專利名稱:一種改進(jìn)的噴射計(jì)量的附加物給主流體的裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種噴射計(jì)量的物質(zhì)給主流體的裝置。
有許多已知的形成計(jì)量泵的裝置，在那里，提供給泵作用機(jī)構(gòu)的能量來自壓力下的主流體的流動。在美國專利A-3，937，241和4，060，351里所詳細(xì)敘述的這類裝置里，其殼體包括一滑動地安裝在兩個不同直徑的筒形壁里的階梯形柱塞，該筒形壁形成殼體的一部分，該柱塞將殼體分成三個容積可變化的室。一安裝在柱塞上的帶有閥門的機(jī)構(gòu)，它能夠傳送流體壓力給階梯形柱塞的各個面，使階梯形柱塞作往復(fù)運(yùn)動，并形成傳動機(jī)構(gòu)，使計(jì)量柱塞與放有要噴射的物質(zhì)的儲貯室連通的泵體互相配合。帶有閥門的機(jī)構(gòu)本身通過由推桿控制的傳動而動作，推桿由止動器啟動，止動器位于階梯形柱塞行程的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)處，是不動的。傳動就是閥門在它的各個位置上以不變的方式被控制而進(jìn)行的。
使用這些裝置會碰到這樣一個問題，附加物通常在泵的進(jìn)口處被引入主循環(huán)里，這樣，它就將在三個室里循環(huán)。由于附加物常有的腐蝕性，就會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，這樣就會縮短泵部件的使用壽命。再進(jìn)一步，就某種附加物，例如液體漂白劑來說，可以發(fā)現(xiàn)，它與主流體(特別是水)或溶液里含有的鹽的化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生沉淀物或在混合區(qū)域內(nèi)發(fā)生沉淀，必須防止這種形成物，至少是加以限制，要盡可能地采取各種措施防止在包括密封的滑動部件上發(fā)生的沉淀。實(shí)際上，這些沉淀物將成為非?；顫姷母g劑，非常快地破壞兩個部件或排列成供活動部件穿行其間的密封裝置之間的密封滑動接觸的質(zhì)量。
這類問題在美國專利A-4，558，715中所描述的裝置中特別會遇到，該裝置試圖在泵的出口處建立起附加物的噴射，它建議一滑動安裝的、將階梯形柱塞與計(jì)量柱塞連在一起的、由密封裝置密封的連桿穿過不動的壁，連桿輪流地與主流體及附加物接觸，從而促進(jìn)了反應(yīng)生成物的形成，它將很快地破壞密封。
本發(fā)明提供一種解決在裝置的出口處噴射附加物所引起的問題的方法，以便保護(hù)泵的活動部分不破腐蝕，并且盡可能地避免在其它滑動部分產(chǎn)生沉淀物，因?yàn)樗鼘τ谘b置提供長期的、令人滿意的工作情況是很不利的。按照本發(fā)明的改進(jìn)，通過使安裝和拆卸以及中期維修極為簡化，從而使這種設(shè)備的維修更加簡化。
因此本發(fā)明涉及裝置的改進(jìn)，以便計(jì)量的附加物被噴射入與其流動速度相稱的流體里去，改進(jìn)的裝置包括一封閉的圓柱體殼體，該殼體包括一流體進(jìn)口，一供此流體用的出口管和一供附加物用的進(jìn)口，該裝置還包括一與殼體的筒形壁同軸的內(nèi)筒形壁，通過安裝在里面的能沿上述筒形壁往返滑動的階梯形柱塞，將殼體分成三個容積變化的室，即由兩個壁和柱塞限定的一環(huán)形的第一室，由較大直徑的筒形壁和柱塞的相應(yīng)部分限定的上部第二室，以及由較小直徑筒形壁和柱塞的相應(yīng)部分限定的第三室，通過安裝在柱塞上的帶有閥門的裝置，使第二室交替地與另外二個室中的一個連通，與另一個隔離，并且至少有一個與階梯形柱塞配合的計(jì)量柱塞，它被滑動地安裝在計(jì)量泵體里，并與階梯形柱塞行程的軸線平行。
