Дозирующее устройство, снабженное акустическим сигнальным средством
DOSING DEVICE PROVIDED WITH ACOUSTIC SIGNAL MEANS

Настоящее изобретение относится к дозирующему устройству для подачи дозы добавки в жидкость.
В частности, оно касается дозирующего устройства, которое используется для добавления малых количеств добавки в поток жидкости в трубе, в общем случае в поток воды, во время протекания жидкости мимо дозирующего устройства.
Обычно такие устройства включают насадку со впускным и выпускным отверстиями для соединения устройства с трубой и корпус с отверстием, которое соединяется с насадкой, и снабжен крепежными средствами для закрепления корпуса на насадке.
Традиционно такое устройство также использует картридж с определенным объемом, в котором содержится добавка и через который обрабатываемая жидкость протекает частично или полностью.
Картридж выполнен таким образом, что может быть размещен в корпусе через вышеупомянутое отверстие, после чего корпус крепится к насадке посредством вышеупомянутых крепежных средств.
Также известны дозирующие устройства, в которых добавка размещается прямо в корпусе и жидкость течет полностью или частично через добавку. В последнем случае добавка находится в форме гранул или имеет форму зерен.
Таким образом дозированное количество добавки может быть добавлено к жидкости.
Обычно добавка включает ортофосфат, или полифосфат, или силикат, или их смеси и вышеупомянутая добавка добавляется к водному потоку, чтобы предотвратить образование отложений извести в трубе.
В воду достаточно ввести добавку в ограниченном количестве, т.е. 0-15 ppm, в отсутствие добавки хороший эффект отсутствует.
Другими словами, важно иметь возможность установить, когда добавка полностью или почти полностью израсходована.
Для этого традиционно картридж оборудуется поплавком, который имеет возможность отслеживать уровень добавки в объеме картриджа, или корпус выполняется прозрачным, чтобы видеть состояние потребления.
Неудобство такого выполнения состоит в том, что дозирующее устройство должно контролироваться на регулярной основе, чтобы видеть положение поплавка.
Дополнительный недостаток этого в том, что, если дозирующее устройство установлено на месте, которое не часто посещается, является трудным для доступа или обзора, полноценность визуальной идентификации уровня добавки довольно ограничена.
Также известно дозирующее устройство для идентификации уровня добавки в картридже, оборудованное электрическими средствами. Электрические средства при этом выдают визуальный или акустический сигнал, указывающий, что добавка израсходована и что картридж необходимо заменить.
Недостаток таких электрических средств состоит в том, что для функционирования они нуждаются в электричестве.
Другое неудобство состоит в том, что такие средства имеют определенную стоимость, которая выражается в более высокой покупной цене дозирующего устройства, оборудованного такими электрическими средствами.
Цель настоящего изобретения - обеспечить устранение вышеупомянутых и других недостатков за счет предоставления дозирующего устройства известного типа, как описано выше, при этом дозирующее устройство согласно изобретению оборудовано звуковыми средствами, которые блокируются присутствием самой добавки и разблокируются, когда добавка полностью или почти полностью израсходована, и звуковые средства генерируют звук в разблокированном состоянии под воздействием потока жидкости через устройство, и это осуществляется механическим способом.
Преимущество дозирующего устройства согласно изобретению состоит в том, что звук генерируется механически под воздействием потока жидкости через устройство так, что не требуется электричество или любой другой вид привода для его хорошей работы.
Другое преимущество состоит в том, что дозирующее устройство может быть дешево и легко изготовлено благодаря отсутствию электронных блоков.
Кроме того, важное преимущество состоит в том, что звуковые средства всегда заменяются, когда перезагружается добавка, так что любой их износ исключается.
Другое преимущество состоит в том, что дозирующее устройство не требует никакого наблюдения или контроля, поскольку оно автоматически предупреждает находящихся поблизости людей о том, что картридж использован и требуется замена, путем генерирования акустического сигнала.
