Пневматичний насос-дозатор для розплавів

1 Пневматичний насос-дозатор для розплавів, що містить корпус із однією або декількома розміщеними одна над одною камерами, що підключені до напірної пневмомережі через перемикач тиску та послідовно сполучені поміж собою секціями напірного розплавопроводу, який відрізняється тим, що корпус виконаний відкритим знизу, а найнижча - дозуюча камера розміщена нижче рівня розплаву всередині корпусу із утворенням зазору від стінок корпусу, при цьому перемикач тиску встановлений на зануреному у дозуючу камеру нижньому КІНЦІ напірного розплавопроводу і виконаний у вигляді U-подібного лабіринту, вхід у ЗОВНІШНІЙ канал якого розміщений нижче верхнього краю дозуючої камери, а внутрішній канал ви ведений у напірний розплавопровід вище входу до зовнішнього каналу 2 Пневматичний насос-дозатор по п 1, який відрізняється тим, що розміщені над дозуючою камерою шлюзові камери сполучені із напірною пневмомережею лише крізь порожнину дозуючої камери, а замкнутий поміж рівнями вхідного та вихідного отворів напірного розплавопроводу об'єм у шлюзовій камері складає не менше об'єму дозуючої камери, замкнутого поміж рівнем входу до Uподібного лабіринту та рівнем найнижчої точки його каналів, при цьому вхідний отвір секції напірного розплавопроводу у шлюзовій камері виведений з найнижчої и точки, а дно камери виконане з нахилом до цього отвору 3 Пневматичний насос-дозатор по п 2, який відрізняється тим, що шлюзові камери встановлені всередині корпусу із утворенням зазору поміж стінками шлюзових камер та корпусу Винахід стосується приладів для імпульсної подачі рідини шляхом безпосереднього впливу на неї стиснутим середовищем, а саме, для подачі розплавів металів та солей на великі висоти при низькому тиску у розплавопроводі Забезпечення точності дозування високотемпературних розплавів металів або солей має виключно важливе значення для якості продукції при виробництві сплавів металів 3 урахуванням особливостей транспортує мого середовища найбільш простими та точними є прилади, дія яких заснована на принципі об'ємного витискування Проте існуючі дозуючі пристрої для подачі розплавів допускають значні відхилення по величині порцій та не мають надійності при подачі розплаву на велику висоту Відомий "Пристрій для дозування рідкого металу", патент ЧССР № 114 558, 31 с, 29°^, 31, с 21, опублікований у збірці "Цветметинформация", №3(80) - 1968 р , який містить корпус, утворюючий підключену до напірного розплавопроводу та до пневмомережі через перемикач тиску дозуючу камеру з отвором у днищі, що обладнаний запірним пристроєм і служить для входу розплаву Відомий пристрій не дозволяє досягти високої точності дозування розплаву, тому що після витискування першої порції розплаву в ньому не передбачено формування наступних порцій, аналогічних першій за об'ємом Це пояснюється тим, що умовою формування в дозуючій камері однакових по розміру порцій розплаву є постійний рівень розплаву ззовні камери Тоді розмір порції буде фіксованим Проте, як тільки рівень розплаву у камері відомого пристрою підніметься до вхідного отвору розплавопроводу та перекриє вільний вихід із камери стиснутого газу, що надходить у камеру, тиск у камері різко зросте Розплав, що надходить у камеру, навперемінно із стиснутим газом буде безперервно витискатися по розплавопроводу дрібними нефіксованими по розміру порціями Крім того, застосування у відомому рішенні перемикача тиску з рухомими елементами усклад Зоя 4 Пневматичний насос-дозатор по п 2, який відрізняється тим, що секції напірного розплавопроводу електроізольовані від корпусу і послідовно з'єднані в електричний ланцюг О СО 43411 нює конструкцію та знижує надійність роботи у випадку порушень у роботі перемикача Для транспортування розплаву за допомогою відомого