МИКРОДОЗАТОР ЖИДКОСТИ Российский патент 2020 года по МПК G01F11/08 

Изобретение относится к дозирующим устройствам для подачи малых количеств жидкости, предназначенным для использования преимущественно в медицине, а также в составе приборов для проведения научных экспериментов, в компактных химических реакторах, транспортных средствах и других областях, главным образом при длительной эксплуатации.

Известен микродозатор жидкости по авторскому свидетельству СССР №767526, опубл. 30.09.1980 [1], содержащий корпус, выполненный из чашеобразных основания и крышки с фланцами, между которыми расположена эластичная перегородка с образованием по разные стороны от нее герметичных камеры давления, в которой находится газогенерирующая легкокипящая жидкость, и камеры дозируемой жидкости с дроссельным элементом на выходе этой камеры. Данный микродозатор имеет недостаточно высокую точность дозирования, что обусловлено зависимостью давления газа в камере давления от температуры прибора.

Известен также микродозатор жидкости по авторскому свидетельству СССР №1051380, опубл. 30.10.1983 [2], содержащий корпус, внутренний объем которого разделен эластичной перегородкой на камеру давления, частично заполненную газогенерирующей легкокипящей жидкостью, и камеру дозируемой жидкости, оборудованную заправочным узлом и выпускным штуцером, а также дроссельный элемент и прерыватель потока, установленный между выпускным штуцером и дроссельным элементом. Кроме того, данный микродозатор содержит блок управления, формирующий подаваемые на прерыватель потока импульсы тока, длительность которых регулируется с помощью терморезистора, размещенного на корпусе.

Несмотря па ослабление действия фактора, связанного с влиянием температуры корпуса, точность дозирования данного микродозатора остается недостаточно высокой, так как при длительной эксплуатации прибора имеет место влияние нестабильности давления паров легкокипящей жидкости. Кроме того, как показывает практика эксплуатации приборов, имеющих конструкцию, описанную в [2], в таких приборах имеют место случаи нарушения работоспособности из-за закупорки дроссельного элемента, имеющего высокое гидравлическое сопротивление.

Микродозатор жидкости по авторскому свидетельству [2] наиболее близок к предлагаемому.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении точности дозирования за счет исключения влияния нестабильности давления паров легкокипящей жидкости, а также в повышении надежности его функционирования за счет снижения вероятности закупорки дроссельного элемента.

Ниже при описании конструктивных особенностей микродозатора жидкости по предлагаемому изобретению и рассмотрении частных случаев его выполнения будут названы и другие виды достигаемого технического результата.

Предлагаемый микродозатор жидкости, как и указанный выше наиболее близкий к нему известный микродозатор по авторскому свидетельству [2], содержит корпус, внутренний объем которого разделен эластичной перегородкой на камеру давления, частично заполненную газогенерирующей легкокипящей жидкостью, и камеру дозируемой жидкости, снабженную заправочным узлом и выпускным штуцером. Кроме того, микродозатор содержит блок управления, прерыватель потока, имеющий вход и выход для дозируемой жидкости и управляющий вход, и дроссельный элемент. При этом вход прерывателя потока для дозируемой жидкости имеет соединение с выпускным штуцером, а выход прерывателя потока для дозируемой жидкости - соединение со входом дроссельного элемента, выход которого является выходом микродозатора жидкости. Блок управления имеет вход, а также соединенный с управляющим входом прерывателя потока выход, и выполнен с возможностью формирования на этом выходе импульсов, а прерыватель потока выполнен с возможностью пропускания дозируемой жидкости только в течение времени действия каждого из указанных импульсов.

Для достижения названного выше технического результата в микродозаторе жидкости по предлагаемому изобретению, в отличие от наиболее близкого к нему известного, прерыватель потока выполнен в виде эластичной трубки, пережимаемой находящимся под действием пружины штоком, являющимся одновременно сердечником электромагнита и освобождающим указанную эластичную трубку от пережатия при подаче на обмотку электромагнита импульса с управляющего входа прерывателя потока, один из концов указанной эластичной трубки является входом, а другой - выходом прерывателя потока для дозируемой жидкости. Кроме того, указанный микродозатор дополнительно содержит входной датчик давления емкостного или тензометрического типа, установленный на внешней поверхности продолжения упомянутой эластичной трубки со стороны входа прерывателя потока для дозируемой жидкости, имеющий сигнальный выход, соединенный со входом блока управления. Последний выполнен с возможностью формирования указанных импульсов, подаваемых с его выхода на соединенный с ним управляющий вход прерывателя потока, в виде последовательности со скважностью (длительностью импульсов и/или временными промежутками между ними), регулируемой для стабилизации на заданном уровне скорости поступления дозируемой жидкости на выход микродозатора жидкости по данным, получаемым на входе блока управления с сигнального выхода входного датчика давления в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности промежутка между импульсами.

