RU2003950C1

RU2003950C1 - Syphon-type batchmeter

Info

Publication number: RU2003950C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Куприн; пко Николай Федорович Ц; Алена Александровна Куприна; Александр Валентинович Завгородний
Original assignee: Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1993-11-30

Description

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано в химической , фармацевтической, пищевой и других отрасл х промышленности дл делени жидкости на равные объемы,The invention relates to instrumentation and can be used in the chemical, pharmaceutical, food and other industries for dividing the liquid into equal volumes,

Известны различные типы сифонных дозаторов.Various types of siphon dispensers are known.

Известен сифонный дозатор 1, состо щий из мерной емкости, сифона, подвод щего трубопровода с краном и товарной емкости.A siphon dispenser 1 is known, which consists of a measuring tank, a siphon, a supply pipe with a tap and a commodity tank.

Недостатками данного дозатора вл ютс невысокое быстродействие, узкий рабочий диапазон, недостаточно высока точность дозировани .The disadvantages of this dispenser are their low speed, narrow operating range, and dosing accuracy not high enough.

Наиболее близким по технической сущности , содержащим наибольшее число признаков , общих с предлагаемым сифонным дозатором, вл етс устройство по 2.The closest in technical essence, containing the largest number of features common to the proposed siphon dispenser, is a device according to 2.

Отличительные конструктивные при- знаки предлагаемого устройства по сравнению с прототипом следующие: наличие неподвижной направл ющей; в мерной емкости расположена камера в виде кольца с радиальными насадками; поплавок выпол- нен в виде тела вращени с торцовыми буртами и осевым сквозным отверстием; сквозь осевое отверстие в поплавке пропущена вертикальна направл юща .Distinctive design features of the proposed device in comparison with the prototype are as follows: the presence of a fixed guide; in the measuring tank there is a camera in the form of a ring with radial nozzles; the float is made in the form of a body of revolution with end collars and an axial through hole; A vertical guide is passed through an axial hole in the float.

Недостатки устройства по прототипу в сравнении с предлагаемым устройством.The disadvantages of the device according to the prototype in comparison with the proposed device.

Устройство по прототипу имеет неконтролируемый изгиб трубки, соедин ющей неподвижные и подвижные части сифона, что может приводить к неодинаковой степени изменени гидравлических сопротивлений и неточности дозировани .The prototype device has an uncontrolled bending of the tube connecting the fixed and moving parts of the siphon, which can lead to unequal changes in hydraulic resistance and inaccurate dosage.

Невысокое быстродействие устройства по прототипу в св зи с почти посто нным расходом дозируемой жидкости, подавав- мой в мерную емкость.The low speed of the prototype device in connection with the almost constant flow rate of the dosed liquid supplied to the measuring tank.

Очевидна сложность устройства по а.с. 1268957.The obvious complexity of the device as. 1268957.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи .An object of the invention is to increase speed.

Цель достигаетс тем, что в устройство введены вертикальна направл юща и камера в виде кольца с радиальными насадками на ее внутренней поверхности, поплавок выполнен в виде тела вращени сторцовы- ми буртами и осевым сквозным отверстием, через которое пропущена вертикальна направл юща , оакрепленна одним концом в дне мерной емкости, а другим - на посто нном магните, камера сообщена с подвод - щим трубопроводом и установлена на уровне торца восход щего участка сифона коаксиапьно с поплавком и с зазором между ними и радиальными насадками, причем вес поплавка больше силы приближени посто нного магнита, а геометрические размеры поплавка выбраны из соотношений:The goal is achieved by the fact that a vertical guide and a chamber in the form of a ring with radial nozzles on its inner surface are inserted into the device, the float is made in the form of a body of revolution with side collars and an axial through hole through which a vertical guide is passed, fastened at one end to to the bottom of the measuring tank, and to another - on a permanent magnet, the camera is in communication with the supply pipe and is installed at the level of the end of the ascending section of the siphon coaxially with the float and with a gap between them and the radial nozzles kami, and the weight of the float is greater than the force of approximation of a permanent magnet, and the geometric dimensions of the float are selected from the relations:

,,

L - la Hz - L,L - la Hz - L,

где L - высота поплавка; h- (2 - высота соответственно верхнего и нижнего торцевого бурта; Hi, На - рассто ние от радиальных насадков до посто нного магнита и дна мерной емкости соответственно.where L is the height of the float; h- (2 is the height of the upper and lower end collars, respectively; Hi, Na is the distance from the radial nozzles to the permanent magnet and the bottom of the measuring tank, respectively.

