SK88095A3 - Delivery for delivering of drops of cryogene liquid - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na vydávanie kvapiek kvapaliny a vzťahuje sa predovšetkým, nie však výlučne, na zariadenie na vydávanie kvapiek zvoleného alebo vhodného objemu kryogénnej kvapaliny, napríklad kvapalného dusíka.

Doterajší stav techniky

Skvapalnené plyny sa v typickom prípade používajú v objemových množstvách a môžu tak byť merané bežnými spôsobmi. V niektorých prípadoch je však potrebné iba malé množstvo, napríklad vydávanie do niekoľkých mililitrov skvapalneného plynu.

Takáto potreba môže často žiaduce, aby vzniknúť pri plnení nápojov do fliaš. Je hrdlo každej fľaše obsahovalo atmosféru tvorenú v podstate plynom, ako je dusík, ktorý neovplyvňuje negatívne kvalitu nápoja. Okrem toho, i keď sa dusík nepožaduje, bolo zistené, že v uzatvorenej plastovej fľaši obsahujúcej nápoj môže byť vytvorené čiastočné vákuum v oblasti jej hrdla v dôsledku zníženia teploty, kedy toto zníženie tlaku spôsobí, že sa stena fľaše saním pohybuje dovnútra a vyplnenie hrdla malým množstvom dusíka (alebo iného vhodného plynu) pred osadením uzáveru flaše bude tvoriť ochranu voči tvorbe takéhoto čiastočného vákua.

Skoršie pokusy vyriešiť problém vydania kvapôčok kvapalného dusíka (alebo iného skvapalneného plynu) zahrňujú riešenie popísané v britskom patentovom spise GB 2 092 552, kde je izolovaná nádrž kvapalného dusíka opatrená ventilom na jej vnútornom dnovom povrchu a ovládačom na jej hornom povrchu. Ovládač je pripojený k ventilu cez dlhú tyč, takže za chodu je ventil ovládaný, kedykoľvek sa pohybuje toto usporiadanie poskytuje dokonale kvapôčok, vykazuje problémy spojené s tyčou hore a dole. I keď presnú metódu vydávania použitím štíhlej tyčovej spojky. Hmotnosť tyče musí byť čo možno najnižšia, aby sa minimalizovala jej zotrvačnosť a uľahčil sa jej chod pri vysokých rýchlostiach. Existuje však bod, za ktorý nie je možné znížiť priemer (a teda i hmotnosť) tyče bez negatívneho ovplyvnenia jej pevnosti. Okrem toho, čím vyššia je hmotnosť tyče, tým vyššie je opotrebovanie ventilu, a teda i možnosť vytekania netesnosťami. Toto zariadenie sa teda nehodí pre použitie s relatívne vysokými frekvenciami.

Alternatívne usporiadanie spise GB 2 251 296, kde a ovládacou zostavou, kónický člen, je pripojený tvorí časť je popísané v britskom patentovom je izolovaná usporiadanými ktorý k permanentnému magnetu, uloženému ovládača. Kónický člen môže byť podľa smeru jednosmerného prúdu keď toto usporiadanie prekonáva mimo kryogénnej nádoby, nádoba musí byť vyprázdnená sa musí na prácu na ovládači Ďalšie problémy vznikajú vtedy, keď majú byť elektrické

Ventil obsahuje pružinou a ktorý v cievke, ktorá poháňaný nahor privádzaného do problémy spojené nehodí sa na a celá zostava rozobrať.

vodiče vedené stenami izolovanej nádoby.

alebo dole nádoba opatrená ventilom úplne vo vnútri nádoby.

je predpnutý smerom dole ' cievky. I s umiestnením ovládača ľahkú údržbu, lebo ventilu a ovládača

Vynález si preto kladie za úlohu vytvoriť vydávač kryogénnej kvapaliny, u ktorého by boli v čo možno najvyššej miere odstránené problémy vyššie uvedených vydávačov.

