Дозатор жидкостей Советский патент 1989 года по МПК G01F11/00 

;1

Изобретение относится к устройст- вам для автоматического объемного дозирования жидкостей и может быть использовано в лабораторной практике при биохимических, медицинских и других исследованиях.

Целью изобретения является повьш1е- ние точности и производительности дозйкрвания.

На чертеже изображен дозатор жид- :кости.

Дозатор жидкости содержит блок 1 управления, связанньй через привод 2 с дозирующим элементом 3, задатчик 4 дозы, счетчик 5 импульсов, три схемы И 6-8, два элемента НЕ 9.и 10, датчики переднего 11 и заднего 12 положений .поршня дозирующего элемента 3, три аналоговых ключа 13-15, выходами подключенных к входам блока 1 управления, две схемьл ИЛИ 16 и 17, выход первой t6 из которых соединен с первым входом первого 13 аналогового ключа, элемент 18 сравнения, подключенный выходом к первому элементу НЕ 9 и первым входам второй 7 и третьей 8 схем И,, преобразователь 19 сигнала задания дозы, первым и

вторым входами подключенный соответственно к. выходам задатчика 4 дозы и задгтчика 20 единичного объема, задатчики скорости набора 21, скорости выпуска 2.2 и максимальной скорости, набора 23, триггер 24, первьщ вход которого соединен с вторым входом второй схемы И 7 и выходом датчика 1Т переднего положения поршня

О и через второй элемент НЕ 10 подключен к второму входу третьей схемы .И 8, цифровой ключ 25, подключенньй первым входом к вь{ходу делителя 26, а выходом - через таймер 27 я форми5 рователь 28 импульса к первому входу второй схемы liTM 17, входу задатчика : 4 дозы, первому входу счетчика 5 импульсов и третьему входу преобразователя 19 сигнала задания дозы.

0 Первый и второй выходы преобразователя Т9 сигнала задания дозы соединены соответственно с первыми входами элемента t8 сравнения и делителя 26, второй вход которого подключен к первому вьпсоду задатчика 21 скорости набора, вторым выходом соединенного с вторым входом первого аналог ового ключа 13, при этом вы

ход второй схемы И 7 соединен с первым входом первой схемы ШШ 16, второй вход которой подключен к вы- ходу таймера 27. Выходы задатчиков максимальной скорости набора 23 и {скорости выпуска 22 подключены к первым входам соответственно второго 14 и третьего 15 аналоговых ключей, вторые входы которых подключены соответственно к выходу первой схемы И 6 и первому выходу триггера 24, вторым выходом подключенного к второму входу первой cxer«.i И 6 и третьим входам второй 7 и третьей 8 схем И. Выход второй схемы ШШ 17 соединен с.вторым входом триггера 24, а второй вход - с выходом датчика 12 заднего положения поршня и вторым входом счетчика 5 импульсов, выходом подключенного к второму входу элемента t8 сравнения, причем второй вход цифрового ключа 25 соединен с выходом, третьей схемы И 8.

Блок управления выполнен в рлде суммирукяцего усилителя постоянного тока, с корректирующими частотнр-за- висимыми звеньями, а выход первого элемента НЕ подключен к первому входу третьей схемы ИВ.

Дозатор жидкости работает следующим образом.

Исходным положением дозирующего элемента 3 является установка поршня в крайнее переднее положение. При этом выходной сигнал датчика 11 край ;него положения переключает триггер 24 в режим набора, при котором на первом его выходе имеется сигнал логического О, а на втором - логи- ческой 1. На первом выходе преобразователя 19 вырабатывается сигнал, соответствующий целому числу единич- / ныг. объемов, содержащихся в заданной величине дозы. Поскольку в счетчике 5 еще не записано никакого числа, то на выходе элемента 18 сравнения - вырабатывается сигнал логического о, который через первый элемент iHE 9 прикладывается в виде сигнала логической Г к первому входу первой схемы И 6, к второму входу которой прикладьшается сигнал логической 1 с второго выхода триггера 24. Одновременно сигнал логического О с выхода элемента 18 сравнения пос- гупая на первые входы второй 7 и третьей 8 схем И, блокирует их работу. На выходе первой схемы И 6

1

10

20

25 .30

,jg - Q g g gg

64042 „

появляется сигнал логической 1 , который замыкает второй аналоговый ключ 14. Сигнал задания максимальной скорости набора от задатчика 23 . через ключ 14 поступает на первый вход блока 1 управления. В результате этого привод 2 начинает перемещать поршень дозирующего элемента 3 из переднего в заднее положение с максимальной скоростью. В цилиндре дозирующего элемента 3 образуется вакуум, под действием которого открывается впускной клапан и происходит 1C набор жидкости в дозирующий элемент 3.

