MD363Z

MD363Z - Device for dispensing and mixing liquids

Info

Publication number: MD363Z
Application number: MDS20100175A
Authority: MD
Inventors: Ion Khehbehshesku; Valerian Cerempei; Yurii Molotkov; Ion Hăbăşescu; Iurii Molotcov
Original assignee: Inst Tehnica Agricola Mecagro; Inst De Tehnic & Abreve Agricol & Abreve Mecagro
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2011-11-30
Also published as: MD363Z5; MD363Y

Abstract

The invention relates to dispensing and mixing of liquid components, namely components of fuel mixtures for internal combustion engines, and can be used in other fields of chemical and food industry.The device for dispensing and mixing liquids contains mixture components feeding branch pipes (6) with dosing elements (5), connected through suction branch pipes (4) to a multistage centrifugal pump (2). To the outlet of the pump (2) is attached an outlet pipe (3) of the finished product, on which is mounted a lock valve (7). The inner cavity of the pump (2) forms a mixing chamber. The number of branch pipes (6, 4) is equal to the number of mixture components.The result is to simplify the design of the device and increase the quality of dispensing and mixing of the components of mixture.

Description

Invenţia se referă la dozarea şi amestecarea componentelor lichide, şi anume a componentelor amestecurilor combustibile pentru motoare cu ardere internă, şi poate fi utilizată şi în alte domenii ale industriei chimice şi alimentare. The invention relates to the dosing and mixing of liquid components, namely the components of fuel mixtures for internal combustion engines, and can also be used in other fields of the chemical and food industry.

Se cunoaşte un dispozitiv pentru amestecarea lichidelor, care conţine racorduri pentru debitarea componentelor, o cameră de amestecat, despărţituri şi un racord pentru evacuarea produsului finit. În dispozitiv amestecarea componentelor se produce datorită schimbării multiple a sensului mişcării, care duce la turbulizarea fluxului [1]. A device for mixing liquids is known, which contains connections for the delivery of components, a mixing chamber, partitions and a connection for the discharge of the finished product. In the device, the mixing of the components occurs due to the multiple change of the direction of movement, which leads to the turbulence of the flow [1].

Dezavantajele dispozitivului constau în faptul că amestecarea activă lipseşte şi calitatea acestui proces este determinată, în general, de intensitatea livrării componentelor amestecate în dispozitiv, de asemenea, în dispozitiv nu este prevăzută dozarea componentelor amestecului, iar posibilităţile lui funcţionale sunt limitate. The disadvantages of the device are that active mixing is absent and the quality of this process is generally determined by the intensity of the delivery of the mixed components into the device. Also, the device does not provide for the dosing of the mixture components, and its functional possibilities are limited.

Este cunoscut, de asemenea, un dispozitiv pentru dozarea şi amestecarea lichidelor, care conţine racorduri de debitare a componentelor amestecului cu elemente de dozare, o pompă, o cameră de amestecat şi un racord de evacuare a produsului finit. În dispozitiv amestecarea componentelor se efectuează datorită efectului de ejecţie, ce apare la scurgerea componentei de bază, pompată prin camera de amestecat, la care sunt conectate racorduri de debitare a altor componente. Reglarea raportului componentelor în amestec se realizează cu elementele de dozare. Ajustarea raportului componentelor în amestec se efectuează de către elementele dozatoare prin modificarea capacităţii de trecere a racordurilor de debitare respective, controlând debitul instantaneu al componentei cu rotametrul (debitmetrul) [2]. A device for dosing and mixing liquids is also known, which contains connections for dispensing the components of the mixture with dosing elements, a pump, a mixing chamber and a connection for discharging the finished product. In the device, the mixing of the components is carried out due to the ejection effect, which occurs when the basic component, pumped through the mixing chamber, flows out, to which are connected connections for dispensing other components. The ratio of the components in the mixture is adjusted with the dosing elements. The ratio of the components in the mixture is adjusted by the dosing elements by changing the throughput capacity of the respective dispensing connections, controlling the instantaneous flow rate of the component with the rotameter (flowmeter) [2].