Благодаря принципу регулирования, использующему информацию о давлении на входе прерывателя потока для дозируемой жидкости, исключается влияние на точность дозирования нестабильности давления паров легкокипящей жидкости. Одновременно, благодаря тому, что при указанном принципе регулирования течение жидкости является нестационарным, и тому, что поток дозируемой жидкости поступает в дроссельный элемент только в течение части рабочего времени, становится возможным при сохранении расхода увеличить диаметр проходного сечения дроссельного элемента и тем самым уменьшить вероятность его закупорки. Описанный выбор моментов времени для получения данных о давлении на входе прерывателя потока, используемых в процессе регулирования, обеспечивает равно-удаленность этих моментов от следующих друг за другом импульсов, подаваемых на управляющий вход прерывателя потока.

Помимо указанных выше недостатков наиболее близкого к предлагаемому известного микродозатора по авторскому свидетельству [2J, следует отметить, что он (равно как и прибор по авторскому свидетельству [1] и ряд других известных приборов аналогичного назначения) не обеспечивает получение пользователем информации о таком важном показателе его текущего состояния, как прекращение подачи дозируемой жидкости на выход, возможное при ее израсходовании, упомянутой выше закупорке дроссельного элемента (возможность которой сохраняется несмотря на достигаемое уменьшение ее вероятности), или о выходе из строя прерывателя потока.

Микродозатор по предлагаемому изобретению в частных случаях его выполнения обеспечивает достижение дополнительного технического результата, заключающегося в обеспечении возможности предотвращения эксплуатации прибора при наличии названных аномальных отклонений в его функционировании путем оповещения пользователя о наличии таких отклонений.

В одном из частных случаев в предлагаемый микродозатор дополнительно введен выходной датчик давления емкостного или тензометрического типа, установленный на внешней поверхности продолжения упомянутой эластичной трубки со стороны выхода прерывателя потока для дозируемой жидкости, имеющий сигнальный выход, а блок управления имеет дополнительный вход, соединенный с этим сигнальным выходом. При этом блок управления выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в прекращении пропускания дозируемой жидкости прерывателем потока, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 5% различии уровней сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в интервале между 0,91 и 0, 93 от продолжительности промежутка между импульсами и в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности следующего за упомянутым промежутком импульса.

Выявление нарушения функционирования устройства, заключающегося в неработоспособности прерывателя потока, является лишь одной из новых возможностей, создаваемых благодаря оснащению устройства источником дополнительной информации, которым является выходной датчик давления.

В другом частном случае при наличии такого датчика, установленного и имеющего связь с блоком управления в соответствии с описанным выше, блок управления может быть выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в закупорке дроссельного элемента, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 10% различии уровня сигнала, поступающего в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности импульсами на вход блока управления с сигнального выхода входного датчика давления, и уровня сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности промежутка между импульсами.

При наличии выходного датчика, установленного и имеющего связь с блоком управления в соответствии с описанным выше, блок управления может быть выполнен также с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, вызванного исчерпанием запаса дозируемой жидкости, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при менее чем 5%-ном превышении уровня сигнала, поступающего на вход блока управления в промежутке между импульсами в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности этого промежутка, над уровнем сигнала, поступающего в том же промежутке на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности данного промежутка.

Именно отсутствие или значительное уменьшение количества дозируемой жидкости в предназначенной для нее камере корпуса микродозатора может привести к столь незначительной разнице между значениями давлений, информация о которых заключена в уровнях двух названных сигналов.

Очевидно, что описанные частные случаи могут быть реализованы как совместно, так и порознь или в различных сочетаниях друг с другом.