Podstata vynálezu

Uvedený ciel je podlá vynálezu dosiahnutý vydávačom na vydávanie kvapiek kryogénnej kvapaliny, obsahujúcim nádobu na kryogénnu kvapalinu a majúcim výstupný otvor na umožnenie vypustenia kryogénnej kvapaliny z nádoby, pričom výstupný otvor je opatrený ventilom, ovládateľným pri použití na umožňovanie alebo zabránenie toku kryogénnej kvapaliny z uvedenej nádoby, a ovládač prispôsobený vyvolávať za chodu otváranie a uzatváranie ventilu, ktorého podstatou je, že ovládač obsahuje magnetický mechanizmus, uložený úplne alebo prevažne mimo uvedenej nádoby, na vyvíjanie magnetickej sily v nádobe, schopnej spôsobovať pohyb ventilu medzi otvorenou a uzatvorenou polohou.

S výhodou ovládač obsahuje elektromagnet majúci jadro s bližším koncom a vzdialenejším koncom a cievku uloženú okolo uvedeného jadra, pričom uvedený bližší koniec uvedeného jadra zasahuje do základňovej časti nádoby, pričom cievka je uspôsobená prijímať za chodu prúd na vytváranie magnetického póla v uvedenej nádobe.

V jednom vyhotovení jadro končí v líci s vnútorným povrchom základne alebo pod ním.

Alternatívne jadro končí v malom odstupe od vnútorného povrchu uvedenej základne, pričom časť základne kryje bližší koniec uvedeného jadra, čím chráni jadro voči obsahu nádoby.

V jednom usporiadaní ovládač obsahuje dve jadrové časti, z ktorých každá jadrová časť je pripojená na jej vzdialenejšom konci k druhej jadrovej časti cez premosťujúci člen, a je opatrená cievkovou časťou okolo každej jadrovej časti.

Keď je použitý ovládač majúci práve jedno jadro, uvedený ventil s výhodou obsahuje magnet opačnej polarity vzhladom k polarite magnetického póla vyvíjaného magnetickým mechanizmom.

Keď je použitý ovládač okolo uvedených magnetické pole a uvedený ventil mostík medzi pólmi na uzavretie magnetickej majúci dve jadrové časti, sú cievky časti vinuté jadrových rozdielnej obsahuje magnetickú časť, polarity na tak, každom ktorá že vytvárajú bližšom konci za chodu tvorí slučky.

S výhodou nádoba obsahuje pružinu na predpnutie ventilu k uvedenej uzatvorenej polohe alebo smerom od nej.

S výhodou obsahuje tyčový člen so zaobleným koncom pre záber s kónickou časťou uvedeného výstupného otvoru, na uzatvorenie uvedeného výstupu, keď je ventil v uzatvorenej polohe.

Vydávač môže ďalej obsahovať vodiace prostriedky na vedenie ventilu medzi jeho otvorenou a uzatvorenou polohou.

Vynález má rad výhod oproti známym vydávačom. Umiestnením ovládačového mechanizmu úplne mimo nádoby je predovšetkým možné vylúčiť požiadavku zavádzať do vnútra nádoby elektrické drôty, čím sa vylúčia tesniace problémy spojené s ich vedením. Ďalej nie je ovládač vystavený často agresívnemu prostrediu vo vnútri nádoby. Zjednoduší sa tiež údržba, pretože ovládač môže byť opravovaný a prípadne i nahradzovaný bez potreby najprv vypustiť nádobu a bez porušenia trochu chúlostivej ventilovej zostavy. Umiestnením ovládača priamo vedia ventilu je možné vylúčiť dlhú ovládaciu tyčovú zostavu popísanú v britskom patentovom spise GB 2 092 552 a problémy s tým spojené. Pomerne nízka hmotnosť, a teda i zotrvačnosť tyčinky u vydávača podlá vynálezu sa hodí na prevádzku s veľkou rýchlosťou ovládania ventilu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený v nasledujúcom popise na príkladoch vyhotovenia s odvolaním na pripojené výkresy, v ktorých znázorňuje:

obr. 1 rez nádobou na kryogénnu kvapalinu, obsahujúcou vydávač podľa vynálezu, pričom niektoré znaky boli kvôli názornosti vypustené, obr. 2 pohľad na vydávač podľa vynálezu v pohľade v smere šipky A z obr. 1, obr. 3 podrobnosť vydávača podľa vynálezu v pohľade v smere šipky B z obr. 1, obr. 4_t 5 podrobnosti alternatívnych vyhotovení vydávača z obr.l, obr. 6 schematické znázornenie časti linky na plnenie fliaš alebo plechoviek, opatrenej zariadením podobným tomu, ako je znázornené na obr. 1 až 4.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornená nádoba 10 na kryogénnu kvapalinu, obsahujúca základňovú časť 12 majúcu výstupný otvor 14 na umožnenie vypúšťania kvapalnej kryogénnej látky z nádoby 10. Výstupný otvor 14 je opatrený ventilom .16, uloženým tesne nad základňovom časťou 12, ktorý pri použití umožňuje kryogénnej kvapaline vytekať z nádoby 10, alebo naopak, tomuto vytekaniu brániť. Ventil obsahuje tyčinku 15a (približne 1,5 g), napríklad z hliníka, 16b na zasunutie do kónickej časti 14a s nízkou hmotnosťou majúcu zaoblený koniec otvoru 14. Celkom mimo nádoby 10 je umiestnený magnetický mechanizmus, napríklad elektromagnetický mechanizmus 18, ktorý vyvíja magnetickú silu v nádobe 10., spôsobilú vyvolávať pohyb uvedeného ventilu medzi otvorenou a uzatvorenou polohou.

Ovládací mechanizmus 18 môže obsahovať akýkoívek z radu dobre známych generátorov magnetického póla, ale najvhodnejšie obsahuje jednu alebo viac zostáv cievky a jadra, podobné tým, aké sú znázornené na obr.l až 5. Ak je použitá jediná cievková zostava, ako je najlepšie vidno na obr. 4, potom jadro 20 a cievka 22 sú prispôsobené magnetovej časti 24 na ventile tak, že za chodu je polarita jadrového konca 20a blízkeho magnetovej časti 24 taká, že poháňa ventil požadovaným smerom na jeho otváranie alebo uzatváranie. Vo vyhotovení, majúcom jedno jadro uložené pod ventilom môže byť najvhodnejšie usporiadať polarity tak, aby sa ventil 16 ťahal dole na uzatváranie výstupu na otvore 14, kedykoľvek je cievka nabudená. Odborníkom v odbore elektromagnetických ovládačov však budú zrejmé alternatívne usporiadania.

Dvojjadrové usporiadania, najlepšie zrejmé na obr. 1, 3 a 5, obsahujú dve jadrá 20 , majú každé bližší koniec 20a, uložený dostatočne blízko k ventilovej časti, aby umožňovalo, že akékoľvek magnetické pole na ňom vyvíjané bude pôsobiť na magnetickú časť 26 ventilu 16. Vzdialenejšie konce 20b tyčí 20 sú pripojené cez jednoduchý magnetický prstenec 21 majúci priechodný otvor 21a, ktorým za chodu prechádzajú kvapky kryogénnej kvapaliny. Je vhodné, ak môžu byť dve cievky 22 , 28 vinuté v opačných smeroch na vytváranie rozdielnych polarít na ich bližších koncoch. V takomto usporiadaní nemusí mať magnetická časť 26 vlastný magnetizmus, ale môže jednoducho obsahovať ocelovú časť. Magnetická časť 26 jednoducho pôsobí na premosťovanie medzery G medzi koncami 20a jadier na uzatvorenie magnetického okruhu, kedykoľvek sú cievky nabudené.

Ako je najlepšie zrejmé na obr. 2, je ventil opatrený zostavou pružiny 30 a vodidla 32 , na predpnutie ventilu smerom k otvorenej polohe a vedenia ventilu, keď je v chode. Je výhodné, ak sú vodidlo 32 a pružina 30 uložené na ráme 34 obsahujúcom dvojicu zvislíc 36 majúcich vodidlo 32 a ukotvujúci bod 38 pre pružinu tu osadenú, pričom dráha ventilu je obmedzovaná kolíkom 40.

