开的、在壳体的中间部位连接在一起的部分。在与壳体壁接触的区域里，柱塞具有在相对的二个方向上延伸的密封凸缘。

本发明将从下面结合实例的描述中得到更好的理解，该实例仅是作为引导，而不意味着任何限制，该实例能使本发明优点和其它的特征看得更清楚。

参考的附图是：

图1是根据本发明的装置的第一实施例的示意剖面图;

图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ线的局部剖面图。

首先参看图1，它表示了壳体1，壳体1包括一在下部的第一部分1a和在上部的呈钟形的第二部分1b，第二部分1b与第一部分1a在基本上是中间的接合面2上以密封的方法结合，从而形成基本上是圆柱形的壳体。下部分1a包括一靠近底部4的筒形外壁3，在底部4的中间矗立着一个与壁3同轴的内筒形壁5。由壁3和壁5形成的环形间隔6与开口7连通，开口7形成输送主流体的导出管（未示）的连接支管，壁5内的内间隔8与作为流体出口管的连接支管9固定连通。管式第三壁10在间隔8内凸出于底部4，并与壁3和壁5基本上是同轴的。管10由它的上端直接通向间隔8，而其下端伸出底部4之外，以便连接输送附加物的导出管，这将在下面进行详细的描述。

钟形物1b形成一内径与壁3相同的筒形支承面，以与阶梯形柱塞11的较大直径部分11a配合。柱塞11还有一较小直径的下部分11b，它能沿壁5滑动。下部分11b形状类似倒置的钟，因此关闭着壁5里的间隔8。部分11a与部分11b一起关闭着环形间隔6，部分11a与钟形物1b一起形成上室12。这样，间隔6，室12和间隔8形成容积变化的三个室，第一室、第二室和第三室各自位于壳体1里。室6与进口7固定连通以输送主流体，室8与液体出口管9及输送附加物的开口10a固定连通，室12通过柱塞11携带的阀门系统，有时与室8连通，有时与室6连通。

该阀门系统局部地显示于图1和图2上，它主要包括一可移动的连杆13，连杆13带有八个阀门，其中4个，即阀门14与排列在柱塞壁上的阀座14a配合将室6与室12隔开，另外4个，即阀门15，与排列在柱塞壁上的阀座15a配合将室12与室8隔开。阀门14向下打开，即是说进入室6，而阀门15向上打开，即是说进入室12。连杆13能在两个位置之间移动，在第一位置，连杆13离开柱塞的顶部，阀门14紧靠着阀座14a，室6和室12被隔开，而阀门15离开它的阀座15a一段距离，使室12与室8连通;在第二位置，连杆13靠近柱塞的顶部，阀门14被打开，室12和室6连通，而阀门15紧靠着阀座15a，使室12与室8被隔开。连杆13从一个位置向另一个位置的转变和它的维持都是依靠在连杆13和中间推杆16之间设置的双稳态传动机构，中间推杆16滑动地安装在柱塞里，并与柱塞同轴。为此，推杆16具有连接弹簧18在支点17，弹簧18的另一端固定在旋转杆19上，旋转杆19通过一自由端活动连接固定在柱塞11上的支承20上。与弹簧18连接的旋转杆19的一端能在位于连杆13上的窗框23的下表面和上表面上的挡板21和22之间移动。弹簧18力图通过使旋转杆19压在挡板面21上使连杆13靠近柱塞11的顶端，或通过使旋转杆19靠在挡板面22上使连杆13离开柱塞11的顶部。在推杆16的下端安装横杆24，当柱塞11到达它的下止点时，横杆24压在管式尾端件10的一端10a上。当柱塞11到达它的上止点时，推杆16通过它的另一端与位于钟形物1b底部的止动点25配合。

现在，当柱塞向下移动，阀门14是打开的，而阀门15是关闭的，如图1所示。

被允许进入室6的流体进入室12，使室12“膨胀”，从而推动柱室11向下运动。当横杆24被管10的一端10a挡住时，推杆16被挡住，而柱塞11继续下降。接着，旋转杆19与支承20的活动连接点下降到弹簧18与推杆16的连接点17的下方。并且弹簧18使旋转杆19翘起，离开挡板21而去碰撞挡板22，从而抬起连杆13，直到阀门14被关闭阀门15被打开为止。然后室6里的流体作用在柱塞11的较大直径部分11a的下部环形表面上，将柱塞11再抬高。然后室12里的流体进入室8，并以与柱塞的较大直径和较小直径部分经过的不同容积成比例的量通过出口管9。在上止点附近，推杆16碰撞止动点25，旋转杆19与支承20的活动连接点上升到活动连接点17的上方，使得旋转杆向下倾斜，并引起连杆的相应的运动，使其回复到如图所示的位置。然后柱塞11能够重新进行第二个循环，以向下运动的方式使室8里在流体通过出口管9排出。

在管10里滑动的，或更确切地说，在管10的内衬套29里滑动的计量柱塞28通过连接杆26和灯笼式圆筒27与柱塞11连接，在灯笼式圆筒27里推杆16和其上的横杆24能够移动。衬套29通过密封连接装置30与管10连接，衬套29的轴向位置能相对于管10进行调整。衬套本身与一输送附加物的管道（未示）连接，并有一包括阀门31的盒，阀门31允许吸进来的附加物进入壳体1。柱搴28被做成：当柱塞28向下运动进入衬套29里时，在柱塞28和衬套之间所形成的一个环形间隙，能使位于下面的附加物越过柱塞而到达其上方。另一方面，在回程时，柱塞28的滑动是密封的，而柱塞28下的附加物通过阀门31被吸进来，与此同时，通过管10的一端10a，附加物被送入室8。

