Дозатор перестальтического типа Советский патент 1992 года по МПК G01F11/00 F04B43/12 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам дозирования и отбора жидкости в процессе анализа и может быть использовано в химической, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности и др, отраслях народного хозяйства для перекачивания агрессивных, биологически чистых, химически активных токсичных и других сред.

Известен насос перистальтического типа, содержащий ротор с роликами, располо- женный в корпусе, на части опорной поверхности которого размещен эластичный рабочий орган, образованный двумя концентрично установленными эластичными трубками, полость между которыми выполнена герметичной, заполнена текущей средой и соединена по концам внешним трубопроводом. Ролики ротора взаимодействуют с внешним трубопроводом, способствуя перемещению внутри него перекачиваемой жидкости 1.

Недостатком указанного устройства является низкая точность дозирования, вызванная деформацией насосной трубки. При движении прижимных роликов по поверхности эластичной насосной трубки на последнюю со стороны прижимных роликов действует деформирующая сила. В результате чего в направлении движения ролика впереди него трубка, растягиваясь, образует волну. Когда ролики приводятся в движение деформирующая сила направлена в сторону, противоположную перекатыванию ролика, и образует волну уже позади ролика. Вследствие этого трубка быстро изнашивается, а жидкость перемещается неравномерно.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является перистальтический насос, содержащий корпус-ограничитель, в котором размещена по дуге окружности эластичная насосная трубка, контактирующая с поверхностью прижимных роликов, расположенных в диаметрально противоположных точках закрепленного на оси привода ротора 2.

Между неподвижным центром вращения ротора и осью прижимного ролика применена передача, например, в виде жестко закрепленной на корпусе шестерни, которая связана с прижимными роликами, вращая их со скоростью, равной скорости вращения ротора, через промежуточные (паразитные) шестерни, обеспечивающие реверс шестеренок, жестко закрепленных на осях прижимных роликов. При движении ролики равномерно давят на поверхность эластичной трубки (шланга) и жидкость начинает равномерное перемещение с входа трубки к ее выходу.

Указанное устройство имеет низкую точность дозирования жидкости, обусловленную неравномерностью внутреннего диаметра по всей длине насосной трубки и, следовательно, неравномерностью выдаваемых доз жидкости. Указанный недостаток особенно неприемлем при дозировании переменных объемов, например, в системах объемного титрования, где точность определения концентраций находится в прямой зависимости от определения точности объема дозы.

Целью настоящего изобретения является повышение точности дозирования жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в дозатор перистальтического типа, содержащий ограничитель с размещенной в нем по дуге окружности гибкой трубкой, контактирующей поверхностью с прижимными роликами, закрепленный на оси привода вращения ротор и передачу, размещенную

между неподвижным центром вращения ротора и осями прижимных роликов, введены блок управления, регистр, счетчик импульсов, блок памяти, сумматор, блок информации, блок сравнения, фотоприемиик и

группа фотоприемников, два осветителя и размещенные на оси привода диск-обтюратор и кодовый диск и установленные между ними осветители,а с противоположных сторон диска-обтюратора и кодового диска установлены соответственно фотоприемник и группа фотоприемннков, диск-обтюратор через фотоприемник подключен к объединенным входам счетчика импульсов и первому входу регистра, а кодовый диск через

группу фотоприемников подключен к второму входу регистра, подключенного группой выходов к соответствующей группе входов блока памяти, группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора,

подключенного второй группой входов к группе выходов счетчика импульсов, а группой выходов к первой группе входов блока сравнения информации, вторая группа которого подключена к группе выходов блока

ввода информации, а выход блока сраене- ния информации подключен к первому входу блока управления, второй вход которого является входом Пуск устройства, а выход подключен к приводу.

Введение диска-обтюратора и кодового диска, подключенных соответствующим образом к входам счетчика импульсов и регистру, обеспечивает отсчет дозируемых объемов и фиксацию положения прижимных роликов на поверхности гибкой насосной трубки.

Введение блока памяти и вычислительного блока позволяет запомнить значения элементарных обьемоо и их расположение вдоль трубки в процессе дозирования и определить суммарный объем дозируемой жидкости.

Блок сравнения и блок ввода информации осуществляют автоматический отмер заданной дозы в процессе функционирования дозатора,

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы блоков дозатора; на фиг. 3 - электрическая принципиальная схема дозатора.

