ДОЗАТОР ДЛЯ ЖИДКИХ РЕАГЕНТОВ

Полезная модель относится к химическому оборудованию, а более конкретно - к устройствам для дозированного введения жидких реагентов в напорный трубопровод, и может найти применение, например, в системах водоподготовки, в химической и нефтехимической промышленности, а также при добыче и транспортировке нефти и газа.
Уровень техники
Известна система для смешивания жидкости [1]. Устройство для смешивания жидкости в трубопроводе водоснабжения включает трубу Вентури в трубопроводе, сужение которой заканчивается резким выступом, резервуар для хранения жидкости, которая должна смешиваться, соединительную трубу между вышеуказанным резервуаром и вышеуказанной трубой Вентури, регулировочный клапан на вышеуказанной соединительной трубе, и напорный бак, соединенный с трубопроводом и с вышеуказанным резервуаром. К недостаткам описанной конструкции дозатора относится его конструктивная сложность и громоздкость, обусловленная наличием напорного бака, который должен работать под давлением. Также недостатком является сложность и ненадежность поддержания постоянного соотношения между подачей дозируемой жидкости и среды в трубопроводе при помощи регулировочного клапана.
Известно устройство для обработки воды дозированием [2], в котором вспомогательный поток воды с расходом, пропорциональным
расходу в основном трубопроводе, отводится от последнего перед калиброванным сужением, насыщается субстанциями для обработки и возвращается в основной трубопровод после сужения, в котором субстанции для обработки, которые должны растворяться вспомогательным потоком, размещаются на подстилке из зернистых материалов, нерастворимых в воде, в контейнере, через который проходит вспомогательный поток, текущий из низа до верха контейнера. Устройство включает вводную трубку, исходящую из точки перед сужением в основании контейнера, и ведущую вспомогательный поток воды ниже подстилки из зернистых материалов так, что пока он проходит эту подстилку, он разделяется на отдельные небольшие потоки, прежде, чем пройти субстанции для обработки, которыми он насыщается, прежде, чем, наконец, присоединиться к потоку в основном трубопроводе. К недостаткам данной конструкции относится использование для обработки воды твердых веществ, дозируемых в воду. Данное устройство неприменимо для дозирования жидких реагентов, так как при подаче в контейнер вспомогательного потока воды он дробится на отдельные небольшие струйки и хорошо перемешивается с дозируемым реагентом, вследствие чего в основной трубопровод возвращается раствор дозируемого реагента в воде.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению является дозатор жидкости для напорной питательной линии [3]. Дозатор содержит закрытый
полый напорный контейнер, вышеуказанный контейнер включает средство, делящее внутреннюю полость вышеуказанного контейнера на первое и второе закрытые отделения, средство для перепуска газа, соединяющее верхние части вышеуказанных отделений для перепуска газа под давлением из верхней части вышеуказанного первого отделения в верхнюю часть вышеуказанного второго отделения, напорный трубопровод жидкости, прикрепленный на вышеуказанном контейнере в верхней позиции относительно верхней границы вышеуказанного контейнера, вышеуказанный напорный трубопровод включает устройства для разборного присоединения подводящей и отводящей линии, сужение в вышеуказанном трубопроводе, вспомогательную линию, соединяющую вышеуказанный трубопровод, вверх по течению от сужения, с нижней частью внутренней полости вышеуказанного первого отделения, сообщающаяся с его нижней частью, и линию подачи дозируемой жидкости, соединяющую нижнюю часть вышеуказанного второго отделения с вышеуказанным трубопроводом вниз по течению от сужения, вышеуказанное второе отделение приспособлено для введения в него жидкости, которая должна пропорционально дозироваться в вышеуказанный трубопровод, вышеуказанный контейнер имеет выпускной клапан, сообщающийся с нижней частью вышеуказанного первого отделения, верхняя крышка вышеуказанного контейнера имеет заливную горловину, через которую жидкость, которая должна пропорционально дозироваться в вышеуказанный трубопровод, может вводиться в вышеуказанное второе
отделение, и съемную крышку для вышеуказанной заливной горловины. К недостаткам описанной конструкции дозатора относится конструктивная сложность и громоздкость. Внутренняя полость контейнера разделена на два отделения специальным средством (перегородкой). Прочностной расчет и изготовление такого контейнера трудоемки. Верхняя часть каждого отделения заполнена газом, перепускаемым из одного отделения в другое. В нижней части первого отделения находится вода. Из-за этого объем контейнера должен быть значительно больше, чем объем заправляемой в контейнер порции реагента.
Раскрытие полезной модели
Целью заявляемой полезной модели является упрощение и повышение потребительских качеств дозатора. Техническим результатом, который достигается посредством заявляемой конструкции, является уменьшение числа конструктивных элементов дозатора, снижение его габаритов, повышение надежности и удобства эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что дозатор для жидких реагентов включает полый контейнер, трубопровод жидкости, первое сужение, расположенное в трубопроводе, первую трубку, присоединенную к трубопроводу выше по течению от первого сужения и сообщающуюся с контейнером, вторую трубку, соединяющую нижнюю часть контейнера с трубопроводом ниже по течению от первого сужения, выпускной клапан, сообщающийся с нижней частью контейнера, заливную горловину в верхней части контейнера, средство для закрывания заливной горловины,
причем первая трубка сообщается с верхней частью контейнера, обе трубки оснащены запорными клапанами, а внутри одной из трубок расположено второе сужение.
