液体定量机械给料实验装置的研究与应用

程贵生 宋彦文

摘要：本文从液体原料定量取给的基本原理和方法入手，研究并设计了一种能对液体原料实现机械化定量取给的实验装置。研究力求侧重于装置的实用功能，以使其能在生产实践中得以推广应用。

关键词：取给料装置实验研究应用

1关于液体物质取料给料的基本原理

(为了叙述方便，取料给料简称给料)

M为液体原料仓，N为给料仓，H为一缸体，右边为盲端。与H配套的英里面是一滑块K(活塞)，滑块K与缸体密切配合(活塞原理)，具有气密性，滑块K可以在缸体中左右往复滑动。P和Q为两个逆止阀，互为反向装置，E、F分别为两根输液管，E为进料管，F为出料管，P和Q分别一端与缸体连接，另一端分别与进料管E、出料管F连接；进料管E连接原料仓M，出料管与给料仓N连接。(见图1)

(图二)(a)～(C)为液体取料给料工作原理图。

图(a)中滑块K已置于初始状态。此时滑块K已在向右力的推动下，位移到缸体H的右顶端的位置。此时两个逆止阀P和Q均呈闭合状态。

首先，第一步滑块K受力开始向左移动。与此同时，由于滑块K与缸体之间的气密性，则缸体在右端产生真空负压，由此原因而导致，逆止阀Q闭合，逆止阀P开放。进而使进料管E中也产生真空负压，原料仓M中的液体原料开始被吸入进料管E，然后进入滑块K与滑道之间形成的取料中。当取料仓V中原料达到所要求的数量时，滑块K在某一个位置上停止了向左移动。图时二(b)所示。

此时，当给滑块K向右的一个力F右时(如图二(b)中F右)，则滑块K在F右的作用下，开始向右移动。此时取料仓V中的液体原料受到K的压力，向P和Q两个阀门管腔中流动。由于此时进料口逆止阀在压力F右的作用下闭合，而此时出料口逆止阀开启。受滑块K连续压力的继续推动，v中的原料经出料管注入给料仓中，直至滑块K向右移动到缸体H的右顶端时，V中原料已被全部输出完毕。装置已处于初始位置。如图二(c)所示意。

若重复图二(a)到图二(c)的全过程，则该装置第二次完成取给料。如此下去，可以无限重复下去。

以上所述程序的全过程即为液体定量绐料实验装置的基本工作原理。

2关于液体可调定量给料实验

装置原理的研究

上面的问题，对于液体取给料的一种常用实验装置及其工作原理进行了阐述。下面我们来进一步研究怎样来实现使给料确定数量、并且使定量具有可调性(在一定范围内)，而同时又能使该装置机械化呢?具体内容如下。

首先，我们图一所示装置的基础上，在滑块K的左边装置了偏原料仓心轮连杆动力装置，如图三所示意。装置完成后，所要求的定量取科给料已满足，并且所定数量可在一定范围内可精确调整：同时可使该实验装置机械化，内容分述如下。

要使该装置实现机械自动化，就应使滑块K机械自动往复运动，那就要给滑块一个往复运动的力。为了实现这个目的，在滑块K的左侧加装了了动力偏心轮O，D为偏心轴，通过连杆与滑块K相连接，此轮受动力所趋动。偏心轮。直径大小由所需来确定(主要因素是由滑块的行程而定)。而滑块的左右移动一方面使该该装置实现了机械自动化，可以使实验装置重复进行给料，这是其实用性。另一方面，滑块行程的长短(在缸体外周不变的情况下)即决定了取料包容积的大小，也就是每一次取料数量的多少。行程愈长，每次取料的数量就越多，反之，每次取料的数量就越小。行程一但定下，每次取料就是一个定量。能不能对这个数量的大小在一定范围内调整呢?我们在轮子的一侧开了一个长圆柱形槽S(如图四所示意)。

槽中配置了一个下端为部分为螺旋状杆件。即偏心轴为螺旋部分与固定螺母配合，上端部分为圆柱(D的轴)。此部分端部也为螺旋状系扣与螺母配合固定。如图五所示。图五中a表示部分在动力轮槽S中可以移动，这样就使轴D的偏心率大小得以改变。距离圆心越远，动力轮偏心越大，则滑块K行程越大：反之滑块K行程越小。由于D在槽S内的连续可调性，即使得滑块K行程可连续微量调整，这样就使得取料仓V的大小，即每次所取原料数量得以任意微量调整(在一定范围内)。这样就完成了该取料装置的数量可调性。也就是解决了取料仓V大小定量的选择需要问题。

随之而出现的问题是：滑块K随着行程的改变，其位移的初始状态也发生了变化，即不能保证滑块K初始位置在缸体H的右顶端，这样该实验装置就无法圆满完成取给料功能。为了解决这个问题，我们在连杆固定一节的部分图三所示L表示采用了螺旋丝杠调节装置。如图六所示，G为连杆中活动活动杆部分，L为静杆部分。由于静杆部为采用螺旋可调其长短(在一定范围内)，若调整其长端，就可以使滑块K在静止状态下，移动至初始状态，即滑块K位于缸体右顶端的初始位置。这样就保证了整个装置的实验功能。以上这样，该实验装置就可以圃满完成液体机械化可谓定量取给料的一系列实验功能。整个装置工作原理如图七所示意。

3机械自动化液体定量给料实验装置的应用

液体机械化定量给料装置由于它功能的多重性以及其可靠性，在实践中应有着广泛的应用。

3.1首先，利用该装置的结构工作原理，完成某些液体定量取给料的需求。在这一方面，我们课题组已经制定完成了一种具有实用性的适用于人们生活方面所需要的手动器具。

3.2此实验装置的结构原理适用于各种一般性液体原料。应用于比重小，流动性强的效果比较好。如果原料液体的比重过大，则可能影响到该装置的可靠性。

3.3此装置适合于多种行业液体原料的定量取给量。由于装置结构简单，制作成本低，取给料快速、准确及取科数量的精确可调性，同时又具有机械自动化功能而应有着广泛的应用价值。