RU1813545C - Способ приготовлени питательного раствора и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : концентрированные растворы и воду подают при атмосферном давлении в предварительно разреженную камеру, причем вибрационные смешивание осуществл ют с оДно временным нагнетанием смеси в расп рё- jделительную сеть. В корпусе 1 смесител  установлен вибровозбудитель. На входы смесител  подсоединены трубо-v. проводы 3 и Ц дл  подачи соответст-- вующих растворов и воды, а выход соединен с распределительной сетью. Новое в устройстве то, что корпус смесител  1 образует две разные по объе му камеры 9, Ю, в дне меньшей4 по объему камеры 9 выполнены отверсти  дл  трубопроводов и отверсти  дл  ; подачи воды,- над которыми установле- ны всасывающий клапан 17, а верхн   часть данной камеры сообщена с большей по объему камерой , в которой размещен вибровозбудитель 18, выполненный в виде поршн -клапана и установленный с возможностью перекрыти  меньшей по объему камеры. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. (Л С

Description

Иаобретение относитс  к области сельского хоз йства, в частности к получению питательного раствора смешиванием концентрированных растворов удобрений с водой при выращивании растений преимущественно в сооружени х защищенного грунта, и может быть использован в других отрасл х при смешивании водных растворов. ; Известен способ Ј| приготовлени  питательного раствора, включающий подачу под давлением концентрированных компонентов, смешивание их в турбулентном потоке с водой и нагнетание их в распределительную сеть.

Также известно устройство, реали- .::зую|цее данный способ, содержащее камеру дл  смешивани , снабжающую отдельными подводами дл  воды и концентрированных растворов, эжекторы вентури дл  нагнетани  концентрированных растворов, создающие разрежение дл  всасывани  их в трубопровод подачи растворов, а также электромагнитные клапаны, установленные в соответствующем канале подачи концентрированных компонентов дл  пропуска их через эжекторы. Кроме того, выход камеры дл  смешивани  св зан посредством трубопровода через нагнетательсо

0Ј

ел

N

СП

ный насос с распределительной сме- сью.

Недостаток известного способа и . устройства заключаетс  в возможном изменении состава со временем работы системы дозировани  ввиду того, что в ней используютс  эжекторы вентури, принцип работы которых основан на процессе эжекции, заключающемс  в передаче кинематической энергии одного потока другому потоку путем непосредственного контакта (смешени ). При работе эжекторов образуетс  ри рабочей камеры.зона поко , где происходит осаждение из растворов (концентраци  10% и более) минеральных удобрений, вследствие чего мен ютс  параметры самого устройства. Недостатком устройства  вл етс  гро- моздкость системы подачи компонентов, ввиду того, что подача каждого компонента происходит через многоступенчатое звено (электромагнитные клапаны, эжекторы, отличающиес  высокой стой- мостью), что в свою очередь снижает надежность работы системы.

Известен способ (выбранный в качестве прототипа) приготовлени  растворов в вибрационном смесителе 2, заключающийс .в подаче растворов в смесительную камеру самотеком либо под давлением, смешивание под вибрационным воздействием и последовательную подачу готовой смеси в распреде- лительную сеть.

Известен также вибрационный смеситель , выбранный в качестве прототипа за вл емого устройства, содержащий корпус с подводом дл  залива ком- понентов и слива смеси вибровозбудител , смонтированного в корпусе, соединенного шнековым валом дл  подачи вибрации на жидкость.

Недостаток известного способа и устройства заключаетс  в том, что они не могут обеспечивать высокое качество смешивани  при работе в непрерывном режиме (необходимое условие при организации полива) за счет того, что часть раствора проходит вдоль стенок корпуса, не захватываетс  в зону смешивани  шнеком. Таким образом, известный способ и устройство дл  приготовлени  растворов имеют ограниченную сферу использовани .

Цель изобретени  - повышение качества смешивани  растворов и расширение функциональных возможностей.

-

5

5 n

5

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе приготовлени  раствора (питательного), включающем подачу концентрированных растворов и воды в камеру, вибрационное их смешивание и нагнетание их смеси в распределительную сеть, подачу концентрированных растворов и воды и смешивание осуществл ют в предварительно разреженную камеру.

