MD363Z - Dispozitiv pentru dozarea şi amestecarea lichidelor - Google Patents

Abstract

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.Dispozitivul pentru dozarea şi amestecarea lichidelor conţine racorduri de debitare (6) a componentelor amestecului cu elemente de dozare (5), unite cu o pompă centrifugă (2) cu mai multe etaje prin racorduri de aspiraţie (4). La ieşirea pompei (2) este unit un racord de evacuare (3) a produsului finit, pe care este montat un ventil de închidere (7). Spaţiul interior al pompei (2) formează o cameră de amestecare. Numărul de racorduri (6, 4) este egal cu numărul de componente ale amestecului.Rezultatul constă în simplificarea construcţiei dispozitivului şi majorarea calităţii de dozare şi amestecare a componentelor amestecului.

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.

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].

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.

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].

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Dispozitivul funcţionează în modul următor.

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.

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.

1. Липатов Н. Н. Процессы и аппараты пищевых производств. Москва, Экономика, 1987, 71 с.

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

Claims (1)

1. Dispozitiv pentru dozarea şi amestecarea lichidelor, care 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, totodată 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.