Использование в блоке управления при описанном сравнении уровней сигналов интервалов времени внутри промежутка между импульсами, выходящих за пределы 0,45-0,55 и 0,91-0,93 от длительности промежутка, или интервала внутри импульса, выходящего за пределы 0,45-0,55 от длительности импульса, могло бы привести к увеличению вероятности ошибочного формирования сигналов о нарушении функционирования устройства.

В любом из описанных случаев для обеспечения возможности дистанционного информирования о нарушении нормального функционирования микродозатора жидкости он может быть снабжен радиопередающим устройством с использованием в последнем для модуляции передаваемого радиосигнала сигналов, поступающих на предназначенные для информирования об указанных нарушениях дополнительные выходы блока управления. При этом радиопередающее устройство может быть выполнено с возможностью придания излучаемому радиосигналу в разных экземплярах микродозатора жидкости индивидуального признака. Это обеспечит возможность не только дистанционного определения факта нарушения функционирования, но и идентификации устройства, в котором имеет место нарушение, при одновременном использовании нескольких устройств. В качестве такого индивидуального признака может выступать, например, несущая частота радиосигнала.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами фиг. 1 - фиг. 3. На фиг. 1 представлена функциональная схема микродозатора жидкости; фиг. 2 поясняет выполнение прерывателя потока и размещение входного и выходного датчиков давления; на фиг. 3 приведена временная диаграмма, на которой показаны импульсы, подаваемые на управляющий вход прерывателя потока, и временные интервалы для получения отсчетов значений давления, используемых в блоке управления.

На этих фигурах использованы следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - эластичная перегородка;

3 - камера давления;

4 - газогенерирующая легкокипящая жидкость;

5 - камера дозируемой жидкости;

6 - заправочный узел;

7 - выпускной штуцер;

8 - блок управления;

9 - прерыватель потока;

10 - вход прерывателя потока для дозируемой жидкости;

11 - выход прерывателя потока (для дозируемой жидкости;

12 - управляющий вход прерывателя потока;

13 - дроссельный элемент;

14 - выход микродозатора жидкости;

15 - вход блока управления;

16 - выход блока управления;

17 - входной датчик давления;

18 - сигнальный выход входного датчика давления;

19 - дополнительный выход блока управления для сигнала о неисправности прерывателя потока;

20 - выходной датчик давления,

21 - сигнальный выход выходного датчика давления;

22 - дополнительный вход блока управления;

23 - дополнительный выход блока управления для сигнала о закупорке дроссельного элемента;

24 - дополнительный выход блока управления для сигнала об исчерпании запаса дозируемой жидкости;

24.1, 23.1, 19.1 - световые индикаторы;

25 - радиопередающее устройство;

26 - антенна радиопередающего устройства;

31 - основание прерывателя потока;

32 - эластичная трубка;

33 - шток, являющийся сердечником электромагнита;

34 - пружина;

35 - упор, связанный со штоком 33;

36 - упор, связанный с основанием 31;

37 - обмотка электромагнита;

38 - заземленный вывод обмотки электромагнита;

41, 42 - продолжения эластичной трубки 32.

Предлагаемый микродозатор жидкости (фиг. 1) выполнен следующим образом (включая особенности выполнения, имеющие место в названных выше частных случаях).

Он содержит корпус 1, внутренний объем которого разделен эластичной перегородкой 2 на камеру 3 давления, частично заполненную газогенерирующей легкокипящей жидкостью 4, например, фреоном, и камеру 5 дозируемой жидкости. Последняя снабжена заправочным узлом 6 и выпускным штуцером 7. В состав микродозатора жидкости входят также блок 8 управления, прерыватель 9 потока, имеющий вход 10 и выход 11 для дозируемой жидкости и управляющий вход 12, и дроссельный элемент 13. Вход 10 прерывателя 9 потока для дозируемой жидкости имеет соединение с выпускным штуцером 7, а выход 11 прерывателя 9 потока для дозируемой жидкости - соединение со входом дроссельного элемента 13. Выход 14 последнего является выходом микродозатора жидкости.