На фиг,1 показана схема сифонного дозатора; на фиг.2 - схема камеры в виде кольца с присоединенными к ней подвод щим трубопроводом и радиальными насадками.On Fig, 1 shows a diagram of a siphon dispenser; Fig. 2 is a diagram of a chamber in the form of a ring with a supply pipe and radial nozzles attached to it.

Сифонный дозатор состоит из мерной емкости 1, подвод щего трубопровода 2 с регулировочным устройством 3, сифона 4, камеры 5 в виде кольца, поплавка 6, рма 7, магнита 8, кронштейна 9 и направл ющей 10 и радиальных насадков 11...14.The siphon dispenser consists of a measuring tank 1, a supply pipe 2 with an adjusting device 3, a siphon 4, a chamber 5 in the form of a ring, a float 6, a frame 7, a magnet 8, an arm 9 and a guide 10 and radial nozzles 11 ... 14.

Назначение деталей сифонного дозатора состоит в следующем.The purpose of the siphon dispenser parts is as follows.

Мерна емкость 1 служит дл отмеривани доз и объединени в одно целое всех остальных деталей дозатооа. Подвод щий труСопровод 2 предназначен дл подачи жидкости, подлежащей делению на равные объемы , в мерную емкость 1. Регулировочное устройство 3 служит дл регулировани расхода жидкости, поступающей « мерную емкость 1. По сифону 4 жидкость переливаетс из мерной емкости 1 в товарную емкость . Камера 5 в виде кольца предназначена дл распределени поступающей из трубопровода 2 жидкости по окружности поплавка 6. Поплавок б обеспечивает увеличение и уменьшение гидравлических сопротивлений стру м жидкости , вылетающим из радиальных насадков 11.„14. прикрепленных к внутренней стенке камеры 5. Ярмо 7 на верхнем торце поплавка с посто нным магнитом 8 удерживают поплавок 6 в крайнем верхнем положении вначале выдачи дозы.. Кронштейн 9 предназначен дл прикреплени магнита 8 к стенке мерной емкости 1. Направл юща 10 исключает отклонени поплавка 6 при его сплывании от вертикали и обеспечивает таким образом точное расположение поплавка относительно посто нного магнита 8 и камеры 5. Радиальные насадки 11...14 выполн ют следующую функциююни упрощают отток вышедший из них жидкости. Имеющеес при этом поперечное сечение между внутренней поверхностью камеры 5 и наружной поверхностью поплавка 6 (за вычетом сечени , занимаемого насадками 11...14) достаточно велико, поэтому жидкость , вышедша из насадков 11. .14, может свободно вытекать в мерную емкость 1. Если бы вместо насадков 11...14 в стенке камеры были бы, например, отверсти или кольцева щель, то это бы затруднило проектирование , изготовление рассматриваемого узла соединени камеры 5 и поплавка б и увеличивало бы гидравлические сопротив- лени , а следовательно, повышало бы энергоемкость процесса разделени дозируемой жидкости.The volumetric container 1 serves to measure doses and integrate all other parts of the dosage unit. The supply pipe 2 is intended for supplying the liquid to be divided into equal volumes into the measuring tank 1. The adjusting device 3 serves to control the flow of liquid entering the "measuring tank 1. Through a siphon 4, the liquid is poured from the measuring tank 1 into a commodity tank. The chamber 5 in the form of a ring is designed to distribute the fluid coming from the pipeline 2 around the circumference of the float 6. Float b provides an increase and decrease in hydraulic resistance of the fluid jets flying out of the radial nozzles 11. "14. attached to the inner wall of the chamber 5. The yoke 7 at the upper end of the float with a permanent magnet 8 holds the float 6 in its highest position at the beginning of the dose. The bracket 9 is designed to attach the magnet 8 to the wall of the measuring tank 1. Guide 10 eliminates the deviation of the float 6 when it floats away from the vertical, and thus ensures the exact location of the float relative to the permanent magnet 8 and the chamber 5. The radial nozzles 11 ... 14 perform the following function and simplify the outflow of liquid that has left them. The cross section available between the inner surface of the chamber 5 and the outer surface of the float 6 (minus the cross section occupied by the nozzles 11 ... 14) is large enough, therefore, the liquid emerging from the nozzles 11. .14 can freely flow into the measuring container 1. If instead of nozzles 11 ... 14 there were, for example, holes or an annular gap in the chamber wall, this would complicate the design and manufacture of the assembly of the chamber 5 and float b under consideration and increase the hydraulic resistance, and therefore, increaseenergy intensity of the dosing liquid separation process.

