RU2274836C1 - Volumetric-type batcher for liquids - Google Patents
Volumetric-type batcher for liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274836C1 RU2274836C1 RU2004129225/28A RU2004129225A RU2274836C1 RU 2274836 C1 RU2274836 C1 RU 2274836C1 RU 2004129225/28 A RU2004129225/28 A RU 2004129225/28A RU 2004129225 A RU2004129225 A RU 2004129225A RU 2274836 C1 RU2274836 C1 RU 2274836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- cylinder
- dispenser
- dispensing
- rod
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области объемного дозирования жидкостей, преимущественно вязких, в том числе взрывоопасных, применяемых в производстве смесевых твердых ракетных топлив. Дозатор может применяться и в других отраслях химической промышленности, где требуется дозировка вязких жидкостей.The invention relates to the field of volumetric dosing of liquids, mainly viscous, including explosive, used in the production of mixed solid rocket fuels. The dispenser can also be used in other sectors of the chemical industry, where a dosage of viscous liquids is required.
Дозируемая жидкость - это смесь полимерного связующего с вязкостью 10 Па·с (100 пуаз) и более с порошкообразным металлическим наполнителем, а в ряде случаев с порошкообразным взрывчатым веществом, например октогеном. Такая жидкость имеет высокую адгезию к металлическим поверхностям и в то же время высокие абразивные свойства, что приводит к относительно быстрому износу уплотнений рабочих органов дозатора.The dosed liquid is a mixture of a polymer binder with a viscosity of 10 Pa · s (100 poise) or more with a powdered metal filler, and in some cases with a powdered explosive, such as octogen. Such a liquid has high adhesion to metal surfaces and at the same time high abrasive properties, which leads to a relatively quick wear of the seals of the working bodies of the dispenser.
Известные насосы-дозаторы для жидкостей, например, плунжерные и диафрагменные с шариковыми клапанами для указанных целей не пригодны из-за значительной вязкости жидкости, а также из-за наличия в них металлического наполнителя. А при наличии в составе жидкости взрывчатого вещества недопустимо применять насосы с парами трения "металл-металл". При этом клапаны в виде шариков и им подобных в среде вязкой жидкости не обеспечивают надежного перекрытия каналов всасывания-нагнетания.Known metering pumps for liquids, for example, plunger and diaphragm with ball valves for these purposes are not suitable because of the significant viscosity of the liquid, and also because of the presence of a metal filler in them. And if there is explosive in the liquid composition, it is unacceptable to use pumps with metal-metal friction pairs. Moreover, valves in the form of balls and the like in a viscous fluid environment do not provide reliable overlap of the suction-discharge channels.
Известен дозатор объемного типа для вязких жидкостей. Дозатор разработан предприятием АНИИХТ г.Бийск Алтайского края. Предназначен дозатор для дозирования связующего на фазе приготовления топливной массы для твердотопливных ракетных двигателей.Known dispenser volumetric type for viscous liquids. The dispenser was developed by the ANIIHT enterprise in Biysk, Altai Territory. A dispenser is designed for dispensing a binder in the fuel mass preparation phase for solid propellant rocket engines.
