УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА ВЕСОВОГО ДОЗАТОРА ВЫСОКОВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к области весового дозирования жидкостей, преимущественно высоковязких и пастообразных. Устройство может быть использовано в химической и пищевой промышленности, где требуется дозирование высоковязких жидкостей.
Дозируемая жидкость - это смесь полимерного связующего с порошкообразным наполнителем. Такая жидкость в зависимости от процентного содержания компонентов имеет вязкость от 200 до 10000 пуаз.
За прототип принят дозатор жидкости по патенту РФ №2348017 заявка от 08.10.2007 г. опубл. 27.02.2009 г., МПК G01G 13/00, 13/14. Этот дозатор состоит из рамы, расходной емкости, выгрузочного узла в виде шнека с приводом, а также выпускного клапана, закрепленного на нижнем фланце расходной емкости. Для обеспечения требуемой чувствительности весовой системы дозатора выпускной клапан не имеет приводного механизма. Закрытие его осуществляется пружинами, а открытие - давлением дозируемой жидкости при включении шнека во время операции выдачи дозы из грузоприемного устройства. После выдачи дозы шнек останавливается, давление жидкости в зоне выгрузки сбрасывается, запорный элемент клапана под действием пружин поджимается к седлу клапана, закрывая выход жидкости из грузоприемного устройства.
От конструкции выпускного клапана в значительной степени зависит точность дозирования, особенно при дозировании высоковязких жидкостей. По этой причине подбор конструктивного исполнения клапана, его испытания и доводка по результатам испытаний являются необходимыми условиями для достижения требуемой точности дозирования.
Недостатки прототипа при использовании его в качестве устройства для испытаний выпускного клапана следующие:
- значительные габариты и масса дозатора, что затрудняет его размещение и обслуживание в условиях лаборатории;
- большой расход жидкости (≈20 кг) специального состава по вязкости и плотности для обеспечения нормальной работы шнекового выгрузочного узла во время испытаний выпускного клапана;
- отсутствие датчика давления в зоне над выпускным клапаном, поскольку его установка на расходной емкости весового дозатора снижает чувствительность весовой системы из-за наличия проводной связи датчика с регистрирующим прибором.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства для лабораторных испытаний выпускного клапана дозатора высоковязкой жидкости, обеспечивающего возможность испытаний клапана в лабораторных условиях с использованием малого количества специально подготовленного состава жидкости.
Технический результат достигается тем, что устройство для лабораторных испытаний выпускного клапана весового дозатора высоковязкой жидкости состоит из рамы, расходной емкости и выгрузочного узла. Расходная емкость выполнена в виде цилиндра с фланцами, выгрузочный узел состоит из корпуса и поршня с уплотнениями, а поршень снабжен винтовым приводным механизмом, состоящим из винта с кольцевым выступом и гайки, неподвижно закрепленной на крышке корпуса выгрузочного узла. А в нижней части расходной емкости установлен датчик давления.
Предлагаемая полезная модель поясняется фигурами 1, 2 и 3.
На фиг. 1 показано устройство для лабораторных испытаний выпускного клапана весового дозатора высоковязкой жидкости в комплекте с испытуемым клапаном.
На фиг. 2 показано поперечное сечение расходной емкости в месте установки датчика давления.
На фиг. 3 в увеличенном масштабе показано подвижное соединение винта приводного механизма с поршнем выгрузочного узла.
1 - рама; 2 - расходная емкость;
3 - выгрузочный узел; 4 - выпускной клапан;
5 - корпус; 6 - поршень;
7 - винт; 8 - штурвал; 9 - датчик давления;
10 - крышка корпуса; 11 - гайка;
12 - регистратор; 13 - разрезное кольцо;
14 - диск; 15 - кольцевой выступ.