пристрою на велику висоту потрібно створення високого тиску у напірному розплавопроводі, що в умовах високих температур може привести до руйнування елементів прилада або трубопровода Відомий "Багатоступінчатий водопідйомник", а с № 1430613, F04F 1/12, з 12 01 87р , який містить корпус із кількома розміщеними одна над одною камерами, що підключені до напірної пневмомережі через перемикач тиску та послідовно зв'язані між собою секціями напірного трубопроводу Дане технічне рішення визначено нами як прототип Відомий пристрій не дозволяє досягти високої точності дозування розплаву Порція розплаву, що транспортується за цикл, в цьому рішенні формується за рахунок вирівнювання розплаву ззовні та всередині найнижчої - дозуючої камери під дією гідростатичного тиску Оскільки ж ЗОВНІШНІЙ рівень розплаву у процесі роботи може істотно змінюватись, то це призведе до зміни розміру порцій розплаву у дозуючій камері Крім того, застосування у цьому рішенні перемикача тиску з ЗОВНІШНІМ управлінням ускладнює конструкцію пристрою та зменшує надійність його роботи у випадках порушень у роботі перемикача До того ж відомий пристрій не може бути надійним при транспортуванні розплаву на велику висоту Це пояснюється тим, що розташовані над найнижчою - дозуючою камерою шлюзові камери віддалені від високотемпературної поверхні розплаву та мають температуру стінок значно нижчу, ніж порції транспортуємого розплаву При цьому подача холодного (порівняно з розплавом) стиснутого газу із пневмомережі у відомому пристрої здійснюється в кожну камеру, внаслідок чого виникає можливість застигання розплаву в лабіринтах пристрою однобічного проходу рідини Оскільки конструкція шлюзової камери не забезпечує повного зливу розплаву у процесі роботи, то виникає також небезпека замерзання залишків розплаву на дні шлюзових камер поміж циклами, що призведе до припинення транспортування розплаву та виходу підйомника з ладу В основу винаходу поставлено задачу підвищення надійності роботи насосу-дозатору шляхом виключення можливості замерзання розплаву при перекачуванні, а також підвищення точності дозування розплаву та спрощення конструкції насосу Рішення поставленої задачі досягається тим, що у відомому насосі-дозаторі, який містить корпус з одною або кількома розміщеними одна над одною камерами, що підключені до напірної пневмомережі через перемикач тиску та послідовно з'єднаними між собою за допомогою секцій напірного розплавопроводу, корпус виконаний відкритим знизу, а найнижча - дозуюча камера розміщена нижче рівня розплаву всередині корпусу з утворенням зазору поміж їх стінками Оскільки в цьому випадку порція розплаву у камері визначається тільки об'ємом дозуючої камери і не залежить від зовнішнього рівня розплаву, то таке виконання за безпечує формування фіксованої по розміру порції розплаву При цьому перемикач тиску встановлений на зануреному у дозуючу камеру нижньому КІНЦІ напірного розплавопроводу та виконаний у вигляді U-подібного лабіринту, вхід до зовнішнього каналу якого розташовано нижче верхнього краю дозуючої камери, а внутрішній канал виведений у напірний розплавопровід вище входу у ЗОВНІШНІЙ канал Таке рішення забезпечує формування у дозуючій камері постійної за розміром порції при коливаннях зовнішнього рівня розплаву, а також автоматичне перемикання тиску у камері при ЗМІНІ циклу Розташовані над дозуючою камерою шлюзові камери з'єднані з напірною пневмомережею тільки через порожнину дозуючої камери Внаслідок цього, по-перше, розплав та стиснутий газ можуть рухатись тільки в одному напрямі, що виключає необхідність встановлення у секціях напірного розплавопроводу клапанів однобічного проходу, тобто спрощує конструкцію насосу А по-друге, у шлюзову камеру стиснутий газ надходить прогрітим при проходженні через розплав в дозуючій