С тем, чтобы лучше показать характеристики изобретения, в дальнейшем посредством примера описаны несколько предпочтительных вариантов конструкции дозирующего устройства согласно изобретению, без какого-либо ограничения, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 схематично показывает поперечное сечение дозирующего устройства с добавкой в картридже согласно изобретению без потока;
Фиг. 2 в увеличенном масштабе показывает детали Фиг. 1, обозначенные F2;
Фиг. 3а в несколько большем масштабе показывает верхнюю часть Фиг. 1 с потоком;
Фиг. 3b в несколько большем масштабе показывает нижнюю часть Фиг. 1 с потоком;
Фиг. 3с в несколько большем масштабе показывает звуковые средства 11 картриджа согласно изобретению;
Фиг. 4 показывает поперечное сечение, подобное тому, которое показано на Фиг. 1, но с израсходованным картриджем с низким потоком;
Фиг. 5 показывает поперечное сечение, подобное тому, как на Фиг. 4, но для другого состояния крепежных средств из-за большего потока;
Фиг. 6 показывает перспективный вид частичного поперечного сечения верхней секции картриджа согласно изобретению;
Фиг. 7 показывает вариант Фиг. 6;
Фиг. 8 показывает картридж, когда он используется как дозаправляемый картридж;
Фиг. 9 показывает поперечное сечение Фиг. 8;
Фиг. 10 показывает вид сбоку варианта дозирующего устройства;
Фиг. 11 показывает поперечное сечение Фиг. 10 по линии XI-XI;
Фиг. 12 показывает поперечный разрез Фиг. 11 по линии XII-ХII;
Фиг. 13 показывает поперечный разрез Фиг. 11 по линии XIII-XIII;
Фиг. 14 показывает схематическую диаграмму работы варианта дозирующего устройства;
Фиг. 15 показывает поршень с дребезжащей головкой в незацепленном положении;
Фиг. 16 показывает поршень с дребезжащей головкой в зацепленном положении;
Фиг. 17 показывает храповой механизм, в то время как он ударяется дребезжащей головкой в зацепленном положении;
Фиг. 18 показывает поршень c головкой и нижним основанием.
Фиг. 1 схематично показывает дозирующее устройство 1 согласно изобретению, при этом устройство связано с водяной трубой, а картридж в устройстве снабжен добавкой 2 без потока воды.
Устройство 1 включает насадку 3 с впускным отверстием 4 и выпускным отверстием 5 для соединения устройства 1 с водяной трубой и корпусом 6, который снабжен отверстием, при этом отверстие корпуса соединяется с насадкой 3. Корпус 6 скреплен с насадкой 3 известными крепежными средствами, такими как, в этом случае, винтовым резьбовым соединением. Картридж 7 с определенным объемом размещен в корпусе 6.
Фиг. 2 показывает, каким образом объем картриджа 7 определен первой стенкой 8а, в которой расположена малая пластинка доступа 8b, транспортным отверстием 8с и боковой стенкой 10, которая проходит между первой стенкой 8а и второй стенкой 9 в дне, которое сформировано как единое целое основания с боковой стенкой 10. Добавка 2 при этом размещена в объеме картриджа 7.
Фиг. 2 показывает верхнюю часть Фиг. 1 более подробно.
Фиг. 3а и 3b показывают, соответственно, верхнее и нижнее сечения в несколько большем масштабе, чтобы показать компоненты и магистральный поток и боковой поток более подробно.
Картридж 7 закреплен в корпусе 6 так, что первая стенка 8а картриджа расположена на уровне отверстия в корпусе 6, и добавка 2 отделена от магистрального потока 20 первой стенкой 8а, боковой стенкой 10 и ее основанием, второй стенкой 9.
Особенность изобретения состоит в том, что устройство 1 с его картриджем 7 оборудовано звуковыми средствами 11, которые согласно варианту конструкции, показанному на Фиг. 1 и 2, принимают форму поршня 13 и головки 13а, при этом этот поршень 13 подвижно связан с трубчатым корпусом 12 и выполнен как одно целое с крепежными средствами 19.
Верхняя часть трубчатого корпуса 12, который выступает в объем картриджа 7, снабжена ограничителем 15, выполненным в форме ребер 16, который может двигаться вертикально между ребрами, прикрепленными на внутреннем диаметре трубчатого выступа первой стенки 8а. Эластичный элемент 14, в этом случае нажимная пружина, прикреплен между донной частью малой пластинки доступа 8b и ребрами.
Фиг. 3с показывает звуковые средства 11 отдельно. Звуковые средства 11 включают поршень 13 с головкой 13а, трубчатый корпус 12, с которым поршень 13 подвижно связан подвижным соединением 18, и при этом трубчатый корпус 12 в свою очередь связан с крепежными средствами 19.
Ясно, что звуковые средства 11 могут иметь другой вариант выполнения без выхода за объем изобретения.
Способ загрузки добавки 2 такой, что картридж снизу заполняется малым количеством воды на уровне крепежных средств 19 так, чтобы с добавкой 2 образовывалась густая пересыщенная смесь, которая затвердевает далее благодаря гидратации другой части добавки 2, которая является очень гигроскопичной, и таким образом замыкается вокруг крепежных средств 19 более сильно и таким образом связывает боковую стенку 10 с ее основанием, второй стенкой 9.
