Микродозатор жидкости Советский патент 1992 года по МПК G01F11/00 

Изобретение относится к средствам автоматического дозирования и испарения проб, и может быть использовано при дозировании микропримесей, имитирующих химические нагрузки в барокамерах глубоководных водолазных комплексов.

Известен микродозатор жидкости поршневого типа, содержащий поршень, имеющий на конце лыску, который приводится во вращение электродвигателем с фиксированной частотой вращения (см. Абилов А.Г. и Лютфамеев К.А. Автоматические микродозаторы для жидкостей. М.: Энергия, 1975, с.7-8). При всасывании лыска находится против впускного отверстия, а при нагнетании - против выходного отверстия. Вал двигателя соединен с поршнем посредством втулки с прорезью и шпильки. Возвратно-поступательное движение поршня при вращении двигателя вызывается взаимодействием пружин и упора, по которому скользит своим скосом втулка. Выдача дозы

осуществляется за счет выдавливания жидкости поршнем.

Недостатком устройства является низкая точность дозирования, т.к. при дозировке инертной жидкости с растворенными в ней микропримесями не все количество последних десорбируется из жидкости при поступлении в гипербарическую среду. А также необходимость достаточно мощного двигателя для обеспечения вытеснения дозы в гипербарическую среду.

Наиболее близким по технической сущности к дальнейшему техническому решению является устройство для дозирования и испарения проб жидкости (1), выбранное в качестве прототипа.

Известное устройство содержит корпус с расточкой, первой и второй парами соосно расположенных отверстий, размещенный в расточке корпуса зологник с калиброванным отверстием, связанный с приводом, испаритель, расположенный соосно с первой

Ё

VI XI Os

Ю О 00

парой отверстий корпуса и соединенный с нижним отверстием этой пары, линию подачи дозируемой жидкости, соединенную с отверстием второй пары и линию подачи газа, соединенную с верхним отверстием первой пэры, причет испаритель связан с линией подачи газа.

Конструкция этого дозатора содержит испаритель, в котором происходит испарение определенного количества жидкости, и не требует мощного привода, т.к. не требуется преодоление сопротивления противодавления гипербарической среды. Однако недостатком устройства-прототипа является то, что оно неработоспособно в условиях замкнутой системы подачи дозируемой жидкости: газ - носитель под давлением вносится в пробу (дозу), нарушается состояние равновесия газ-жидкость, изменяется концентрация дозируемого вещества в жид- кости. Это в свою очередь ведет к тому, что нельзя проводить чистый эксперимент, дозировать жидкость с постоянным элементным составом. Так что стабильность дозирования, а значит точность и надеж- ность работы этого устройства в условиях замкнутой системы высокого давления не обеспечены.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения смешиоа- ния.

Указанная цель достигается тем, что в микродозатор жидкости, введен пористый элемент, линия подачи дозируемой жидкости выполнена с термостатированным бач- ком, испаритель выполнен со штуцером, непосредственно соединенным с линией подачи газа, в корпусе со стороны верхних отверстий выполнен Г-образный канал, вход которого расположен между парами соосных отверстий, а выход связан с атмосферой, пористый элемент размещен между золотником и Г-образным каналом, а ниже отверстие второй пары соосных отверстий корпуса соединено с линией подачи дозиру- емой жидкости. Наличие в корпусе со стороны верхних отверстий Г-образного канала, вход которого расположен между парами соосных отверстий, а выход связан с атмосферой, обеспечивает сброс давления гипербарической среды в калиброванном отверстии. Это дает возможность полностью заполнить калиброванное отверстие дозируемым веществом, исключить смешивание газа-носителя с дозируемой жидко- стью и тем самым сохранить постоянным ее молекулярный состав, а значит повысить точность дозирования. Размещение пористого элемента между золотником и Г-образным каналом обеспечивает надежную

работу пористого материала как регулятора заполнения дозой калиброванного отверстия, снижает потери дозируемого вещества и расширяет диапазон изменения уровня жидкости в термостатированном бачке при стабильном уровне потерь дозируемого вещества.

Наличие термостатированного бачка на линии подачи позволяет регулировать подачу дозируемого вещества за счет изменения абсорбиненных характеристик жидкости при изменении ее температуры, что существенно повышает точность дозирования.

На чертеже схематично представлен микродозатор жидкости.