Дозатор схематически изображен на Фиг.1. Дозатор состоит из дозирующего цилиндра 1, поршня 2, штоков 3, распределительного устройства 4 в виде конического пробкового крана. Штоки 3 проходят через уплотнения торцовых крышек дозирующего цилиндра 1. Пробка крана 11 распределительного устройства 4 имеет два положения и поворачивается в заданное положение с помощью привода 12. Левая полость дозирующего цилиндра соединена с распределительным устройством 4 каналом 7, а правая - каналом 9. Подвод исходной жидкости в дозатор производится по каналу 8, отвод отдозированных порций - по каналу 10. Рабочий ход поршня 2 регулируется в зависимости от требуемой величины дозы ограничителем и контролируется концевыми выключателями 5 и 6.The dispenser is shown schematically in FIG. 1. The dispenser consists of a metering cylinder 1, a
Дозатор работает следующим образом. В исходном состоянии поршень 2 находится в левом положении. Пробка 11 распределительного устройства 4 соединяет каналы 7 и 8. Из расходной емкости жидкость насосом нагнетается в левую полость дозирующего цилиндра. Под ее давлением поршень 2 перемещается в правое положение. Когда левая полость полностью заполняется жидкостью, доза набрана. Концевой выключатель 6 дает сигнал на переключение пробки 11 распределительного устройства 4 против часовой стрелки. В результате канал 8 соединяется с каналом 9, исходная жидкость насосом нагнетается в правую полость дозирующего цилиндра 1. При этом канал 7 соединяется с каналом 10 и набранная доза из левой полости выдается в последующий технологический аппарат. Таким образом, в то время, как в правую полость производится набор следующей дозы, из левой выдается готовая доза. Когда поршень 2 со штоком 3 переместится в левое положение, концевой выключатель 5 дает сигнал на поворот пробки 11 устройства 4 по часовой стрелке и далее цикл повторяется. Каналы 7 и 8 соединяются, также соединяются каналы 9 и 10. Левая полость внешним насосом заполняется исходной жидкостью, а готовая доза из правой полости цилиндра выдается в последующий аппарат.The dispenser works as follows. In the initial state, the
Этот дозатор принят в качестве прототипа. К недостаткам прототипа относятся следующие.This dispenser is adopted as a prototype. The disadvantages of the prototype include the following.
Неконтролируемые перетоки дозируемой жидкости через неплотности пар трения. Основные перетоки происходят в дозирующем цилиндре через уплотнения поршня. При износе уплотнений перетоки увеличиваются. Увеличивается погрешность дозирования. То же самое происходит в конической паре трения "корпус-пробка" распределительного устройства 4. Узлы уплотнений в торцовых крышках, где перемещаются штоки 3, имеют те же недостатки - износ и утечки. Кроме перечисленного, необходимо отметить невозможность применения распределительного устройства в виде пробкового крана при работе со связующим, содержащим ВВ, т.к. при такой конструкции практически невозможно поддерживать заданный безопасный уровень давления на поверхности контакта в конической паре трения "корпус-пробка".Uncontrolled flows of the dosed liquid through leaks of friction pairs. The main flows occur in the dosing cylinder through the piston seals. When seals wear, overflows increase. The dosage error increases. The same thing happens in the conical pair-case friction pair of the
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка объемного дозатора с повышенной надежностью за счет контроля утечек, а также обеспечение безопасности работы дозатора при дозировании вязких жидкостей, содержащих взрывчатые вещества за счет применения распределительного устройства с безопасными параметрами.The technical problem to which the invention is directed is the development of a volumetric dispenser with increased reliability due to leakage control, as well as ensuring the safety of the dispenser when dispensing viscous liquids containing explosives through the use of a switchgear with safe parameters.
Технический результат достигается тем, что в дозаторе, состоящем из дозирующего цилиндра с поршнем и штоком, а также из распределительного устройства с каналами набора и выдачи дозы, дозирующий цилиндр снабжен приводом выдачи дозы, поршень которого установлен соосно с поршнем дозирующего цилиндра на общем штоке. В дозирующем и приводном цилиндрах имеются буферные полости, между которыми установлен стыковочный фланец с уплотнением общего штока и дренажным каналом со стороны буферной полости дозирующего цилиндра. К выходному отверстию дренажного канала установлен легкосъемный прозрачный контрольный стакан, что позволяет во время работы дозатора наблюдать наличие или отсутствие утечки дозируемой жидкости через уплотнение поршня дозирующего цилиндра, а при необходимости вести количественный контроль утечки с оценкой его влияния на погрешность дозирования.The technical result is achieved in that in a dispenser consisting of a dispensing cylinder with a piston and a rod, as well as a dispenser with channels for collection and dispensing of a dose, the dispensing cylinder is provided with a dispensing drive, the piston of which is mounted coaxially with the piston of the dispensing cylinder on a common rod. There are buffer cavities in the metering and drive cylinders, between which a docking flange with a common rod seal and a drainage channel is installed on the side of the buffer cavity of the metering cylinder. An easily removable transparent control cup is installed to the outlet of the drainage channel, which allows during operation of the dispenser to observe the presence or absence of leakage of the dosed liquid through the piston seal of the dosing cylinder, and if necessary, conduct quantitative control of the leak with an estimate of its effect on the metering error.
