Перистальтический дозатор Советский патент 1983 года по МПК F04B43/12 

Изобретение относится к устройствам для дозирования весьма малых объемов жидкости, а именно к дозаторам с трубчатыми эластичными рабочими органами перистальтического действия, и может -быть использовано в приборостроении, медицинской и биологическо промышленностях.

Дозаторы могут быть использованы в научно-исследовательских работах, связанных с хроматографией, калориметрией, теплофизикой и процессами, где необходимо поддержание высокой точности дозамии рабочих жидкостей при их перекачке, а также-их стерильности.

Известны дозаторы, которые содержат корпус, выполненный в виде, стакана, на дне которого в круговом канале размещен шланг и перемещающий с я вдоль него нажимной ролик | l.

Недостатком этого дозатора является быстрый износ шлангов под непосредственным воздействием на них роликов..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дозатор, содержа1ций корпус, в котором шланг расположен в канале, нажимной ролик, а между шлангами и роликом проложена кольцевая эластичная мембрана. Шланг обкатывается через эластичную мембрану нажимным роликом 2.

Силовые нагрузки на -мембрану рас,. пределяются только в нормальном направлении. Это приводит к тому, что при контакте с мембраной образуется диаметральный перекос мембраны и увеличивается трение об нее вращающихся частей до.затора.

Ввиду того, что мембрана изготовляется как правило из эластичных материалов ( тефлон, капролоктан и т .п,) , то повьниенное давление на, нее в зоне контакта с роликами приво дит к ее деформации и текучести, В свою очередь эта деформация приводит к изменению давления самой мембраны на шланг, а соответственно к проскалзыванию ролика относительно мембраны и снижению точности дозации. :

11елью изобретения является повыше ние точности дозации жидкости путем дополнительного распределения действия силовой нагрузки вдоль поверхно ти мембраны.

Поставленная цель достигается тем что дозатор содержит корпус с днищем

В котором по окружности выполнен канал, а в нем размещен шланг, контактирующий через кольцевую эластичную мембрану с нажимным роликом, при этом торцовая пoвepxнocт l днища, расположенная внутри корпуса, выполнена со скосом и снабжена шпильками, а .кольцевая мембрана со стороны канала выполнена с прямоугольным плоским буртиком и имеет скос параллельный скосу дний{а, при этом корпус снабжен прижимной гайкой с торцовым упором. Кроме того, углы скоса мембраны и днища определены зависимостью

d -arccosdL

«Де R расстояние от оси вра«(ения до точки приложения нагрузки;

R-2расстояние до центра шланга до оси вращения; ЛР, - гидравлическое сопротивление систем, где обеспечивается заданный расход дозатором; (V прижимная сила; . Р - силовая нагрузка ролика на

мембрану.

На фиг. 1 изображена конструкция дозатора; на фиг. 2 - схема распределения статических нагрузок на мембрану дозатора; на фиг, 3 -.элемент мембраны дозатора.

Дозатор устанавливается на двигатель 1 с вертикальным валом 2 и содер жит корпус в виде стакана 3 с круговым каналом k в днище БФ Торцовая поверхность днища 5 от канала до центральной оси корпуса выполнена со.скосом и снабжена шпильками 6. В канале расположен мланг 7, а над ним уста новлена кольцевая эластичная мембрана 8.

Прижимная мембрана 8 со стороны канала снабжена прямоугольным плоским буртиком 9 и также имеет скос параллельный скосу днища. Мембрана В фиксируется шпилькой 6 и опирается на шланг 7 Таким образом, между днищем 5 и мембраной 8 образуется щель10, размеры которой соответствуют высоте буртика, а сама мембрана 8 занимает плавующее положение. На валу 2 крепится водило 11с роликом 12. Корпус 3 дозатора снабжается прижимной гайкой 13, с торцовым упором Т, которая посредством резьбового соединения крепится внутри корпуса 3.

Упор k взаимодействует с мембраной по его внешнему контуру. Дозатор работает слелуюи им образом Враиоющийся ролик 12 водила 11 пр жимает через мембрану 8 шланг 7. Дав ление ролика 1Я на шланг за счет изг ба иеибраны 8 осуществляется в виде бегуи|ей волны за счет распределения нагрузки как в нормальном направлени так и дополнительного распределения силовой нагрузки вдоль поверхности мембраны. Действие мембраны на шланг в соот ветствии с конструкцией можно объяснить на примере следуклчей модели Сфйг, 2}. Рассмотрим правую часть мембраны, где действует нажимной ролик силой F Величина удельной нагрузки ( на шланг (т.е. сосредоточенной нагрузки of мембраны) уменьиает сечение шлан га на величину Д h , что влияет на уменьшение расхода жидкости..При локальном действии силы F от давления ролика и нагрузки а совместно на 11|ланге возникает реакция А. Считаем для упрощения, что шпильки мембраны есть 1иарниры (точка М) , не только ментрируюи(ие диафрагму горизонтально, но и обеспечивающие некоторую свободу ее торцам в вертикальной плоскости (в двух координатах) тогда сумма моментов относитель .но точки М , . fAOf FCOScLR, ycosjLft V tu. 9 COSol- Так как жидкость несжимаема, величина А определяется гидравлическим сопротивлением АРи, жесткость шланга ДРг . Итак .t-{y. Откуда угол может быть определен :dL-arccosoL л f Давление силы F на мембрану происходит таким образом, что за счет наклона центральной части мембраны под углом оС происходит перераспределение точечной нагрузки силы F в распределенную по мембраны в некотором кольцевом сегменте )с углом (Ъ , что приводит к изгибу мембраны, как в нормальном направлении, так и вдоль шланга (по окружности радиуса ) . Усилие силы F распределяется как нормально к мем()ране, так и вдоль нее. Это практически исключает перекос мембраны относ 1тельно оси 0-0 , создает контакт ее рабочего торца со шлангом по криволинейной поверхности, Т.е. мембрана изгибается по дуге окружности R/2,B сегменте с углом р . Это обеспечивает равномерную подачу жидкости без пульсаций с равномерным расходом.

1. ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР, содержащий корпус с днищем, в котором по окружности выполнен канал, а в мен размещен ишанг, контактирующий через эластичную мембрану с нажимным роликом, отличаю щ. и и с я тем, что, с целью повышения точности дозирования путем распределения действия силовой нагрузки вдоль поверхности мембраны, торцовая поверхность , расположенная внутри /J корпуса, выполнена со скосом и снабжена шпильками, а кольцевая мембрана со стороны канала выполнена с прямоугольным плоским буртиком и имеет скос, параллельный скосу днища, при этом корпус снабжен прижимной гайкой с торцовым упором. 2. Дозатор по П. 1, отлича КЗ щ и и с я тем,что углы скоса мембраны днища определены зависимостью . . ) o -arcCO5oL -5- -р- л где R - расстояние от оси вращения до точки приложения нагрузки; Ял расстояние от центра шланга до оси вращения; (Л ДР гидравлическое сопротивление У системы, в которой обеспечивается заданный расход дозатором ; . - прижимная сила; . F - силовая нагрузка ролика на мембрану со о СП