УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОГО ВВОДА И ОТБОРА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ТРУБОПРОВОДЕ

Полезная модель относится к устройствам для дозирования жидкостей, а именно к дозаторам с поворотными дозирующими камерами и может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности в нефтедобывающей, в составе стендов для поверки влагомеров нефти. Основными требованиями, предъявляемыми к таким устройствам являются высокая точность дозирования, надежность и долговечность конструкции, а также удобство пользования и минимальное техническое обслуживание.
Известен дозатор жидкости (Патент РФ №2047100, приоритет от 16.07.1992, МПК G01F 11/00), содержащий расходную емкость, размещенный под ней корпус с диаметрально расположенными подводящим и выпускным каналами и уплотнительными поверхностями, который снабжен упорным подшипником и цилиндрической пружиной, размещенной с возможностью поджатая ротора, в роторе выполнены дополнительные диаметральные каналы, каждый из которых выполнен глухим, уплотнительные поверхности корпуса и ротора выполнены конусными, приичем корпус выполнен из пластмассы, а ротор из металла.
Недостатками данной конструкции дозатора жидкости являются сложность его изготовления, так как необходима тщательная подгонка корпуса дозатора и ротора, чтобы исключить просачивание дозируемой жидкости и снижение точности дозирования. Также наличие в конструкции трущейся пары металл-пластмасса неизбежно снизит долговечность дозатора.
Известен объемный дозатор (Авторское свидетельство СССР №314076, приоритет от 12.03.1970, МПК G01F 13/00), содержащий неподвижный корпус, вращающийся дозирующий диск, подвижные штуцеры, в котором с целью увеличения стабильности объемного КПД дозатора, каналы для подвода и отвода дозируемой жидкости в области забора, а также каналы опорожнения жидкости сжатым газом в области подачи выполнены в виде попарно соосных незавсимых один от другого штуцеров, разделенных по плоскости касания с дозирующим диском воздушными промежутками, при этом штуцеры помещены в направляющие втулки и пружинами поджаты к плоскости дозирующего диска.
Однако данная конструкция объемного дозатора является очень сложной в изготовлении, к тому же им возможно дозировать только малые объемы жидкости в силу особенностей конструкции, при увеличении дозирующих камер жидкость будет просто вытекать из них в процессе работы.
Известен поворотный дозатор (Авторское свидетельство СССР №712674, приоритет от 16.03.1978, МПК G01F 13/00, G01N 31/08), выбранный в качестве прототипа, содержащий два распределительных элемента с каналами для подвода и отвода анализируемой смеси и газа-носителя, поворотный диск с калиброванными отверстиями и прижимное устройство, в котором с целью упрощения конструкции распределительные элементы и поворотный диск установлены на непрдвижной оси, при этом распределительные элементы закреплены на оси с возможностью осевого перемещения, а поворотный диск установлен на ней через подшипник.
Однако конструкция данного поворотного дозатора обладает несколькими существенными недостатками. Данный дозатор предназначен для работы с малыми дозами жидкостей. При увеличении дозы потребуется изготовить поворотный диск большого размера, что повлечет за собой значительное утяжеление конструкции и как следствие снизит удобство пользования дозатором и усложнит его монтаж. Использование подшипника при установке поворотного диска на неподвижную ось лишь усложняет конструкцию дозатора, но не облегчает пользования им, так как основные усилия при повороте диска затрачиваются на преодоление силы трения между ним и распределительными элементами. Также следует учитывать, что фторопласт, из которого изготовлены прокладки между поворотным диском и распределительными элементами, обладает высоким коэффициентом температурного расширения, и при локальном нагреве от дозируемой жидкости герметичность дозирующих камер может быть нарушена.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является получение устройства для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе, имеющего простую конструкцию, невысокую массу, высокую точность дозирования и длительный срок службы.
Технический результат достигается тем, что предлагается устройство для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе, содержащее неподвижную ось, расположенные на ней два неподвижных диска, в каждом из которых выполнено центральное сквозное отверстие, соответствующее диаметру неподвижной оси, а также по меньшей мере два сквозных отверстия, выполненных на равном расстоянии от оси диска, каждое из которых соответствует своей дозирующей камере, расположенную между неподвижными дисками поворотную секцию с дозирующими камерами, и прижимную систему, представляющую из себя цилиндрическую пружину, при этом на внутренних торцевых поверхностях неподвижных дисков закреплены дисковые уплотняющие элементы, имеющие сквозные отверстия, соответствующие отверстиям в неподвижных дисках, поворотная секция с дозирующими камерами выполнена в виде двух дисков, в каждом из которых выполнено сквозное осевое отверстие, соответствующее диаметру неподвижной оси, а также, по меньшей мере два сквозных отверстия, выполненных на равном расстоянии от оси диска, в которых концами закреплены дозирующие камеры, выполненные в виде трубок, на внешних торцевых поверхностях поворотной секции закреплены дисковые уплотняющие элементы, имеющие сквозные отверстия, соответствующие отверстиям в дисках поворотной секции.
Предлагаемое устройство для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе может содержать несколько пар дозирующих камер различного объема.
В предлагаемом устройстве для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе уплотняющие элементы могут быть выполнены из керамического материала.
Использование в предлагаемом устройстве для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологический трубопровод поворотной секции с дозирующими камерами, имеющей составную конструкцию позволяет изготавливать такие устройства различного размера, в том числе для дозирования больших объемов жидкости или газа, при этом сохраняя низкие массовые характеристики устройства. Применение в конструкции устройства двух пар уплотняющих элементов позволяет исключить взаимодействие уплотняющего элемента с деталями конструкции при работе устройства. Эта особенность конструкции облегчает работу с устройством за счет более низкой силы трения, и в то же время увеличивает его срок службы, повышает точность дозирования.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами:
На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе в разрезе.
На фиг.2 схематично изображен вид сверху предлагаемого устройства для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе.
На фиг.1-2 приняты следующие обозначения:
1 - неподвижная ось;
2 - верхний неподвижный диск;
3 - нижний неподвижный диск;
4 - поворотная секция с дозирующими камерами;
5 - дозирующая камера;
6 - уплотняющий элемент;
7 - пружина;
8 - гайка;
9 - клапан;
10 - трубопровод.
Предлагаемое устройство для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе работает следующим образом. Устройство подсоединяется вертикально в разрыв технологического трубопровода например посредством резьбы, выполненной в отверстии нижнего неподвижного диска и в соосном ему отверстии верхнего неподвижного диска. На все свободные отверстия нижнего диска устанавливаются клапаны для предотвращения выливания дозируемой жидкости из дозирующих камер. Через отверстие в верхнем неподвижном диске дозирующая камера заполняется дозируемой жидкостью, либо остается заполненной воздухом, если требуется добавить определенную порцию воздуха в технологический трубопровод. Далее путем поворота секции с дозирующими камерами из трубопровода извлекается объем жидкости и замещается объемом жидкости или газа из дозирующей камеры. Освободившаяся камера может быть очищена путем открытия клапана, расположенного на нижнем неподвижном диске, и заполнена вновь, затем процесс может быть повторен необходимое количество раз. Предлагаемая полезная модель также может использоваться для обора проб из технологического трубопровода. Извлеченную из трубопровода пробу можно легко измерить с помощью весов.
Таким образом при использовании предлагаемой полезной модели удалось получить устройство для дозированного ввода и отбора жидкости или газа в технологическом трубопроводе, имеющее низкую массу, более высокую точность дозирования и более длительный срок службы по сравнению с прототипом.