Прерыватель 9 потока имеет выполнение, схематически представленное на фиг. 2. Он содержит расположенную на основании 31 эластичную трубку 32, один из концов которой является входом 10, а другой - выходом 11 прерывателя 9 потока для дозируемой жидкости (фиг. 1, фиг. 2). Эластичная трубка 32 пережата штоком 33, находящимся под действием пружины 34, расположенной между связанным со штоком 33 упором 35 и связанным с основанием 31 упором 36. В этом состоянии эластичная трубка 32 непроницаема для дозируемой жидкости. Шток 33 одновременно является сердечником зафиксированного на упоре 36 электромагнита, имеющего обмотку 37, соединенную одним из своих выводов с управляющим входом 12 прерывателя 9 потока. Другой вывод (38) обмотки 37 заземлен.

При поступлении на обмотку 37 через управляющий вход 12 импульса с выхода 16 блока 8 управления (фиг. 1) шток 33 втягивается в обмотку 37 электромагнита, действие которого преодолевает действие пружины 34. В результате этого эластичная трубка 32 освобождается от пережатия и становится возможным прохождение через прерыватель 9 потока дозируемой жидкости с его входа 10 на выход 11 (фиг. 1, фиг. 2).

Микродозатор жидкости содержит также входной датчик 17 давления тепзометрического или емкостного типа с сигнальным выходом 18, установленный перед входом 10 прерывателя 9 потока на внешней поверхности левого по чертежу фиг. 2 продолжения 41 упомянутой выше эластичной трубки 32. Аналогичный входному выходной датчик 20 давления тепзометрического или емкостного типа с сигнальным выходом 21 установлен после выхода И прерывателя 9 потока на внешней поверхности правого по чертежу фиг. 2 продолжения 42 упомянутой выше эластичной трубки 32.

Описанное выполнение прерывается 9 потока и расположения датчиков 17, 20 давления с использованием эластичной трубки 32 (фиг. 2) на фигуре 1 условно представлено особенностями изображения узлов 9, 17, 20.

Сигнальный выход 18 входного датчика 17 давления соединен со входом 15 блока 8 управления, а сигнальный выход 21 выходного датчика 20 давления - с дополнительным входом 22 блока 8 управления.

Блок 8 управления имеет также дополнительные выходы 19, 23 и 24, предназначенные для формирования на них сигналов, свидетельствующих о нарушении функционирования микродозатора, соответственно:

- о неисправности прерывателя 9 потока;

- о закупорке дроссельного элемента 13;

- об исчерпании запаса дозируемой жидкости в камере 5.

Микродозатор жидкости может быть снабжен также радиопередающим устройством 25 с антенной 26 для передачи упомянутых сигналов. Радиопередающее устройство 25 конструктивно может быть выполнено как часть блока 8 управления, но может быть размещено и вне этого блока, что условно отражено на чертеже изображением его положения в составе блока 8 управления штриховыми линиями.

Предлагаемый микродозатор жидкости работает и используется следующим образом.

При рабочей температуре микродозатора газогенерирующая жидкость 4, например фреон, кипит. Камера 3 при этом выполняет роль газовой пружины. Давление пара через эластичную перегородку 2 передается дозируемой жидкости, предварительно введенной в предназначенную для нее камеру 5 через заправочный узел 6, и выталкивает эту жидкость через выпускной штуцер 7. Далее дозируемая жидкость проходит через прерыватель 9 потока и дроссельный элемент 13 на выход 14 устройства к потребителю.

Функция описанного выше прерывателя 9 потока аналогична таковой для прерывателей, выполненных в соответствии с авторским свидетельством [2] или авторским свидетельством №1552010, опубл. 23.03.1990 [4], или любым аналогичным образом, реализующим принцип, при котором прохождение потока жидкости со входа на выход возможно только в течение действия импульса на управляющем входе 12, поступающего в данном случае с выхода 16 блока 8 управления, т.е. времени подключения дроссельного элемента.

Дроссельный элемент 13, предназначенный для сглаживания пульсаций давления дозируемой жидкости на выходе 14 микродозатора (например, лекарственной жидкости, вводимой пациенту), может представлять собой, в частности, капиллярную трубку. Возможно также выполнение, описанное в авторском свидетельстве СССР №672392, опубл. 05.07.1979 [3].

Расход дозируемой жидкости определяется диаметром проходного сечения и длиной дроссельного элемента 13, а также скважностью импульсов, поступающих на управляющий вход 12 прерывателя 9 потока.