Предлагаемое устройство состоит из (фиг. 1) ротора 1, на котором закреплены с возможностью свободного вращения при- жимные ролики 2,3,4 и жестко соединенные с общими с ними осями шестерни 5.6,7, промежуточные (паразитные) шестерни 8,9,10, жестко прикрепленную к корпусу дозатора ведущую шестерню 11, вокруг которой по втулке 12 имеет возможность вращения ротор 1. Приведенная система роликов 2,3,4 охвачена ограничителем 13, а в промежутке между роликами и ограничителем размещена гибкая трубка 14, снабженная входным 15 и выходным 16 патрубками. Втулка 12 подсоединена к оси 17, к которой подсоединена ось редуктора 18, подключенного к электродвигателю (ЭД) 19, вход которого подсоединен к блоку управления (БУД) 20, запускаемого от внешнего сигнала Пуск (СП).

Устройство также содержит узел измерения дозы, включающим расположенные на оси 17 диск-обтюратор 21 с отверстиями и кодовый диск 22, по обеим сторонам которых неподвижно закреплены осветители 23 и 24, фотоприемник (ФП) 25 и группа фотоприемников (ГФП) 26, число фотоприемников в которой определяется дискретностью деления гибкой трубки 14 на элементарные объемы л AWi и количеством этих объемов AWn.

Дозатор содержит также регистр (РГ)

27,счетчик электрических импульсов (СМИ)

28,блок памяти (БП) 29, сумматор 30, блок сравнения информации (БСИ) 31 и блок ввода информации о дозируемых объемах (БВИ) 32. При этом выход ФП 25 подключен

к входу СЧИ 28 и РГ 27, выходы ГФП 26 подключены к входам РГ 27. Соответственно выходы РГ 27 подключены через БП 29 к входам сумматора 30. выход которого подключен к первому входу БСИ 31. На второй вход БСИ 31 подключен выход БВИ 32, а

выход БСИ 31 подключен к входу Сброс БУД 20.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

С поступлением СП на БУД 20 включается ЭД 19, который через редуктор 18 начинает вращать ротор 1 с роликами 2,3,4, которые прижаты к гибкой трубке 14 и при помощи ведомых шестеренок 5,6,7, промежуточных шестерен 8,9.10 и жестко закрепленной ведущей шестерни 11 перекатываются по ней со скоростью, равной скорости вращения ротора, не вызывая продоЯьной деформации (натяга), а только сжимая трубку 14 в местах касания роликов 5,6,7. Одновременно с ротором 1 от оси 17 вращаются и диски 21,22, первый из которых 21 обеспечивает деление полости гибкой трубки 14 на элементарные обьемы AWi с заданной в БВИ 32 дискретностью. Второй диск 22 обеспечивает определение местонахождения роликов 2,3,4 над поверхностью гибкой трубки 14, в соответствии с которым из БП 29 выделяется текущее значение объемадАУ А. В результате на входе сумматора 30 имеется информация о текущей величине объема и делении последнего на заданные промежутки пуска РГ 27, а сигналы записи РГ 27 являются в свою очередь сигналами Wi с заданной дискретностью, сигналы от СЧИ 28 являются сигналами сброса СЧИ 28. В сумматоре 30 информация суммируется

WBB 2 AWi + ... + AWn

и после совпадения заданного значения объема с получением Л/3ад WBB вырабатывается сигнал останова (СО), который отключает БУФ 20. После повторного ввода величины дозы от БВИ 32 и подачи СП, дозатор вновь включается и осуществляется отмер следующей дозы. И так за все время работы дозатора,

На временной диаграмме работы дозатора (фиг. 2), после сигнала пуск Ucn, включается в работу электродвигатель 19 Код и на выходе ГПФ 26 появляется код перемещения роликов игфп и одновременно импульсы ифп, которые делят время полного цикла Т1.12ts с дискретностью Ati, определяющей дискретность дозирования и точность. В сумматоре 30 происходит суммирование значений AWi, и как только произойдет совпадение заданного и полученного объемов, вырабатывается сигнал останова Uco.

Электрическая схема дозатора (фиг. 3) содержит БУД 20, содержащий управляемые диоды 33. 34. 35, диоды 36-39, триггер 40 и резистор 41, БСИ 31, содержащий схему 42 сравнения и блок выдачи импульсов на элементах: инвертор 43, диод 44, резистор 45, конденсатор 46, и блок 47 совпадения и БВИ 32, который может быть выполнен в виде программных переключателей, код которых совпадает с кодом, использованным в БП 29, РГ 27, сумматоре 30 и СЧИ 28.

Работа схемы дозатора протекает в следующей последовательности.

