RU3162U1 - Регулятор параметров смеси текучих сред, регулируемый озонатор текучей среды и дозатор - Google Patents

Description

РЕГУЛЯТОР ПАРАМЕТРОВ СМЕСИ ТЕКУЧИХ СРЕД, РЕГУЛИРУЕМЫЙ ОЗОНАТОР ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И ДОЗАТОР

Иолезная модель относится к средствам дозирования и регулирования смешения текучих сред, использующим дозаторы с измерительными камерами переменного объема и струйные смесители.

Дозатор может быть применен при подаче текучей среды в тех случаях, когда параметры подаваемой среды должны быть соотнесены с разностью статического давления подаваемой среды в ее источнике и статического давления в том месте, куда эта среда подается. Дозатор может быть применен, в частности, при озонировании газообразных, жидких или двухфазных сред, при дезодорации или кондиционирования воздуха, совместно с ингаляторами, при обработке загрязненной воды, при введении озоновой присадки в горючую смесь.

В известных регуляторах параметров смеси, входящих в состав регулируемых озонаторов воды, функцию дозатора выполняют дроссельный ( US патент № 5151250 ) или регулирующий (US патент № 5186841) клапаны. Во втором случае осуществляется контроль давления озоносодержащего газа, смешиваемого затем с водой в инжекторе. При этом могут учитываться параметры потока воды. В известных регуляторахозонаторах не предусмотрено регулирование параметров подмешиваемой текучей среды непосредственно по разности давлений подмешиваемого озоносодержащего газа в его источнике и на участке смешения с водой.

МПК-С01Р11/08

B01F5/00 Область техники.

Уровень техники.

Регулятор-озонатор по US патенту № 5186841, по-видимому, наиболее близок заявляемым регулятору параметров смеси текучих сред и регулируемому озонатору текучей среды (пункты 1 и 6 формулы полезной модели).

Наиболее близким к заявляемому ( п. 12 формулы полезной модели ) дозатору текучей среды является, повидимому, дозатор, описанный в заявке РСТ WO 81/02629. В нем, однако, не предусмотрено сравнение на диафрагме давлений текучей среды непосредственно перед и после дозатора в процессе перетекания дозируемой текучей среды из полости дозатора по одну сторону диафрагмы в полость дозатора по другую сторону диафрагмы. Соответственно, не может быть реализовано и регулирование параметров дозируемой среды согласно с разностью указанных давлений.

Известные же устройства ( SU, авторское свидетельство № 1462265 ) с перетеканием текучей среды из полости по одну сторону диафрагмы в полость по другую сторону этой же диафрагмы не предусматривают сравнение давлений на диафрагме ни с целью регулирования параметров перетекаемой среды, ни с целью дозирования этой среды.

Сущность полезной модели.

В основу полезной модели положено решение задачи создать такой дозатор, который обеспечивал бы возможность автоматического изменения нужного параметра подаваемой текучей среды при изменении разности статического давления среды в ее источнике и статического давления в том месте, куда эта среда подается, в частности, вследствие изменения напора среды, к которой подмешивается дозируемая текучая среда.

К регулируемым параметрам могут быть отнесены - состав, в частности, концентрация, расход, температура, плотность.

в регуляторе параметров смеси текучих сред, содержащем проточный смеситель, выполненный с возможностью изменения статического давления на участке ввода подмешиваемой текучей среды при изменении параметра активной текучей среды, и дозатор подмешиваемой среды, включенный в канал, сообщаюш ий источник подмешиваемой текучей среды с проточным смесителем, в соответствии с полезной моделью дозатор подмешиваемой текучей среды имеет гибкую диафрагму, разделяющую в дозаторе две полости, из которых одна сообщена с источником подмешиваемой текучей среды, а другая - с проточным смесителем, проточный канал, сообщающий указанные полости между собой, и исполнительный орган, выполненный с возможностью изменения параметра подмешиваемой текучей среды при деформации диафрагмы вследствие изменения разности давлений в полостях дозатора.

На диафрагме сравниваются давления подмешиваемой текучей среды в ее источнике и на участке ввода в смесителе. При изменении разности этих давлений диафрагма деформируется, вследствие чего исполнительный орган обеспечивает непосредственное или через другие средства изменение требуемого параметра подмешиваемой текучей среды.