В момент достижения поршнем край- , него заднего положения датчик 12 , I вырабатывает сигнал, который переводит триггер 24 в режим выпуска жидкости, при котором на первом выходе последнего вырабатывается сигнал логической а на втором - логического О, который вызывает появление на выходе первой схемы И 6 сигнапа логического О. Это приводит к размыканию второго аналогового ключа 14, вследствие чего движение привода 2 назад прекращается. С первого выхода триггера 24 сигнал логичес- кой 1 поступает на управляющий вход третьего аналогового ключа 15, за1;.шкая его. Сигнал задания скорости выпуска жидкости от задатчика 22 через второй аналоговый ключ 15 посту- .пает на второй вход блока 1 управ- дения. Под действием этого сигнала привод начинает перемещать поршень дозирующего элемента 3 вперед, в ре- зультате чего в цикиндре дозирукзщего элемента 3 создается избыточное давление, которое закрывает впускной клапан и открьшает выпускной клапан, через который дозируемая жидкость из цилиндра вьптускается в распределительную магистраль. Одновременно, сигнал с выхода Датчика Т2 поступает на счетный вход счетчика 5 импульсов и записьшает в него единицу.

Поршень, двигаясь вперед,в цилиндре дозирукщего элемента 3, доходит до крайнего переднего положения, и вновь срабытывает датчик 11, сигнал которого опять переводит триггер 24 в режим набора. Если величина цифрового сигнала на первом выходе преобразователя Т9 (соответствующая целому числу входящих в заданную дозу объемов дозирукщего элемента 3) больще числа, записанного в счетчик

5 импульсов (соответствующего количеству уже отмереннык единичных объемов), то повторится описанный ранее цикл. .

Если же накапливающийся в счетчике 5 импульсов цифровой сигнал сравняется с выходным сигнало М преобразователя 19, то на выходе элемента 18 сравнения появится сигнал логи- ческой 1, который, во-первых, через первый элемент НЕ 9 в виде сигнала логического О приложится к первому входу первой схемы И 6, бло- кируя тем самым работу его и второго 15 аналогового: ключа 14, во-вторьга, приложится к первым входам второй 7 и третьей 8 схеМ И, ,на третьи входы которых поступает сигнал логи- Iческой 1 в режиме набора с второго 20 выхода триггера 24. На вторые входы второй 7 и третьей 8 схем И - поступает сигнал с выхода датчика 11, причем на вторую схему И 7 непосредственна от того имеется на 25 выходе датчика 11 сигнал или нет, сигнал логической 1 появится на выходе второй 7 или третьей 8 схем И. Благодаря этому оказывается возмож- ным осуществлять выборку люфта меха- зо

низма прибора. Действительно, если при осуществлении операции дозирования путем набора и выпуска жидкости целыми дозирующими элементами люфт передаточного механизма между двигателем и поршнем не играг: заметной роли, поскольку работа велась между двумя фиксированными положениями поршня дозирующего элемента 3, то при работе с остатком дозируемой жидкое- о ти, когда набор осуществляется в течение расчетного интервала времени, яюфт передаточного механизма непосредственно скажется на точности до- зированият, J45

Датчик 13 крайнего переднего поло- женин поршня вырабатывает сигнал логической 1 до тех пор,, пока поршень дозирующего элемента 3 находится в этом крайнем положении. При поступ-г лении команды на движение поршня назад первой включается вторая схема И 7, выходной сигнал логической 1 которой через первую схему ИЛИ 16 поступает на первый вход первого аналогового ключа 13 и замыкает его. Сигнал задания скорости набора с выхода задатчика 21 через ключ 13 поступает на третий вход блока 1 управ35

50

55

5 о

о 5

5

0

5

ления, под действием которого привод 2 начинает движение. При наличии люфта в передаточном механизме привода 2 поршень дозирующего элемента 3 остается неподвижным до.тех пор, пока не будет полностью выбран люфт механизма.

