Устройство объемного дозирования жидкости
DEVICE FOR VOLUMETRIC DOSING OF LIQUID

Настоящее изобретение относится к области объемного дозирования жидкостей. Устройство может применяться в производстве сферических порохов (СФП) и в других отраслях химической промышленности, где требуется дозировка жидкостей.
В производстве СФП дозируемая жидкость - это водная эмульсия флегматизаторов (веществ, замедляющих скорость горения поверхностных слоев гранул), таких как динитротолуол (ДНТ), диэтилдифенилмочевина (централит I), диметилдифенилмочевина (централит II), дибутилфталат (ДБФ) или их комбинации, например, ДНТ-централит I, ДНТ-централит II, ДНТ-централит I-централит II и др., а в качестве стабилизатора эмульсии используется мездровый клей.
В штатной водно-дисперсионной технологии изготовления СФП на фазе флегматизации залив эмульсии флегматизаторов происходит в один прием. Для обеспечения прогрессивности горения плотных крупнодисперсных порохов необходим многостадийный режим флегматизации, который обеспечивает определенный профиль распределения компонентов в диффузионной зоне.
Известные насосы-дозаторы для жидкостей не обеспечивают точного порционного дозирования водной эмульсии флегматизаторов.
В качестве аналога рассматривается дозатор объемного типа для жидкостей [1], который состоит из дозирующего цилиндра 1 с поршнем 2, распределительного устройства 4 с каналами набора 8 и выдачи 10 (Фиг. 1). 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.
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.
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.
а
a
а
Распределительное устройство 4 установлено на выходном торце дозирующего цилиндра 1. Устройство состоит из двух одинаковых клапанов 11 и 11 с приводными гидроцилиндрами 12 и 12, 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 12 предусмотрены защитные диафрагмы 13.
Недостатком данного изобретения - дозатора объемного типа для жидкостей - является отсутствие устройства автоматической подачи жидкости равными порциями через определенное время.
В качестве прототипа принято устройство-клапан черт.213.081-00-00СБ, применяемое в водно-дисперсионной технологии изготовления СФП в реакторах формирования, смесителях, аппаратах флегматизации, в промывных емкостях для промывки пороха после проведения флегматизации [2].
Устройство схематично изображено на фиг. 2 и состоит из корпуса 23, шайбы уплотнения 24, штока 3, пневмоцилиндра 25, клапана 11.
Недостатком конструкции прототипа, используемой в производстве сферических порохов, является ручное открытие дозирующего клапана 11, неравномерность подачи в аппарат - флегматизатор флегматизирующей эмульсии во времени и колебания объема эмульсии при порционной дозировке жидкости между операциями. Это дестабилизирует физико-химические характеристики флегматизированной зоны в порохе.
Техническим результатом является разработка устройства объемного дозирования жидкости, обеспечивающего дробное и точное дозирование эмульсии в автоматическом режиме по времени и объему на фазе флегматизации порохов. Схема расположения аппаратов флегматизации, приведенная на фиг. 3, включает реактор эмульсификатор 26, реактор-флегматизатор 27 и устройство объемного дозирования 28 и пульт управления 29.
Данный технический результат достигается тем, что устройство объемного дозирования жидкости, включающее корпус, шайбу уплотнения, шток, пневмоцилиндр, клапан, отличается тем, что дополнительно включает гидростатический уровнемер, винтовой цилиндр, концевые выключатели и автоматизированный орган управления клапаном, встроенный в выгрузочный патрубок эмульсификатора, при действии пневматического цилиндра клапан принимает одно из трех положений: одноразовое интенсивное дозирование, порционное дозирование и закрытое положение, автоматизация процесса обеспечивается за счет движения винтового цилиндра, который, перемещаясь вверх-вниз, задевает концевые выключатели, а гидростатический уровнемер подает показания об уровне жидкости в эмульсификаторе на пульт управления, далее сигнал направляется на блок управления пневматическим цилиндром, который перемещает клапан в нужное положение.
Устройство схематически изображено на фиг. 4 и состоит из штока 3, пневматического цилиндра 25, клапана 11, обогреваемого трубопровода 31, рукоятки 32 и винта 33.
Шток 3 проходит через уплотнение 22 и приводится в действие при помощи пневматического цилиндра 25. На конце штока установлен клапан 11, который может находиться в трех положениях: интенсивное дозирование, дробное дозирование и закрытое положение.
Обогреваемый трубопровод 31 имеет рубашку для поддержания температуры перекачиваемой среды.
В случае аварийного отказа пневматического цилиндра предусмотрено ручное дублирование. Для перехода в ручной режим, необходимо вставить съемный винт 33 в рукоятку 32, что позволит управлять штоком при помощи рукоятки.
Автоматический орган управления клапаном изображен на фиг. 5. Он включает в себя гидростатический уровнемер 30, винтовой цилиндр 34, который одним концом крепится к валу пневматического цилиндра 25, а другим - к штоку 3. Винтовой цилиндр, перемещаясь вверх-вниз, задевает концевые выключатели 35-37, которые отвечают за положение клапана. Когда винтовой цилиндр задевает концевой выключатель 35, клапан закрыт. Винтовой цилиндр задевает выключатель 37 - интенсивное дозирование. Точное порционное дозирование обеспечивается касанием винтового цилиндра концевого выключателя 36.
Дозирование полностью автоматизировано. Гидростатический уровнемер дает показания об уровне продукта в эмульсификаторе, и подает сигнал на блок управления пневматическим цилиндром, который перемещает клапан в нужное положение.
Литература
1. Патент РФ №2274836 Дозатор объемного типа для жидкостей / Л.П. Гаранин и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Пермский завод имени СМ. Кирова, ОАО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов». Заявл. 04.10.2004; опубл. 20.04.2006.
2. Сопин В.Ф. Оборудование производства сферических порохов / Сопин В.Ф., Енейкина Т.А., Староверов А.А., Хацринов А.И. - Казань, Издательство Казанского государственного технологического университета. 2007. - 196 с.