Дозатор работает следующим образом. Через заливную горловину в контейнер помещают реагент, плотность которого должна быть больше, чем плотность среды в трубопроводе. После этого заливную горловину закрывают предназначенным для этого средством и открывают запорные клапаны на обеих трубках. При движении потока среды по трубопроводу перед первым сужением возникает избыточное давление. Среда из трубопровода под этим избыточным давлением по первой трубке поступает в верхнюю часть контейнера, заполненного реагентом. В результате реагент из нижней части контейнера поступает в трубопровод через вторую трубку, присоединенную к трубопроводу ниже по течению от первого сужения. Скорость поступления среды из трубопровода в верхнюю часть контейнера и, соответственно, скорость поступления реагента из нижней части контейнера в трубопровод ограничивается вторым сужением в одной из трубок. По израсходовании реагента закрывают запорные клапаны на обеих трубках, открывают заливную горловину и выпускной клапан и опорожняют контейнер, после чего процесс дозирования повторяют.
По сравнению с прототипом то, что первая трубка сообщается с верхней частью контейнера, обе трубки оснащены запорными клапанами, а внутри одной из трубок расположено второе сужение, является
новым. То, что первая трубка сообщается с верхней частью контейнера, позволяет исключить смешивание реагента со средой из трубопровода без разделения внутренней полости контейнера на две части и тем самым упростить конструкцию дозатора и уменьшить его габариты. То, что обе трубки оснащены запорными клапанами, позволяет загружать реагент в контейнер без прекращения подачи среды по трубопроводу и тем самым повышает удобство эксплуатации дозатора. То, что внутри одной из трубок расположено второе сужение, позволяет исключить регулировочный клапан и тем самым упростить конструкцию дозатора и повысить надежность дозирования.
Краткое описание чертежей
На фигуре изображена схема осуществления заявляемой полезной модели. На схеме применены следующие обозначения:
1 - контейнер для реагента;
2 - трубопровод;
3 - первое сужение;
4 - первая трубка;
5 - вторая трубка;
6 - выпускной клапан;
7 - заливная горловина;
8 - средство для закрывания заливной горловины;
9 - запорные клапаны;
10 - второе сужение.
Осуществление полезной модели
Дозатор для жидких реагентов содержит контейнер для реагента 1, трубопровод 2, внутри которого находится первое сужение 3. Выше по течению от первого сужения 3 к трубопроводу 2 присоединена трубка 4, сообщающаяся с верхней частью контейнера 1. К нижней части контейнера 1 присоединена трубка 5, сообщающаяся с трубопроводом 2 ниже по течению от первого сужения 3. Выпускной клапан 6 сообщается с нижней частью контейнера 1. Заливная горловина 7 сообщается с верхней частью контейнера 1 и может быть закрыта предназначенным для этого средством 8. Трубки 4 и 5 снабжены запорными клапанами 9. Внутри одной из трубок (например, внутри трубки 5) расположено второе сужение 10.
Дозатор работает следующим образом. Через заливную горловину 7 в контейнер 1 помещают реагент, плотность которого больше, чем плотность среды в трубопроводе 2. После этого заливную горловину 7 закрывают предназначенным для этого средством 8 и открывают запорные клапаны 9 на трубках 4 и 5. При движении потока среды по трубопроводу 2 перед первым сужением 3 возникает избыточное давление, пропорциональное квадрату расхода среды. По этим давлением среда из трубопровода 2 под этим избыточным давлением по трубке 4 поступает в верхнюю часть контейнера 1, а реагент из нижней части контейнера 1 через трубку 5 поступает в трубопровод 2. Скорость поступления среды из трубопровода 2 в верхнюю часть контейнера 1 и, соответственно, скорость поступления
реагента из нижней части контейнера 1 в трубопровод 2 ограничивается вторым сужением 10 и пропорциональна квадратному корню из величины избыточного давления. Следовательно, скорость поступления реагента в трубопровод пропорциональна расходу среды в трубопроводе. По израсходовании реагента закрывают запорные клапаны 9 на трубках 4 и 5, открывают заливную горловину 7 и выпускной клапан 6 и опорожняют контейнер 1, после чего процесс дозирования повторяют.
Дозатор для жидких реагентов может быть применен в промышленности. Заявляемая конструкция проста, дешева, надежна, и при этом обеспечивает поддержание постоянного отношения подачи реагента к расходу среды в трубопроводе при изменении расхода среды в трубопроводе. Эти качества делают использование заявляемой конструкции возможным и целесообразным, например, в системах водоподготовки, в химической и нефтехимической промышленности, а также при добыче и транспортировке нефти и газа. Для осуществления заявляемого изобретения не требуется сложных технических средств. Изготовление дозатора для жидких реагентов описанной конструкции возможно известными и широко распространенными в промышленности методами на оборудовании, традиционно применяемом в химическом и нефтегазовом машиностроении.
Источники, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент США №2227646, НПК 299-84, опубл. 07.01.1941. Liquid mixing system (Система для смешивания жидкости)/Hillmann M.G.
2. Патент Великобритании №959149, МПК В 01 F, опубл. 26.05.1964. Device for the treatment of water by dosing (Устройство для обработки воды дозированием) / Vandevelde A. G.
3. Патент США №4112964, НПК 137/205.5, МПК F 16 К 19/00, опубл. 12.09.1978. Liquid proportioner for pressure feed line (Дозатор жидкости для напорной питательной линии)/Banks В.W.