Микродозатор жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01F13/00 F04B13/00 

Изобретение относится к дозированию жидкостей и предназначено для использования в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности для стабилизированной подачи растворителей и катализаторов, а также токсичных, самовоспламеняющихся, вязких и кристаллизирующихся жидкостей и суспензий. Известен малогабаритный дозатор жидкости, содержащий рабочую камеру с плунжером внутри ее, привод, связанный с плунжером через узел изменения расхода дозируемой жидкости, выполненный в виде, реечной, и дисковой фрикционной передач, и узел возврата плунжера в исходное положе ние, снабженный ручным, приводом СИ Однако известному дозатору присущи невысокая точность дозирования и ограниченный диапазон изменения расхода дозируемой жидкости, а так.же опасность работы с легковоспламеняющимися жидкостями и ручной режим работы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является объ емный насос дозатор, содержащий раб чую и приводную камеры, в первой из которых установлены управляемые рас пределительные клапаны,.а вторая по ключена к пневмоприводу, снабженном узлом .изменения расхода дозируемой жидкости, мембранный блок, разделяю щий рабочую и приводную камеры и включающий узел возврата мембраны в исходное положение и соединенный с прибором управления, выполненным в виде пневматического логического блока, изменяющим давление управляю щего газа по заданному закону С2 . Известному устройству присущи невысокая точность дозирования и ограниченный диапазон изменения расхода дозируемой жидкости. Цель изобретения - повышение точ ности дозирования и улучшение эксплуатационных качеств путем расшигт рения диапазона изменения расхода дозируемой жидкости. Указанная цель достигается тем/ что устройство, содержащее, рабочую и приводную камеры, в первой из которых установлены управляемые распр делительные клапаны, а вторая подключена к пневмоприводу, снабженном узлом изменения расхода дозируемой жидкости, мембранный блок, разделяю щий рабочую и приводную камеры, имеющий узел возврата мембраны в ис ходное положение и соединенный с прибором управления, выполненным в виде пневматического логического блока изменения давления управляюще газа по заданному закону, снабжено плунжером и т&лКателем, причем плун жер установлен .-в рабочей камере и соединен с мембраной, а толкатель установлен между мембраной и приводом плунжера и снабжен наружной спиральной замкнутой канавкой с участками прямого и обратного хода. Пневмопривод плунжера выполнен в виде пневматической турбинки с червячным редуктором,, а его узел изменения расхода дозируемой жидкости выполнен в виде стабилизирующегося центробежного аналогового вариатора, снабженного дискретным механическим редуктором. На фиг. 1 приведена принципиальная схема микродозатора; на фиг.2 циклограмма работы прибора управления. . Микродозатор жидкости содержит рабочую 1 и приводную 2 камеры, в первой из которых установлены входной 3 и выходной 4 управляемые клапаны, а вторая подключена к пневмоприводу 5, снабженному узлом 6 изменения расхода дозируемой жидкости, мембранный блок 7, разделяющий между собой камеры 1 и2 и включающий узел 8 возврата мембраны 9 в исходное положение, а также соединенный с прибором управления, выполненнЕлм в виде пневматического.-логического блока 10, изменяющим давление управляющего газа по заданному закону, плунжер 11, установленный в камере 1 и соединенный с мембраной 9, и толкатель 12, устаноЕвпенный между мембраной 9 и пневмоприводом 13 плунжера 11 и снабженный наружной спиральной замкнутой канавкой 14 с участками прямого и обратного хода. Пневмопривод 13 плунжера 11 выполнен в виде пневматической турбинки 15 с червячным редуктором 16 и связан с узлом 6 изменения расхода дозируемой жидкости, выполненным в виде стабилизирующегося центробежного аналогового вариатора 17, снабженного дискретным механическим редуктором 18. Микродозатор жидкости работает следующим образом. На дискретном вариаторе 18 узла 6 изменения расхода дозируемой жидкости устанавливается заданная дискретная Скорость вращения толкателя 12 и включается пневмотумблер 19, подающий питание на все пневмоэлементы микродозатора. Задатчиком 20 устанавливается давление, обеспечивающее заданную скорость вращения толкателя 12 и находящееся в диапазоне 0,2-10 - 1,0-105 Па. Это давление подается в сильфон 21 аналогового вариатора 17. Рабочая камера 1 заполняется жидкостью, при этом клапан 3 открыт, а выходной клапан 4 закрыт. На мембрану 9 подается сигнал на перемещение плунжера 11 влево.