根據(jù)本發(fā)明的一個主要特征，這個改進(jìn)在于第一室(稱為進(jìn)口室)與流體進(jìn)口是固定連通的，第三室(稱為出口室)與流體出口管和供附加物用的開口是固定連通的，而計(jì)量柱塞通過與階梯形柱塞行程平行的連桿與階梯形柱塞配合，并自由地延伸通過出口室和供附加物用的進(jìn)口，該進(jìn)口是由進(jìn)入鄰近位于上述第三室的殼體的底部的計(jì)量泵體出口所構(gòu)成。
為了能用簡單的方法調(diào)節(jié)被噴射的附加物的量，計(jì)量泵體有一內(nèi)襯套，該內(nèi)襯套在計(jì)量泵體里的軸向位置能根據(jù)計(jì)量柱塞的行程調(diào)整，因而成為調(diào)整柱塞的工作行程和計(jì)量輸出量的部件。
計(jì)量泵體最好被安裝成局部突出于第三室，而且在出口管的上方，一可移動的壁安裝在由所述的突出部分和上述的內(nèi)筒形壁所限定的第三室的環(huán)形間隔里，從而形成一緩沖帶有附加物的流體流動的隔墻。
這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于在殼體的兩個筒形壁之間安裝一過濾件。
最后，應(yīng)該注意，與本實(shí)施例有關(guān)的是，上述帶有閥門的裝置包括至少一個與在階梯形柱塞壁上的閥座相配合的第一閥門，該閥門將第一室和第二室隔開，閥門打開時閥門以與柱塞的行程軸線平行的方向進(jìn)入第一室;還包括至少一個與柱塞壁上的閥座相配合的第二閥門，該閥門將第二室和第三室隔開，打開時閥門通向上述的第二室;還包括一與閥門連接的連桿，該連桿位于第二室，并通過雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)與柱塞配合，以便傳送滑動地安裝在柱塞上的軸向推桿的運(yùn)動，該推桿還與階梯形柱塞行程的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)上的止動點(diǎn)相配合。
圓柱形殼體包括兩個分開的、在殼體的中間部位連接在一起的部分。在與殼體壁接觸的區(qū)域里，柱塞具有在相對的二個方向上延伸的密封凸緣。
本發(fā)明將從下面結(jié)合實(shí)例的描述中得到更好的理解，該實(shí)例僅是作為引導(dǎo)，而不意味著任何限制，該實(shí)例能使本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和其它的特征看得更清楚。
參考的附圖是圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的示意剖面圖;
圖2是沿圖1Ⅱ-Ⅱ線的局部剖面圖。
首先參看圖1，它表示了殼體1，殼體1包括一在下部的第一部分1a和在上部的呈鐘形的第二部分1b，第二部分1b與第一部分1a在基本上是中間的接合面2上以密封的方法結(jié)合，從而形成基本上是圓柱形的殼體。下部分1a包括一靠近底部4的筒形外壁3，在底部4的中間矗立著一個與壁3同軸的內(nèi)筒形壁5。由壁3和壁5形成的環(huán)形間隔6與開口7連通，開口7形成輸送主流體的導(dǎo)出管(未示)的連接支管，壁5內(nèi)的內(nèi)間隔8與作為流體出口管的連接支管9固定連通。管式第三壁10在間隔8內(nèi)凸出于底部4，并與壁3和壁5基本上是同軸的。管10由它的上端直接通向間隔8，而其下端伸出底部4之外，以便連接輸送附加物的導(dǎo)出管，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)的描述。
鐘形物1b形成一內(nèi)徑與壁3相同的筒形支承面，以與階梯形柱塞11的較大直徑部分11a配合。柱塞11還有一較小直徑的下部分11b，它能沿壁5滑動。下部分11b形狀類似倒置的鐘，因此關(guān)閉著壁5里的間隔8。部分11a與部分11b一起關(guān)閉著環(huán)形間隔6，部分11a與鐘形物1b一起形成上室12。這樣，間隔6，室12和間隔8形成容積變化的三個室，第一室、第二室和第三室各自位于殼體1里。室6與進(jìn)口7固定連通以輸送主流體，室8與液體出口管9及輸送附加物的開口10a固定連通，室12通過柱塞11攜帶的閥門系統(tǒng)，有時與室8連通，有時與室6連通。