Блок 8 управления содержит зашитые в него заданное значение скорости подачи дозируемой жидкости и программный продукт для расчета соответствующего этой скорости требуемого значения входного давления прерывателя 9 потока с использованием соотношения, эмпирически найденного для конкретного варианта конструктивного выполнения устройства в процессе его проектирования. На основании показаний входного датчика 17 давления и требуемого значения входного давления блок управления формирует на своем выходе 16 импульсную последовательность (см. фиг. 3). При изменении давления в камере 3, выполняющей роль газовой пружины, вызванном изменением температуры дозатора или деградацией легкокипящей жидкости 4, блок 8 управления, используя полученные от входного датчика 17 данные о давлении, осуществляет регулирование длительности τ и (или) периода Т повторения импульсов (фиг. 3) на своем выходе 16, соединенном с управляющим входом 12 прерывателя потока 9, т.е. изменяет скважность Q=T/τ упомянутой импульсной последовательности, и в итоге поддерживает расход дозируемой жидкости на заданном уровне. В зависимости от технологических предпочтений разработчика, имеющейся в его распоряжении элементной базы и других факторов управление скважностью может быть осуществлено, как отмечалось выше, путем регулирования длительности τ импульсов, или периода T их повторения, или обоих этих параметров.

При осуществлении описанного регулирования в блоке управления, как было отмечено выше, используются данные о давлении, получаемые в середине промежутков между импульсами - в интервалах Δt₁, составляющих 0,45-0,55 от продолжительности Т-τ этих промежутков (фиг. 3).

В течение действия импульса на управляющем входе 12 прерывателя 9 потока, поступающего с выхода 16 блока 8 управления, при нормальной работе устройства прерыватель 9 потока открыт, т.е. эластичная трубка 32 освобождена от пережатия штоком 33, и значения давления на выходе прерывателя 9 перед импульсом (т.е. в конце промежутка между импульсами) и во время действия импульса существенно различны. Если же пережатие эластичной трубки сохраняется, то эти давления близки друг к другу. Поэтому в случае выявления такой близости - не превышающего 5% различия показаний датчика 20 выходного давления, полученных в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности промежутка между импульсами (Δt₃, фиг. 3) и в середине импульса в интервале между 0,45 и 0,55 от его продолжительности (Δt₂, фиг. 3) должно быть зафиксировано нарушение работы прерывателя 9 потока. В этом случае формируется электрический сигнал о неисправности прерывателя 9 потока, поступающий на дополнительный выход 19 блока 8 управления. Данный сигнал может быть преобразован для представления, например, в звуковой или световой форме.

При нормальной работе устройства значение давления перед прерывателем 9 потока в середине импульса, измеряемого входным датчиком 17, поступающее на вход 15 блока 8 управления, и значение давления после прерывателя потока, измеряемого выходным датчиком 20, поступающее на дополнительный вход 22 блока 8 управления, существенно отличаются друг от друга. Но если имеет место закупорка дроссельного элемента 13, то разница между указанными давлениями становится незначительной. Для сравнения используется давление, измеряемое входным датчиком 17 в середине импульса - в интервале между 0,45 и 0,55 от его продолжительности (Δt₂, фиг. 3). Давление же, измеряемое выходным датчиком 20, берется в интервале, близком к концу промежутка между импульсами - в пределах между 0,91 и 0,93 от его продолжительности (Δt₃, фиг. 3). Вывод о закупорке дроссельного элемента делается, если различие между названными давлениями не достигает 10%.

Формируемый в таком случае сигнал о неисправности подается на дополнительный выход 23 блока 8 управления. Как и сигнал на дополнительном выходе 19, он является электрическим, но может быть преобразован и представлен, например, в звуковой или световой форме.