Dezavantajele dispozitivului cunoscut constau în faptul că calitatea dozării componentelor în amestec depinde considerabil de viteza de scurgere a componentei de bază prin camera de amestecat. În acest caz, schimbarea vitezei de scurgere a componentei de bază nu duce la schimbarea proporţională a debitului componentelor suplimentare. Mai mult decât atât, la o viteză foarte mică a componentei de bază (mai jos de cea critică) efectul de ejecţie se micşorează brusc şi poate să dispară total. Acest dezavantaj devine evident la regimurile de trecere a funcţionării dozatorului - pornire şi oprire. Prin urmare, condiţiile de scurgere a componentei de bază se modifică considerabil în timp, respectiv se modifică şi raportul componentelor în amestec. Astfel, la conectări şi deconectări frecvente ale dispozitivului, adică la încălcarea regimului stabilit de lucru, apar modificări inacceptabile ale componenţei amestecului. De asemenea, în dispozitivul cunoscut nu este prevăzută amestecarea mecanică intensivă a componentelor. Acest dezavantaj este puţin vizibil în cazul în care se amestecă lichide asemănătoare după capacitatea de dizolvare reciprocă, având valori apropiate ale permeabilităţii dielectrice, dar devine mai evident, dacă lichidele au valori diferite ale permeabilităţii şi se amestecă mai greu. Respectiv, uniformitatea amestecului finit se încalcă şi calitatea de amestecare se micşorează. The disadvantages of the known device are that the quality of the dosing of the components in the mixture depends significantly on the flow rate of the basic component through the mixing chamber. In this case, changing the flow rate of the basic component does not lead to a proportional change in the flow rate of the additional components. Moreover, at a very low speed of the basic component (below the critical one) the ejection effect sharply decreases and may disappear completely. This disadvantage becomes obvious at the transition modes of the dosing device operation - start-up and stop. Therefore, the flow conditions of the basic component change significantly over time, respectively, the ratio of the components in the mixture also changes. Thus, with frequent connections and disconnections of the device, i.e., when the established operating mode is violated, unacceptable changes in the composition of the mixture occur. Also, intensive mechanical mixing of the components is not provided in the known device. This disadvantage is less noticeable when mixing liquids that are similar in their mutual solubility and have similar dielectric permeability values, but it becomes more obvious when the liquids have different permeability values and are more difficult to mix. Accordingly, the uniformity of the finished mixture is violated and the mixing quality is reduced.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în asigurarea condiţiilor identice de absorbţie pentru toate componentele amestecului şi mărirea stabilităţii funcţionării dispozitivului în regimurile de trecere. The problem solved by the invention consists in ensuring identical absorption conditions for all components of the mixture and increasing the stability of the device's operation in the transition regimes.

Dispozitivul pentru dozarea şi amestecarea lichidelor, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine racorduri de debitare a componentelor amestecului cu elemente de dozare, unite cu o pompă centrifugă cu mai multe etaje prin racorduri de aspiraţie. La ieşirea pompei este unit un racord de evacuare a produsului finit, pe care este montat un ventil de închidere. Spaţiul interior al pompei formează o cameră de amestecare. Numărul de racorduri de debitare şi de aspiraţie este egal cu numărul de componente ale amestecului. The device for dosing and mixing liquids, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by containing connections for dispensing the components of the mixture with dosing elements, connected to a multi-stage centrifugal pump through suction connections. A connection for discharging the finished product is connected to the pump outlet, on which a shut-off valve is mounted. The interior of the pump forms a mixing chamber. The number of dispensing and suction connections is equal to the number of components of the mixture.

