Дозувальна техніка
Сім разів відмір один раз відріж!
Прислів'я «Сім разів відміряй, один раз відріж!», наведене у виданій у середині ХІХ століття книзі «Прислів'я українського народу» В. І. Даля, і сьогодні залишається одним із найпопулярніших і найчастіше вживаних.
Все ніби вірно, тільки часи з того часу, коли ці загалом правильні прислів'я зафіксували народний досвід, дуже змінилися. Багаторазово зросли як швидкості транспортних засобів, а й темп життя. І якщо на щастя не всяке «зволікання смерті подібне» (ще одна крилата фраза, що прийшла вже з латинської мови, буквально ─ periculum in mora), то дуже часто воно загрожує зниженням продуктивності, втраченою вигодою та іншими втратами, що важко поповнюються. Будь-який збій у роботі дозувальних пристроїв, що входять до складу обладнання заводів та фабрик, численних підрозділів житлово-комунального комплексу та інших підприємств та організацій, призводить до втрат продукції, уповільнення або навіть повної зупинки роботи часто дуже складних виробничо-технологічних ланцюжків. Сьогодні необхідно «відміряти» і «відрізати» ─ або, говорячи сучасною мовою, дозувати ─ максимально швидко, нерідко з прецизійною точністю, у широких діапазонах дозування. І не з десятої, і навіть не з другої, а з першої спроби.
Про дозувальну техніку в історичному контексті
До зовсім недавнього за історичними мірками минулого потреби в дозуванні цілком задовольняли ваги (дискретні вагові дозатори), мірний посуд (дискретні об'ємні дозатори) і найпростіші механічні дозувальні пристрої, що керуються вручну. Початок стрімкого зростання потреб у точному та швидкому дозуванні поклала промислова революція. Перші прототипи насосів (а, як відомо, насоси-дозатори становлятьнайважливіший сегмент дозувальної техніки) з'явилися досить давно. Але до винаходу парової машини, яка по суті дала старт промислової революції, вони не могли скласти гідну конкуренцію безнапірним водопідйомним машинам. І лише «приручення» людиною пари різко підвищило інтерес до них з боку промисловості, а поява теплових та електричних двигунів надало розвитку насосної техніки додаткового імпульсу.
Сьогодні дозувальна техніка (або як іноді кажуть «дозуюча техніка») перетворилася на важливий сегмент промислових технологій, один із напрямків, що грають помітну роль у поступальному русі науково-технічного прогресу.
Отже, у великих кількостях необхідні дозувальні установки, здатні швидко і точно відміряти і своєчасно відвантажити встановлювані технологічним регламентом обсяги матеріалів.
Дозатори ─ об'ємні та вагові, дискретні та безперервної дії
Нормативні документи визначають дозатор як пристрій, призначений для дозування, за допомогою якого здійснюється дозування, для автоматичного відмірювання (дозування) заданої кількості матеріалу або компонента. Для назви дозуючих пристроїв сьогодні також застосовується термін "диспенсер" - "калька" англійської dispenser, тобто. дозатор, розподільник.
Сучасний дозатор може складатися не тільки із засобів вимірювання, наприклад, у разі вагових дозаторів дискретної дії – це порційні ваги, але й пристроїв, що служать для подачі продукту – живильників.
Дозатори мають різноманітне конструктивне виконання - стрічкові, барабанні, тарілчасті, шнекові. Так, дозатори для твердих матеріалів можуть виконуватися у вигляді натягнутого на барабан стрічкового транспортера, робоча частина якого спирається на ролик,пов'язаний системою важелів із ваговим коромислом. Витрата матеріалу, що надходить на стрічку дозатора з бункера, регулюється спеціальною заслінкою безпосередньо пов'язаною з вимірювальною системою.
Дозатори за принципом дії поділяють на дві основні групи - об'ємні та вагові. Між ними встановився своєрідний «розподіл праці». Об'ємні дозатори використовують переважно для дозування газів, рідин, паст, рідше за тверді матеріали. Вагові дозатори - для твердих матеріалів та рідин. Переваги об'ємних дозаторів - простота конструкції та надійність. Їх не найсильніші сторони - залежність обсягу дози від тиску і температури середовища, що особливо виразно спостерігається у газів.
Вагові дозатори, як правило, відрізняються широким діапазоном та високою точністю дозування. Але при цьому у них складніша конструкція і менша, ніж у об'ємних дозаторів продуктивність.
Розрізняють об'ємні та вагові дозатори дискретної дії (ще говорять порційні або циклічні дозатори) і пристрої безперервної дії.
Для значної кількості виробничих процесів порційне дозування (а з нього власне дозування і починалося) неприйнятно. Широке впровадження безперервних технологій та розвиток засобів автоматики уможливили застосування безперервного автоматичного дозування з використанням вагових та об'ємних дозаторів.
І ще про класифікацію дозаторів
Сучасні дозатори вміють працювати з будь-якими середовищами. Дозовані середовища - один із приводів для їх класифікації. Інший привід ─ вид енергії, що використовується при цьому: електрична, пневматична, гідравлічна або їх комбінації.
За рівнем автоматизації керування дозатори поділяють на ручні, напівавтоматичні, автоматичні.
Ручні дозатори(тут саме час згадати термін «диспенсер») ─ флакони-диспенсери, механічні степери, титратори ─ керуються натисканням кнопки. Такі дозатори широко затребувані як частина обладнання дослідних та заводських лабораторій (т. зв. аналітичні та лабораторні дозатори).