При нормальной работе устройства в промежутке между импульсами, поступающими на управляющий вход 12 прерывателя 9 потока, имеет место нарастание давления перед прерывателем 9, измеряемое входным датчиком 17. Оно заведомо больше давления после прерывателя, измеряемого выходным датчиком 20, в конце того же промежутка. Но если запас дозируемой жидкости в камере 5 для такой жидкости исчерпан или близок к исчерпанию, то существенное превышение первого из названных давлений над вторым становится невозможным. При менее чем 5%-ном различии может быть сделан вывод об исчерпании запаса дозируемой жидкости. При этом в качестве значения одного из сравниваемых давлений выступает давление, измеренное входным датчиком 17 в середине промежутка между импульсами, а именно, в интервале от 0,45 до 0,55 от продолжительности этого промежутка (Δt₁, фиг. 3), а в качестве значения второго давления - результат измерения давления выходным датчиком 21 в интервале от 0,91 до 0,93 продолжительности того же промежутка (Δt₃, фиг. 3). В этом случае в блоке 8 управления формируется электрический сигнал о нарушении функционирования устройства, подаваемый на дополнительный выход 24. Как и сигналы, подаваемые на дополнительные выходы 19, 23, он может быть преобразован и представлен, например, в звуковой или световой форме.

На чертеже фиг. 2 условно представлен частный случай, когда электрические сигналы на дополнительных выходах 19, 23, 24 преобразуются в световые с помощью световых индикаторов (лампочек, светодиодов) 19.1, 23.1, 24.1, соответственно, изображенных штриховыми линиями.

Во всех рассмотренных выше случаях при формировании сигналов о нарушении работы устройства с целью исключения влияния переходных процессов предусмотрено использование отсчетов значений давления в пределах интервалов (Δt₂, Δt₁, Δt₃, фиг. 3), достаточно удаленных от начала импульсов (на 0,45-0,55 их продолжительности) и от их окончания (на 0,45-0,55 и 0,91-0,93 от продолжительности промежутков между импульсами).

Блок управления с описанной несложной логикой работы по регулированию скважности импульсов на выходе 16 и формированию сигналов о нарушении функционирования на выходах 19, 23, 24 может быть реализован с использованием традиционных методов проектирования электронных схем непосредственно на основе приведенной выше и в формуле изобретения характеристики выполняемых этим блоком функций.

Для обеспечения дистанционного информирования о нарушениях функционирования микродозатора жидкости он может быть дополнен радиопередающим устройством 25 с антенной 26 с использованием для модуляции передаваемого радиосигнала сигналов, формируемых на дополнительных выходах 19,23, 24 блока 8 управления.

При этом, как указывалось выше при раскрытии сущности изобретения, возможно выполнение радиопередающего устройства с приданием ему в разных экземплярах микродозатора индивидуального признака для идентификации источника радиосигнала в месте его приема. Таким признаком может быть, в частности, несущая частота радиосигнала. Наличие данной особенности позволит, например, дежурному персоналу в больнице своевременно выявить необходимость уделить внимание конкретному пациенту, при лечении которого используется микродозатор жидкости.

Основная часть энергии, а именно энергия для прокачивания дозируемой жидкости, при работе предлагаемого микродозатора поступает в виде теплоты окружающей среды. Источниками данной энергии могут быть, например, окружающий воздух, живой организм, и по этому признаку предлагаемый микродозатор жидкости, как и дозаторы [1], [2], [3], может быть отнесен к классу термоинфузионных (Shumakov V.I., Abrosimov A.I., Seid-Guseinov А.А., Adasko V.I. Experience with a thermoinfusional drug delivery. - Artifical organs, 1981, vol. 5(A), №7, p. 64 [5]). Для управления работой прерывателя 9 потока и функционирования блока 8 управления (а также радиопередающего устройства 25 при его наличии) требуется некоторое количество электроэнергии.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №767526, опубл. 30.09.1980.

2. Авторское свидетельство СССР №1051380, опубл. 30.10.1983.

3. Авторское свидетельство СССР №672392, опубл. 05.07.1979.

4. Авторское свидетельство СССР №1552010, опубл. 23.03.1990.

5. Shumakov V.I., Abrosimov A.I., Seid-Guseinov А.А., Adasko V.I. Experience with a thermoinfusional drug delivery. - Artifical organs, 1981, vol. 5(A), №7, p. 64.