При достижении толкателем 12 крайнего левого положения с помощью пневмопреобразователя 22 и позиционного регулятора 23 блок Ю вырабатывает командные сигналы на вытеснение, жидкости из камеры 1. При этом с блока 10 подаются сигналы на закрытие входного клапана 3, открытие выходного клапана 4 и сброс давления из камеры 2, а следовательно, и с мембраны 9. Толкатель 12, вргицаясь, одновременно перемещается по канавке 14 (на участке прямого хода), находящейся в зацеплении с пальцем мем мембранного блока 7 и вытесняет порцию жидкости через выходной клапан 4. При достижений толкателем крайнего правого положения сигнал от пневмопреобразователя 22 и поэиционного ресулятора 23 поступает на блок 10, который вырабатывает командные сигналы на закрытие выходного клапана 4, открытие входного клапана 3 и подачу давления в камеру 2 на мембрану 9.

Для обеспечения более надежного перекрытия линий всасывания и нагнетания в момент переключения клапанов 3 и 4 введены временные задержки Т и f2 , .равные 0,1 с, а подача и сброс давления с мембраны 9 производится с задержкой Т , равной 0,2 с. Давление, подаваемое в камеру 2, действует на мембрану 9, которая перемещает жестко соединенный с ней плунжер 11 влево. Мембрана 9 давит на толкатель 12 и перемещает его на канавке 14 наЛ частке обратного хода в крайнее левое положение, и происходит, процесс заполнения кап меры 1 жидкостью. Далее цикл работы повторяется.

Узел изменения расхода 6 пере- , дает вращательное движение толкателю 12 следующим образом; на пневматический регулятор 24 обратной связи подается давление, равное 1,4-10 Па с него питание поступает на турбинку 15, жестко связанную с червячным редуктором 16, а с последнего - на редуктор 18 и через скользяющую шпонку 2 - на толкатель 12. Изменение положения толкателя 12 контролируется пневмопреобразователем 22, выполненным по схеме пневмосиловой компенсации, включающим рычаг 26, взаимодействующий с диском 27толкателя 12;

Для стабилизации скорости вращения турбинки 15 на заданном режиме на ее оси установлен центробежный механизм 28. При изменении скорости вращения турбинки 15 противовесы центробежного механизма 28 изменяют свое положение, поднимая или опуская пластину 29, которая в свею очередь, открывает или закрывает сопло 30, от которого сигнал идет на пневматический регулятор 24. Пневматический регулятор 24 увеличивает или уменьшает питание, подаваемое -на турбинку 15, тем салмм приводя скорость ее вращени-я к заданному значению. Для первоначальной настройки вариатора 17 используется регулировочный ,винт 31.

Сигналы, поступающие на блок 10, сравниваются на элементах сравнения 32 и 33, усиливаются на элементах усиления 34-36, по значениям которых в заданном порядке вырабатываются

(командные сигналы на сброс или подачу давления на мембрану 9, входной 3 и выходной 4 клапаны и камеру 2.

Использование дозатора предлагаемой конструкции обеспечивает непрерывную подачу жидкости в области малых значений расхода 0,85-170 )х х10 м/с с широким диапазоном его изменения (кратность 1:200). Приме.нение предлагаемого технического решения повышает точность дозирования , снижает относительную погрешность дозирования до 1% , повышает надежность при дозировании легковоспламеняющихся и токсичных жид(Костей и суспензий.

1. МИКРОДОЗАТОР ЖИДКОСТИ, содержащий рабочую и приводную камеры, в первой из которых установлены управляемые .распределительные клапаны, а вторая подключена к пневмопривоДу, снабженному узлом изменения расхода дозируемой жидкости, мембранный блок, разделяющий рабочую и приводную камеры, имеющий узел возврата мембраны в исходное положение и соединенный с прибором управления,.выполненным в виде пневматического логического блока изменения давления управляющего газа по заданному закону, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности дозирования, он снабжен плунжером и толкателем, причем плунжер установлен в рабочей камере и соединен с мембраной, а толкатель установлен между мембраной и приводом плунжера и снабжен наружной спиральной замкнутой канавкой с участками прямого и обратного хода. 2. Микродозатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств путем расширения диапазона изменения расхода дозируемой жидкости, в нем пневмопривод плунжера выполнен в виде пневматической турбинки с червячным редуктором, а его узел изменения расхода дозируемой жидкости выполнен в виде стабилизирующегося центробежного аналогового вариатора, снабженного дискретным люханическим редуктором.

Ph

tt

Ррн

1 Фиг. 2