Пневматичний насос-дозатор для розплавів

1. Пневматичний насос-дозатор для розплавів, що включає корпус, в нижній частині якого утворена підключена до напірної пневмомережі та напірного розплавопроводу дозуюча камера з запірнім пристроєм на донному отворі для входу розплаву, а над нею послідовно розміщені сполучені секціями напірного розплавопроводу одна або декілька шлюзових камер, при цьому вхідний отвір напірного розплавопроводу всередині кожної шлюзової камери розміщений нижче вихідного, який 28994 цій. При тому ж подача холодного (порівняно з розплавом) стиснутого газу із пневмомережі здійснюється в кожну шлюзову камеру, внаслідок чого виникає можливість додаткового охолодження розплаву у лабіринтах пристрою однобічного проходу рідини. І, нарешті, оскільки конструкція шлюзової камери не забезпечує повного зливу розплаву при роботі пристрою, то залишки розплаву на дні шлюзових камер у перервах між циклами можуть охолонути до температури нижче температури кристалізації. Наведені фактори приведуть до замерзання розплаву і виходу пристрою з ладу. В основу винаходу поставлено задачу підвищення надійності роботи насоса-дозатора шляхом виключення можливості замерзання транспортуємого розплаву у шлюзових камерах та розплавопроводах. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому насосі-дозаторі, в нижній частині корпусу якого утворена дозуюча камера, що підключена до напірної пневмомережі та напірного розплавопроводу та має запірний пристрій на вхідному отворі у днищі, а над дозуючою камерою послідовно розташовані шлюзові камери, які зв'язані секціями напірного розплавопроводу, вхідний отвір котрого в середині кожної шлюзової камери розташований нижче вихідного, шлюзові камери з'єднані з напірною пневмомережею тільки через порожнину дозуючої камери. Тому розплав та стиснутий газ можуть рухатись тільки в одному напрямі, а це виключає необхідність застосування у шлюзових камерах пристроїв однобічного проходу розплаву, у лабіринтах якого можливе замерзання останнього та виникнення пробки у напірному розплавопроводі. Крім того, при такому рішенні у шлюзові камери стиснутий газ поступає прогрітим при проходженні через розплав у дозуючій камері, що зменшує охолодження розплаву у шлюзових камерах. Відстань по висоті між вхідним та вихідним отворами напірного розплавопроводу у шлюзовій камері вибрана таким чином, що замкнутий між рівнями цих отворів об'єм повинен бути не менше об'єму, замкнутого поміж рівнем розплаву та рівнем вхідного отвору напірного розплавопроводу у дозуючій камері. Якщо не додержуватися цієї умови, то повного звільнення шлюзової камери не буде досягнуто, і це може привести до замерзання розплаву та виходу насоса-дозатора з ладу. При цьому вхідний отвір напірного розплавопроводу у шлюзовій камері розташовано у найнижчій її точці, а дно камери виконане з нахилом до цього отвору. Цим забезпечується повне звільнення шлюзової камери від розплаву після кожного циклу, що виключає можливість його замерзання у шлюзовій камері. Шлюзові камери встановлені всередині корпусу з утворенням зазору між їх стінками та корпусом, що забезпечує конвекційний обігрів шлюзових камер газовими потоками, які піднімаються від поверхні високотемпературного розплаву. Шлюзові камери електроізольовані від корпусу, а поєднуючі їх секції напірного розплавопроводу послідовно з'єднані у електричний ланцюг, що дозволяє забезпечити розігрів траси напірного розплавопроводу електричним струмом до та під час перекачки розплаву. На фігурі зображений приклад конструктивного виконання насоса-дозатора, який має корпус 1, занурений у розплав 2 та підключений до напірної пневмомережі через патрубок 3. Глибину занурення визначають об'ємом разової порції розплаву 2, що заповнює утворену у нижній частині корпусу 1 дозуючу камеру 4. Дозуюча камера 4 має у днищі отвір, обладнаний запірним пристроєм 5 для проходу розплаву 2. У наведеному прикладі конструкції насоса-дозатора запірний пристрій 5 виконаний у вигляді дискового клапану, що вільно лежить на сідловині отвору, але конструкція запірного пристрою 5 може бути й іншою. Із дозуючої камери 4 виведена секція 6 напірного розплавопроводу, вхідний отвір 7 якої розміщений нижче рівня розплаву 2. Над дозуючою камерою 4 встановлена шлюзова камера 8, висоту розміщення якої визначають із умови: P h £ max , r×g де: h - найбільша допустима висота підйому розплаву (різниця по висоті між максимальним рівнем розплаву у верхній камері та мінімальним рівнем розплаву у камері, що розташована нижче); Рmax - найбільш допустимий тиск у пневмомережі; r - густина розплаву; g - прискорення сили ваги. У наведеному прикладі у насосі-дозаторі встановлена одна шлюзова камера 8, проте у випадку, коли потрібна загальна висота Н підйому розплаву перевищує 2h, кількість камер буде іншою (дві, три і т.