Изобретение относится к дозирующим устройствам для подачи малых количеств жидкости, предназначенным для использования преимущественно в медицине. Предлагаемый микродозатор содержит корпус 1, внутренний объем которого разделен эластичной перегородкой 2 на камеру 3 давления, частично заполненную газогенерирующей легкокипящей жидкостью 4, и камеру 5 дозируемой жидкости, снабженную заправочным узлом 6 и выпускным штуцером 7. Микродозатор содержит также блок 8 управления, прерыватель 9 потоки, имеющий вход 10 и выход 11 для дозируемой жидкости и управляющий вход 12, и дроссельный элемент 13. Вход 10 прерывателя 9 потока имеет соединение с выпускным штуцером 7, а выход 11 - со входом дроссельного элемента 13, выход 14 которого является выходом устройства. Блок 8 управления имеет вход 15, а также соединенный с управляющим входом 12 прерывателя 9 выход 16, и выполнен с возможностью формирования на этом выходе импульсов, а прерыватель 9 выполнен с возможностью пропускания дозируемой жидкости только в течение времени действия каждого из указанных импульсов. Особенностью предлагаемого микродозатора является то, что он дополнительно содержит входной датчик 17 давления на входе 10 прерывателя 9, имеющий сигнальный выход 18, соединенный со входом 15 блока 8 управления. Последний выполнен с возможностью формирования указанных импульсов, подаваемых с его выхода 16 на соединенный с ним управляющий вход 12 прерывателя 9 потока, в виде последовательности со скважностью, регулируемой для стабилизации на заданном уровне скорости поступления дозируемой жидкости на выход 14 по данным, получаемым на входе блока 8 управления с сигнального выхода 18 входного датчика 17 давления в середине промежутков между указанным импульсами. Обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышенной точности дозирования за счет исключения влияния нестабильности давления паров легкокипящей жидкости, а также в повышении надежности его функционировании за счет снижения вероятности закупорки дроссельного элемента. В частных случаях выполнения устройства оно дополнено выходным датчиком 20 давления, соединенным своим сигнальным выходом 21 со входом 22 блока 8 управления. Технический результат - повышение точности дозирования за счет исключения влияния нестабильности давления паров легкокипящей жидкости, а также повышение надежности его функционирования за счет снижения вероятности закупорки дроссельного элемента. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Микродозатор жидкости, содержащий корпус, внутренний объем которого разделен эластичной перегородкой на камеру давления, частично заполненную газогенерирующей легкокипящей жидкостью, и камеру дозируемой жидкости, снабженную заправочным узлом и выпускным штуцером, кроме того, микродозатор жидкости содержит блок управления, прерыватель потока, имеющий вход и выход для дозируемой жидкости и управляющий вход, и дроссельный элемент, при этом вход прерывателя потока для дозируемой жидкости имеет соединение с выпускным штуцером, а выход прерывателя потока для дозируемой жидкости - соединение со входом дроссельного элемента, выход которого является выходом микродозатора жидкости, блок управления имеет вход, а также соединенный с управляющим входом прерывателя потока выход, и выполнен с возможностью формирования на этом выходе импульсов, а прерыватель потока выполнен с возможностью пропускания дозируемой жидкости только в течение времени действия каждого из указанных импульсов, отличающийся тем, что прерыватель потока выполнен в виде эластичной трубки, пережимаемой находящимся под действием пружины штоком, являющимся одновременно сердечником электромагнита и освобождающим указанную эластичную трубку от пережатия при подаче на обмотку электромагнита импульса с управляющего входа прерывателя потока, один из концов указанной эластичной трубки является входом, а другой - выходом прерывателя потока для дозируемой жидкости, кроме того, указанный микродозатор дополнительно содержит входной датчик давления емкостного или тензометрического типа, установленный на внешней поверхности продолжения упомянутой эластичной трубки со стороны входа прерывателя потока для дозируемой жидкости, имеющий сигнальный выход, соединенный со входом блока управления, а последний выполнен с возможностью формирования указанных импульсов, подаваемых с его выхода на соединенный с ним управляющий вход прерывателя потока, в виде последовательности со скважностью, регулируемой для стабилизации на заданном уровне скорости поступления дозируемой жидкости на выход микродозатора жидкости по данным, получаемым на входе блока управления с сигнального выхода входного датчика давления в промежутках между импульсами в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности этих промежутков.