Принцип действи сифонного дозатора.The principle of operation of the siphon dispenser.

Вначале мерна емкость 1 свободна от жидкости, регулировочное устройство закрыто; поплавок 6 находитс на дне мерной емкости 1 и его верхн утолщенна часть находитс внутри камеры 5 так, что зазор между торцами насадков и цилиндрической поверхности нижней утолщенной части поплавка 6 будет минимальным.Initially, the measured tank 1 is free of liquid, the adjusting device is closed; the float 6 is located at the bottom of the measuring container 1 and its upper thickened part is located inside the chamber 5 so that the gap between the ends of the nozzles and the cylindrical surface of the lower thickened part of the float 6 will be minimized.

При открывании регулировочного устройства 3 из трубопровода 2 жидкость по- ступает в камеру 5, а из нее - через насадки 11.„14 - в мерную емкость 1, заполн ее. Расход жидкости при этом минимален и равен Qi, так как поплавок 6 расположен внутри камеры 5 своей верхней утолщенной частью, имеющей наибольший диаметр.When opening the adjusting device 3 from the pipeline 2, the liquid enters the chamber 5, and from it through the nozzles 11. “14 - into the measuring container 1, fill it. The fluid flow rate is minimal and equal to Qi, since the float 6 is located inside the chamber 5 with its upper thickened part having the largest diameter.

По мере наполнени мерной емкости 1 поплавок б поднимаетс , так как поднимаетс уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1. Как только против насадков 11...14 окажетс средн часть поплавка б (она имеет самый малый диаметр), зазор между насадками 11...14 и цилиндрической поверхностью средней части поплавка 6 существенно увеличитс , а расход Q2 жидкости, вытекающей из трубопровода 2 в мерную емкость 1, резко возрастает.As the measuring tank 1 is filled, the float b rises, since the level of the free surface of the liquid in the measured tank 1 rises. As soon as the middle part of the float b appears against the nozzles 11 ... 14 (it has the smallest diameter), the gap between the nozzles 11 .. .14 and the cylindrical surface of the middle part of the float 6 will increase substantially, and the flow rate Q2 of the liquid flowing from the pipe 2 to the measuring tank 1 increases sharply.

Расход Qz может быть существенно больше, чем он необходим в момент окончани выдачи дозы по условию разрыва сплошности потока. Это позвол ет увели-( чить быстродействие дозатора.The flow rate Qz may be substantially greater than it is necessary at the moment of termination of the dose delivery under the condition of flow continuity breaking. This makes it possible to increase the speed of the dispenser.

Как только поплавок 6 достигнет уровн , при котором рмо 7 окажетс в зоне действи посто нного магнита 8, произой- дет быстрый подъем поплавка б.As soon as the float 6 reaches a level at which RMO 7 is in the zone of action of the permanent magnet 8, the float b will quickly rise.

Нижн утолщенна часть поплавка б войдет внутрь камеры 5. Это положение соответствует моменту включени сифона 4 в действие,.The lower thickened part of the float b will go inside the chamber 5. This position corresponds to the moment the siphon 4 is turned on.