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что в известном устройстве, включающем, смеситель, в корпусе которого установлен вибровозбудитель, на входы смесител  подсоединены трубопроводы дл  подачи соответствующих растворов и отверсти  дл . воды, а выход соединен с распределительной сетью, корпус смесител  образует . две разные по объему камеры,.в дне ; меньшей по объему камеры выполнены .,. отверсти  дл  трубопроводов и подачи воды, над которыми установлен всасывающий клапан, а верхн   часть данной камеры сообщена с большей по объему камерой, в которой размещен вибровозбудитель (рабочий орган), выполненный в виде диска, закрепленного на стержне, установленного с возможностью перекрыти  объема Меньшей камеры , а трубопроводы сообщены с емкост ми дл  соответствующих раство- ров.. ,

Подача растворов в предварительно ; разреженную камеру с последующим виб рационным смешиванием позвол ет обеспечить качественное смешивание. Физическа  суть данного способа следующа : вибровозбудитель, соверша  возвратно-поступательное движение с высокой частотой (в дальнейшем вибрационное ) , создает такое же движение жидкости. Разрежени.е создаетс  в первом полупериоде при движении диска в одну сторону, во втором полупериоде находитс  камера под давлением при движении диска в обратную сторону. На втором полупериоде дл  создани  направленного движени  жидкости закрываетс  под действием давлени  клапан , наход щийс  над всасывающим отверстием . При первом полупериоде жидкость поступает в камеру через отверстие и открытый клапан за счет разрежени . Кроме того, частота вибрации „00 должна быть приблизительно равна резонансовой частоте ьОре системы камера-жидкость. Выполнение этого услови  основываетс  на создании разрежени  в камере за счет использовани  .инерционных свойств жидкоси .,

Одновременно с нагнетанием производитс  смешивание растворов и воды при вибрационном движении диска с ,..-- некоторой частотой и амплитудой, при этом край диска придает жидкости турбулентное завихрение Как уже сказа-, но, при частоте колебаний со ре ускорение диска может достигать такой величины, когда жидкость начинает отрыватьс  от диска за счет своих инерционных свойств. Высокое качество смешивани  достигаетс  с помощью двух физических  влений:

а) интенсивный турбулентный обмен в области кра  диска и характеризуетс :

18

Rg

V-1 1

где V 1

I

скорость движени  диска;

радиус сгиба кра  диска;

кинематический коэффициент

в зкости жидктсти.

Можно полагать, что изменение скорости диска подчин етс  синусоидальному закону и мгновенное значение скорое- ти может быть достаточно высоким,

б) при возможном отрыве жидкости в районе диска наблюдаетс   вление кавитации, которое представл ет собой микровзрывы внутри жидкости за счет возникновени  и исчезновени  пузырьков воздуха.

Известно, что здесь скорость молекул жидкости достигает очень больших величин, что несомненно положительно действует на процесс смешивани . Указанные физические  влени  вли ют гораздо интенсивнее на процесс турбулентного обмена, чем при организации турбулентного движени  посредством неподвижных гидравлических элементов (например, преп тствий в трубопроводе).

Жидкость, проход ща  в нижнюю камеру через клапан корпуса, предварительно приводитс  в турбулентное движение за счет внезапного расширени  потока и под действием движени  клапана , который своим перемещением доУ полнительно способствует завихрению, это характеризует первую ступень перемешивани . Жидкость, предварительно перемешанна , проход  в верхнюю „

,

10

15

20

25

;: камеру, котора  больше по диамет1 ру, чем перва , подвергаетс  основному воздействию вибрации на жидкость, описанному выше. Два этапа смешивани   вно вли ют положительно на качество (гомогенность) смеси.

Сравнение технического решени  с прототипом позвол ет установить соот- Ствие его критерию новизны. При изу-, чении других известных технических решений в данной области такие признаки , как дл  способа подача компонентов в разреженную камеру с вибрационным смешиванием и нагнетанием в сеть, не были вы влены, поэтому они обеспечивают к за вл емому техническому решению соответствие критерию существенных отличий.. ..

Осуществление за вл емого способа1 по сн етс  с помощью устройства представленного на фиг. 1 - 3. i

На фиг. 1 представлена обща  схема устройства; на фиг. 2 - вид смесител  в разрезе; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2.;

Пример. Использованы.следую-: щие растворы дл  нагнетани  с кой- . центрацией

раствор А - состав Ca(N03)2 и ра-: створы с соотношением 1:1 между удобрени ми J.

раствор В - состав К2Р05 и KMg с соотношением 2:1 между удобрени ми соответственно.