В регулируемом озонаторе текучей среды, содержащем проточный смеситель, выполненный с возможностью изменения статического давления на участке ввода подмешиваемого озоносодержащего газа при изменении параметра озонируемой текучей среды, и дозатор озоносодержащего газа, включенный в канал, сообщающий источник озоносодержащего газа со смесителем, в соответствии с полезной моделью дозатор озоносодержащего газа имеет гибкую диафрагму, разделяющую в дозаторе две полости, из которых одна сообщена с источником озоносодержащего газа, а другая - со смесителем, проточный канал, сообщающий эти полости между собой, и исполнительный орган, выполненный с возможностью изменения параметра

подмешиваемого озоносодержащего газа при деформации диафрагмы вследствие изменения разности давлений в полостях дозатора.

На диафрагме сравниваются давления озоносодержащего газа в его источнике и на участке ввода в смесителе. При изменении разности этих давлений диафрагма деформируется, вследствие чего исполнительный орган обеспечивает непосредственное или через другие средства изменение требуемого параметра озоносодержащего газа.

В дозаторе, содержащем исполнительный орган и гибкую диафрагму, разделяющую две полости, с каждой из которых сообщены соответствующие каналы ввода и вывода текучей среды, соединенные с полостями и между собой с образованием проточного канала, причем исполнительный орган включает в себя подвижные друг относительно друга детали, одна из которых расположена на диафрагме, и выполнен с возможностью подключения или воздействия на средство регулирования параметра текучей среды, в соответствии с полезной моделью полости дозатора сообщены между собой через канал вывода среды из одной полости и канал ввода ее в другую полость, последовательно соединенные с образованием части проточного канала.

В процессе движения текучей среды последовательно через обе полости дозатора давление текучей среды в канале ее ввода в одну из полостей, являющемся также каналом ввода этой среды в дозатор, сравнивается на диафрагме с давлением той же текучей среды в канале вывода ее из другой полости, являющимся также каналом вывода текучей среды из дозатора.

Исполнительный орган дозатора выдает при этом соответствующий сигнап или непосредственно воздействует на средство регулирования параметра текучей среды.

..

В большинстве случаев целесообразно, чтобы исполнительный орган дозатора, в том числе в регуляторе и озонаторе, включал бы в себя, по меньшей мере, две подвижные друг относительно друга детали, попарно образующие один или несколько чувствительных элементов дозатора, причем одна из деталей чувствительного элемента скреплена или выполнена заодно с диафрагмой.

При заданной деформации диафрагмы соответствующий чувствительный элемент или несколько этих элементов выдают командные сигналы на средства изменения соответствующих параметров дозируемой среды.

В тех случаях когда источником подмешиваемого озоносодержащего газа является электрический генератор озона, связанный с источником электрического питания, может быть хорошо, если исполнительный орган дозатора включает в себя электропереключатель, установленный в электроцепи, связывающей генератор озона с источником электрического питания.

Если давление в смесителе повышается выше некоторого значения и поэтому расход озоносодержащего газа становится незначительным, генератор озона отключается от источника электропитания.

Во многих случаях предподчительно, чтобы чувствительный элемент дозатора был включен в электрический контур регулирования параметра подмешиваемой текучей среды, в частности озоносодержащего газа, и выполнен в виде переменного резистора, или переменной индз тивности, или переменной электростатической емкости, либо магнитоуправляемых контактов. Каждый из названных чувствительных элементов определяет соответственную форму командного сигнала.

При необходимости регулирования расхода подмешиваемой среды, в частности, озоносодержащего газа, весьма удобно, если гибкая диафрагма имеет жесткий относительно нее центр, через который проложен з азанный проточный

канал, a исполнительный орган дозатора включает в себя седло и клапан перекрывного устройства, расположенные с возможностью изменения проходного сечения проточного канала при деформации диафрагмы, причем один из этих взаимодействующих элементов расположен на конце жесткого центра диафрагмы, обращенном в одну из полостей.

Деформация диафрагмы непосредственно вызывает изменение взаимного положения клапана и седла перекрывного устройства. В зависимости от заданной функции происходит запирание проточного канала в одном из крайних положений диафрагмы и/или изменение проходного сечения проточного канала соответственно положению диафрагмы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.

В дальнейшем полезная модель поясняется конкретными примерами со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором схематично изображены патентуемые регулятор, регулируемый озонатор и дозатор согласно полезной модели.

Приведенные чертеж и описание конкретных примеров служат лишь для иллюстрации возможности осуществления полезной модели. Они не являются, соответственно, изображением и описанием лучшего варианта осуществления полезной модели.

Описываемый регулятор параметров смеси текучих сред является регулируемым озонатором воды. Регуляторьозонатор содержит проточный смеситель 1, дозатор 2 подмешиваемой текучей среды, которой в описываемом примере является озоносодержащий газ, и источник 3 подмешиваемой текучей среды, которым в описываемом примере является электрический генератор озона.