Поршень дозирующего цилиндра со стороны буферной полости снабжен цилиндрической юбкой с кольцевыми проточками, что предотвращает попадание просачивающейся через уплотнения поршня дозируемой жидкости на шток и соответственно в уплотнение штока в стыковочном фланце. Жидкость при наличии такой юбки стекает по кольцевым канавкам в нижний сектор буферной полости дозирующего цилиндра - в зону входного отверстия дренажного канала. Наружный диаметр юбки составляет 0,8...0,9 от внутреннего диаметра дозирующего цилиндра.The piston of the metering cylinder on the side of the buffer cavity is equipped with a cylindrical skirt with annular grooves, which prevents the dosing fluid leaking through the piston seals on the rod and, accordingly, in the stem seal in the connecting flange. In the presence of such a skirt, the liquid flows along the annular grooves into the lower sector of the buffer cavity of the metering cylinder — into the zone of the inlet of the drainage channel. The outer diameter of the skirt is 0.8 ... 0.9 of the inner diameter of the metering cylinder.
Распределительное устройство выполнено в виде двух одинаковых тарельчатых клапанов с приводами, а давление уплотнительных элементов в плоскости контакта тарелок с соответствующими седлами настраивается с учетом чувствительности взрывоопасной дозируемой жидкости с коэффициентом запаса в соответствии с зависимостью:The switchgear is made in the form of two identical poppet valves with actuators, and the pressure of the sealing elements in the plane of contact of the plates with the corresponding seats is adjusted taking into account the sensitivity of the explosive dosed liquid with a safety factor in accordance with the dependence:
Pк≤Рдоп/К,P to ≤P add / K,
где Pк - давление в плоскости контакта;where P to - pressure in the plane of contact;
Pдоп - допустимое давление, зависящее от чувствительности жидкости, содержащей взрывчатое вещество;P add - allowable pressure, depending on the sensitivity of the liquid containing the explosive;
К - коэффициент запаса, задаваемый из условий безопасности работы.K is the safety factor specified from the safety conditions of work.
Таким образом, снижение в рабочих зонах дозатора количества пар трения, контактирующих с дозируемой жидкостью, снижает утечки, повышает надежность дозатора, а выполнение распределительного устройства в виде тарельчатых клапанов с настраиваемым давлением в плоскости контакта тарелок с седлом позволяет обеспечить безопасное дозирование жидкости, содержащей взрывчатое вещество.Thus, the reduction in the working areas of the dispenser of the number of friction pairs in contact with the dosing liquid reduces leakage, increases the reliability of the dispenser, and the design of the dispenser in the form of poppet valves with adjustable pressure in the plane of contact of the plates with the seat allows for safe dosing of the liquid containing the explosive .
Введение в конструкцию дозатора буферных полостей и дренажного канала с контрольным устройством также повышает надежность и безопасность дозатора.The introduction of buffer cavities and a drainage channel with a control device into the design of the dispenser also increases the reliability and safety of the dispenser.