д.). Кількість встановлюваних шлюзових камер N знаходять, виходячи із значення h та заданої загальної висоти підйому розплаву Н за формулою: H N³ . h У приведеній конструкції шлюзова камера 8 встановлена всередині корпусу 1 із утворенням зазору між боковими стінками камери 8 та корпусу 1. Проте при перекачуванні розплавів, температура котрих набагато перевищує температуру кристалізації і допускається невелике охолодження розплаву при перекачуванні, камера 8 та корпус 1 можуть мати спільні бокові стінки. У шлюзовій камері 8 вихідний отвір 9 секції 6 напірного розплавопроводу розташовано вище вхідного отвору 10 секції 11 розплавопроводу. Вхідний отвір 10 секції 11 напірного розплавопроводу розміщено у найнижчій точці шлюзової камери 8, а дно шлюзової камери 8 виконано з нахилом до отвору 10. Відстань по висоті між рівнями розміщення отворів 9 та 10 приймають такою, щоб об'єм простору шлюзової камери 8, замкнутий між рівнями вищевказаних отворів, складав не менше об'єму дозуючої камери 4, замкнутого між рівнем розплаву 2 у дозуючій камері 4 та рівнем розміщення вихідного отвору 7 секції 6 напірного розплавопроводу. У випадку, коли насос має декілька шлюзових камер, приведені вище умови додержують для кожної наступної камери відносно попередньої. У випадку перекачки електропровідних розплавів клеми 12 та 13, передбачені для підклю 2 28994 чення до електричної мережі, встановлюють на корпусі 1 та вихіднім кінці секції 11 напірного розплавопроводу. Секції розплавопроводу 6 та 11 з'єднують електропровідною перемичкою 14. Для неелектропровідних розплавів клему 12 розташовують біля вхідного отвору 7 секції 6 напірного розплавопроводу. Прийом транспортуємих насосом-дозатором порцій розплаву здійснюється у короб 15. Насос-дозатор працює таким чином: Корпус 1 занурюють у розплав 2 до рівня завданої порції розплаву в дозуючій камері 4 та через патрубок 3 підключають до пневмомережі стиснутого газу. Перед початком транспортування (див. "а" на фіг.) тиск у пневмомережі відсутній. Тому під дією гідростатичного тиску, що виникає через різницю рівнів розплаву 2 ззовні та всередині дозуючої камери 4, диск запірного пристрою 5 спливає і розплав 2 через отвір у днищі надходить у дозуючу камеру 4. Після вирівнювання рівнів розплаву 2 ззовні та всередині камери 4 диск запірного пристрою 5 під власною вагою опускається на сідловину клапану і перекриває отвір у днищі. Клеми 12 та 13 підключають до електромережі та прогрівають трасу транспортування розплаву електричним струмом. По команді вмикається перемикач тиску (на фіг. не показаний), і у порожнину дозуючої камери 4 через патрубок 3 подають стиснутий газ. Під тиском газу порція розплаву 2 че рез отвір 7 та секцію 6 напірного розплавопроводу витискається у шлюзову камеру 8 (див. "б" на фіг.). Величина порції розплаву визначається його об'ємом у дозуючій камері, замкнутим між початковим рівнем розплаву 2 та рівнем, на якому розташовано вхідний отвір 7 секції 6 напірного розплавопроводу. Після пониження рівня розплаву 2 у дозуючій камері 4 до рівня вхідного отвору 7, тобто коли порція розплаву 2 буде повністю переміщена із дозуючої камери 4 у шлюзову камеру 8, по секції 6 розплавопроводу у камеру 8 слідом за розплавом 2 надходить прогрітий розплавом стиснутий газ із дозуючої камери 4. Оскільки вихідний отвір 9 напірного розплавопроводу 6 розташований вище вхідного отвору 10, то під тиском газу порція розплаву у шлюзовій камері 8 через отвір 10 надходить в наступну секцію 11 напірного розплавопроводу і далі повністю витискується у короб 15 - до споживача. Після випорожнення камери 8 стиснутий газ через розплавопровід 11 вільно виходить у атмосферу (див. "в" на фіг.). Тиск в камерах 4 та 8 знижується до атмосферного і по сигналу датчика тиску (на фіг. не показаний) подача газу в камеру 4 припиняється. Під дією знов виникаючого гідростатичного тиску диск запірного пристрою 5 спливає і розплав 2 через отвір у днищі надходить в дозуючу камеру. Цикл повторюється. 3 Фіг. 28994 4 28994 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 5