由于柱塞28的结构决定了它的行程距离是恒定的，因此被吸进来的、然后被喷射的计量的量的调整是通过沿着管10移动衬套29，调整柱塞行程中柱塞与衬套29接触的长度。为此目的，在衬套的外面刻上标记，以便代替调整的计量数的容积。

从以上所述可见，在柱塞11的各行程里，一定量的主流体向出口管9的方向被推送。因此在室8里，有一股向下流动的流体。当柱塞11向上止点升起时，计量柱塞向室8注入被计量的附加物，附加物流向室8的下部，围绕管10，并被排向出口管9。因此在这个区域内，产生主流体和附加物的混和，从而将两种物质之间反应生成的沉淀物或增加物的危险限制在这个区域里。

因此最好在筒形容器里，在壳体的底部4上安装一可移动的壁32，在壁32的根部至少有一形成出口的开口32a。该壁成为对混和的流体提供较大的接触表面的部件，这样有利于可能产生的沉淀物的附着。由此可见，由于壳体是由两个可容易地分开的部分组成，因此可以方便地取出隔壁32，或者清扫它，或者更换它。撤动壁32也会使沉淀物产生破碎或龟裂，从而也影响到其他邻近的壁;壁本身也是很容易被移动的。

在图中还可以看到，有一个以可移动的方式安装在环形室6里的过滤件33，过滤件33在主流体带来的杂质经过装置前将其截留下来，过滤件33也是非常容易拆卸的。

最后，从本发明的室的排列和从与柱塞1有关的流体的运动方向产生的一种有益的排列，可以被看出。实际上如图所示，在柱塞11的较大直径端11a处有一凸缘40，在其较小直径11b处有一凸缘41。当流体被允许进入室6，就是说进入了凸缘40和41之间，它们只能按相对地向前伸展那样去履行它们的功能。当牵涉到在设备上进行装配和拆卸操作时，这种排列就具有较大的安全性，消除了凸缘被损坏的危险;因为如果凸缘指向另一侧，壁1和5的未经严格再处理的内面会损坏凸缘。

可以发现本发明在计量泵和用来处理带有附加物的主流体的装置的领域内具有有益的用途。

Claims (8)

1、一种改进的、将计量的附加物以与流体的流速相称的速度注入流体的装置包括，一含有流体进口7、输送流体的出口管9和输送附加物的出口10a的封闭的圆柱形壳体1，一与壳体1的筒形壁同轴的内筒形壁5，一安装在壳体内的能沿着上述的筒形壁滑动的柱塞11能将壳体分成三个容积可变的室，即由两个壁3和5以及柱塞11限定的一环形的第一室6，由较大直径的筒形壁3和柱塞的相应部分11a所限定的一处于上部的第二室12，以及由较小直径的筒形壁5和柱塞11的相应部分11b所限定的第三室8，通过安装在柱塞11上的带有阀门14和15的装置，使第二室12或者与第一室6连通，或者与第三室8连通，而同时它或者与第三室8隔开，或者与第一室6隔开，还有与阶梯形柱塞11连接的、滑动地安装在计量泵体10和29里的至少一个计量柱塞28与阶梯形柱塞11的行程轴线平行，这种改进的装置的特征在于，称为进口室的第一室6与流体出口7固定连通，称为出口室的第三室8与流体出口管9及输送附加物的进口10a固定连通，而计量柱塞28通过平行于阶梯形柱塞11行程的连接杆26与阶梯形柱塞11连接，计量柱塞自由地延伸通过出口室8和输送附加物的进口10a，进口10a是由进入邻近于上述第三室8的壳体的底部4的计量泵体10的出口所构成。

2、根据权利要求1所述的改进装置，其特征在于，计量泵体10里安装有内衬套29，内衬套29在计量泵体10里的轴向位置能相对于计量柱塞28的行程进行调整，从而形成供调整柱塞28的工作行程和计量输出量的部件。

3、根据权利要求1或2所述的改进装置，其特征在于，计量泵体10基本上与壳体1的筒形壁3和5同轴。

4、根据权利要求3所述的改进装置，其特征在于，计量泵体10突出于第三室8并位于出口管9之上，可移动的壁32被安装在第三室8里的由所述的突出部分10和上述的内筒形壁5所限定的环形间隔里，从而形成缓冲带有附加物的流体流动的隔墙。

5、根据权利要求3所述的改进装置，其特征在于，上述的第一室6里有一位于筒形壁5和3之间的可移动的过滤件33。

6、根据权利要求3所述的改进装置，其特征在于，上述的带有阀门的装置包括至少一个与在阶梯形柱塞壁上的阀座14a配合的第一阀门14，它将第一室6和第二室12隔开并在阀门打开时以与柱塞11行程轴线平行的方向进入第一室6，上述带有阀门的装置还包括至少一个与在柱塞11壁上的阀座15a配合的第二阀门15，它将第二室12和第三室8隔开，当它打开时进入上述的第二室12，还包括连系阀门的、位于第二室12里的、通过双稳态机构17、18、19、20、21和22与柱塞11连接的连杆13，以传递滑动地安装在柱塞里的轴向推杆16的运动，并在阶梯形柱塞11行程的上止点和下止点处与止动点10a和25配合。

7、根据上述权利要求中的任何一项所述的改进装置，其特征在于，所述的壳体1由在外部筒形壁的中间部位能轴向分开的两部分1a和1b所组成。

8、根据上述权利要求中的任何一项所述的改进装置，其特征在于，上述的阶梯形柱塞11包括面向筒形壁1和5滑动的、以相对的方向延伸的密封凸缘。

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