該閥門系統(tǒng)局部地顯示于圖1和圖2上，它主要包括一可移動的連桿13，連桿13帶有八個閥門，其中4個，即閥門14與排列在柱塞壁上的閥座14a配合將室6與室12隔開，另外4個，即閥門15，與排列在柱塞壁上的閥座15a配合將室12與室8隔開。閥門14向下打開，即是說進(jìn)入室6，而閥門15向上打開，即是說進(jìn)入室12。連桿13能在兩個位置之間移動，在第一位置，連桿13離開柱塞的頂部，閥門14緊靠著閥座14a，室6和室12被隔開，而閥門15離開它的閥座15a一段距離，使室12與室8連通;在第二位置，連桿13靠近柱塞的頂部，閥門14被打開，室12和室6連通，而閥門15緊靠著閥座15a，使室12與室8被隔開。連桿13從一個位置向另一個位置的轉(zhuǎn)變和它的維持都是依靠在連桿13和中間推桿16之間設(shè)置的雙穩(wěn)態(tài)傳動機(jī)構(gòu)，中間推桿16滑動地安裝在柱塞里，并與柱塞同軸。為此，推桿16具有連接彈簧18在支點(diǎn)17，彈簧18的另一端固定在旋轉(zhuǎn)桿19上，旋轉(zhuǎn)桿19通過一自由端活動連接固定在柱塞11上的支承20上。與彈簧18連接的旋轉(zhuǎn)桿19的一端能在位于連桿13上的窗框23的下表面和上表面上的擋板21和22之間移動。彈簧18力圖通過使旋轉(zhuǎn)桿19壓在擋板面21上使連桿13靠近柱塞11的頂端，或通過使旋轉(zhuǎn)桿19靠在擋板面22上使連桿13離開柱塞11的頂部。在推桿16的下端安裝橫桿24，當(dāng)柱塞11到達(dá)它的下止點(diǎn)時，橫桿24壓在管式尾端件10的一端10a上。當(dāng)柱塞11到達(dá)它的上止點(diǎn)時，推桿16通過它的另一端與位于鐘形物1b底部的止動點(diǎn)25配合。
現(xiàn)在，當(dāng)柱塞向下移動，閥門14是打開的，而閥門15是關(guān)閉的，如圖1所示。
被允許進(jìn)入室6的流體進(jìn)入室12，使室12“膨脹”，從而推動柱室11向下運(yùn)動。當(dāng)橫桿24被管10的一端10a擋住時，推桿16被擋住，而柱塞11繼續(xù)下降。接著，旋轉(zhuǎn)桿19與支承20的活動連接點(diǎn)下降到彈簧18與推桿16的連接點(diǎn)17的下方。并且彈簧18使旋轉(zhuǎn)桿19翹起，離開擋板21而去碰撞擋板22，從而抬起連桿13，直到閥門14被關(guān)閉閥門15被打開為止。然后室6里的流體作用在柱塞11的較大直徑部分11a的下部環(huán)形表面上，將柱塞11再抬高。然后室12里的流體進(jìn)入室8，并以與柱塞的較大直徑和較小直徑部分經(jīng)過的不同容積成比例的量通過出口管9。在上止點(diǎn)附近，推桿16碰撞止動點(diǎn)25，旋轉(zhuǎn)桿19與支承20的活動連接點(diǎn)上升到活動連接點(diǎn)17的上方，使得旋轉(zhuǎn)桿向下傾斜，并引起連桿的相應(yīng)的運(yùn)動，使其回復(fù)到如圖所示的位置。然后柱塞11能夠重新進(jìn)行第二個循環(huán)，以向下運(yùn)動的方式使室8里在流體通過出口管9排出。
在管10里滑動的，或更確切地說，在管10的內(nèi)襯套29里滑動的計(jì)量柱塞28通過連接桿26和燈籠式圓筒27與柱塞11連接，在燈籠式圓筒27里推桿16和其上的橫桿24能夠移動。襯套29通過密封連接裝置30與管10連接，襯套29的軸向位置能相對于管10進(jìn)行調(diào)整。襯套本身與一輸送附加物的管道(未示)連接，并有一包括閥門31的盒，閥門31允許吸進(jìn)來的附加物進(jìn)入殼體1。柱搴28被做成當(dāng)柱塞28向下運(yùn)動進(jìn)入襯套29里時，在柱塞28和襯套之間所形成的一個環(huán)形間隙，能使位于下面的附加物越過柱塞而到達(dá)其上方。另一方面，在回程時，柱塞28的滑動是密封的，而柱塞28下的附加物通過閥門31被吸進(jìn)來，與此同時，通過管10的一端10a，附加物被送入室8。