Работа дозирующего устройства 1 согласно изобретению очень проста и происходит следующим образом.
Жидкость, в данном случае вода, подается через впускное отверстие 4 насадки 3 в устройство 1, посредством чего определенное количество добавки 2 добавляется к потоку воды, после чего вода покидает устройство 1 через выпускное отверстие 5.
Поскольку крепежные средства 19, трубчатый корпус 12 и поршень 13 формируют единое изделие в собранном состоянии, в случае как показано на фигуре 1, поршень 13 блокируется самой добавкой 2.
По мере того как определенное количество воды перекачивается через устройство 1, добавка 2 уносится вперед и уменьшается в количестве до тех пор, пока добавка 2, включая пересыщенную смесь, полностью не израсходуется.
Вышеупомянутая ситуация показана на Фиг. 4, в соответствии с которой картридж 7 больше не содержит добавку 2. Поскольку добавка 2 полностью израсходована, она больше не может оказывать никакого сопротивления на крепежные средства 19, трубчатый корпус 12 и поршень 13 так, чтобы они составляли единое целое, и таким образом поршень 13 также освобождается. Другими словами, в этом случае поршень 13 находится в разблокированном положении.
В результате все звуковые средства 11, а таким образом, также и поршень 13 с его головкой 13а, трубчатый элемент 12 и крепежные средства 19 будут перемещаться вверх.
Это восходящее движение прежде всего вызвано тем, что общий удельный вес компонентов (12, 13, 13а и 19) звуковых средств 11 ниже, чем удельный вес воды. Этому восходящему движению способствует подпружиненная кольцевая прокладка, а также поток воды вокруг головки (13а).
Это восходящее движение будет иметь первое ограничение из-за того, что предварительно сжатая компрессионная пружина 14 достигает ограничителя 15. Более определенно, поршень 13 будет двигаться вверх через транспортное отверстие 8с в малой пластинке доступа 8b и первой стенке 8а картриджа, а головка 13а войдет в положение на уровне имеющего форму сопла канала 17.
В этом положении поршень 13, который с возможностью перемещения связан с трубчатым корпусом 12, находится в нестабильном состоянии, и, в случае водяного потока, головка 13а поршня 11 поднимается напротив стенки канала 17 так, что звук генерируется просто механическим способом.
В результате в случае водяного потока имеет место звук, который может быть замечен пользователем устройства 1 и который сообщает пользователю о факте израсходования добавки 2.
В зависимости от силы компрессионной пружины 14, в случае большего водного потока, поршень 13 и головка 13а будут двигаться далее вверх до расхождения канала 17.
Это упомянутое восходящее движение происходит под влиянием силы проточной воды, воздействующей на головку 13а.
Поршень 13 находится в транспортном отверстии 8с и испытывает сужение радиального перемещения во внутреннем диаметре малой пластинки доступа 8b. В результате головка 13а поршня 11 будет подниматься против стенки канала 17 меньше или почти совсем не подниматься, так что звук снижается или полностью прекращается.
Таким образом, при очень сильной компрессионной пружине 14 звук будет поддерживаться в случае большого водного потока. Если компрессионная пружина 14 будет замещена фиксированным, несжимаемым элементом, например, малым рукавом или расширением донной трубчатой части малой пластинки доступа 8b, то звук дозирующего устройства не будет прекращаться даже при очень больших потоках воды.
В результате могут быть получены различные варианты конструкции, которые адаптированы к области применения.
Например, может быть реализован вариант конструкции, в которой звуковой сигнал генерируется в случае малого водяного отводимого потока, например, всякий раз, когда кран открывается, но при этом звук прекращается в случае большего водного отводимого потока, что в некоторых случаях повышает удобство.
С другой стороны может быть получен отличный вариант конструкции, посредством которой звук также продолжается в случае большего водяного отводимого потока.
Фиг. 5 показывает положение, при котором головка 13а больше не касается стенки канала 1.
В варианте конструкции, показанном на Фиг. 3 и 4, водяной поток, который течет через насадку 3, формирует большую часть объемной скорости потока и, соответственно, называется магистральным потоком 20. Некоторая часть отходит от него, чтобы сформировать боковой поток 21.
Боковой поток 21 направляется через объем картриджа 7, после которого вышеупомянутый боковой поток снова соединяется с магистральным потоком 20, как показано на Фиг. 3а, но не показано на Фиг. 5, потому что здесь боковой поток 21 вообще отсутствует.