камері і не охолоджує розплав у шлюзовій камері, тобто запобігає його замерзанню Об'єм, замкнутий між рівнями вхідного та вихідного отворів напірного розплавопроводу у шлюзовій камері, складає не менше об'єму дозуючої камери, замкнутого між рівнем входу в U-подібний лабіринт та рівнем найнижчої точки його каналів, при цьому вхідний отвір секції напірного розплавопроводу в шлюзовій камері виведений із найнижчої и точки, а днище камери виконано з нахилом до цього отвору Таке виконання забезпечує повне звільнення шлюзової камери від розплаву після кожного циклу, і таким чином виключає можливість його застигання у шлюзовій камері Шлюзові камери розташовані всередені корпусу з утворенням зазору поміж їх та його стінками, що забезпечує конвекційний нагрів шлюзових камер тепловими газовими потоками, які підіймаються від поверхні високотемпературного розплаву Шлюзові камери електроізольовані від корпусу, а поєднуючі їх секції напірного розплавопроводу послідовно з'єднані у електричний ланцюг, що дозволяє забезпечити електричний розігрів траси напірного розплавопроводу до перекачки розплаву та в процесі роботи На фіг 1 зображений приклад конструктивного виконання насосу-дозатора, який має відкритий знизу корпус 1, занурений у розплав 2 на глибину hi та поєднаний з напірною пневмомережею через патрубок 3 Всередині корпусу 1 нижче рівня розплаву 2 розміщена відкрита зверху дозуюча камера 4 таким чином, щоб поміж їх стінками існував зазор для проходу розплаву 2 у камеру 4 В дозуючу камеру 4 занурена секція 5 напірного розплавопровода На нижньому КІНЦІ секції 5 встановлений перемикач тиску 6, який виконаний у вигляді U-подібного лабіринту U-подібний лабіринт у даному прикладі виконаний у вигляді двох концентричних вертикальних циліндрів з кільцевим дном, між якими зверху введено нижній кінець секції 5 розплавопроводу, що поділяє порожнину між циліндрами на два канала При цьому між нижнім торцем секції 5 розплавопроводу та кільцевим 43411 дном перемикача тиску 6 існує зазор, передбачений для проходу розплаву Вхід у ЗОВНІШНІЙ канал лабіринту розташований нижче верхнього краю дозуючої камери 4, а внутрішній канал виведений у розплавопровід вище входу у ЗОВНІШНІЙ канал Якщо потрібна висота Н підйому розплаву перевищує допустиму висоту п, то над дозуючою камерою 4 встановлюють шлюзову камеру 7 Допустима висота розташування камери 7 над дозуючою камерою 4 прийнята із умови де h - найбільша допустима висота підйому розплаву на даному ступені (різниця висот між максимальним рівнем розплаву у верхній камері та мінімальним рівнем розплаву у нижній камері), Ртах - НаЙбіЛЬШИЙ ДОПУСТИМИЙ ТИСК у ПНЄВ момережі, р- густина розплаву, g - прискорення сили ваги У наведеному прикладі встановлена лише одна шлюзова камера 7, проте у випадку, коли потрібна висота Н підйому розплаву перевищує 2п, КІЛЬКІСТЬ шлюзових камер буде іншою (дві, три і т д ) КІЛЬКІСТЬ N встановлених шлюзових камер можливо визначити, виходячи із значення h та завданої загальної висоти Н підйому розплаву У наведеній на фіг 1 конструкції насоса-дозатора шлюзова камера 7 встановлена всередині корпусу із утворенням зазору поміж їх боковими стінками Але при перекачуванні розплавів, температура яких значно перевищує температуру кристалізації, внаслідок чого допускають невелике його охолодження за час перекачування, шлюзова камера 7 та корпус 1 можуть мати спільну бокову стінку У шлюзовій камері 7 вихідний отвір 8 секції 5 напірного розплавопроводу розташований вище вхідного отвору 9 секції 10 розплавопроводу Вхідний отвір 9 розміщений у найнижчій точці шлюзової камери 7, а днище шлюзової камери 7 виконано з нахилом до отвору 9 Відстань по висоті між рівнями розміщення отворів 8 та 9 прийнята такою, щоб об'єм простору шлюзової камери 7, замкнутий поміж рівнями