由于柱塞28的結(jié)構(gòu)決定了它的行程距離是恒定的，因此被吸進(jìn)來的、然后被噴射的計(jì)量的量的調(diào)整是通過沿著管10移動襯套29，調(diào)整柱塞行程中柱塞與襯套29接觸的長度。為此目的，在襯套的外面刻上標(biāo)記，以便代替調(diào)整的計(jì)量數(shù)的容積。
從以上所述可見，在柱塞11的各行程里，一定量的主流體向出口管9的方向被推送。因此在室8里，有一股向下流動的流體。當(dāng)柱塞11向上止點(diǎn)升起時，計(jì)量柱塞向室8注入被計(jì)量的附加物，附加物流向室8的下部，圍繞管10，并被排向出口管9。因此在這個區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生主流體和附加物的混和，從而將兩種物質(zhì)之間反應(yīng)生成的沉淀物或增加物的危險(xiǎn)限制在這個區(qū)域里。
因此最好在筒形容器里，在殼體的底部4上安裝一可移動的壁32，在壁32的根部至少有一形成出口的開口32a。該壁成為對混和的流體提供較大的接觸表面的部件，這樣有利于可能產(chǎn)生的沉淀物的附著。由此可見，由于殼體是由兩個可容易地分開的部分組成，因此可以方便地取出隔壁32，或者清掃它，或者更換它。撤動壁32也會使沉淀物產(chǎn)生破碎或龜裂，從而也影響到其他鄰近的壁;壁本身也是很容易被移動的。
在圖中還可以看到，有一個以可移動的方式安裝在環(huán)形室6里的過濾件33，過濾件33在主流體帶來的雜質(zhì)經(jīng)過裝置前將其截留下來，過濾件33也是非常容易拆卸的。
最后，從本發(fā)明的室的排列和從與柱塞1有關(guān)的流體的運(yùn)動方向產(chǎn)生的一種有益的排列，可以被看出。實(shí)際上如圖所示，在柱塞11的較大直徑端11a處有一凸緣40，在其較小直徑11b處有一凸緣41。當(dāng)流體被允許進(jìn)入室6，就是說進(jìn)入了凸緣40和41之間，它們只能按相對地向前伸展那樣去履行它們的功能。當(dāng)牽涉到在設(shè)備上進(jìn)行裝配和拆卸操作時，這種排列就具有較大的安全性，消除了凸緣被損壞的危險(xiǎn);因?yàn)槿绻咕壷赶蛄硪粋?cè)，壁1和5的未經(jīng)嚴(yán)格再處理的內(nèi)面會損壞凸緣。
可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明在計(jì)量泵和用來處理帶有附加物的主流體的裝置的領(lǐng)域內(nèi)具有有益的用途。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的、將計(jì)量的附加物以與流體的流速相稱的速度注入流體的裝置包括，一含有流體進(jìn)口7、輸送流體的出口管9和輸送附加物的出口10a的封閉的圓柱形殼體1，一與殼體1的筒形壁同軸的內(nèi)筒形壁5，一安裝在殼體內(nèi)的能沿著上述的筒形壁滑動的柱塞11能將殼體分成三個容積可變的室，即由兩個壁3和5以及柱塞11限定的一環(huán)形的第一室6，由較大直徑的筒形壁3和柱塞的相應(yīng)部分11a所限定的一處于上部的第二室12，以及由較小直徑的筒形壁5和柱塞11的相應(yīng)部分11b所限定的第三室8，通過安裝在柱塞11上的帶有閥門14和15的裝置，使第二室12或者與第一室6連通，或者與第三室8連通，而同時它或者與第三室8隔開，或者與第一室6隔開，還有與階梯形柱塞11連接的、滑動地安裝在計(jì)量泵體10和29里的至少一個計(jì)量柱塞28與階梯形柱塞11的行程軸線平行，這種改進(jìn)的裝置的特征在于，稱為進(jìn)口室的第一室6與流體出口7固定連通，稱為出口室的第三室8與流體出口管9及輸送附加物的進(jìn)口10a固定連通，而計(jì)量柱塞28通過平行于階梯形柱塞11行程的連接桿26與階梯形柱塞11連接，計(jì)量柱塞自由地延伸通過出口室8和輸送附加物的進(jìn)口10