Мембранный дозатор жидкости для вакуумного деаэратора

Полезная модель относится к области дозирующих устройств и может быть использована для дозирования реагентов в вакуумный деаэратор.
Мембранные дозаторы – это специализированное устройство, назначение которого состоит в дозировании разнообразных жидких или вязких сред. Такие агрегаты получили широкое распространение не только в разнообразных областях промышленности, но и в быту. Самыми востребованными области, где используется дозировочный устройства, являются водоочистные сооружения и системы водоподготовки.
Известен мембранный насос-дозатор жидкости с электромагнитным приводом (RU 155633, кл. F04B 17/04, F04B 43/04, 2015 г.), включающий катушку соленоида, а также подвижный якорь и неподвижный статор, смонтированные соосно и связанные между собой возвратными пружинами, обеспечивающими перемещение якоря до ограничителя хода. Шток установлен в полости статора и соосно ему с одной стороны жестко соединенный с якорем, а с другой - с жестким центром, на котором закреплена мембрана, связанная с корпусом проточной части насоса, содержащим рабочую камеру с впускным и выпускным клапанами, соединенными между собой каналом. Насос-дозатор снабжен гибкой подвеской, закрепленной одним концом на оси подвижного якоря, а другим концом - на опоре, жестко смонтированной на неподвижном статоре. Между штоком и стенками полости статора образован воздушный зазор.
Недостатком известного мембранного насоса-дозатора является наличие массивного соленоида и пассивные клапана, которые не позволяют дозировать жидкость напрямую в сосуды и трубопроводы с давлением ниже атмосферного. Для этого приходится в линию после выпускного клапана ставить дополнительно подпружиненный обратный клапан, что значительно усложняет конструкцию.
В качестве прототипа выбран наиболее близкий по конструкции и принципу функционирования объемный насос-дозатор (SU 635275, кл. F04B 13/00, F04B 43/00, G01F 13/00, 1978г), содержащий корпус с дозаторной и приводной камерой. В дозаторной камере установлены пневматические, управляемые с помощью системы управления подачей импульсов сжатого воздуха, распределительные клапаны, а вторая подключена к пневмоисточнику. Камеры разделены мембранным блоком, включающим рабочую мембрану с полостями для промежуточной жидкости и двухмембранного приводного элемента с жестким центром, мембранный блок нагружен возвратной пружиной в сторону приводной камеры.
Конструкция объемного насоса – дозатора сложная, требующая для дозирования реагентов сжатый воздух, а, следовательно, и дополнительное оборудование, что значительно усложняет всю конструкцию деаэрационной установки.
Проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка конструкции дозатора жидкости для вакуумного деаэратора.
Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции.
Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются за счёт того, что мембранный дозатор жидкости для вакуумного деаэратора содержит корпус разделенный мембраной на дозаторную и приводную камеру и возвратную пружину, установленную с возможностью нагрузки на мембрану в сторону приводной камеры. Согласно полезной модели, в теле корпуса дополнительно образован осевой канал, для связи через впускной и выпускной патрубки с впускным и выпускным клапаном, а также отверстия, связывающие дозаторную камеру с осевым каналом. Впускной и выпускной клапаны выполнены с возможностью открытия и закрытия посредством системы управления. Возвратная пружина смонтирована в приводной камере между мембраной и крышкой камеры, в которой выполнено отверстие для связи приводной камеры с атмосферой воздуха. В крышке смонтирован ограничитель хода мембраны для регулирования объема дозаторной камеры.
Ограничитель хода мембраны предпочтительно монтировать на вертикальной оси симметрии корпуса.
Мембрану целесообразно закреплять между крышкой и телом корпуса.
Наличие осевого канала в теле корпуса обеспечивает связь через впускной и выпускной патрубки с впускным и выпускным клапаном, упрощая конструкцию мембранного дозатора. Вынос клапанов за пределы корпуса устройства позволяет упростить в целом конструкцию дозатора, а также процесс дозирования, за счет возможности электрического управления впускным и выпускным клапаном, вместо пневматического управления, используемого в прототипе.
Перепад давления на мембране, при вытеснении дозируемой жидкости из дозаторной камеры, обеспечивается давлением окружающей атмосферы в приводной камере, связь с которой осуществляется за счет наличия отверстия в крышке корпуса и разреженным давлением вакуумного деаэратора при закрытом впускном клапане и открытом выпускном клапане. Мембрана возвращается в исходное состояние при заполнении дозируемой жидкостью дозаторной камеры за счет наличия возвратной пружины.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором позициями обозначено:
1 – тело корпуса;
2 – крышка;
3 – мембрана, закрепленная между крышкой 2 и телом корпуса 1;
4 – дозаторная камера;
5 – приводная камера;
6 – возвратная пружина, установленная с возможностью нагрузки на мембрану 3 в сторону приводной камеры 5;
7 – осевой канал, образованный в теле корпуса 1;
8 – отверстия, связывающие дозаторную камеру 4 с осевым каналом 7;
9 – впускной патрубок;
10 – выпускной патрубок;
11 – впускной клапан;
12 – выпускной клапан;
13 – отверстие в крышке 2;
14 – ограничитель хода мембраны 3, смонтированный в крышке 2 на вертикальной оси симметрии корпуса 1.
Мембранный дозатор жидкости для вакуумного деаэратора работает следующим образом.
В исходном состоянии впускной 11 и выпускной 12 клапаны закрыты, объём дозаторной камеры 4 максимальный, и она заполнена дозируемым жидким реагентом. Для выдачи одной дозы жидкого реагента система управления (на фигуре не показана) открывает выпускной клапан 12, он соединяет дозаторную камеру 4 через выпускной патрубок 10 с вакуумным деаэратором (на фиг. не показано), в котором давление ниже атмосферного. За счёт перепада давления на мембране 3 между давлением окружающей атмосферы и разреженным давлением в вакуумном деаэраторе, которое передаётся в дозаторную камеру 4 через открытый выпускной клапан 12, начинается движение мембраны 3 вниз, происходит вытеснение жидкого реагента из дозаторной камеры 4 в осевой канал 7 через отверстия 8 для сообщения дозаторной камеры 4 с осевым каналом 7 и далее через выпускной патрубок 10 в вакуумный деаэратор. По достижении минимального объёма дозаторной камеры 4 вытеснение жидкого реагента прекращается, и система управления закрывает выпускной клапан 12. Полость дозаторной камеры 4 остаётся под пониженным давлением. Система управления открывает впускной клапан 11 и жидкий реагент через впускной патрубок 9 засасывается в дозаторную камеру 4 до увеличения её объёма до максимального, установленного ограничителем 14 хода мембраны 3, за счёт возвратной пружины 6. По окончании заполнения дозаторной камеры 4 дозируемым жидким реагентом система управления закрывает впускной клапан 11. Дозатор жидкости для вакуумного деаэратора находится в исходном состоянии.
Использование заявленного мембранного дозатора для вакуумного деаэратора позволяет при минимальных габаритах и исключительной простоте конструкции обеспечить надёжное и точное дозирование жидкостей в вакуумный деаэратор, используя наличие вакуума для создания перепада давления на мембране и, тем самым, усилия на мембране для вытеснения дозируемой жидкости из дозаторной камеры без использования энергии сжатого воздуха, электромоторов и соленоидов. Регулирование единичной дозы производится ограничителем хода мембраны, а величина общей подачи дозируемой жидкости производится изменением числа поданных доз, при этом величина дозы строго постоянная и не зависит от колебаний давления атмосферы или колебаний разрежения в вакуумном деаэраторе в допустимых пределах, что позволяет дозировать с высокой точностью.