За счет пропускания бокового потока 21 через объем картриджа 7 часть добавки 2 будет растворяться и уноситься вперед в ограниченных количествах боковым потоком 21 до магистрального потока 20.
Предпочтительно первая стенка 8а картриджа снабжена малой пластинкой доступа 8b, которая формирует двойную стенку с первой стенкой 8а так, что создается транспортное пространство 22 для бокового потока 21, через которое боковой поток втекает в объем картриджа 7.
Боковой поток 21 втекает в транспортное пространство 22 через вырез 23, выполненный между первой стенкой 8а и вдавленной малой пластинкой доступа 8b. Стенка 8а снабжена отверстиями 24 в дне, через которые боковой поток 21 может покидать транспортное пространство 22 и втекать в картридж 7.
Кроме того, боковой поток 21 в трубчатой части 19а крепежных средств 19 может протекать вниз и растворять часть добавки 2 через каналы 19b в трубчатой стенке крепежных средств 19, чтобы выдавливаться смежно в трубчатый корпус 12 через отверстие 25 в поршне 13 через калиброванное отверстие 26 и затем входить в магистральный поток через выпускное отверстие бокового потока 21, которое расположено на обратной стороне головки 13а поршня 13.
Впускное отверстие бокового потока 21 расположено на большем диаметре, чем выпускное отверстие бокового потока 21. Поскольку скорость потока отличается, имеет место перепад давления, так что образуется боковой поток 21, и, во-вторых, вращающееся перемещение водного потока, сообщенное ребрами 27 на первой стенке (8а), также вызывает перепад давления.
Между выпускным отверстием бокового потока 21 и транспортным отверстием 8с в малой пластинке доступа 8b есть уплотнение в форме пружинной кольцевой прокладки 13b, которая в блокированном состоянии звуковых средств 11 закрывает транспортное отверстие 8с так, что боковой поток 21 полностью следует по описанному маршруту. В открытом положении эта пружинная кольцевая прокладка 13b будет двигаться вверх вместе с поршнем 13, на котором она установлена; в результате транспортное отверстие 8с становится доступным для прохода, и боковой поток может быть замкнут накоротко через него.
Фиг. 6 показывает более подробно вырез 23, транспортное пространство 22 и отверстия 24, через которые боковой поток 21 может покидать транспортное пространство 22, калиброванное отверстие 26, транспортное отверстие 8с, канал между калиброванным отверстием 26 и стенкой поршня 13, а также пружинную кольцевую прокладку 13b под головкой 13а и ребра 27, которые размещены частично радиально на стенке 8а.
Фиг. 7 показывает более подробно вариант Фиг. 6, в соответствии с которым калиброванное отверстие 26 представляет собой центральное отверстие 28, через которое часть бокового потока 21 может выйти в магистральный поток.
Центральное отверстие 28 также способствует регулированию уровня дозирования путем изменения его диаметра согласно требуемой подаче добавки.
Согласно другой предпочтительной характеристике устройство 1 может быть снабжено средствами, которые накладывают вращательное перемещение на магистральный поток, входящий в устройство 1. Таким образом, перепад давления - движущая сила для получения бокового потока - между впускным отверстием бокового потока 21 и выпускным отверстием бокового потока увеличивается.
Фиг. 8 показывает картридж 7, введенный в устройство как заполняемый картридж, после того как предыдущий картридж был израсходован. На этом чертеже могут быть замечены ребра 27, которые гарантируют вращательное перемещение магистрального потока, что гарантирует перепад давления между впускным отверстием и выпускным отверстием бокового потока, посредством чего этот боковой поток перемещается.
Фиг. 9 показывает поперечное сечение того же самого картриджа 7 с Фиг. 8 с крепежными средствами 19 в заблокированном состоянии, потому что картридж заполнен добавкой и в соответствии с чем картридж готов к употреблению как заполняемый картридж.
Фиг. 10 показывает вид сбоку варианта 29 дозирующего устройства, теперь оборудованного измерительным устройством для измерения объема 30, установленным в магистральном потоке, который перемещает объемный механизм смещения 31 в боковом потоке, управляющий пропускной способностью бокового потока, посредством чего боковой поток не или не только образуется за счет перепада давления между впускным и выпускным отверстием бокового потока, но прежде всего определяется объемным механизмом смещения 31.
Фиг. 11 иллюстрирует поперечное сечение варианта дозирующего устройства, показывая внутреннюю часть увеличенной насадки 35 со впускным отверстием 36 и выпускным отверстием 37 для соединения устройства 29 с водяной трубой и тот же самый корпус 6 для размещения того же самого картриджа, который снабжен отверстием, соединенным с насадкой 35, как в первом дозирующем устройстве.
