FI97217B - Annostelijalaite - Google Patents

Description

97217

Annostelijalaite

Doseringsanordning 5 Keksinnön kohteena on nesteiden annosteluun tarkoitettu annostelijalaite, johon kuuluu säiliö, sisäänvirtausyhde nestevirtauksen johtamiseksi säiliöön, ulosvirtausyhde säiliöön sisäänvirranneen nestemäärän poistamiseksi säiliöstä ja ajokaasun syöttöyhde paineisen ajokaasuvirtauksen johtamiseksi säiliöön.

10 Nesteiden pumppaukseen liittyy usein monia vaikeuksia. Pumpattava neste voi sisältää vaihtelevia määriä kiintoaineita. Erityisen hankalia ovat liuottimia sisältävät nesteet, joita pumpattaessa tiivisteet saattavat liueta tai ainakin yleensä pehmentyä. Edelleen pumppulaitteessa käytetyt venttiilit korroroituvat. Myös pienet tai vaihtelevat voluumi-määrät vaikeuttavat pumpattavien nesteiden annostelua. Samoin pumpattavien nesteiden 15 kiehuminen tai höyrystyminen vaikeuttaa pumppaustoimintaa.

Edellä kuvattujen vaikeiden pumppausolosuhteiden johdosta esiintyy usein tapauksia, joissa tavanomaiset keskipakoispumput eivät voi tulla kysymykseen laisinkaan. Samoin mäntäpumput eivät aina ole käyttökelpoisia, koska niissä voi esiintyä kulumisia tai 20 tyhjiövaikeuksia, jolloin mäntäpumppu imee tyhjää. Aivan pienet pumpattavat nestemäärät ovat itseasiassa lähes mahdottomia toteuttaa keskipakoispumpuilla, varsinkin jos vaaditaan suhteellisen suuria nostokorkeusvaatimuksia.

Pumpattavassa nesteessä olevat kiintoainepitoisuudet ovat erittäin haitallisia mäntäpum-25 puille. Tällaisia ovat esim. hiekkaa ja/tai soraa sisältävät nesteet, jotka joskus tekevät mäntäpumpun käytön suorastaan mahdottomaksi.

Kalvopumpuissa sulkeutuvien venttiilien toiminnot tulevat epävarmoiksi, mikäli pumpattavassa nesteessä on paljon haitallisia kiintoaineita. Lisäksi kalvopumpuissa 30 olevien venttiilien materiaalit voivat liueta joihinkin pumpattavassa nesteessä oleviin aineisiin. Tämän johdosta kalvopumppujen käyttö rajoittuu myös niihin soveltuviin nesteisiin.

2 97217

Kemian teollisuudessa esiintyy pumpattavien nesteiden osalta juuri edellä kuvattuja vaikeuksia, jonka johdosta tavanomaiset pumput eivät voi toimia tyydyttävällä tavalla. Kemialliset prosessit ovat usein kuumia, jonka johdosta tavanomaisia olosuhteita kestävät osaset eivät kestä enää kuumissa olosuhteissa. Myös pumpattavien nesteiden S määrät tai pumpattavien nesteiden laatu rajoittavat tavanomaisten pumppuratkaisujen käyttöä kemian teollisuudessa.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada annostelulaite, joka soveltuu erittäin vaativiin olosuhteisiin mahdollisimman luotettavalla tavalla. Keksinnön yksityiskohtaisempana 10 päämääränä on saada aikaan annostelulaite, jonka rakenne on yksinkertainen ja toiminta mahdollisimman varma.

Keksinnön päämäärät saavutetaan annostelulaitteella, joka on tunnettu siitä, että sisäänvirtausyhteen ympärille on sovitettu toinen halkaisijaltaan isompi putkimainen 15 elin, jolloin sisäänvirtausyhteen ja putkimaisen elimen väliin muodostuu rengasmainen tila nesteen johtamiseksi säiliöstä mainittua rengasmaista tilaa pitkin ulosvirtausyhtee-seen, ja että säiliön alaosassa on tiivistyselimet, jotka on sovitettu liikkumaan sisään· virtausyhdettä vasten tiiviisti ajokaasuvirtauksen vaikutuksesta ja sisäänvirtausyhteestä poispäin ajokaasuvirtauksen vaikutuksen lakattua.