цих отворів, складав не менше об'єму дозуючої камери 4, замкнутого поміж рівнем входу в U-подібний лабіринт перемикача тиску 6 та рівнем найнижчої точки його каналів В тому випадку, коли насос має декілька шлюзових камер, то приведена вище умова повинна бути виконана для кожної наступної камери відносно попередньої У випадку перекачування електропровідних розплавів клеми 11 та 12 для підключення розплавопроводу до електричної мережі нагріву встановлені на корпусі 1 та вихідному КІНЦІ секції 10 напірного розплавопроводу Секції розплавопроводу 5 та 10 з'єднані перемичкою 13, яка виконана із електропровідних матеріалів Для неелектропровідних розплавів клема 11 повинна бути розта шована поблизу вхідного отвору секції 5 напірного трубопроводу Для прийому транспортуємих насосом-дозатором порцій розплаву служить короб 14 Насос-дозатор працює таким чином Занурений у розплав 2 корпус 1 через патрубок 3 з'єднують з пневмомережею стиснутого газу У ВИХІДНІЙ позиції (див "а" на фіг 1) тиск у пневмомережі відсутній Тому під дією гідростатичного тиску, що виникає внаслідок різниці рівней розплаву 2 зовні та всередині корпусу 1, розплав 2 заповнює нижню частину порожнини корпусу 1 одночасно із дозуючою камерою 4 і каналами U-подібного лабіринту перемикача тиску 6 Клеми 11 та 12 з'єднують з електромережею та прогрівають трасу транспортування розплаву електричним струмом У порожнину корпусу 1 через патрубок 3 подають стиснутий газ При цьому найбільший тиск стиснутого газу не повинен перевершувати тиск гідростатичного стовпа h i , щоб газ не виходив із корпусу 1 Під ТИСКОМ стиснутого газу частина розплаву 2 витискається назад із корпусу Але після того, як рівень розплаву опускається нижче верхнього краю дозуючої камери 4, починається витискування розплаву по секції 5 напірного розплавопроводу у шлюзову камеру 7 (див "б" на фіг 1) Розмір порції розплаву 2 визначається його об'ємом у дозуючій камері 4, замкненим між рівнем входу до U-подібного лабіринту та рівнем найнижчої точки каналів лабіринту Після зниження рівня розплаву 2 в дозуючій камері 4 до найнижчої точки каналів лабіринту, тобто коли завдана порція розплаву 2 буде повністю переміщена із дозуючої камери 4 у шлюзову камеру 7, по секції 5 слідом за розплавом надходить прогрітий розплавом стиснутий газ із дозуючої камери 4 Оскільки ВИХІДНИЙ отвір 8 напірного розплавопроводу 5 розташований вище вхідного отвору 9, то стиснутий газ, що надходить до камери 7, повністю витискує порцію розплаву через отвір 9 у наступну секцію 10 напірного розплавопроводу та й далі у короб 14 - до споживача Після випорожнювання камери 7 стиснутий газ через секції 5 та 10 вільно виходить у атмосферу (див "в" на фиг 1), тиск у камерах 4 та 7 зменшується до атмосферного і під дією знову виникаючої різниці гідростатичного тиску всередині і ззовні корпусу 1 розплав знову заповнює дозуючу камеру 4 В цей час стиснутий газ, який продовжує поступати через патрубок 3 у порожнину корпусу 1, продовжує вільно виходити у атмосферу через канали U-подібного лабіринту та секції 5, 10 розплавопроводу і шлюзову камеру 7 Завдяки тому тиск у камері 4 не підвищується За рахунок великої площі поперечного перетину кільцевого зазору поміж стінками дозуючої камери 4 та корпусу 1 заповнення дозуючої камери відбувається майже миттєво Як тільки рівень розплаву у дозуючій камери 4 досягне входу у ЗОВНІШНІЙ канал U-подібного лабіринту, розплав знову заповнює канали лабіринту та перекриває вихід стиснутому газу Внаслідок чого тиск у дозуючій камері 4 підвищується і починається транспортування в короб 14 нової порції розплаву 2 43411 Таким чином цикл подачі завданої порції розплаву повторюється автоматично 14 без втручання ззовні 12 в) а) Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3-72-89 (03122) 2-57-03