НАСОС ИНЖЕКТОРНЫЙ ДОЗИРОВОЧНЫЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей и химической промышленности, в частности к устройствам для ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе, работающем под давлением.
В трубопровод с продуктом (нефти или газа) необходимо добавление различных жидких химических реагентов, таких как одоранты, метанол, ингибиторы и пр. При этом необходимо соблюдение точной дозировки их количества.
Известно устройство для дозирования жидкостей с использованием сильфона в качестве промежуточного элемента между приводом и рабочей камерой мембранного типа. (Авторское свидетельство 1679052, дата приоритета 02.01.89, F043 13/00, опубл. 23.09.91). Недостатком указанного устройства является отсутствие в нем прямой зависимости величины дозы от величины перемещения сильфона, что препятствует точному дозированию жидкости.
Известен сильфонный маслонаполненный насос (патент Германии №2910328, дата приоритета 16.03.1979 г., опубл. 25.09.1980 г.), имеющий клапан на штоке внутри сильфона для предотвращения накопления воздушных пузырьков в масле внутри сильфона.
Насос имеет плунжер на конце сильфона. Шток, осуществляющий возвратно-поступательное перемещение, двигает плунжер в камере между входом и двумя разгрузочными обратными клапанами. Объем внутри сильфона и пространство вокруг штока заполнено маслом, поступающим через третий обратный клапан. Участок штока, проходящего через внутреннюю часть сильфона, содержит клапанный диск. Когда сильфон сжимается, диски соприкасаются с торцевой поверхностью в корпусе насоса, перекрывая при этом объем внутри сильфона от пространства вокруг штока.
Известен насос с пневматическим приводом для перекачки сред (заявка США №2016123313, дата приоритета 05.11.2014 г., дата публикации 05.05.2016). Насос для перекачки текучих сред включает корпус насоса с двумя полостями, поршень, перемещающийся между двумя полостями корпуса насоса, сильфон, расположенный внутри второй полости, имеющий первый закрытый конец и противоположный ему второй открытый конец вблизи поршневого полого вала. Сильфон расширяется и сжимается во второй полости корпуса в период эксплуатации насоса. Несжимаемая жидкость заполняет пространство внутри сильфона. Камера для перекачиваемой среды расположена во второй полости со второй стороны сильфона и выполнена с возможностью увеличения и уменьшения объема камеры. Поршень включает поршневую головку, имеющую первую сторону и оппозитно расположенную вторую сторону. Первая сторона поршневой головки имеет первую площадь поверхности. Поршневая головка перемещается в первой полости корпуса насоса. Удлиненный поршневой вал имеет торцевую поверхность противоположную поршневой головке, имеющую вторую площадь поверхности, меньшую, чем первая площадь поверхности первой стороны поршневой головки.
Недостатками известных решений являются:
необходимость подвода двух линий управляющего газа (полость над/под поршнем);
наличие клапана для сброса воздуха из рабочей полости насоса, что влечет за собой протечки перекачиваемого продукта. Для обеспечения работы насоса необходимо сбрасывать воздух из рабочей полости насоса;
изменяемая величина хода рабочего органа, из чего следует, что для точного определения количества перекачиваемого продукта необходимо устанавливать счетчик.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства повышающего точность дозирования химических реагентов в трубопровод высокого давления.
Техническим результатом является точность дозирования жидкости.
Технический результат достигается тем, что насос инжекторный дозировочный, содержит корпус, включающий полость для поршня и полость для перекачивания жидкости с входным и выходным клапанами и сильфоном, поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри полостей, герметично изолированный сильфон, выполненный с незакрепленным закрытым торцом и торцом со сквозным отверстием для прохождения штока поршня, а полость сильфона заполнена несжимаемой жидкостью, при этом дополнительно содержит пружину, охватывающую шток поршня, и пружину между донной частью полости для перекачивания жидкости и незакрепленным закрытым торцом сильфона.