20

Keksinnön mukaisen annostelulaitteen toiminta perustuu pumpattavan nesteen siinä mahdollisesti olevine epäpuhtauksineen virtaamiseen omalla hydrostaattisella paineellaan annostelijaan, josta vastaavaa voluumi kaasua poistuu sulkukalvossa olevan/olevien aukon/aukkojen kautta poistokanavaan. Tämän jälkeen keksinnön mukaisessa annostelu-25 laitteessa pumppaus tapahtuu paineisella kaasulla siten, että sen sisäänvirtaus nesteellä täyttyneeseen annostilaan aiheuttaa nesteen sisäänvirtauskanavan sulkeutumisen. Samalla annostelijalaitteen säiliön yläkannen tiivistävä sulkukalvo painuu sisäänvirtaa-van kaasuvirtauksen paineesta johtuen yläkantta vasten samalla sulkien sulkukalvossa olevat reiät, jolloin annostelijalaitteeseen syntyy suljettu painetila, mikä johtaa annosteli-30 jassa olevan nesteen virtaamiseen kahden putken muodostaman rengasmaisen tilan kautta ulosvirtausputkeen.

3 97217

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön periaateratkaisuun, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

S Piirustuksen kuvio esittää keksinnön mukaisen annostelulaitteen erästä edullista suoritusmuotoa kaaviomaisena, osittain leikattuna sivukuvana.

Piirustuksen kuviossa keksinnön mukaista annostelijalaitetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Annostelijalaitteeseen 10 kuuluu säiliö 11, sisäänvirtausputki 19, 10 nesteen ulosvirtausputki 14 ja paineilman syöttökanava 16. Nesteen sisäänvirtausta on merkitty kiijaimella A, nesteen ulosvirtausta kiijaimella B ja paineilman sisäänvirtausta kiijaimella C.

Säiliön 11 pohjassa on edullisesti, mutta ei välttämättä, syvennys 15, joka mahdollistaa 15 säiliön 11 tyhjentymisen kerta-annosteisesti aina säiliön 11 pohjaa myöten. Säiliön 11 yläosassa on aukko, joka on peitetty kannella 17. Kanteen 17 liittyy ylöspäin suuntautuva putkimainen osa 12, johon kannen 17 yläpuolella on liitetty pumpattavan nesteen ulosvirtauskanava 14. Tässä suoritusmuodossa putkimaisen osan 12 yläpäässä on muhvi 13 tai laippaliitos.

20

Sisäänvirtausputkea 19 ympäröi toinen putki 20 ja molemmat putket 19 ja 20 ulottuvat lähelle säiliön 11 pohjaa. Tässä suoritusmuodossa putki 20 on irrallinen ja putki 20 on kiinnitetty yläpäästään kanteen 17 liittyvässä tiivisteessä 18 olevaan aukkoon esim. laippakiinnityksellä. Putkien 19 ja 20 väliin muodostuu rengasmainen tila säiliössä 11 25 olevan nesteen ulosvirtausta varten. Syvennyksessä 15 on tiiviste 22, joka on varustettu sen alapuolella olevalla aluslevyllä 23. Lautaslevy 23 on varustettu ohjaustapilla 24, * jolloin lautaslevy 23 liikkuu ja ohjautuu paineisen ajokaasun, esim. paineilman virratessa sisäänsyöttökanavassa 16. Ajokaasun sisäänsyöttövirtaus C on sovitettu toimimaan ohjaustapin 24 kanssa siten, että paineistetun ajoilman syöttövirtaus C tai sen loppumi-30 nen aiheuttaa ohjaustapille 24 liikkeen ylös-alas-suunnassa, toisin sanoen lautaslevy 23 4 97217 tiivisteilleen 22 sulkee tai avaa sisäänvirtauskanavan 19 ja säätelee siten pumpattavan nesteen sisäänvirtausta A säiliöön 11.

Sisäänsyöttöputki 19 on sovitettu siten, että tiivisteen 22 ja sisäänvirtausputken 19 5 alapään väliin jää tilaa sopivasti, jotta nestevirtaus A pääsee vapaasti ja halutusti virtaamaan säiliöön 11 täyttövaiheessa. Toinen putki 20 on hieman lyhyempi tai yhtä pitkä kuin sisäänvirtausputki 19. Putki 20 voi olla varustettu hammasurituksella tai vastaavalla, jotta tyhjennysvaiheessa neste pääsee virtaamaan putkien 19 ja 20 väliseen rengasmaiseen tilaan 21 ja sitä kautta ulosvirtausputkeen 14. Tyhjennysvaiheessa tiiviste 10 22 ja sen alla oleva lautaslevy 23 ovat ylimmässä asennossaan, ts. painautuneena tiiviisti sisäänvirtausputken 19 suuaukkoa vasten.