На повышение надежности и безопасности направлено также конструктивное усовершенствование поршня дозирующего цилиндра, где со стороны буферной полости поршень имеет цилиндрическую юбку с внешним диаметром 0,8...0,9 от внутреннего диаметра дозирующего цилиндра. На юбке выполнены цилиндрические канавки, что предотвращает стекание жидкости с внутренней поверхности цилиндра на шток и соответственно предотвращает попадание жидкости в уплотнение штока в стыковочном фланце.A constructive improvement of the piston of the metering cylinder is also aimed at increasing reliability and safety, where on the side of the buffer cavity the piston has a cylindrical skirt with an outer diameter of 0.8 ... 0.9 from the inner diameter of the metering cylinder. Cylindrical grooves are made on the skirt, which prevents liquid from draining from the inner surface of the cylinder onto the stem and, accordingly, prevents liquid from entering the stem seal in the docking flange.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг.1 схематично изображен дозатор, принятый за прототип.Figure 1 schematically shows the dispenser adopted for the prototype.
На Фиг.2 изображен предлагаемый дозатор.Figure 2 shows the proposed dispenser.
Дозатор объемного типа для жидкостей (Фиг.2) состоит из дозирующего цилиндра 1 с поршнем 2, распределительного устройства 4 с каналами набора 8 и выдачи 10. Дозатор снабжен приводным гидроцилиндром 17 выдачи дозы. Поршень 2 дозирующего цилиндра и поршень 16 приводного гидроцилиндра установлены соосно на одном штоке 3. Свободный конец штока 3 взаимодействует с концевыми выключателями 5 и 6 в крайних положениях хода поршня дозирующего цилиндра. Между дозирующим и приводным цилиндрами установлен стыковочный фланец 15. В нижнем секторе стыковочного фланца 15, где к нему подсоединяется дозирующий цилиндр, во фланце выполнен дренажный канал 18. К выходному отверстию дренажного канала на стыковочный фланец 15 закрепляется устройство контроля утечек. Это устройство состоит из скобы 20, прозрачного контрольного стакана 19 и подпружиненного штока 21, поддерживающего стакан 19 поджатым к выходному отверстию дренажного канала 18.The volumetric type dispenser for liquids (FIG. 2) consists of a dispensing cylinder 1 with a
Для предотвращения контакта дозируемой жидкости с рабочей жидкостью гидропривода в конструкции дозатора предусмотрено их дополнительное разделение с помощью буферных полостей. Это полость А в дозирующем цилиндре и полость Б в цилиндре гидропривода.To prevent contact of the dosed liquid with the hydraulic fluid of the hydraulic drive in the design of the dispenser provides for their additional separation using buffer cavities. This is cavity A in the metering cylinder and cavity B in the cylinder of the hydraulic actuator.
Поршень 2 дозирующего цилиндра со стороны буферной полости А снабжен цилиндрической юбкой 14 с кольцевыми проточками-канавками. Диаметр юбки составляет 0,8...0,9 от внутреннего диаметра дозирующего цилиндра 1.The
Распределительное устройство 4 установлено на выходном торце дозирующего цилиндра 1. Устройство состоит из двух одинаковых клапанов 11 и 11a с приводными гидроцилиндрами 12 и 12a, а также системы распределительных каналов 7, 8, 9, 10. Клапаны тарельчатого типа с полимерными уплотнительными элементами 22. Для предотвращения попадания дозируемой жидкости в уплотнения штоков гидроцилиндров 12 и 12a предусмотрены защитные диафрагмы 13.The
Дозатор работает следующим образом. Исходное положение механизмов дозатора показано на Фиг.2. Поршень 2 дозирующего цилиндра находится в крайнем левом положении. Клапаны 11 и 11a закрыты. По сигналу от системы управления начинается цикл работы дозатора. При этом открывается клапан 11 и через каналы 8 и 7 из расходной емкости насосом в дозирующий цилиндр 1 нагнетается дозируемая жидкость, перемещая поршень 2 вправо до того, как шток 3 достигнет упора. Положение упора устанавливается предварительно в зависимости от заданной величины дозы. При достижении штоком 3 правого положения срабатывает концевой выключатель 6 и по его сигналу клапан 11 закрывается. Набор дозы закончен. После этого открывается клапан 11a, в правую полость приводного гидроцилиндра под давлением подается масло от маслостанции. Поршень 16 приводного гидроцилиндра начинает перемещаться влево, перемещая одновременно шток 3 и закрепленный на штоке поршень 2 дозирующего цилиндра 1. Доза жидкости выдается из цилиндра 1 через открытый клапан 11a и каналы 9 и 10 в последующий технологический аппарат. Доза будет полностью выдана, когда поршень 2 достигнет крайнего левого положения. Срабатывает концевой выключатель 5 и дает сигнал на закрытие клапана 11a. Через заданное время система управления дает сигнал на начало нового цикла. Далее циклы дозирования повторяются аналогично приведенному выше.The dispenser works as follows. The initial position of the dispenser mechanisms is shown in figure 2. The