У промисловості зазвичай застосовуються автоматичні установки дозування, що не вимагають безпосереднього впливу оператора. На їх основі формуються системи автоматизованого дозування (САД). У загальному випадку САД - це сукупність дозуючого пристрою та пристрою, що забезпечує управління його виконавчими органами відповідно до заданого алгоритму. Максимальну ефективність управління дозувальною технікою забезпечує використання комп'ютерів, що дозволяють не тільки здійснювати дозування згідно з заданою програмою, з максимально зручним поданням всіх даних оператору та передачею вичерпної інформації на інші рівні управління, а й зводити нанівець вплив зовнішніх факторів. Наприклад, змін технологічного режиму.
У міру розвитку засобів автоматизації, а сьогодні - комп'ютеризації та роботизації, можливості керуючих пристроїв постійно розширюються. Це безпосередньо впливає на такий важливий параметр дозувальної техніки, як точність дозування та опосередковано ─ на продуктивність та ширину діапазону дозування.
Два останні параметри залежать головним чином від конструктивного виконання дозатора. Воно визначає і відповідають особливостям виробничих процесів, зокрема на т. зв. небезпечних виробничих об'єктах, виконання приводу (вибухобезпечне, іскробезпечне, пиловодонепроникне), та область застосування дозаторів у частині властивостей середовищ, що дозуються. А саме - їх агресивності, токсичності, абразивності, температури, в'язкості,вмісту домішок та ін. І таких дозаторів властивостей, що ускладнюють роботу, як підвищене піноутворення або процеси кристалоутворення в рідинах.
Дозатори можуть бути:
Автоматичні дозуючі пристрої здатні не лише дозувати речовини згідно з заданою програмою логічної або тимчасової послідовності, але й регулювати склад суміші залежно від змін кількості інших компонентів, що дозуються.
Насоси-дозатори
З'єднання двох технічних пристроїв - насоса та дозатора, а краще сказати - конструктивне втілення дозатора у формі насоса або агрегатів, оснащених кількома насосами, призвело до появи найважливішого класу дозувальної техніки - насосів-дозаторів та насосних дозувальних агрегатів. Сьогодні можна говорити про два принципово відмінні види пристроїв для дозування рідин - дозатори закінчення, в яких видача дози рідини відбувається завдяки потенційній енергії її потоку, і насоси-дозатори, що використовують додаткову енергію.
Дозувальний насос або насос-дозатор - це насос, що забезпечує подачу рідини із заданою точністю. Точністю дозування насоса називають «відношення різниці подач фактичної та встановленої за шкалою до подачі, встановленої за шкалою» («ГОСТ 17398-72. Насоси. Терміни та визначення»).
Насоси для дозування ─ це вид насосів за вимогами експлуатації. Нагадаємо, що поряд з дозувальними насосами виготовляють та використовують оборотні, реверсивні, регульовані та ручні насоси.
Як дозувальні найчастіше використовують плунжерні, мембранні та перистальтичні насоси.
Насосний агрегат з кількома насосами дозування називають дозувальний насосний агрегат. А якщо в нього подача всіх насосів змінюється одночаснопропорційно, ─ це синхродозірувальний насосний агрегат.
Де застосовується дозувальна техніка
Дозувальна техніка широко використовується в різних галузях промисловості.
У будівництві та виробництві будівельних матеріалів під час виробництва бетону дозують в'яжучі, хімічні добавки, пігменти.
При виготовленні продуктів харчування і напоїв необхідно дозувати вітаміни, стабілізатори, ароматизатори, та й просто тісто в хлібопеченні і всі продукти, що фасуються без винятку.
Особливо широкого поширення системи дозування з використанням насосів-дозаторів набули у системах водопідготовки, як у ЖКГ, так і на підприємствах різних галузей, функціонування яких пов'язане з використанням технічної води.
Приклад використання дозаторів у сфері послуг – автоматизовані системи дозування хімічних реагентів на автомийках.
Насоси-дозатори широко застосовують у транспортних засобах.
Дозувальна техніка потрібна у всіх сегментах хімічної галузі - нафтохімії, виробництві лакофарбових матеріалів, автокосметики, на фармацевтичних підприємствах.
Сьогодні значну частину парку дозувальної техніки, насосного обладнання, а отже – насосів-дозаторів та арматури для насосів, становить продукція зарубіжних виробників. У зв'язку з цим особливої актуальності набувають питання імпортозаміщення. І це ─ не данина політичній кон'юнктурі, а об'єктивна необхідність. Наприклад, це дозволить суттєво знизити собівартість промислової продукції без втрати її якості. Проблему імпортозаміщення можна розглядати у двох аспектах. З одного боку - необхідність організації вітчизняного виробництва сучасного високотехнологічного обладнання, а з іншого -підтримка у працездатному стані зарубіжної техніки, для чого необхідно налагодити виробництво запчастин для імпортних насосів. В обох цих напрямках успішно працює «Завод дозувальної техніки «Ареопаг» з Санкт-Петербурга, який з 1992 року виробляє та постачає дозувальні насоси більш ніж 1000 типорозмірів різних модифікацій у всі регіони України та на експорт.
Слово «дозувати» прийшло в українську мову, як і багато технічних термінів, з німецької мови - dosieren, а то, у свою чергу, виникло від пізньолатинського іменника dosis (дозування). І тут, саме час, згадати ще один крилатий вираз із давньої латині, на диво органічно звучить по відношенню до однієї з найсучасніших технологій - автоматичного дозування. «Поділяй і володарюй», латиною Divide et impera. Розділяй ─ відміряй з високою точністю у широкому діапазоні будь-які матеріали; владарюй ─ ефективно керуй найскладнішими виробничими процесами.