Ajokaasuvirtauksen C ollessa suljettuna nestevirtaus A tapahtuu säiliöön 11 sisäänvir-tausputkea 19 pitkin tiivisteen 22 ja lautaslevyn 23 ohjaustappeineen 24 ollessa ala-15 asennossa. Tällöin säiliössä 11 oleva kaasu joutuu poistumaan säiliöstä 11. Tätä varten tiivisteessä 18 on reikä tai reikiä 25 toisen putken 20 laajentuneen laippaosan ulkopuolella säiliön 11 yläpään aukossa. Tyhjennysvaiheessa tiiviste 18 nousee kaasuvirtauksen C vaikutuksesta välittömästi tiiviisti kantta 17 vasten. Tiiviste 18 nousee myös sen johdosta, että lautaslevy 23 ja sen päällä oleva tiiviste 22 joutuu 20 nousemaan nopeasti ylöspäin kaasuvirtauksen C vaikutuksesta työntäen edellään toista putkea 20, jonka yläpään laippa on tiivisteen 18 kannattamana. Tällöin tiivisteessä 18 < · oleva reikä tai reiät 25 sulkeutuvat paineen vaikutuksesta kantta 17 vasten ja säiliöön 11 virrannut kaasuvirtaus C alkaa aiheuttaa välittömästi painetta säiliöön 11. Tämän seurauksena säiliöön 11 virrannut neste purkautuu välittömästi ja voimakkaasti putkien 25 19 ja 20 välisen rengastilan 21 kautta ulosvirtauskanavaan 14. Vasta sitten kun kaikki neste on virrannut säiliöstä 11 välitilan 21 kautta, säiliöön 11 virrannut paineinen kaasu pääsee purkautumaan samaa kautta ulos. Kun kaasuvirtaus C loppuu, lautasvent-tiili 23 tiivisteineen 22 pääsee laskeutumaan ohjaustapin 24 ohjaamana virtauskanavassa 16, jolloin sisäänvirtausputken 19 suuaukko vapautuu, putki 20 laskeutuu alas ja 30 tiivisteessä 18 oleva reikä tai reiät 25 avautuvat. Tällöin neste pääsee jälleen välittömästi virtaamaan virtauksena A putkea 19 pitkin ja täyttämään säiliön 11. Säiliöstä 5 97217 11 syijäytyvä ilma/kaasu pääsee virtaamaan ulos tiivisteessä 18 olevan aukon tai aukkojen 25 kautta ulosvirtauskanavaan 14.

Keksinnön mukainen annospumppu eli annostelijalaite 10 on erittäin toimintavarma.

5 Mikäli säiliön 11 pohjalle muodostuisi sedimentoitunut kertymä, kaasuvirtauksen C aikana tällainen sedimentoitunut kertymä irtoaa välittömästi ja sekoittuu säiliössä 11 olevaan nesteeseen ja virtaa nesteen mukana putkien 19 ja 20 välisen rengastilan 21 kautta ulosvirtauskanavaan 14. Mikäli pumppauskäytössä ulosvirtauskanava 14, putkien 19 ja 20 välinen rengasmainen tila 21 tai jopa itse säiliö 11 tukkeutuisivat, on tällainen 10 tukkeutuminen helposti poistettavissa esim. ohjaamalla ulosvirtauskanavaa 14 pitkin virtaukselle B vastakkaissuuntainen paineilmapuhallus, jolloin tällainen paineilmapuhal-lusvirtaus menee ulosvirtauskanavan 14 kautta säiliön 11 läpi ja edelleen sisäänvirtaus-kanavan 19 kautta virtaussuuntaan A vastakkaiseen suuntaan ulos annostelijalaitteesta 10. Tarvittaessa tällainen puhdistusoperaatio voidaan jäljestää automaattisesti esim. kauko-15 ohjauksena.

Keksinnön mukainen annostelijalaite on toimintavarma ja annostelijalaitteella, toisin sanoen kerta-annospumpulla voidaan pumpata tarpeen mukaan erisuuruisia määriä ja liuoksia/nesteitä myös erilaisissa lämpötiloissa ja paineissa. Tiiviste 22 voidaan 20 valmistaa erityismateriaaleista tai tiiviste 22 voidaan jopa jättää kokonaan pois, jolloin lautasventtiili tai lautaslevy 23 voi olla pehmeätä materiaalia verrattuna putken 19 materiaaliin, ts. putken 19 suupään materiaaliin nähden. Paineistettu kaasuvirtaus C on valittavissa ja ohjattavissa kulloisenkin tarpeen mukaisesti, jolloin voidaan annostella pumppausfrekvenssi jne. Kaasuvirtaus C voidaan valita tai ohjata kestoltaan sellaiseksi, 25 että säiliö 11 ja ulosvirtauskanava 14 juuri tyhjentyvät tai muutenkin kulloisenkin tarpeen mukaan. Keksinnön mukaisella annostelulaitteella sisäänvirtaus A voidaan * jäljestää sellaiseksi, ettei pienintäkään kaasuvirtausta säiliöstä 11 suuntaudu sisään- virtausta A vastaan, mikä usein on tarpeen erityisesti sellaisissa tapauksissa, joissa sisäänvirtauksessa A on hitaasti laskeutuvia sakkoja tai on mukana sedimentoituvia 30 lietteitä, jotka halutaan sisäänvirtauksen A mukana säiliöön 11.

