Пристрій для дозованої подачі однієї рідини в потік іншої рідини

Винахід відноситься до насособудування і може використовуватись в харчовій, хімічній і інших галузях промисловості для дозованої подачі інгредієнтів у потік рідини, що перекачується, наприклад, рідкої добавки в стічну воду в процесі її обробки або обклеючих речовин у виноматеріал при його стабілізації. Відомий пристрій для дозованої подачі однієї рідини в потік іншої рідини, який містить основний поршневий насос із приводом, шарнірно закріплений на основному насосі циліндр поршневого насоса-дозатора і двоплечій важіль, один кінець якого шарнірно зчленований зі штоком поршня основного насоса, а інший - обладнаний ходовим гвинтом, зв'язаним із вушком, на якому шарнірно закріплено шток поршня насоса-дозатора (патент США № 5104300, F 04 В 15/02,1992). Спільні основні ознаки відомого пристрою та пристрою, що заявляється: основний поршневий насос із приводом, поршневий насос-дозатор, ходовий гвинт і важіль, шарнірно зчленований зі штоками основного насоса й насоса-дозатора. До недоліків відомого пристрою відноситься відсутність можливості регулювання подачі насоса-дозатора при працюючому приводі, через безупинне коливальне переміщення ходового гвинта разом із важелем; незначний діапазон регулювання подачі насоса-дозатора; наявність бічного тиску поршня насоса-дозатора на його циліндр. За технічною сутністю найбільш близьким технічним рішенням по відношенню до пропонованого винаходу є насос-дозатор, однієї зі схем конструктивного виконання якого може послугувати насосна установка, що містить основний поршневий насос із приводом, поршневий насос-дозатор із повзуном, встановленим у напрямній, і важіль, один кінець якого шарнірно з'єднаний з опорою, середня частина за допомогою рухли вого уздовж важеля шарнірного вузла зчленована з повзуном насоса-дозатора, а другий кінець через аналогічний шарнірний вузол зв'язано з деталлю основного насоса або його привода, що робить зворотно-поступальні рухи, наприклад, з повзуном або штоком поршня, при цьому циліндр насоса-дозатора встановлено на основному насосі з можливістю переміщення уздовж важеля і зв'язано з ходовим гвинтом (патент України №46013, F 04 В 13/00, 2002 р.). Спільними істотними ознаками відомого пристрою та пристрою, що заявляється, є основний поршневий насос із приводом, поршневий насос-дозатор із повзуном, встановленим у напрямній, ходовий гвинт і важіль, один кінець якого шарнірно з'єднаний з опорою, середня частина за допомогою рухливого уздовж важеля шарнірного вузла зчленована з повзуном насоса-дозатора, а другий кінець через аналогічний шарнірний вузол зв'язано з деталлю основного насоса або його привода, що робить зворотно-поступальні рухи, наприклад, із повзуном або штоком поршня. Недоліком відомого пристрою є низька надійність роботи. Це обумовлено тим, що важіль у процесі роботи насоса-дозатора займає різні положення, у тому числі і горизонтальне, як зображено на схемі (фіг. 1) відомого пристрою. З огляду на те, що штоки основного насоса та насоса-дозатора розташовані вертикально, при горизонтальному й близьких до нього положеннях важеля відповідно зовсім відсутня або дуже мала за величиною спрямована уздовж важеля складова зусилля, що діє з боку приводу через важіль на шарнірні вузли, у результаті чого в ци х положеннях важеля його переміщення уздовж шарнірних вузлів не відбувається. Це продовжується доти, поки кут нахилу важеля до горизонталі не перевищить кут тертя матеріалів важеля і контактуючих із ним поверхонь шарнірних вузлів, після чого важіль стрибкоподібне переміщається у відповідне положення щодо останніх, що супроводжується утворенням задирів на їхніх робочих поверхнях і швидким зносом. Важіль у положеннях, близьких до горизонтального, крім деформації вигину піддається розтягуванню та стиску (у залежності від напрямку переміщення щодо горизонтального положення). Виникаючі при цьому великі зусилля передаються на шарнір опори, шарнірні вузли та повзуни, які швидко виходять із ладу. Крім того, установка насоса-дозатора з можливістю переміщення уздовж важеля передбачає необхідність використання в якості усмоктувального та нагнітаючого трубопроводів гнучкі шланги, що мають незначну довговічність у порівнянні з металевими трубами, що також знижує надійність роботи установки. Знаходячись у підвішеному положенні насос-дозатор під час роботи розгойдується на ходовому гвинті і напрямній, знижуючи їхню довговічність. За основу винаходу поставлена задача удосконалити компонування складових частин пристрою для дозованої подачі однієї рідини в потік іншої рідини таким чином, щоб у процесі його роботи зусилля, що діє на кожен шарнірний вузол із боку приводу, завжди мало спрямовану уздовж важеля складову, яка має величину, що перевищує сили тертя між важелем і взаємодіючої з ним поверхнею відповідного шарнірного вузла, що дозволить підвищити надійність і