При этом расход жидкости, поступающей из трубопровода 2 в мерную емкость I, уменьшитс от Оз до Оз, причем расход Оз будет больше, чем расход Qi, несмотр на то, что в данный период имеет место сопротивление столба жидкости в мерной емкости , равное высоте восход щего участка сифона 4. Однако расход Оз меньше, чем расход Qc жидкости, вытекающей через сифон 4, поэтому уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1 будет понижатьс . Поплавок 6 находитс а крайнем верхнем положении, будучи прит нутым через рмо 7 к посто нному магниту 8.In this case, the flow rate of the liquid coming from the pipeline 2 to the measured tank I will decrease from Oz to Oz, and the flow of Oz will be greater than the flow Qi, despite the fact that during this period there is a resistance of the liquid column in the measured tank, equal to the height of the siphon 4. However, the flow rate of Oz is less than the flow rate Qc of the liquid flowing through the siphon 4, therefore, the level of the free surface of the liquid in the measuring tank 1 will decrease. The float 6 is at its highest position, being attracted through pmo 7 to the permanent magnet 8.

Как только уровень свободной поверхности жидкости в мерной емкости 1 приблизитс к срезу восход щего участка сифона 4 (к впускному отверстию сифона 4), вес обнаженной части поплавка 6 окажетс больше силы прит жени посто нного магнита 8, поэтому поплавок 6 по направл ющей 10 соскользнет ениз, окажетс на дне мерной емкости 1, причем верхн утолщенна часть поплавка 6 войдет внутрь камеры 5, создаст наибольшее сопротивление стру м жидкости, вылетающим из насадков 11...14. Расход жидкости, вытекающий из трубопровода 2. снова станет равным Qi, При совпадении уровн свободной поверхности жидкости со срезом восход щего участка сифона 4 воздух из атмосферы поступит внутрь сифона 4 и он выключитс . Затем цикл повторитс .As soon as the level of the free surface of the liquid in the measuring tank 1 approaches the cut of the ascending section of the siphon 4 (to the inlet of the siphon 4), the weight of the exposed part of the float 6 will be greater than the attractive force of the permanent magnet 8, so the float 6 along the guide 10 will slip , will be at the bottom of the measuring tank 1, and the upper thickened part of the float 6 will go inside the chamber 5, will create the greatest resistance to jets of liquid escaping from the nozzles 11 ... 14. The flow rate of liquid flowing out of the pipe 2. will again become equal to Qi. If the level of the free surface of the liquid coincides with a section of the ascending section of the siphon 4, air from the atmosphere will enter the siphon 4 and it will turn off. Then the cycle repeats.

Достоинствами предлагаемого сифонного дозатора вл ютс высокое быстродействие , широкий рабочий диапазон, возможность приспособлени сифонного дозатора дл выдачи дозы по заданным программам , более высока степень точности дозировани и надежность действи .The advantages of the proposed siphon dispenser are high speed, wide operating range, the ability to adapt the siphon dispenser to dispense a dose according to predetermined programs, a higher degree of metering accuracy and reliability.

(56) Грабовский М.Л. Лекционные демонстрации по физике. Вып.2. Механика жидкостей и газов. Под ред. А.Б.Млодзиевского. Государственное издательство технико-теоретической литературы. М. -Л., 1948, с.43 - 52.(56) Grabovsky M.L. Lecture demonstrations in physics. Issue 2. Mechanics of liquids and gases. Ed. A. B. Mlodzievsky. State publishing house of technical and theoretical literature. M.-L., 1948, p. 43 - 52.

Авторское свидетельство № 1268.Copyright certificate No. 1268.

Claims

The claims

SIPHON DOSER containing a measuring tank equipped with an inlet pipe with an adjusting device, in which an upstream section of the siphon is placed, a float with a ring at the upper end and a permanent magnet fixed in the upper part of the measuring tank, characterized in that, in order to increase the speed, verticals were introduced to it (sebaceous guide and a chamber in the form of a ring with radial nozzles on its inner surface, the float is made in the form of a body of revolution with end collars and an axial through hole,

through which it is passed vertically

a guide fixed at one end in the bottom of the measuring tank and the other on a permanent magnet, the camera is in communication with the supply pipe and is installed at the end of the upstream section of the siphon coaxially with the float and with a gap between it and radial nozzles, and the weight of the float is more the forces of attraction of a permanent magnet, and the geometric dimensions of the float are selected from the relations

,

with where L is the height of the float;

And, 12 - the height of the upper and

lower end collars; Hi, H2 is the distance from the radial nozzles to the permanent magnet and the bottom of the JQ dimensional capacitance, respectively.

Wed / & 2