6 97217

Keksinnön mukainen ratkaisu ei ole millään tavalla kriittinen piirustuksen kuviossa esitettyjen komponenttien tarkan sijoittelun suhteen. Reikä 25 voi olla esim. putkessa 20 heti kannen 17 alapuolella. Tällöin reiän 25 kautta poistuva kaasumäärä tulee olla pienempi kuin ohjaustapin 24 ohi virtauskanavassa 16 virtaava kaasumäärä, jotta 5 saadaan riittävä paine säiliöön 11 tyhjennysvaiheen aikana. Tällainen ratkaisu voi aiheuttaa annostelijalaitteeseen tukkeutumisvaaran ja tämän lisäksi säiliön 11 liian hitaan täyttymisen sisäänvirtauksen A aikana, koska säiliöstä 11 syrjäytyvän kaasun poistuminen ulosvirtauskanavaan 14 voi tapahtua liian hitaasti.

10 Reikä 25 voi purkautua myös esim. kannen 17 läpi ja reiän 25 sulkeutuminen voidaan jäljestää esim. uimurilla nestepinnan noustessa säiliössä 11 kanteen 17 saakka.

Putken 20 ei välttämättä tarvitse olla samankeskinen sisäänvirtausputken 19 kanssa. Tietenkin on selvää, että myös tällöin ulosvirtauskanava 14 on myös putken 20 15 jatkeena.

Edellä on esitetty ainoastaan eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto ja alan ammattimiehelle on selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

20 • « !l »lii ! i i =1 .

*

Claims (11)

1. Nesteiden annosteluun tarkoitettu annostelijalaite (10), johon kuuluu säiliö (11), sisäänvirtausyhde (19) nestevirtauksen (A) johtamiseksi säiliöön (11), ulosvirtausyhde 5 (14) säiliöön (11) sisäänvirranneen nestemäärän poistamiseksi säiliöstä (11) ja ajokaasun syöttöyhde (16) paineisen ajokaasuvirtauksen (C) johtamiseksi säiliöön (11), tunnettu siitä, että sisäänvirtausyhteen (19) ympärille on sovitettu toinen halkaisijaltaan isompi putkimainen elin (20), jolloin sisäänvirtausyhteen (19) ja putkimaisen elimen (20) väliin muodostuu rengasmainen tila (21) nesteen johtamiseksi 10 säiliöstä (11) mainittua rengasmaista tilaa (21) pitkin ulosvirtausyhteeseen (14), ja että säiliön (11) alaosassa on tiivistyselimet (22,23,24), jotka on sovitettu liikkumaan sisäänvirtausyhdettä (19) vasten tiiviisti ajokaasuvirtauksen (C) vaikutuksesta ja sisäänvirtausyhteestä (19) poispäin ajokaasuvirtauksen (C) vaikutuksen lakattua.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että sisään- syöttöyhde (19) on sovitettu päättymään etäisyydelle säiliön (11) pohjasta siten, että sisäänvirtausyhteen (19) ja tiivistyselimien (22,23,24) väliin jää tilaa nestevirtauksen (A) pääsemiseksi vapaasti virtaamaan säiliöön (11) täyttövaiheessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että toinen putkimainen elin (20) on hieman lyhyempi tai yhtä pitkä kuin sisäänvirtausyhde (19).

4. Jonkin patenttivaatimuksien 1-3 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että 25 säiliö (11) on varustettu yläpäästään kannella (17), ja että kanteen (17) on liitetty tiivistyselin (18).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että tiiviste-elin (18) on varustettu reiällä tai reisillä (25). 30 8 97217

6. Jonkin patenttivaatimuksien 1-5 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että toinen putkimainen elin (20) on sovitettu liikkumaan ylös-alas-suunnassa.

7. Jonkin patenttivaatimuksien 4-6 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että 5 toinen putkimainen elin (20) on kiinnitetty tiiviste-elimeen (18).

7 97217

8. Jonkin patenttivaatimuksien 1-7 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että tiiviste-elimet (22,23,24) käsittävät tiivisteen (22), lautaslevyn (23) ja liikkumaan pääsevästi sovitetun ohjaustapin (24), joka on yhdistetty lautaslevyyn (23). 10

9. Jonkin patenttivaatimuksien 1-8 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että säiliön (11) pohjassa on syvennys (15).

10. Jonkin patenttivaatimuksien 1-9 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että 15 säiliön (11) yläosassa olevan aukon peittävään kanteen (17) liittyy ulospäin suuntautuva putkimainen osa (12).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen annostelijalaite, tunnettu siitä, että putkimaisen osan (12) yläpäähän on sovitettu muhvi tai laippaliitos (13). 20 s * 4 Il I Mlk »iti lii;··' i 97217 9