[发明专利]流体驱动多介质比例混合系统

说明书

技术领域

本发明涉及多介质比例混合系统，特别是涉及一种由流体驱动的多介质比例混合系统。

背景技术

在目前使用的消防系统中需要将一种或多种灭火剂与主体消防水按比例混合形成所需的混合液，以达到消防灭火的目的。同样，在化工、食品等生产领域中根据产品工艺的要求，也需要对多种不同流体介质进行比例混合。可见，多介质混合技术的研究和应用，在当代生产和生活中关系是极为紧密的。据本申请人对相关技术的分析，现有的多介质比例混合装置有如下几种主要型式。

1、负压式比例混合系统，含压介质A（参见图1）在流经比例混合器时产生负压，将介质B吸入与其混合形成比例混合液；

2、压力式比例混合系统，介质B储存在耐压容器中的胶囊内，介质A在流经比例混合器时产生负压，同时流入耐压容器，将介质B从胶囊中挤进比例混合器与其混合形成比例混合液；

3、为平衡式比例混合系统，含压介质A在流经比例混合器时产生负压，介质B由加压泵加压，流经压力式平衡阀后在比例混合器中与介质A混合形成比例混合液，压力式平衡阀通过平衡介质A和介质B的压力进而控制进入比例混合器的介质B的压力和流率，以保持两种介质的混合比例。

4、计量注入式比例混合系统，安装在介质A流通管道的流量计测量其流率，并将流率信号传送至控制器，控制器按照设定的混合比和介质A流率计算出所需的介质B流率，并通过控制变频器、变频电机和容积泵所需介质B注入介质A管道，与之混合形成混合液。

以上前三种比例混合系统对介质混合比的控制能力按序增强，但均使用了以文丘里管原理设计的比例混合器（参见图1）。文丘里管中有一个收缩段，根据伯努利方程可知，主流体（介质A）流过收缩段时管壁静压变小，由此产生负压，并通过一个节流孔板将其他流体（介质B）吸入并混合。而这种由负压与节流孔板所形成的其他流体（介质B）的流量与流经比例混合器的主流体（介质A）的流量之间是非线性关系的。因此，这种比例混合器的流量范围是很有限的，为保证介质混合比控制在合适的范围内，它额定的工作流量范围通常都较窄，只能适用于流量范围变化不大的场所，通常只是两种介质的混合。另外，收缩段的存在还会导致流体介质压力降低。

第4种比例混合系统中虽然不再需要上述的比例混合器，做到了混合比可随时设置且可大可小，可实现超过两种介质的多种介质混合，但系统构成复杂，必须借助于外加动力源，系统的供电可靠性要求较高。

因此，探寻一种既能有效实现多介质比例混合，同时又能不借助于外加动力源的多介质比例混合系统，就成为相关行业亟需解决的一大课题。

发明内容

针对现有的比例混合系统只适用于介质流量范围变化不大的场所，存在工作流量范围较窄、压力损失大、系统构成复杂、对供电可靠性要求较高等问题，本发明的目的是提供一种流体驱动多介质比例混合系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

这种流体驱动多介质比例混合系统，包括用于从主流体介质获取动力的驱动装置、用于传递机械能的机械动力传输机构、用于输送其它流体介质的输送装置、用于盛装其它流体介质的常压容器以及介质输送管道；所述驱动装置的机械能输出端经机械动力传输机构与输送机构的动力输入端相连，并经与输送装置配置的其它介质输入管道与常压容器相连，同时又由输送机构的其他流体出口端经其它流体输出管道与自驱动装置引出的混合介质输出管道相连，由此构成无外加驱动力的比例自调型多介质比例混合系统。 

所述的驱动装置包括两端分别设置主介质输入端和主介质输出端的外壳、以及安置在所述外壳内的水轮驱动机构；其中所述的水轮驱动机构由水轮机壳体、水轮叶片和安装水轮叶片的转动轴组成；所述的外壳为一带双向开口的腔体，所述的水轮机壳体为一嵌置在外壳内的环状体，环状体的对应周边的壳体部位设有面向外壳左、右端开口的水轮机进液孔和水轮机出液孔，所述转动轴呈偏心状设于水轮机壳体的内腔，并在所述转动轴的轴杆上设有两片呈十字交叉状安置的水轮叶片。

所述水轮机壳体横截面上弧ad和弧bc与转动轴同心，弧ab和弧cd的两端均与相接触的水轮叶片相切，所述水轮叶片沿转轴轴向垂直面方向做往复运动。

所述转动轴的横截面为圆环形。

进一步优选方案为：所述的驱动装置的机械能输出端经机械动力传输机构与配有多个常压容器的多个输送机构分别连接，由每个输送机构将储存在每个常压容器内的其它介质经介质输送管道分别并联到自驱动装置引出的混合介质输出管道中，由此构成无外加驱动力的液体流动多介质比例混合系统。