Расходы растворов А и В составили . 3 л каждого, через насадки диаметром 1,1 мм и длиной трубопровода ,5-м.

Способ осуществл етс  посредством устройства.

Устройство включает смеситель 1, установленный в емкости 2 с водой и св занный трубопроводами 3, в своей 45 нижней части с емкост ми 5, 6 дл  . концентрированных растворов А и В 1. Корпус смесител  1 подвешен упруго на опоре 7, а также имеет на выходе трубопровод 8 подачи смеси в распре- 50 делительную сеть. Корпус смесител  1 образует две разные по объему каме-. ры (нижнюю и верхнюю) 9, 10, сообщающихс  между собой.В дне 11 нижней, меньшей по объему камеры 9 выполнены 55 отверсти  12, 13, которые через соответствующие насадки И, 15 подсоеди- . нены к трубопроводам 3, , а также р д отверстий 1б дл  подачи воды. Камера 9 на входе снабжена всасываю.

30

35

40

щим клапаном 17. Внутри верхней, большей по объему камеры 10 размещен диск 18, установленный с возможное- тью перекрыти  нижней камеры 9 и при- соединен к электродвигателю (не показано ) .

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

В исходном срсто нии в емкости 2 залита вода и в емкости 5 и 6 растворы А и В. Исходное положение диска - верхнее. Предполагаем, что устройство находитс  в рабочем режиме, когда трубопроводы 3, заполнены раство- рами и в камере 9 находитс  смесь растворов и воды.

При движении вниз диск 8 создает давление в камере 9. При этом закрываетс  клапан 17 и выдавливаетс  часть уже предварительно смешанной жидкости между диском 18 и стенкой камеры вверх из нижней камеры 9 в верхнюю камеру 10. Жидкость подвергаетс  турбулентному движению, и возни- кает кавит.ационное  вление вблизи краев диска 18, на чем основываетс  принцип смешивани .

При движейии диска 18 вверх создаетс  разрежение в камере 9, откры- ваетс  клапан 17, начинаетс  всасывание воды и растворов через соответствующие отверсти  16, 12, 13. При этом поступающа  вода и раствор в камеру 9 встречают резкое расширение потока в области клапана 17, что приводит также жидкость в турбулентное движение . Образованию разрежени  в камере 9 способствует инерци  массы воды, котора  выдавливает воду вверх из ка- меры 9 в-момент открыти  клапана 17. Конечный раствор получили с концентрацией 0,1%, при этом растворы А и В дозировались в равном количестве. Обща  производительность насоса сое- тавл ла 0,6 м3/ч х давление 2 атм в сеть капельного полива. Качество смешивани  проверили с помощью крашеных растворов, при этом стру ,выход ща  из устройства, была гомогенна . I

Кроме того, при подводе определенного расхода воздуха в трубопровод, например раствора А, воздух полностью диспергировалс  в жидкости. По этому свойству визуально определили качество смешиваемого раствора, кроме того это дает возможность использовать данный способ дл  подачи и растворени  углекислого газа в растворе дл  локальной подкормки растений. Таким образом, предлагаемый способ и устройство, его реализующее, обес- - печивают качественное смешивание трудносмешиваемых компонентов с образованием гомогенной смеси, а также растворимых компонентов, например углекислого газа, что расшир ет возможности использовани  данного способа.

Claims (3)

1. Способ приготовлени  питательного раствора, включающий подачу концентрированных растворов и воды в камеру , их вибрационное смешивание и ,- отвод смеси в распределительную сеть, отличающи -Й. -с   тем, что, с целью повышени  эффективности, сме- ; шивание осуществл ют в предварительно разреженной камере.

2. Устройство дл  приготовлени  питательного раствора, содержащее смеситель, трубопроводы подачи раст- воров и воды и отвода готовой смеси, / рабочий орган установленный в смесителе , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса смешивани , устройство снабжено виброприводом, корпус смесител  выполнен в виде двух разных по объему и сообщенных между собой в вертикальной плоскости смесительной и всасывающей камер, последн   снабжена клапаном, установленным в ее дне, а рабочий орган выполнен в виде диска, закрепленного на стержне, причем диаметр диска больше диаметра всасывающий камеры, а стержень соединен с виброприводом..

8

/ fi/jffc/7ped-ce/7 t

4

VРедактор

3.Корина

Составитель В.Судаченко

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Фиг/

(Риг3