Заявляемая полезная модель представлена на фигурах:
фиг. 1 - общий вид насоса инжекторного дозировочного в разрезе.
Насос инжекторный дозировочный содержит корпус 1, выполненный из нержавеющей стали, содержащий две полости: полость 2, в которой передвигается поршень 12 и шток поршня 5, полость 3 для перекачивания жидкости, входной клапан 9 и выходной клапан 10 к полости 3, поршень 12 - из нержавеющий стали, шток 5, перемещающийся между полостями 2 и 3, сильфон 4, изготовленный из фторопласта, имеющий полость 6, заполненную несжимаемой жидкостью, например гидравлическим маслом и герметично изолированный от полости 2 и 3 крышкой 11. Боковые поверхности корпуса сильфона 4 выполнены гофрированными. Для поджатия рабочего органа 12 вокруг штока содержится пружина 7. Для поджатия сильфона 4, между донной частью полости 3 и нижним не закрепленным торцом сильфона 4 расположена пружина 8.
Шток 5 выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вертикальной оси насоса внутри полостей 2 и 3.
Предпочтительно изготовление сильфона из стойкого к агрессивным средам материала, например фторопласта. Край сильфона зажат между корпусом насоса и крышкой 11, что обеспечивает его герметизацию.
Осуществление полезной модели
Насос инжекторный дозировочный работает следующим образом.
Пространство полости 3, расположенное с внешней стороны сильфона 4, во время эксплуатации насоса заполняется перекачиваемой жидкостью.
Возвратно-поступательное перемещение поршня 12 со штоком 5 осуществляется под действием электромагнита или путем подачи в полость над поршнем управляющего газа. Под давлением газа или под действием электромагнита поршень 12 со штоком 5 осуществляет перемещение вниз вдоль вертикальной оси насоса. При этом объем пространства внутри сильфона 4 уменьшается. Поскольку пространство внутри сильфона 4 заполнено несжимаемой жидкостью и давление во всей полости 3 одинаково, сильфон 4 начинает растягиваться за счет перемещения незакрепленного конца. При этом объем пространства полости 3 с внешней стороны сильфона 4 уменьшается и из нее выдавливается перекачиваемый продукт. Давление перекачиваемой жидкости после насоса повышается в несколько раз.
Во время эксплуатации насоса сильфон попеременно расширяется и сжимается, тем самым уменьшая и увеличивая объем пространства полости 3 с внешней стороны сильфона. Пружина 8 служит для поджатия сильфона и приведения его в первоначальное положение.
Перемещение поршня 12 и незакрепленного конца сильфона 4 жестко связаны, что обеспечивает точность дозирования перекачиваемой жидкости.
По прекращению воздействия поршень 12 посредством пружины 7 возвращается в исходное положение. Пружина 8 в свою очередь также принимает исходное положение, тем самым позволяя сильфону сжаться и принять первоначальное положение. Пространство с внешней стороны сильфона в полости 3 увеличивается и в нее закачивается перекачиваемый продукт. Для обеспечения тока продукта на входе и выходе полости 3 установлены обратные клапаны 9 и 10 соответственно.
Величина перемещения рабочего органа насоса постоянная, и определена конструкцией насоса (крайними положениями рабочего органа 12), поэтому за каждый ход дозируется одинаковое количество перекачиваемого продукта. Регулирование дозы предусмотрено изменением частоты перемещения рабочего органа 12.
Преимущества заявляемой полезной модели.
За счет жесткой взаимосвязи перемещения рабочего органа и незакрепленного конца сильфона, обеспечивается точность дозирования перекачиваемой жидкости.
В случае использования управляющего газа, требуется обеспечение всего лишь одной линии управляющего газа, что сокращает вдвое его расход.
За счет поддержания равного давления внутри сильфона и в пространстве с его внешней стороны, требуется использование сильфона с минимальной толщиной стенки.
Работа насоса осуществляется без протечек рабочей среды, что позволяет перекачивать ядовитые среды.