a，進(jìn)口10a是由進(jìn)入鄰近于上述第三室8的殼體的底部4的計(jì)量泵體10的出口所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，計(jì)量泵體10里安裝有內(nèi)襯套29，內(nèi)襯套29在計(jì)量泵體10里的軸向位置能相對于計(jì)量柱塞28的行程進(jìn)行調(diào)整，從而形成供調(diào)整柱塞28的工作行程和計(jì)量輸出量的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，計(jì)量泵體10基本上與殼體1的筒形壁3和5同軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，計(jì)量泵體10突出于第三室8并位于出口管9之上，可移動的壁32被安裝在第三室8里的由所述的突出部分10和上述的內(nèi)筒形壁5所限定的環(huán)形間隔里，從而形成緩沖帶有附加物的流體流動的隔墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，上述的第一室6里有一位于筒形壁5和3之間的可移動的過濾件33。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，上述的帶有閥門的裝置包括至少一個與在階梯形柱塞壁上的閥座14a配合的第一閥門14，它將第一室6和第二室12隔開并在閥門打開時以與柱塞11行程軸線平行的方向進(jìn)入第一室6，上述帶有閥門的裝置還包括至少一個與在柱塞11壁上的閥座15a配合的第二閥門15，它將第二室12和第三室8隔開，當(dāng)它打開時進(jìn)入上述的第二室12，還包括連系閥門的、位于第二室12里的、通過雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)17、18、19、20、21和22與柱塞11連接的連桿13，以傳遞滑動地安裝在柱塞里的軸向推桿16的運(yùn)動，并在階梯形柱塞11行程的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)處與止動點(diǎn)10a和25配合。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求
中的任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，所述的殼體1由在外部筒形壁的中間部位能軸向分開的兩部分1a和1b所組成。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求
中的任何一項(xiàng)所述的改進(jìn)裝置，其特征在于，上述的階梯形柱塞11包括面向筒形壁1和5滑動的、以相對的方向延伸的密封凸緣。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種噴射計(jì)量的物質(zhì)給主流體的裝置，它包括一與階梯形柱塞11連接的計(jì)量柱塞28，柱塞11的運(yùn)動以眾知的方法由主流體的壓力所產(chǎn)生。柱塞28與計(jì)量泵體10配合，泵體10與流體出口室8的下部固定連通。這樣，附加物的混合物被限制在裝置的出口處，從而不需要對與流體和附加物接觸的滑動部件進(jìn)行密封，也消除了由于沉淀物附著在滑動部件上而使密封裝置磨損的風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于輸送主流體的進(jìn)口室6是環(huán)形的，因此易于安裝一過濾件33。
文檔編號F04B13/02GK87105287SQ87105287
公開日1988年2月10日 申請日期1987年7月30日
發(fā)明者吉恩·克洛伯 申請人:吉恩·克洛伯導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan