ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО В ПРОТОЧНОЙ СРЕДЕ

Полезная модель относится к области автоматического регулирования состава жидких сред и может быть использована в теплоэнергетике для создания однокомпонентных растворов малой проводимости для проверки и калибровки рН-метров "сверхчистой" воды.
Известно, что одним из важнейших вопросов измерения показателя рН слабопроводящих (сверхчистых) растворов в теплоэнергетике является вопрос корректной калибровки самих рН-метров. Калибровка в стандартных буферных растворах, имеющих электропроводимость несколько тысяч мкСм/см, не дает полной гарантии правильной работы прибора в растворах, электропроводность которых составляет величину менее 1 мкСм/см.
В тоже время однокомпонентные растворы простых неорганических веществ, таких, например, как аммиак, уксусная, соляная, муравьиная кислоты, имеют однозначную связь между электропроводностью и показателем рН. Это открывает принципиальную возможность использования этих растворов для решения проблемы проверки и калибровки рН-метров в слабопроводящих средах.
Известно дозирующее устройство в проточной среде по патенту РФ №61439, МПК GO5D 11/00, опубликовано 27.02.2007, которое предназначено для создания однокомпонентных растворов малой проводимости. Устройство содержит герметичную емкость, подводящий и отводящий жидкость каналы, и сосуд с каналом, подводящим насыщающее вещество. В герметичной емкости установлена дополнительная емкость. Подводящий и отводящий жидкость каналы установлены таким образом, что срез канала, подводящего жидкость, размещен над дополнительной емкостью, а срез канала, отводящего жидкость, размещен в нижней части дополнительной емкости. Срезы каналов, подводящих жидкость и насыщающее вещество, расположены в верхней части герметичной емкости.
Использование известного устройства позволяет осуществлять операции дозирования паров легколетучего вещества в проточную среду, исключая загрязнение получаемого раствора примесями из окружающего воздуха, а также обеспечить непрерывность дозирования.
Известное дозирующее устройство в проточной среде по совокупности существенных признаков является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Недостатком известного устройства является малый (ограниченный) диапазон электропроводностей создаваемых однокомпонентных растворов. Электропроводность получаемого раствора определятся степенью насыщения исходной очищенной воды парами насыщающего вещества. В свою очередь степень насыщения прямо пропорциональна количеству испаряющегося легколетучего вещества, высоте (размеру) струи стекающей жидкости, соприкасающейся с парами вещества, и обратно пропорциональна скорости потока протекающей через устройства жидкости. При малой степени испарения насыщающего вещества основными факторами, ограничивающими максимальное значение электропроводности получаемого раствора (при максимально возможной концентрации насыщающего вещества), является малая площадь испарения и малая скорость диффузии паров. Площадь испарения легколетучего вещества определяется площадью сечения канала, подводящего это вещество, а скорость поступления паров к жидкости - средним расстоянием от верхнего среза канала с насыщающим веществом до протекающей струи. Оперативное изменение этих параметров - диаметра подводящего насыщающее вещество канала и положение верхнего среза этого канала - связано с конструктивным усложнением и эксплуатационными неудобствами. По существу в устройстве отсутствует возможность оперативной и эффективной регулировки степени насыщения протекающей жидкости парами легколетучего вещества.
Другим недостатком существующего устройства является эксплуатационное неудобство, связанное с необходимостью разборки устройства для его очистки при попадании протекающей жидкости в основную герметичную емкость. Подобное попадание возможно при наличии бросков давления в подводящей жидкость магистрали, способных вызвать переполнение дополнительной емкости.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение диапазона электропроводностей получаемого насыщенного раствора, повышение удобства эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в дозирующем устройстве в проточной среде, содержащем герметичную емкость, внутри которой установлена дополнительная емкость цилиндрической формы, подводящий и отводящий жидкость каналы, установленные таким образом, что срез канала, подводящего жидкость, размещен над дополнительной емкостью, а срез канала, отводящего жидкость, размещен в нижней части дополнительной емкости, сосуд с каналом, подводящим насыщающее вещество, согласно полезной модели, герметичная емкость выполнена в виде цилиндрической части, скрепленной с основанием, при этом дополнительная емкость установлена концентрично с цилиндрической частью герметичной емкости с образованием зазора между наружной боковой поверхностью дополнительной емкости и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части герметичной емкости, а срез канала, соединяющего сосуд с насыщающим веществом и герметичную емкость, расположен в основании герметичной емкости.
Кроме того, цилиндрическая часть герметичной емкости выполнена съемной.
Также, цилиндрическая часть герметичной емкости и дополнительная емкость выполнены из прозрачного органического стекла.
Расширение диапазона электропроводностей получаемого насыщенного раствора обеспечивается за счет изменения высоты столба насыщающего раствора в зазоре между наружной боковой поверхностью дополнительной емкости и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части герметичной емкости. В случае необходимости, дополнительное расширение диапазона электропроводностей получаемого насыщенного раствора обеспечивается изменением площади кольцевого зазора при использовании сменных цилиндрических частей герметичной емкости с различным внутренним диаметром.
Повышение удобства эксплуатации обусловлено обеспечением возможности оперативной регулировки степени насыщения протекающей жидкости. Кроме того, расположение среза канала, подающего насыщающий раствор в герметичную емкость, на уровне основания этой емкости позволяет при необходимости осуществлять очистку всего устройства при его переполнении протекающей жидкостью простым отсоединением сосуда с насыщающим раствором.
Охарактеризованная указанными выше существенными признаками полезная модель на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия «новизна».
Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, на котором изображен общий вид устройства.
Дозирующее устройство в проточной среде содержит герметичную емкость, выполненную в виде цилиндрической части 1, с помощью резьбового соединения скрепленного с основанием 2. Внутри герметичной емкости установлена дополнительная емкость 3 цилиндрической формы, жестко скрепленная с основанием 2. Дополнительная емкость 3 установлена концентрично с цилиндрической частью 1 герметичной емкости с образованием зазора между наружной боковой поверхностью дополнительной емкости 3 и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части 1 герметичной емкости. Цилиндрическая часть 1 герметичной емкости и дополнительная емкость 3 выполнены из прозрачного органического стекла. Устройство содержит подводящий и отводящий жидкость каналы 4 и 5 соответственно, а также сосуд 6 с каналом 7, подводящим насыщающее вещество. Каналы 4 и 5 установлены таким образом, что срез канала 4 размещен над дополнительной емкостью 3, а срез канала 5 размещен в нижней части дополнительной емкости 3. Срез канала 7, соединяющего сосуд 6 с насыщающим веществом и герметичную емкость, расположен в основании 2 герметичной емкости. В качестве сосуда 6 использован сосуд, позволяющий дозировано перекачивать жидкость, например, шприц. Позицией 8 условно показан уровень заполнения насыщающим веществом пространства между наружной боковой поверхностью дополнительной емкости 3 и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части 1 герметичной емкости. Позицией 9 условно показан уровень заполнения дополнительной емкости 3 полученным однокомпонентным раствором.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Насыщающее вещество из сосуда 6 по каналу 7 дозировано подается в пространство между наружной боковой поверхностью дополнительной емкости 3 и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части 1 герметичной емкости и частично заполняет его. Уровень заполнения этого пространства насыщающим веществом, условно показанный на чертеже позицией 8, визуально (за счет использования в качестве материала для цилиндрической части герметичной емкости прозрачного органического стекла) определяется пользователем и легко может изменяться. Очищенная вода поступает через подводящий канал 4 и свободно стекает в дополнительную емкость 3. По мере наполнения емкости 3 в силу того, что цилиндрическая часть 1 герметична, давление воздуха в ней повышается и достигает давления в приемной магистрали, с которой соединен отводящий канал 5. После этого жидкость начинает вытесняться из емкости 3. Таким образом, достигается непрерывный поток жидкости через данное дозирующее устройство в определенном диапазоне изменения давления независимо от давления, присутствующего в магистрали, куда оно подключено. Пары легколетучего насыщающего вещества свободно диффундируют из пространства между цилиндрической частью 1 герметичной емкости и дополнительной емкостью 3, достигая струи очищенной воды, вытекающей из канала 4 в емкость 3. Степень насыщения воды парами определяется как концентрацией насыщающего вещества в сосуде 6, так и геометрией части 1 герметичной емкости и дополнительной емкости 3. Обеспечение возможности изменения положения уровня 8 насыщающего вещества позволяет изменять среднее расстояние между поверхностью испарения легколетучего вещества и струей протекающей жидкости. При этом обеспечивается как расширение диапазона достигаемых значений электропроводности получаемого раствора, так и возможность оперативной регулировки степени насыщения получаемого раствора в процессе работы, что повышает удобство в эксплуатации. При необходимости, дальнейшее расширение диапазона значений электропроводности получаемого раствора достигается выбором соответствующих диаметров цилиндрической части 1 герметичной емкости, что позволяет изменять площадь испарения легколетучего насыщающего вещества.
Расположение среза канала 7, подающего насыщающий раствор в герметичную емкость, на уровне основания 2 этой емкости позволяет при необходимости осуществлять очистку всего устройства при его переполнении протекающей жидкостью, простым отсоединением сосуда 6 с насыщающим раствором.