Obr. 1 a 3 až 5 ukazujú rôzne koncové polohy bližšieho konca jadra. Na obr. 1 sú bližšie konce 20a usporiadané tak, že zasahujú do základňovej dosky 12 a prechádzajú ňou tak, že končia práve vo vnútri nádoby 10 a sú za chodu zariadenia obklopované kryogénnou kvapalinou. Toto usporiadanie má výhodu v tom, že zaisťuje, že magnet alebo magnetická časť 24./ .26 ventilu zostáva v dostatočnom odstupe od dna nádoby, čím je zaistené, že chod ventilu nie je narúšaný prítomnosťou akéhokoľvek časticového materiálu, ktorý by sa mohol zhromažďovať na dne nádoby 10. Alternatívne je možné použiť usporiadanie znázornené na obr. 3 a 4, kde bližšie konce 20a sú v líci s vnútorným povrchom 12a základňovej dosky 12.

Usporiadanie znázornené na obr. 5, v ktorom bližšie konce 20a končia práve krátko pred vnútorným povrchom 12a základňovej dosky 12 a sú chránené tenkou vrstvou 50 materiálu základňovej dosky, môže byť použité, kedykoľvek je žiaduce chrániť jadro 20 proti kvapaline, ktorá má byť vymedzovaná vo vnútri nádoby. Toto usporiadanie má prídavnú výhodu v tom, že vylučuje problémy spojené s utesňovaním jadra v základňovej doske kvôli zabráneniu vytekania kvapaliny. V usporiadaní z obr. 5 môže byť základňová doska zvolená zo súboru vhodných nemagnetických materiálov a hrúbka T vrstvy 50 sa volí tak, prenášanie primeranej magnetickej sily, použitie ako základňová časť 12 v aby sa cez ňu zaistilo

Nerezová ocel sa hodí na ktoromkolvek vyhotovení znázornenom na obr. 1 až 5, pretože takáto ocel je všeobecne nemagnetická.

Činnosť nádoby sa dosiahne zavedením jednosmerného prúdu do cievky 22, 24 , čím sa vyvinie magnetické pole pri bližšom konci (koncoch) jadra (jadier) 20. Magnetické pole spôsobí priťahovanie (alebo odpudzovanie v zodpovedajúcich usporiadaniach) magnetu 24 alebo magnetickej časti 26 ventilu 16 , čím ťahá zaoblený koniec tyčinkovej časti do uzatvorenej polohy a vyvoláva uzatvorenie kónickej časti 14a výstupného otvoru 14. Len čo je prúd vypnutý, pružina 30 spôsobí zatiahnutie tyčinky 16 a umožňuje kryogénnej kvapaline prechádzať otvorom 13,. Jednoduchým zapínaním a vypínaním prúdu je možné iniciovať ovládanie ventilu na umožnenie alebo zabránenie prietoku kryogénnej kvapaliny z nádoby 10. Čím väčšia je rýchlosť prepínania, tým vyšší je počet kvapiek kryogénnej kvapaliny za minútu. Je možný chod s viac ako 1 000 cyklami za minútu a prípadne 1 800 cyklami za minútu, je samozrejmé možné používať pre elektromagnetický pohon ventilu medzi otvorenou a uzatvorenou polohou striedavý prúd. Pri takomto usporiadaní je iba potrebné meniť kmitočet prúdu za účelom ovládania rýchlosti chodu ventilu.

Obr. 6 ukazuje, že nádoba 10 je uložená nad flasu alebo plniacu linku 60 fliaš alebo plechoviek, takže za chodu môžu byť kvapôčky 62 vydávanej kryogénnej kvapaliny, napríklad dusíka, priamo do otvoru 63 vo flaši alebo plnenej nádobe pod ňou uložené. Prítomnosť flase alebo plnenej nádoby je zisťovaná optickým alebo mechanickým čidlom 66, 68 , ktoré iniciuje ovládače, kedykoľvek je to potrebné. Na zaistenie toho, že sa v nádobe 10 udržiava primeraná hladina kvapaliny, slúži zdroj 70 kryogénnej kvapaliny.