При работе дозатора реализуется контроль утечек через уплотнение поршня 2. Необходимо отметить, что проблема утечек (перетоков) через уплотнения является характерной для плунжерных или поршневых насосов и дозаторов. Здесь играют роль несколько факторов. Во-первых, при каждом рабочем ходе набора дозы происходит смачивание дозируемой жидкостью внутренней поверхности цилиндра на длине рабочего хода. Какие бы ни были уплотнения на поршне, они не в состоянии полностью снять эту пленку при обратном ходе поршня (при выдаче дозы).Таким образом, при многократном ходе поршня 2 в буферной полости цилиндра происходит постепенное накопление жидкости. Жидкость накапливается в нижнем секторе буферной полости А дозирующего цилиндра 1. Во-вторых, из-за абразивного износа уплотнений поршня через какой-то промежуток времени начинается процесс перетока некоторой части дозируемой жидкости через увеличившийся при износе зазор между уплотнением поршня 2 и цилиндром 1 в буферную полость А.When the dispenser is operating, leakage monitoring through the
Наличие в стыковочном фланце 15 дренажного канала 18 и прозрачного легкосъемного стакана 19 позволяет в любое время технологического цикла обнаружить не только сам факт утечки, но и оценить ее количественно. Для количественной оценки величины утечки обслуживающий персонал может снять стакан 19 и взвесить количество скопившейся в нем жидкости. Имея такой контроль, не составляет труда оценить допустимость утечки в зависимости от заданной точности дозирования и принять решение о продолжении работы или о замене изношенных уплотнений поршня 2. Такой контроль позволяет повысить качество продукции и исключить потери от брака изделий по химсоставу. Наличие в конструкции поршня 2 со стороны буферной полости А цилиндрической юбки с диаметром 0,8...0,9 от диаметра дозирующего цилиндра с несколькими кольцевыми проточками-канавками обеспечивает защиту поверхности штока 3 от попадания на его поверхность стекающей при движении поршня вправо частично снимаемого слоя жидкости с цилиндра и обеспечивает сток жидкости по проточкам непосредственно в нижний сектор цилиндра 1 в полость А, облегчая попадание ее в дренажный канал 18 и, соответственно, в контрольный стакан 19.The presence in the connecting flange 15 of the drainage channel 18 and the transparent easily removable cup 19 allows at any time of the technological cycle to detect not only the fact of leakage, but also to evaluate it quantitatively. To quantify the amount of leakage, maintenance personnel can remove the beaker 19 and weigh the amount of fluid accumulated in it. Having such control, it is not difficult to assess the leakage tolerance depending on the set dosing accuracy and decide to continue working or to replace the worn piston seals 2. Such control improves the quality of the product and eliminates losses from the marriage of products on chemical composition. The presence in the design of the
Выполнение распределительного устройства в виде тарельчатых клапанов позволяет открывать и закрывать каналы подачи и выдачи жидкости без трения. При этом давление воздействия полимерных уплотнителей клапанов на дозируемую жидкость при закрывании и контакте с плоским металлическим седлом настраивается регулировкой подачи масла в приводные гидроцилиндры клапанов. При этом настройку проводят в соответствии с зависимостью:The implementation of the switchgear in the form of poppet valves allows you to open and close the channels for supplying and dispensing fluids without friction. At the same time, the pressure of the polymer valve seals on the dosed liquid when closing and in contact with a flat metal seat is adjusted by adjusting the oil supply to the valve drive hydraulic cylinders. In this case, the adjustment is carried out in accordance with the dependence:
Pк≤Рдоп/К,P to ≤P add / K,
где Pк - давление в плоскости контакта;where P to - pressure in the plane of contact;
Рдоп - допустимое давление, зависящее от чувствительности жидкости, содержащей взрывчатое вещество;P add - allowable pressure, depending on the sensitivity of the liquid containing the explosive;
К - коэффициент запаса, задаваемый из условий безопасности работы.K is the safety factor specified from the safety conditions of work.