Rezultatul invenţiei constă în posibilitatea de a asigura condiţii identice de absorbţie pentru toate componentele amestecului fără utilizarea efectului de ejecţie, iar raportul volumelor componentelor amestecului va depinde, în general, numai de secţiunile de trecere ale racordurilor de absorbţie. Această circumstanţă oferă posibilitatea de a utiliza elemente dozatoare simple, exactitatea funcţionării cărora nu depinde de presiunea (în cazul dat de mărimea vidului) creată la intrarea în pompă şi, prin urmare, se măreşte stabilitatea funcţionării dispozitivului în regimurile de trecere. The result of the invention is the possibility of ensuring identical absorption conditions for all components of the mixture without using the ejection effect, and the ratio of the volumes of the components of the mixture will depend, in general, only on the passage sections of the absorption connections. This circumstance provides the possibility of using simple dosing elements, the accuracy of the operation of which does not depend on the pressure (in this case on the magnitude of the vacuum) created at the pump inlet, and, therefore, the stability of the device operation in the passage modes is increased.

Executarea fiecărui racord de debitare cu posibilitatea reglării secţiunii de trecere permite de a modifica în limite largi raportul componentelor amestecului cu mijloace tehnice obişnuite, de exemplu, cu robinete sferice, ceea ce simplifică construcţia elementelor de dozare şi, prin urmare, construcţia întregului dispozitiv. The execution of each metering connection with the possibility of adjusting the passage section allows to change within wide limits the ratio of the components of the mixture with common technical means, for example, with ball valves, which simplifies the construction of the dosing elements and, consequently, the construction of the entire device.

Utilizarea spaţiului interior al pompei în calitate de cameră de amestecare oferă posibilitatea de a executa concomitent două operaţii (pomparea şi amestecarea mecanică) cu un singur dispozitiv. Comasarea a două funcţii importante într-un singur agregat simplifică construcţia dispozitivului, iar turbulizarea evidentă a amestecului pompat în interiorul pompei contribuie la majorarea calităţii amestecării. Using the interior of the pump as a mixing chamber makes it possible to perform two operations (pumping and mechanical mixing) simultaneously with a single device. Combining two important functions in a single unit simplifies the construction of the device, and the obvious turbulence of the pumped mixture inside the pump contributes to increasing the quality of mixing.

Prin conectarea fiecărui racord de debitare a pompei cu conducta de livrare a unei componente a amestecului se realizează destinaţia funcţională a dispozitivului - prepararea amestecului din componente lichide, adică se creează un sistem tehnologic unitar. By connecting each pump discharge connection with the delivery pipe of a component of the mixture, the functional purpose of the device is achieved - preparation of the mixture from liquid components, i.e. a unitary technological system is created.

Invenţia se explică prin desenul din figură, în care este reprezentat schematic aspectul general al dispozitivului. Pentru simplificare este dată varianta dispozitivului pentru prepararea amestecului din două componente. Pentru orice alt număr de componente principiul de funcţionare şi construcţia dispozitivului nu se schimbă. The invention is explained by the drawing in the figure, in which the general appearance of the device is schematically represented. For simplification, the variant of the device for preparing the mixture of two components is given. For any other number of components the operating principle and the construction of the device do not change.

Dispozitivul pentru dozarea şi amestecarea lichidelor conţine un motor electric 1, care acţionează o pompă centrifugă 2 cu mai multe etaje, un racord de evacuare 3 a produsului finit şi racorduri de aspiraţie 4, dotate cu elemente de dozare 5, conectate cu racorduri de debitare 6 a componentelor amestecului, care, la rândul său, sunt conectate la rezervoarele de consum (în figură nu sunt indicate). Pe racordul de evacuare 3 al pompei 2 este montat un ventil de închidere 7, care exclude scurgerea amestecului prin dispozitivul oprit, dacă rezervoarele de consum sunt instalate mai sus de nivelul pompei. The device for dosing and mixing liquids contains an electric motor 1, which drives a multi-stage centrifugal pump 2, a discharge connection 3 of the finished product and suction connections 4, equipped with dosing elements 5, connected to discharge connections 6 of the mixture components, which, in turn, are connected to the consumption tanks (not shown in the figure). A shut-off valve 7 is mounted on the discharge connection 3 of the pump 2, which excludes the leakage of the mixture through the stopped device, if the consumption tanks are installed above the level of the pump.

Dispozitivul funcţionează în modul următor. The device operates in the following mode.