2. Микродозатор по п. 1, отличающийся тем, что в него дополнительно введен выходной датчик давления емкостного или тензометрического типа, установленный на внешней поверхности продолжения упомянутой эластичной трубки со стороны выхода прерывателя потока для дозируемой жидкости, имеющий сигнальный выход, а блок управления имеет дополнительный вход, соединенный с этим сигнальным выходом, и выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в прекращении пропускания дозируемой жидкости прерывателем потока, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 5% различии уровней сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,91 и 0,93 от его продолжительности и во время действия следующего за этим промежутком импульса в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности данного импульса.

3. Микродозатор по п. 1, отличающийся тем, что в него дополнительно введен выходной датчик давления емкостного или тензометрического типа, установленный на внешней поверхности продолжения упомянутой эластичной трубки со стороны выхода прерывателя потока для дозируемой жидкости, имеющий сигнальный выход, а блок управления имеет дополнительный вход, соединенный с этим сигнальным выходом, и выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в закупорке дроссельного элемента, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 10% различии уровня сигнала, поступающего во время действия импульса в интервале между 0,45 и 0,55 от его продолжительности на вход блока управления с сигнального выхода входного датчика давления, и уровня сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности этого промежутка.

4. Микродозатор по п. 1, отличающийся тем, что в него дополнительно введен выходной датчик давления емкостного или тензометрического типа, установленный на внешней поверхности продолжения упомянутой эластичной трубки со стороны выхода прерывателя потока для дозируемой жидкое к имеющий сигнальный выход, а блок управления имеет дополнительный вход, соединенный с этим сигнальным выходом, и выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, вызванного исчерпанием запаса дозируемой жидкости, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при меньшем 5% превышении уровня сигнала, поступающего на вход блока управления с сигнального выхода входного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности этого промежутка, над уровнем сигнала, поступающего в том же промежутке на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности данного промежутка.

5. Микродозатор по п. 3, отличающийся тем, что блок управления выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в прекращении пропускания дозируемой жидкости прерывателем потока, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 5% различии уровней сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,91 и 0,93 от его продолжительности, и во время действия следующего за этим промежутком импульса в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности данного импульса.

6. Микродозатор по п. 2, отличающийся тем, что блок управления выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, вызванного исчерпанием запаса дозируемой жидкости, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при менее чем 5% превышении уровня сигнала, поступающего на вход блока управления с сигнального выхода входного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности этого промежутка, над уровнем сигнала, поступающего в том же промежутке на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности данного промежутка.

7. Микродозатор по п. 4, отличающийся тем, что блок управления выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в закупорке дроссельного элемента, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 10% различии уровня сигнала, поступающего во время действия импульса в интервале между 0,45 и 0,55 от его продолжительности на вход блока управления с сигнального выхода входного датчика давления, и уровня сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,91 и 0,93 от продолжительности этого промежутка.

8. Микродозатор по п. 7, отличающийся тем, что блок управления выполнен с дополнительной возможностью выявления нарушения работоспособности микродозатора жидкости, заключающегося в прекращении пропускания дозируемой жидкости прерывателем потока, с формированием сигнала о таком нарушении на предназначенном для этого сигнала дополнительном выходе блока управления при не превышающем 5% различии уровней сигнала, поступающего на дополнительный вход блока управления с сигнального выхода выходного датчика давления в промежутке между импульсами в интервале между 0,91 и 0,93 от его продолжительности и во время действия следующего за этим промежутком импульса в интервале между 0,45 и 0,55 от продолжительности данного импульса.

9. Микродозатор по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен радиопередающим устройством с использованием в последнем для модуляции передаваемого радиосигнала сигнала, формируемого в блоке управления для подачи на дополнительный выход.

10. Микродозатор но п. 9, отличающийся тем, что радиопередающее устройство выполнено с возможностью придания излучаемому радиосигналу в разных экземплярах микродозатора жидкости индивидуального признака.

11. Микродозатор по любому из пп. 5-8, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен радиопередающим устройством с использованием в последнем для модуляции передаваемого радиосигнала сигналов, формируемых в блоке управления для подачи на дополнительные выходы.

12. Микродозатор по п. 11, отличающийся тем, что радиопередающее устройство выполнено с возможностью придания излучаемому радиосигналу в разных экземплярах микродозатора жидкости индивидуального признака.

13. Микродозатор по п. 10 или 12, отличающийся тем, что указанным индивидуальным признаком является несущая частота излучаемого радиосигнала.