Опытно-промышленный образец дозатора прошел испытания в производственных условиях с хорошими результатами.The pilot industrial dispenser has been tested under production conditions with good results.
Планируется внедрение дозатора в производство в 2005 году.It is planned to introduce the dispenser into production in 2005.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004129225/28A RU2274836C1 (en) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Volumetric-type batcher for liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004129225/28A RU2274836C1 (en) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Volumetric-type batcher for liquids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2274836C1 true RU2274836C1 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36608158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004129225/28A RU2274836C1 (en) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | Volumetric-type batcher for liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2274836C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677488C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-01-17 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Device for volumetric dosing of liquid |
-
2004
- 2004-10-04 RU RU2004129225/28A patent/RU2274836C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677488C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-01-17 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Device for volumetric dosing of liquid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU734774B2 (en) | Method of and apparatus for controlled dispensing of two-part bonding, casting and similar fluids and the like | |
| DE102011122268B3 (en) | Method and device for dosing a fluid medium | |
| WO2016042104A1 (en) | Assembly for and method of dispensing a liquid | |
| CA2883458A1 (en) | Chemical injection system | |
| RU2274836C1 (en) | Volumetric-type batcher for liquids | |
| JP2021181788A (en) | Method for canceling leak loss and transport system for transporting regulated quantity of liquid | |
| CN102175389A (en) | Rolling friction piston pressure gauge | |
| US4350266A (en) | Pumping system for unstable fluids | |
| US2720344A (en) | Liquid fuel metering distributors for internal combustion engines | |
| DE102014105423A1 (en) | Dosing differential balance for liquid dosing | |
| CN205277772U (en) | Plunger diaphragm type measuring pump | |
| RU2019103693A (en) | DOSING DEVICE FOR PROPORTIONAL DOSING PUMP AND CORRESPONDING PUMP AND METHOD OF USE | |
| AU770418B2 (en) | Fluid flow proportioning device | |
| RU2342202C2 (en) | Pressure two-component proportioning plant for airless polymer composite coat application | |
| RU2352814C1 (en) | Pumping plant | |
| EP0582625B2 (en) | Process and device for the controlled metering of at least one pourable component | |
| RU2677488C1 (en) | Device for volumetric dosing of liquid | |
| SU425017A1 (en) | DISPENSER | |
| RU131411U1 (en) | DEVICE FOR DELIVERY OF SMALL DOSES OF LIQUID | |
| US20040154695A1 (en) | Installation for the high-speed packaging of a liquid product | |
| SU1758284A1 (en) | Pumping plant for metering of liquids | |
| DE10229261C1 (en) | Dosing unit, for a liquid foaming agent into the melting chamber of a plastics screw extruder, activates a flushing action to clear all liquid in the dosing channel for replacement with gas-free agent for compression dosing | |
| RU2703856C1 (en) | Piston-type hydraulic drive pump | |
| RU95115U1 (en) | WEIGHT LIQUID DISPENSER | |
| RU2664569C1 (en) | Device for liquid fertilizer injection in irrigation water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150514 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201005 |