După pornirea motorului electric 1 începe să lucreze pompa centrifugă 2 cu mai multe etaje. În racordurile de aspiraţie 4 se creează vid. Datorită diferenţei dintre presiunea atmosferică şi cea de la intrarea în pompa 2 componentele amestecului din racordurile de debitare 6 se absorb în racordurile de aspiraţie 4 prin elementele de dozare 5. Cantitatea de lichid, care curge prin fiecare element de dozare 5 într-o unitate de timp, este direct proporţională cu secţiunea lui de trecere. Deoarece diferenţa dintre presiunea atmosferică şi cea de la intrarea în pompa 2 pentru toate componentele amestecului este aceeaşi, raportul lor se determină univoc prin raportul secţiunilor de trecere ale elementelor de dozare 5. Schimbând aceste secţiuni, are loc schimbarea în limite largi a componenţei amestecului obţinut. Amestecarea mecanică a componentelor amestecului în spaţiul interior al pompei centrifuge 2 este cu atât mai intensivă, cu cât mai multe etaje conţine ea şi cu cât este mai mare viteza de rotaţie a organelor ei de lucru. Însă, după cum au demonstrat cercetările experimentale, o calitate satisfăcătoare de amestecare, chiar şi pentru lichidele care greu se amestecă, poate fi obţinută în cazul unei pompe centrifuge cu patru etaje şi cu viteza de rotaţie a organelor ei de lucru de aproximativ 3000 min-1. After the electric motor 1 starts to operate, the multi-stage centrifugal pump 2 starts to work. A vacuum is created in the suction ports 4. Due to the difference between the atmospheric pressure and the pressure at the pump inlet 2, the components of the mixture from the discharge ports 6 are sucked into the suction ports 4 through the dosing elements 5. The amount of liquid flowing through each dosing element 5 in a unit of time is directly proportional to its passage section. Since the difference between the atmospheric pressure and the pressure at the pump inlet 2 for all components of the mixture is the same, their ratio is determined unambiguously by the ratio of the passage sections of the dosing elements 5. By changing these sections, the composition of the resulting mixture changes within wide limits. The mechanical mixing of the components of the mixture in the interior of the centrifugal pump 2 is the more intensive, the more stages it contains and the higher the speed of rotation of its working elements. However, as experimental research has demonstrated, a satisfactory mixing quality, even for liquids that are difficult to mix, can be obtained in the case of a four-stage centrifugal pump with a rotation speed of its working parts of approximately 3000 min-1.

În timpul funcţionării dispozitivului nu se foloseşte fenomenul de ejecţie, de aceea stabilitatea raportului componentelor nu depinde de viteza de curgere a componentei de bază şi se menţine în procesele de trecere (start, stop), ceea ce permite utilizarea dispozitivului propus în regim de repetare de scurtă durată, de exemplu, la staţii de alimentare cu amestecuri combustibile. During the operation of the device, the ejection phenomenon is not used, therefore the stability of the component ratio does not depend on the flow rate of the base component and is maintained in the transition processes (start, stop), which allows the use of the proposed device in short-term repetitive mode, for example, at fuel mixture filling stations.

1. Липатов Н. Н. Процессы и аппараты пищевых производств. Москва, Экономика, 1987, 71 с. 1. Липатов Н. N. Processes and apparatuses of food production. Moscow, Economy, 1987, 71 p.

2. Установка смесевых бензинов УСБ-18(60), Устроймаш, 2007, regăsit în Internet la 2011.02.07, http://www.ukrbudmash.com.us/benzin.html 2. Установка смесевых бензинов УСБ-18(60), Устроймаш, 2007, found on the Internet on 2011.02.07, http://www.ukrbudmash.com.us/benzin.html

Claims

Device for dosing and mixing liquids, which contains connections for dispensing the components of the mixture with dosing elements, connected to a multi-stage centrifugal pump through suction connections, a connection for discharging the finished product is connected to the pump outlet, on which a shut-off valve is mounted, at the same time the interior space of the pump forms a mixing chamber; the number of dispensing and suction connections is equal to the number of components of the mixture.