В этом случае используется другой вариант конструкции звуковых средств, которые включают поршень 13 с головкой 13а, при этом головка снабжена средствами для взаимодействия 32 с вращающимися концентрическими лопастями 33. Когда добавка 2 израсходована, поршень 13 разблокируется и перемещается вверх, взаимодействуя с вращающимися концентрическими лопастями 33, которые качаются над фиксированным зубчатым кольцом 34, таким образом создавая храповой звук механическим способом.
Поршень 13, оборудованный средствами для взаимодействия 32 с вращающимися концентрическими лопастями 33, вращается движущей силой бокового потока, который взаимодействует с лопастным кольцом 35 у основания поршня, который вращается свободно, когда добавка расходуется. Звук, генерируемый звуковыми средствами механическим способом, достигает непрерывного или прерывистого уровня шума между 80 и 85 децибелами.
Увеличенная насадка 35 вмещает водяное измерительное устройство 30, ведомое проходящим через устройство 29 магистральным потоком воды, который перемещает через механическую передачу 38 другой объемный механизм смещения 31 в боковом потоке. Водяное измерительное устройство 30 измеряет пропускную способность магистрального потока и обеспечивает постоянную дозировку добавки 2, добавляемой к магистральному потоку, контролируя объемную скорость бокового потока механическим способом.
Поршень 13, который разблокирован, когда добавка израсходована, поднимается вверх в результате приобретения плавучести из-за того, что плотность поршня 13 ниже, чем плотность воды, или из-за действия механической пружины (не показана).
Фиг. 12 показывает другое поперечное сечение варианта дозирующего устройства 29, перпендикулярное продольной оси устройства, теперь проходящее через объемный механизм смещения 31, в данном случае шестеренчатый насос, который подает боковой поток и определяет соотношение бокового потока и магистрального потока, кроме того, показаны зубчатые колеса 40, которые перемещаются измерительным устройством 30, генерируя более низкий, но пропорциональный боковой поток.
Фиг. 13 показывает поперечное сечение варианта дозирующего устройства 29, перпендикулярное продольной оси устройства и проходящее через измерительное устройство для измерения объема 30. Некоторые зубчатые колеса 39 показаны принадлежащими измерительному устройству для измерения объема 30, которое перемещается магистральным потоком жидкости.
Фиг. 14 показывает схематическую карту технологического процесса варианта дозирующего устройства 29, содержащего сверху донизу: водяное измерительное устройство 30, перемещаемое магистральным потоком воды, к которому присоединено дозирующее устройство; передачу, которая передает перемещение водяного измерительного устройства 30 на объемный механизм смещения 31, являющийся насосом для управления боковым потоком; механические средства, генерирующие звук, в данном случае - храповой механизм 34, также ведомый водяным измерительным устройством 30 в магистральном потоке; механизм взаимодействия наверху поршня для взаимодействия поршня с картриджем, когда он разблокируется при израсходовании добавки; крепежные средства 41 у основания поршня, чтобы блокировать поршень в картридже, когда добавка не исчерпана; сменный картридж 7 с добавкой, чтобы подавать добавку 2 в магистральный поток.
Фиг. 15 показывает головку - поршня 13а в незацепленном положении, что означает в течение некоторого времени, что добавка в картридже 7 все еще не израсходована.
Фиг. 16 показывает ту же самую головку поршня, но теперь в положении взаимодействия, благодаря подъему поршня, как следствие, израсходования добавки и последующего освобождения от закрепляющей части 41 у основания поршня 13.
Фиг. 17 показывает храповой механизм, включающий фиксированное зубчатое кольцо 34, которое ударяется концентрическими лопастями 33, вращающимися вокруг центральной оси и перемещающимися головкой поршня 13, которая взаимодействует с кольцом с концентрическими лопастями 33 в то время, когда добавка в картридже израсходована.
Фиг. 18 показывает поршень 13 с закрепляющей частью 41 на его основании, которая удерживает поршень, прихваченный у основания картриджа 7 до израсходования добавки, а крепежная часть 41 разблокируется так, что способна поднять поршень к верхнему уровню и активизировать концентрические лопасти 33, качая храповой механизм 34.
Настоящее изобретение ни в коем случае не ограничено вариантами конструкции, описанными как пример и показанными на чертежах, но дозирующее устройство 1 согласно изобретению может быть реализовано во всех видах вариантов, не отступая от объема изобретения, как охарактеризовано в формуле изобретения.