Z uvedeného je zrejmé, že vynález má rad výhod oproti známym vydávačom. Umiestnením ovládačového mechanizmu 18 úplne mimo nádoby 10 je predovšetkým možné vylúčiť požiadavku zavádzať do vnútra nádoby elektrické drôty, čím sa vylúčia tesniace problémy spojené s ich vedením. Ďalej nie je ovládač vystavený často agresívnemu prostrediu vo vnútri nádoby. Zjednoduší sa tiež údržba, pretože ovládač môže byť opravovaný a prípadne i nahradzovaný bez potreby najprv vypustiť nádobu 10 a bez porušenia trochu chúlostivej ventilovej zostavy. Umiestnením ovládača priamo vedia ventilu je možné vylúčiť dlhú ovládaciu tyčovú zostavu popísanú v britskom patentovom spise GB 2 092 552 a problémy s tým spojené. Pomerne nízka hmotnosť, a teda i zotrvačnosť tyčinky, sa hodí pre prevádzku s veľkou rýchlosťou.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vydávač na vydávanie kvapiek kryogénnej kvapaliny, obsahujúci nádobu na kryogénnu kvapalinu a majúci výstupný otvor na umožnenie vypúšťania kryogénnej kvapaliny z nádoby, pričom výstupný otvor je opatrený ventilom, ovládateľným pri použití na umožňovanie alebo zabraňovanie toku kryogénnej kvapaliny z uvedenej nádoby, a ovládač uspôsobený vyvolávať za chodu otváranie a uzatváranie ventilu, vyznačujúci sa tým, že ovládač obsahuje magnetický mechanizmus, uložený úplne alebo prevažne mimo uvedenej nádoby, na vyvíjanie magnetickej sily v nádobe, schopnej spôsobovať pohyb ventilu medzi otvorenou a uzatvorenou polohou.
2. 2. Vydávač podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ovládač obsahuje elektromagnet majúci jadro s bližším koncom a vzdialenejším koncom a cievku uloženú okolo uvedeného jadra, pričom uvedený bližší koniec uvedeného jadra zasahuje do základňovej časti nádoby, a pričom cievka je uspôsobená prijímať za chodu prúd na vytváranie magnetického póla v uvedenej nádobe.
3. 3. Vydávač podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že jadro končí v líci s vnútorným povrchom základne alebo pod ním.
4. 4. Vydávač podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že jadro konči v malom odstupe od vnútorného povrchu uvedenej základne, pričom časť základne kryje bližší koniec uvedeného jadra, čím chráni jadro voči obsahu nádoby.
5. 5. Vydávač podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že ovládač obsahuje dve jadrové časti, z ktorých každá jadrová časť je pripojená na jej vzdialenejšom konci k druhej jadrovej časti cez premosťujúci člen, a je opatrená cievkovou časťou okolo každej jadrovej časti.
6. 6. Vydávač podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že uvedený ventil obsahuje magnet opačnej polarity vzhľadom k polarite magnetického póla vyvíjaného magnetickým mechanizmom.
7. 7. Vydávač okolo uvedených » magnetické pole a uvedený ventil • mostík medzi pólmi na nároku 5, vyznačujúci sa tým, že cievky sú vinuté tak, že vytvárajú polarity na každom bližšom konci podľa jadrových častí rozdielnej obsahuje magnetickú časť, ktorá za uzatvorenie magnetickej slučky.

   chodu tvorí ktoréhokoľvek z nárokov
8. 8. Vydávač podľa sa tým, že obsahuje uzatvorenej polohe alebo smerom od nej.

   pružinu na predpnutie

   1 až 7, ventilu vyznačujúci k uvedenej
9. 9. Vydávač podľa ktoréhokoľvek z nárokov sa tým, že ventil obsahuje tyčový člen so záber s kónickou časťou uvedeného uzatvorenie uvedeného výstupu, keď je vyznačujúci

   1 až 8, zaobleným koncom pre výstupného ventil v otvoru, na uzatvorenej polohe.
10. 10. Vydávač podľa ktoréhokoľvek vyznačujúci sa tým, že obsahuje vodiace ventilu medzi jeho otvorenou a uzatvorenou polohou.

    z nárokov prostriedky

    1 až 9, na vedenie
11. 11. Vydávač v podstate tak, ako bol popísaný a znázornený s odvolaním na obr. 1 až 6.