При поступлении сигнала СП на вход ai триггера 40 последний перекидывается в состояние bi и через резистор 41 подает сигнал высокого уровня на управляемый диод 35, отпирая его. Через диоды 36-39 отпираются управляемые диоды 33 и 34 и потенциал (Jo поступает на обмотку LI ЭД 19. Последний, включаясь через редуктор 18, начинает вращать одновременно с ротором 1 диски 21 и 22. Диск 22 имеет кодовые прорези, через которые свет от осветителя 24 попадает на ГПФ 26. Одновременно с модуляцией света от осветителя 23 через отверстия диска 21 на ФП 25 выходные сигналы в виде кода от резисторов 48- 51 поступают на вход РГ 27 и в виде импульсов от ФП 25 (резистор 52) одновременно на вход СЧИ 28 и вход записи РГ 27. После каждого импульса от ФП 25 на РГ 27 записывается значение кода в данной точке нахождения роликов Знание кода на входе БП 29 соответствует вычисленному в сумматоре 30 значению объема на его выходе, которое и поступает на сумматор 30 одновременно с значением, зафиксированным в СЧИ 28. После перемещения роликов 2.3.4 и. следовательно, дисков на определенный угол от соответствующего кода происходит сброс СЧИ 28 и цикл повторяется От значения кодов БП 29 и СЧИ 28 сумматор 30 рассчитывает значение отдозированного объема и подает соответствующие сигналы на вход А схемы сравнения 42 БСИ 31. Как только значение выданного сумматором 30 на БСИ 31 станет равным значению, введенномуJOT БВИ 32, конденсатор 46 разряжается через инвертор 43 (О потенциал на его

входе. 1 - на выходе) 44 и 45 и на выходе блока 47 совпадения имеем сигнал высокого уровня, который, поступив на вход аз триггера 40. перекрывает его в положение Ьа.

обеспечивая ЭД 19. Происходит останов дозатора.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет проводить дозирование с погрешностью не хуже

±0.5%. что по точности о 4 раза превышает точность прототипа.

Формула изобретения Дозатор перистальтического типа, содержащий ограничитель с размещенной в

нем по дуге окружности гибкой трубкой, контактирующей поверхностью с прижимными роликами, закрепленный на оси привода вращения ротор и передачу, размещенную между неподвижным цеитром вращения ротора и осями прижимных роликов, отличающийся тем, что. с целью повышения точности, в него введены блок управления, регистр, счетчик импульсов, блок памяти, сумматор, блок ввода информации, блок сравнения, фотоприемник и группа фотоприемников, два осветителя и размещенные на оси привода диск-обтюратор и кодовый диск и установленные между ними осветители, а с противоположных сторон диска-обтюратора и кодового диска установлены соответственно фотоприемник и группа фотоприемников, диск-обтюратор через фотоприемник подключен к объединенным входам счетчика импульсов и первому входу регистра, а кодовый диск через группу фотоприемников подключен к второму входу регистра, подключенного группой выходов к соответствующей группе входов блока памяти, группа выходов которого под«люмена к первой группе входов сумматора, подключенного второй группой входов к группе выходов счетчика импульсов, а группой выходов к первой группе входов блока сравнения информации, вторая группа входов которого подключена к группе выходов блока ввода информации, а выход блока сравнения информации подключен к первому входу блока управления, второй вход которого является входом Пуск устройства.

а выход подключен к приводу.

,

№

ггт

/

СГ%,

г,

I I, # м

l| Lm jЈx±

ff

.

Использование: аналитическое приборостроение, в частности устройства дозирования и отбора жидкости в процессе анализа, может быть использовано в химической, металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности для перекачивания агрессивных, биологически г чистых, химически активных, токсичных и других сред. Сущность изобретения: дозатор содержит узел измерения дозы, включающий диск-обтюратор 21 и кодовый диск 22, по обеим сторонам каждого из которых расположены осветители 23 и 24 и фотоприемники 25 и 26, резистор 27, счетчик 28 импульсов, блок 29 памяти, сумматор 30, блок 32 овода информации и блок 31 сравнения. Оба диска 21 и 22 установлены на оси, связанной с осью электродвигателя 19 и ротора 1, и подключены соответственно диск-обтюратор 2 Т к счетчику 28 импульсов и первому входу регистра 27, а кодовый диск 22 к второму входу регистра 27. Выход регистра 27 подсоединен к входу блока 29 памяти, выход которого подсоединен к первому входу сумматора 30. Второй вход сумматора 30 соединен к выходу счетчика 28 импульсов, а выход подсоединен к первому входу блока 31 сравнения, к второму входу которого подсоединен выход блока 32 информации. 3 ил. s- я ff Ъш У / С 2 3 4 О