....Vx/,

fПроточный смеситель 1 выполнен с возможностью изменения статического давления на участке 4 ввода подмешиваемого озоносодержащего газа при изменении параметра активной текучей среды, которой в описываемом примере является вода. Указанным свойством адекватного изменения статического давления на участке 4 обладают инжекторы, устройства, подобные трубке Вентури, вихревые и другие устройства. В описываемом примере смеситель выполнен в виде инжектора. К параметрам текучей активной среды, изменение которых вызывает изменение статического давления на участке 4, относятся параметры, определяющие величину напора активной среды: давление, удельная масса, скорость. Смеситель 1 включен в магистраль 5 подачи активной среды, которой в описываемом примере является озонируемая вода. В магистрали 5 перед смесителем 1 и после него могут быть установлены фильтры (не показаны) для очистки воды.

Дозатор 2 включен в канал 6, сообщающий выход источника 3 озоносодержащего газа с участком 4 смесителя 1. Гибкая диафрагма 7 может быть выполнена из материала, обеспечивающего требуемую чувствительность диафрагмы и необходимую прочность при многократных деформациях. Такими материалами могут быть как металлические, так и неметаллические материалы. Диафрагма 7 разделяет полости 8 и 9 переменного объема. Полость 8 сообщена с выходом генератора озона подводящим участком канала 6 и каналом 10 ввода озоносодержащего газа в полость 8. Полость 9 сообщена с участком 4 смесителя 1 посредством выходного участка канала 6. Полости 8 и 9 сообщены между собой каналом 11 вывода озоносодержащего газа из полости 8 и каналом 12 ввода этого газа в полость 9. Каналы 11 и 12 соединены последовательно с образованием части проточного канала. Весь проточный канал включает в себя следующие последовательно соединенные элементы: канал 10, полость 8, канал12, полость 9 и канал 13 вывода озоносодержащего газа из полости 9. Канал 13 соединен непосредственно с выходным участком канала 6. В описываемом конкретном примере

выполнения, исполнительный орган дозатора включает в себя подвижные друг относительно друга элементы-детали перекрывного устройства проточного канала: клапан 14 и седло 15.

В описываемом конкретном примере выполнения диафрагма 7 имеет жесткий относительно нее центр 16. Через жесткий центр 16 проложена часть проточного канала, образованная каналами 11 и 12. Клапан 14 расположен на конце жесткого центра 16, обращенном в полость 8. Канал 11 проложен через клапан 14. Седло 15 перекрывного устройства расположено на внутренней поверхности корпуса 17 дозатора. Перекрывное устройство в качестве исполнительного органа дозатора выполнено с возможностью изменения, по меньшей мере, одного параметра подмешиваемого газа - его объемного расхода - при деформации диафрагмы 7 и перемеш ения при этом клапана 14.

Исполнительный орган дозатора может включать в себя чувствительные элементы 18. Число чувствительных элементов может быть различным - от одного и более. Несколько, то-есть более одного, чувствительных элементов используются при необходимости независимого регулирования нескольких параметров подмешиваемой текучей среды, либо дублирования регулирования одного параметра по нескольким независимым контурам регулирования. Каждый из чувствительных элементов образован соответствующей парой деталей, подвижных друг относительно друга, причем одна из деталей в каяодой паре скреплена или выполнена заодно с диафрагмой. В описываемом конкретном примере выполнения с чувствительным элементом 18 с диафрагмой 7 скреплен шток 19. Другая деталь этого чувствительного элемента, обозначенная позицией 20, неподвижна относительно корпуса 17. При наличии нескольких чувствительных элементов те детали из соответствующих пар, которые

7

скреплены или выполнены заодно с диафрагмой, могут быть одной и той же деталью, либо могут быть скреплены между собой, например, с помощью штока 19. Частным примером чувствительного элемента могут быть: переменный резистор, переменная индутстивность, переменная электростатическая емкость или магнитоуправляемые контакты.

Чувствительный элемент 18 или любой другой из перечисленных выше может быть связан с соответствуюш им контрольным показывающим прибором ( не показан ). Каждый из названных чувствительных элементов может быть включен также в электрический контур ( не показаны ) регулирования соответствующего параметра подмешиваемой текучей среды. Чувствительный элемент может быть включен также в контур регулирования температуры подмешиваемой среды.