После выбирания люфта начинает двигаться поршень дозирующего элемента 3, который отходит от крайнего переднего положения, в результате чего исчезает сигнал логической 1 на выходе датчика 11. Это приводит к тому, что сигнал логической 1 появляется на выходе третьей схемы И 8, а на выходе второй схемы И 7 будет сигнал логического О. Третья схема И 8 замыкает цифровой ключ 25, через который цифровой сигнал с выхода делителя 26 запускает таймер 27., выходной сигнал которого замыкает первый аналоговый ключ 13 на интервал времени, вырабатываемый таймером 27. Иными словами, таймер 27 не будет запущен, дока имеется сигнал на выходе датчика 11 положения поршня дозирующего элемента 3.

По окончании временного интервала, вырабатываемого таймером 27, по заднему фронту его выходного импульса формирователь 28 вырабатывает импульс, который, поступая на первый вход второй схемы ИЛИ 17, переводит триггер 24 в режим выпуска. Вследствие этого замыкается третий анало- говьй ключ 15 и остаток дозы, набранный в и шиндр дозирующего элемента 3, начинает выпускаться в распределительную линию с заданной задатчиком 22 скоростью выпуска, его порщень занимает крайнее переднее положение, датчик 11 вырабатывает сигнал, который переводит триггер 24 в режим набора, но, поскольку на всех выходах задатчика 4 дозы, счетчика 5 импульЛ 1 сов и :преобразователя 19 сигнала задания дозы устанавливаются нулевые значения, то цикл дозирования заканчивается .

Формула изобретения

Дозатор жидкостей, содержащий блок управления, связанный через привод с дозирующим элементом, задат- чик дозы, счетчик.импульсйв, три схемы И, два элемента НЕ, выход первого из которых подключен к первому входу третьей схемы И, отличающ и и с я тем. что, с целью повышения точности и производительности дозирования,.блок управления выполнен в виде суммирующего усилителя постоянного тока с корректирукнцими частотно-зависимыми звеньями;, а в дозатор введены датчики переднего и заднего положений поршня дозирующего элемента,, три аналоговых клича, выходами подключенных к входам блока управления, две схемы ИЛИ, выход первой из которых соединен с первым, входом первого аналогового ключа, элемент сравнения, подключенный выходом к перв.ому элементу НЕ и первым входам второй и третьей схем И, пре- .образователь сигнала задания дозы, первым и вторым входами подключенный соответственно к выходам, задатчика дозы и задатчика единичного объема, задатчики скорости набора, скорости выпуска и максимальной скорости на - бора, триггер, первый вход которого соединен с вторым входом втррой схемы И и выходом датчика переднего положения поршня и через второй элемент НЕ подключён к второму входу третьей схемы И, цифровой ключ, подключенный первым входом к выходу делителя, а выходом, через таймер и .формирователь импульсао- к первому входу второй схемы ИЛИ, входу задат

10

15

4640428

чика дозы, первому входу счетчика импульсов и третьему входу преобразователя сигнала задания дозы, первый и второй выходы которого соеди- нены соответственно с первыми входами элемента сравнение и дели еля, второй вход которого подключен к первому выходу задатчика скорости набора, вторым выходом соединенного с вторым входом первого аналогового ключа, при этом выход второй схемы И соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, второй вход которой под- ключен к выходу таймера, а выходы задатчиков максимальной скорости jнабора и скорости выпуска подключены. к первым входам соответственно второго и третьего аналоговых ключей :вторые входы которых подключены соответственно к вьпсоду .первой схемы И |и первому выходу триггера, вторым выходом подключенного к второму входу первой схемы И и третьим входам второй и третьей схем И, выход второй схемы ИЛИ соединен с вторым входом триггера, а второй вход - с выходом датчика заднего положения поршня и вторым входом счетчика импульсов, выходом подключенного .к второму входу элемента сравнения, причем второй вход цифрового ключа соединен с выходом третьей схемы И.

20

25

30

Изобретение относится к устройствам для автоматического объемного дозирования жидкостей и позволяет повысить точность и производительность дозирования. В дозаторе жидкостей осуществляется циклическое дозирование целым числом объемов дозирующего элемента 3, которое устанавливается на счетчике импульсов 5. Вы