довговічність пристрою. Для цього в пристрої для дозованої подачі однієї рідини в потік іншої рідини, що містить основний поршневий насос із приводом, поршневий насос-дозатор із повзуном, встановленим у напрямній, ходовий гвинт і важіль, один кінець якого шарнірно з'єднаний з опорою, середня частина за допомогою рухливого уздовж важеля шарнірного вузла зчленована з повзуном насоса-дозатора, а другий кінець через аналогічний шарнірний вузол зв'язано з деталлю основного насоса або його приводу, що робить зворотно-поступальні рухи, наприклад, з повзуном або штоком поршня, згідно винаходу, у всіх положеннях важеля кут його нахилу до площини, перпендикулярної напрямку зворотно-поступальних рухів згаданої деталі основного насоса або його приводу, перевищує кут тертя матеріалів важеля і взаємодіючих з ним поверхонь шарнірних вузлів. Крім того, згідно винаходу, насос-дозатор нерухомо закріплено на основному насосі, а ходовий гвинт зв'язано з опорою важеля. Завдяки тому що у всі х положеннях важеля кут його нахилу до площини, перпендикулярної напрямку зворотно-поступальних рухі в згаданої деталі основного насоса або його приводу, перевищує кут тертя матеріалів важеля і взаємодіючих із ним поверхонь шарнірних вузлів, досягається можливість плавного переміщення важеля уздовж шарнірних вузлів без заїдань і стрибкоподібних рухів, усувається знакоперемінна навантаження, що викликає деформацію розтягування-стискання важеля, знімається дія значних навантажень на опору важеля, шарнірні вузли, повзуни і напрямні, що підвищує надійність і довговічність цих деталей, а також усього пристрою в цілому. Нерухоме кріплення насоса-дозатора й зчленування ходового гвинта з опорою важеля дозволяє усун ути необхідність використання гнучких шлангів як усмоктувального та нагнітаючого трубопроводів, що забезпечує підвищення надійності та поліпшення дизайну пристрою. На фіг. 1 схематично зображено пропонований пристрій у розрізі; на фіг. 2 умовно показане положення опори при нульовій подачі насоса-дозатора, вид знизу. Пристрій для дозованої подачі однієї рідини в потік іншої рідини складається з основного поршневого насоса 1 із напрямною 2, повзуном 3 і приводом 4, поршневого насоса-дозатора 5 з установленим у напрямних 6 повзуном 7, з'єднаним із штоком 8 поршня 9, ходового гвинта 10, установленого на корпусі 11 основного насоса 1, і важеля 12, один кінець якого обладнано коліном 13 і шарнірне з'єднано віссю 14 з опорою 15, середня частина за допомогою рухливого уздовж важеля 12 шарнірного вузла 16 зчленована з повзуном 7 дозатора 5, а другий кінець через аналогічний шарнірний вузол 17 зв'язано з повзуном 3 насоса 1. Кожний із шарнірних вузлів 16, 17 являє собою валик із півосями 18, установлений з можливістю повороту в бічних стінках 19 відповідного повзуна 3 і 7 і має наскрізний радіальний отвір, через який пропущено важіль 12. Насос-дозатор нерухомо закріплено на корпусі 11 насоса 1. Ходовий гвинт 10 зв'язаний з опорою 15, установленої на напрямній 20. Нагнітальний трубопровід 21 дозатора 5 з'єднаний з усмоктувальним або нагнітаючим трубопроводом 22 насоса 1. Кут нахилу важеля 12 до площини 23, перпендикулярної напрямку рухів повзунів 3, 7 (тобто до горизонтальної площини) у всіх положеннях важеля в процесі роботи й регулювання подачі дозатора перевищує кут тертя матеріалів важеля і взаємодіючих із ним поверхонь шарнірних вузлів (стінок радіальних отворів, виконаних у валиках 16, 17). Пристрій працює в такий спосіб. Повзун 3 привода 4, роблячи зворотно-поступальні переміщення, пускає в хід основний насос 1 і одночасно надає важелю 12 коливальні рухи навколо осі 14 шарніра опори 15. Важіль 12 ковзає відносно стінок радіальних отворів валиків 16, 17, повертаючи останні в шарнірах бічних стінок 19 повзунів 3, 7. Валик 16 передає рух від важеля 12 через повзун 7 і шток 8 до поршня 9 дозатора 5. При регулюванні подачі насоса-дозатора 5 обертанням штурвала ходового гвинта 10 переміщають опору 15 уздовж напрямної 20, змінюючи величину ходу поршня 9 дозатора 5. Нульова подача досягається при сполученні півосей 18 шарнірного вузла 16 із віссю 14 шарніра опори 15, як зображено на фіг. 2. Конструкція пристрою дозволяє регулювати подачу насоса-дозатора з великою точністю за лінійним законом як при зупиненому, так і працюючому приводі. Завдяки тому що кут нахилу важеля 12 до площини 23 завжди перевищує кут тертя матеріалів важеля і контактуючих із ним поверхонь шарнірних вузлів 16, 17, величина спрямованої уздовж важеля складової зусилля, переданого через шарнірні вузли від приводу 4 до поршня 9 дозатора 5, достатня для плавного взаємного переміщення важеля і шарнірних вузлів, що дозволяє підвищити надійність і довговічність пристрою за рахунок виключення заїдань важеля в шарнірних вузлах і усунення причин виникнення значних знакоперемінних навантажень на важіль, шарнірні вузли, шарнір опори, повзуни і їхні напрямні.