В описываемом конкретном примере выполнения источником 3 озоносодержащего газа является электрический генератор озона, связанный электроцепью с источником 21 электрического питания. Соответствующие электрические параметры, необходимые для работы генератора озона формируются в блоке питания 22. В составе блока 22 могут быть регуляторы напряжения, силы и частоты тока ( не показаны ), включающие указанный чувствительный элемент 18 или другие чувствительные элементы, подобные ему по характеру взаимодействия с диафрагмой. Генератор озона может быть отключен от источника 21 при прекращении или значительном уменьшении расхода текучей среды по магистрали 5 благодаря электропереключателю 23, таьсже взаимодействующему со штоком 19.

При необходимости с помощью известных средств может быть обеспечена любая степень герметичности полости 9 на участке выхода из нее штока 19. Вместе с тем взаимодействие диафрагмы 7 с чувствительными элементами 18 и электропереключателем 23 может быть реализовано и без возникновения

//л/ -;

необходимости в такой герметизации. Для этого электропереключатель и чувствительные элементы, подобные указанным, должны быть размещены непосредственно в полостях 9 или 8.

В описываемом конкретном примере реализации дозатора величина проходного сечения, определяемого взаимным положением клапана 14 и седла 15, тем больше, чем меньше статическое давление в полости 9. Однако, при необходимости, может быть задана и обратная зависимость. Если клапан и седло расположить со стороны того конца канала 11-12 в жестком центре диафрагмы, который обращен в полость 9, то при относительном уменьшении статического давления в полости 9, величина проходного сечения, определяемого взаимным положением клапана и седла перекрывного устройства, будет з еличиваться.

При необходимости величина проточного канала может быть задана постоянной. Это возможно при отсутствии в дозаторе указанного перекрывного устройства. Другим вариантом является использование перекрывного устройства только для запирания канала 11-12 в одном из крайних положений диафрагмы без регулирования расхода подмешиваемой текучей среды в рабочем диапазоне положений диафрагмы. Жесткий центр 16 в этом случае должен быть подпружинен ( не показано ) на запирание перекрывного устройства, а величина проходного сечения канала в жестком центре диафрагмы должна быть существенно меньше, чем величина проходного сечения, определяемая взаимным положением клапана и седла, в том же рабочем диапазоне.

В описываемом конкретном примере реализации регулятор-озонатор содержит также устройство 24 блокировки блока питания 22 и сигнальную лампу 25.

При постоянном давлении озоносодержащего газа, поступающего из его источника 3, положение диафрагмы 7 определяется статическим давлением на участке 4 проточного смесителя 1. При изменении напора активной среды инжектора-воды в

магистрали 5 вследствие, например, изменения ее плотности, давления или скорости соответственно изменяется и статическое давление на участке 4 смесителя 1. Изменение статического давления на шстке 4 смесителя 1 приводит к изменению статического давления в полости 9 дозатора 2 и соответствующей деформации диафрагмы 7. В результате на выходе чувствительного элемента 18 появится сигнал, соответствующий степени деформации диафрагмы 7. Этот сигнал по соответствующей электрической цепи ( не показана ) передается для изменения, например, частоты электрического тока в блоке питания 22. Одновременно, в зависимости от соотношения проходных сечений, одно из которых определяется взаимным положением клапана 15 и седла 14, а другое каналом 11-12, может изменяться расход озоносодержащего газа. При таком уменьшении напора воды в смесителе 1, которое вызовет деформацию диафрагмы 7 в крайнее правое положение, и под действием пружины 26, электропереключатель разомкнет цепь электропитания блока питания 22 и тем выключит генератор озона.

С учетом приведенных примеров, оговоренной модификации их и возможных эквивалентных решений изобретение характеризуется соответствующей формулой.

/ . //.6 6 7

Claims (15)

1. Регулятор параметров смеси текучих сред, содержащий проточный смеситель, выполненный с возможностью изменения статического давления на участке ввода подмешиваемой текучей среды при изменении параметра активной текучей среды, и дозатор подмешиваемой текучей среды, включенный в канал, сообщающий источник подмешиваемой текучей среды с проточным смесителем, отличающийся тем, что дозатор подмешиваемой текучей среды имеет гибкую диафрагму, разделяющую в дозаторе две полости, из которых одна сообщена с источником подмешиваемой текучей среды, а другая - с проточным смесителем, проточный канал, сообщающий эти полости между собой, и исполнительный орган, выполненный с возможностью изменения параметра подмешиваемой текучей среды при деформации диафрагмы вследствие изменения разности давлений в указанных полостях дозатора.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что исполнительный орган дозатора включает в себя один или несколько чувствительных элементов, каждый из которых образован соответствующей парой деталей, подвижных друг относительно друга, причем одна из деталей в каждой паре скреплена или выполнена заодно с диафрагмой.