Устройство для лабораторных испытаний выпускного клапана весового дозатора высоковязкой жидкости состоит из рамы 1, расходной емкости 2 в виде цилиндра с фланцами, выгрузочного узла 3 в виде корпуса 5, в котором располагается с возможностью поступательного вертикального перемещения поршень 6 с уплотнениями. Поршень 6 соединен с приводным механизмом, состоящим из винта 7 и неподвижно закрепленной на крышке корпуса 5 гайки 11. Винт 7 приводится во вращение штурвалом 8. Для выгрузки высоковязкой жидкости из расходной емкости 2 производят вращение винта 7 по часовой стрелке с помощью штурвала 8. Винт 7 при вращении в неподвижной гайке 11 опускается, перемещая поршень 6 вниз. Для снижения трения при контакте торца винта 7 о верхнюю поверхность поршня 6 и исключения вращения поршня 6 торец винта 7 выполнен сферическим, а в поршне 6 вставлен диск 14 из стали повышенной твердости.
После выдачи заданного количества высоковязкой жидкости из расходной емкости 2 поршень 6 необходимо поднять в исходное положение. Для этого винт необходимо вращать в обратном направлении (против часовой стрелки). Нижний конец винта 7 снабжен кольцевым выступом 15, который при выкручивании винта вверх контактирует с разрезным кольцом 13, закрепленном на поршне 6, и поднимает поршень вверх. В нижней части расходной емкости 2 установлен датчик давления 9, который связан с регистратором 12.
Устройство работает следующим образом. К нижнему фланцу расходной емкости 2 закрепляют испытуемый выпускной клапан 4. Расходную емкость 2 вместе с клапаном 4 отсоединяют от выгрузочного узла 3, заполняют высоковязкой жидкостью и снова присоединяют к выгрузочному узлу. Устройство готово к испытаниям клапана 4. Оператор, вращая штурвал 8 по часовой стрелке, винтом 7 перемещает поршень 6 вниз сначала до соприкосновения с поверхностью высоковязкой жидкости в расходной емкости 2, а затем далее, создавая избыточное давление жидкости в расходной емкости. Уровень давления непрерывно контролируется датчиком 9 и записывается на регистраторе 12. При достижении в расходной емкости давления, достаточного для преодоления усилия пружин, поддерживающих клапан в закрытом положении, запорный элемент клапана 4 отходит от седла и начинается выгрузка высоковязкой жидкости из расходной емкости 2. При этом на регистраторе 12 четко фиксируется давление, при котором происходит открытие клапана. Изменяя усилие пружин, можно менять необходимое давление открытия клапана. Предлагаемое устройство позволяет определять степень открытия клапана при различной скорости перемещения поршня 6, время закрытия клапана при остановке поршня.
В соответствии с задачей испытаний назначается определенное время выгрузки или задается количество выдаваемой жидкости за один опыт. Выдача жидкости прекращается с остановкой вращения винта 7. Количество высоковязкой жидкости, набираемой в расходную емкость 2 перед проведением испытаний, достаточно для последовательного проведения двух-трех опытов без повторной загрузки. После того, как поршень 6 достигнет уровня, где установлен датчик давления 9, испытания прекращают. Вращением винта против часовой стрелки поршень 6 поднимают в корпус 5 выгрузочного узла 3, отсоединяют расходную емкость 2 вместе с клапаном 4 от корпуса 5. Снова заполняют жидкостью расходную емкость 2 и закрепляют ее на фланце корпуса 5. Устройство готово к проведению последующих испытаний выпускного клапана.
Таким образом, лабораторные испытания выпускного клапана могут быть проведены в небольшом помещении и с малым (≈2 кг) количеством жидкости специально подготовленного состава, а также с малой трудоемкостью при чистке устройства после очередных испытаний. При этом контроль давления в расходной емкости позволяет оптимизировать подбор пружин, которые осуществляют прижатие запорного элемента клапана к седлу.
Устройство для лабораторных испытаний выпускного клапана весового дозатора высоковязкой жидкости испытано с положительными результатами в опытных условиях ОАО «НИИПМ».