НАСОС-ДОЗАТОР

Полезная модель относится к технике дозирования малых количеств жидких сред в технологических процессах энергетической, химической, газовой и других отраслей промышленности, а именно - для непрерывного дозирования проб, отбираемых из возвратных конденсатов предприятий, используемых для подпитки котлов теплоэлектроцентралей, в устройство для обнаружения потенциально кислых веществ в дозируемых пробах, находящееся под давлением до 25 МПа (Коровин В.Α., Щербинина С.Д., Ковалев И.Б. Способы обнаружения потенциально кислых веществ // Энергетик. 1988. №10. С. 35-36).
Наиболее близким техническим решением к полученной модели является насос-дозатор, содержащий канал для перемещения дозируемой жидкости, соединенный с всасывающим и нагнетательным клапанами, плунжер, перемещающийся в канале с сальниковым уплотнением при помощи привода от электродвигателя, включающего редуктор (Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. - М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 272-278).
В указанном устройстве отсутствует возможность предотвращения утечек дозируемой среды через сальниковое уплотнение при длительной работе насоса при высоких давлениях (до 20-25 МПа), износа в течение срока эксплуатации сальникового уплотнения, плунжера, редуктора, электродвигателя, потерь энергии при перемещении плунжера в канале, а также потерь в электродвигателе и редукторе, что снижает точность дозирования и увеличивает эксплуатационные затраты.
Задачей полезной модели является снижение эксплуатационных затрат.
Техническим результатом является повышение точности дозирования.
Технический результат достигается тем, что насос-дозатор характеризуется тем, что он содержит канал для перемещения дозируемой жидкости, соединенный с всасывающим и нагнетательным клапанами, устройство для периодического нагрева и охлаждения дозируемой жидкости через стенки канала, с датчиком температуры жидкости в канале и системой автоматического регулирования температуры в канале.
Отличием является отсутствие в предлагаемой модели плунжера, сальникового уплотнения, редуктора, электродвигателя и наличие устройства для периодического нагрева и охлаждения дозируемой жидкости через стенки канала для перемещения дозируемой жидкости, с датчиком температуры жидкости в канале и системой автоматического регулирования температуры в канале.
Узел для периодического нагрева дозируемой жидкости через стенки канала может быть выполнен в виде токопроводящей трубки, на концах которой размещены токопроводящие контактные кольца с электрическими клеммами.
Узел для периодического охлаждения дозируемой жидкости через стенки канала может быть выполнен в виде трубки, укрепленной на электрических изоляторах, размещенных на наружной поверхности трубки, по которой проходит дозируемая жидкость, причем обе трубки расположены на одной оси, а между ними и изоляторами существует полость для циркуляции охладителя, кроме того, на трубке, укрепленной на изоляторах, размещен кожух, а пространство между трубкой и кожухом вакуумировано.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично в разрезе представлены элементы насоса - дозатора.
Основным элементом устройства является трубка 1, выполненная из токопроводящего материала, один конец которой через обратный клапан 2 соединен с линией 3 отбора дозируемой жидкости, а другой через обратный клапан 4 соединен с линией подачи 5 в устройство для обнаружения потенциально кислых веществ в дозируемой жидкости, находящееся под давлением.
На концах трубки 1 размещены контактные кольца 6, 7, выполненные из материала с малым удельным электрическим сопротивлением, плотно прилегающие к поверхности трубки 1, соединенные с электрическими клеммами 8, 9. На одной оси с трубкой 1 размещена трубка 10, на концах которой установлены электрические изоляторы 11, 12, плотно прилегающие к поверхностям трубок 1 и 10. Между трубками 1, 10 и изоляторами 11, 12 расположена полость 13 для циркуляции охладителя, которая через штуцер 14 соединена через клапан 15 с линией подачи охладителя 16 и через штуцер 17 с линией отвода охладителя 18 в бак 19. К трубке 10 и к штуцерам 14,17 приварен кожух 20. Из полости 21, расположенной между трубкой 10 и кожухом 20, выполняющей роль теплоизолирующей оболочки, откачан воздух. В полости трубки 1 размещена герметичная гильза 22, приваренная к трубке, с размещенной в ней термопарой 23 для измерения температуры дозируемой жидкости в трубке 1.
Насос-дозатор работает следующим образом. Линию отбора 3 подключают к трубопроводу возвратного конденсата, поступающего от предприятий на теплоэлектроцентраль, и заполняют возвратным конденсатом трубку 1 и линию подачи 5, соединенную с устройством для обнаружения потенциально кислых веществ в возвратном конденсате. Затем к клеммам 8 и 9 подключают напряжение от электрической сети через понижающий напряжение трансформатор. Через контактные кольца 6, 7 электрический ток проходит по трубке 1, обладающей электрическим сопротивлением, и нагревает ее. Тепло от трубки 1 передается находящемуся в ней возвратному конденсату, который тоже нагревается до температуры 90°С. Температура измеряется термопарой 23. При достижении температуры жидкости в трубке 1 90°C по сигналу термопары 23 системой автоматического регулирования температуры отключается линия подвода электрического напряжения к клеммам 8 и 9. При нагревании возвратного конденсата до 90°C, имеющего на входе в линию отбора конденсата 3 температуру 18-25°C, за счет температурного расширения объем конденсата увеличивается, давление в трубке 1 возрастает и становится больше, чем давление в линии отбора 3. Под действием перепада давлений обратный клапан 2 закрывается. Как только давление в трубке 1 превысит давление в устройстве для обнаружения потенциально кислых веществ, подключенном к линии подачи 5, обратный клапан 4 под действием перепада давлений открывается и возвратный конденсат из трубки 1 начинает перемещаться через линию подачи 5 в устройство для обнаружения потенциально кислых веществ до тех пор, пока давление в трубке 1 не станет равным давлению в этом устройстве. Затем открывается клапан 15, охладитель (холодная вода) заполняет полость 13, через стенку трубки 1 отбирает тепло у находящегося там возвратного конденсата и стекает в бак 19. При этом температура, объем и давление жидкости в трубке 1 уменьшаются. Когда давление в трубке 1 станет меньше, чем давление в линии отбора 3, обратный клапан 2 откроется и возвратный конденсат начнет заполнять трубку 1 до тех пор, пока перепад давлений жидкости на клапане 2 не исчезнет. Клапан подачи охладителя 15 закрывается системой автоматического регулирования температуры по сигналу термопары 23, когда температура жидкости в трубке 1 станет равной температуре в линии отбора конденсата 3.
После этого опять система автоматического регулирования температуры по сигналу термопары 23 подключает электрическое напряжение к клеммам 8, 9 и цикл повторяется: возвратный конденсат в трубке 1 нагревается до 90°С, расширяется, часть его перемещается в полость устройства для обнаружения потенциально кислых веществ, затем опять конденсат в трубке 1 охлаждается, его объем уменьшается и полость трубки 1 поступает некоторое количество конденсата из линии отбора 3. Таким образом периодически повторяется цикл нагрева-охлаждения жидкости в трубке 1 и перемещение ее из линии отбора конденсата 3 в устройство для обнаружения потенциально кислых веществ в возвратном конденсате, находящееся под давлением.
Дозируемый конденсат представляет собой высокоразбавленный раствор минеральных и органических примесей в воде и имеет такой же очень малый коэффициент сжимаемости, как и вода. Поэтому при увеличении температуры в замкнутом объеме эта практически несжимаемая жидкость увеличивает свой объем и давление может возрасти до 100 МПа и более.