3. Регулятор по по п. 2, отличающийся тем, что чувствительный элемент дозатора включен в электрический контур регулирования параметра подмешиваемой текучей среды и выполнен в виде переменного резистора или переменной индуктивности, либо переменной электростатической емкости, либо магнитоуправляемых контактов.

4. Регулятор по п. 2, отличающийся тем, что гибкая диафрагма имеет жесткий относительно нее центр, через который проложен указанный проточный канал, а исполнительный орган дозатора включает в себя седло и клапан, расположенные с возможностью изменения проходного сечения проточного канала при деформации диафрагмы.

5. Регулятор по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что источником подмешиваемой текучей среды является электрический генератор озона, а исполнительный орган дозатора включает в себя электропереключатель, установленный в электроцепи, связывающей генератор озона с источником электрического питания.

6. Регулируемый озонатор текучей среды, содержащий проточный смеситель, выполненный с возможностью изменения статического давления на участке ввода озоносодержащего газа при изменении параметра озонируемой текучей среды, и дозатор озоносодержащего газа, включенный в канал, сообщающий источник озоносодержащего газа с проточным смесителем, отличающийся тем, что дозатор озоносодержащего газа имеет гибкую диафрагму, разделяющую в дозаторе две полости, из которых одна сообщена с источником озоносодержащего газа, а другая - со смесителем, проточный канал, сообщающий эти полости между собой, и исполнительный орган, выполненный с возможностью изменения параметра подмешиваемого озоносодержащего газа при деформации диафрагмы вследствие изменения разности давлений в указанных полостях дозатора.

7. Озонатор по п. 6, отличающийся тем, что исполнительный орган дозатора включает в себя один или несколько чувствительных элементов, каждый из которых образован соответствующей парой деталей, подвижных друг относительно друга, причем одна из деталей в каждой паре скреплена или выполнена заодно с диафрагмой.

8. Озонатор по п. 7, отличающийся тем, что источником озоносодержащего газа является электрический генератор озона, связанный электроцепью с источником электрического питания.

9. Озонатор по п. 8, отличающийся тем, что чувствительный элемент дозатора включен в электрический контур регулирования параметра озоносодержащего газа и выполнен в виде переменного резистора или переменной индуктивности, либо переменной электростатической емкости, либо магнитоуправляемых контактов.

10. Озонатор по пп. 7 и 8 или п. 9, отличающийся тем, что гибкая диафрагма имеет жесткий относительно нее центр, через который проложен указанный проточный канал, а чувствительный элемент дозатора включает в себя перекрывное устройство с седлом и клапаном, расположенными с возможностью изменения проходного сечения проточного канала при деформации диафрагмы.

11. Озонатор по пп. 8 и 9 или п. 10, отличающийся тем, что исполнительный орган дозатора включает в себя электропереключатель, установленный в электроцепи, связывающей генератор озона с источником электрического питания.

12. Дозатор, содержащий исполнительный орган и гибкую диафрагму, разделяющую две полости, с каждой из которых сообщены соответствующие каналы ввода и вывода текучей среды, соединенные с полостями и между собой с образованием проточного канала, причем исполнительный орган включает в себя подвижные друг относительно друга детали, одна из которых расположена на диафрагме, и выполнен с возможностью подключения или воздействия на средство регулирования параметра текучей среды, отличающийся тем, что полости дозатора сообщены между собой через канал вывода текучей среды из одной полости и канал ввода ее в другую полость, последовательно соединенные с образованием части проточного канала.

13. Дозатор по п. 12, отличающийся тем, что диафрагма имеет жесткий относительно нее центр, через который проложена указанная часть проточного канала, а исполнительный орган включает в себя перекрывное устройство проточного канала с двумя взаимодействующими элементами, один из которых расположен на конце жесткого центра диафрагмы, обращенном в одну из указанных полостей.

14. Дозатор по п. 12 или п. 13, отличающийся тем, что исполнительный орган включает в себя один или несколько чувствительных элементов, каждый из которых образован соответствующей парой деталей, подвижных друг относительно друга, причем одна из деталей в каждой паре скреплена или выполнена заодно с диафрагмой.

15. Дозатор по п. 14, отличающийся тем, что каждым чувствительным элементом является один из группы, включающей переменный резистор, переменную индуктивность, переменную электростатическую емкость, электроперекрючатель, магнитоуправляемые контакты.