Устройство состоит из электропривода 1 и дозатора 2. Золотник 3 с калиброванным отверстием 4 плотно установлен в корпусе 5 дозатора 2 и подсоединен к передаточному механизму 6 электропривода 1. В корпусе 5 выполнены две пары соосных отверстий соответственно 7, 8 и 9, 10 на расстоянии, равном шагу золотника 3, причем в исходном положении калиброванное отверстие 4 золотника 3 совпадает с первой парой соос- иых отверстий 8-7. К ним примыкают с одной стороны трубопровод 11 линии подачи высокого давления, а с другой стороны - испаритель 12. При этом линия подачи высокого давления имеет обводной трубопровод 13, диаметр которого меньше диаметра трубопровода 11, который подключен не посредственно к трубопроводу 11 и через штуцер 14 к испарителю 12 Отверстие 10 второй пары, расположено в нижней части корпуса 5 и связано с трубопроводом 15 линии подачи доз Отверстие 9 расположено в верхней части корпуса 5 и ограничено по высоте внутренней полостью канала 16, а весь объем этого отверстия заполнен вставкой 17 из пористого материала Канал 16 выполнен 1 образной формы в верхней части корпуса 5 дозатора 2. Один конец канала 16 в промежутке между соосными отверстиями 7 и 9 повернут в сторону золотника 3 и опирается на него, второй конец канала 16 связан сатмосферой.Трубопровод 15линии подачи доз, соединенный с нижним отверстием 10, подключен к дну 18 термостатированного бачка 19, который заполнен дозируемой жидкостью 20.

Микродозатор жидкости работает следующим образом.

Исходное положение - золотник 3 находится в крайнем левом положение Калиброванное отверстие 4 золотника 3 совпадает с первой соосных отверстий 7-8 корпуса 5 дозатора 2. При этом газ высокого давления, поступающий по трубопроводу 11, свободно проходит через отверстия 7-4-8 в испаритель 12. При срабатывании электропривода 1 через передаточный механизм б приходит в движение золотник 3. Во время перемещения золотника 3 в крайнее положение из его калиброванного отверстия 4 в момент прохождения им канала 16 сбрасывается в атмосферу избыточного давления. В калиброванном отверстии А устанавливается атмосферное давление. В то же время проход газа высокого давления через дозатор перекрывается золотником 3 и этот газ поступает по обводному трубопроводу 13 через штуцер 14 в испаритель 12, обеспечивая при этом необходимый перепад давлений в линии высокого давления и испарителя 12.

В крайнем правом положении калиброванное отверстие 4 устанавливается соосно с второй парой отверстие 9-10 Дозируемая жидкость 20, заполняющая нижнее отверстие 10, при совмещении этих отверстий (9-10) из отверстия 10 (за счет гидростатического столба жидкости) поднимается и полностью заполняет калиброванное отверстие 4. Газ, заполняющий отверстие 4;сво- бодно вытесняется через вставку 17 из пористого материала в полость канала 16, связанного с атмосферой Дозируемая жидкость 20 поступает и в пористую вставку 17, однако за счет капиллярных сил движение ее прекращается, т.к. гидростатический столб жидкости между термостатированным бачком 19 и пористой вставкой меньше капиллярного давления жидкости в пористой вставке 17. Истечение жидкости в Г-образный канал 16 не происходит. После заполнения калиброванного отверстия 4 дозой срабатывает привод 1 и золотник 3 перемещается в крайнее левое положение до совмещения отверстия 4 с соосным отверстиями 7 и 8 первой пары корпуса, в результате чего газ высокого давления выдавливает жидкость из отверстия 4 в испаритель 12, в котором до этого поддерживалось пониженное давление При движении золотника 3 к первой паре соос- ных отверстий 7-8 и обратно дозируемая

жидкость 20 к пористой вставке 17 не поступает. После подачи дозы в гипербарическую среду срабатывает привод 1 и золотник 3 с заполненным калиброванным отверстием 4

газом высокого давления перемещается в сторону крайнего правого положения. При совмещении калиброванного отверстия 4 с концом канала 16, повернутого в сторону золотника 3, газ высокого давления из отверстия 4 поступает в Г-образный канал 16 и, проходя над пористой вставкой 17, удаляет из нее излишки жидкости, обеспечивая при этом открытие капиллярных каналов для прохода остатков газа из калиброванного отверстия 4 при заполнении его дозой в момент совмещения отверстий 9-10-4. Затем цикл работы дозирующего устройства повторяется.

Формула изобретения

Микродозатор жидкости, содержащий

корпус с расточкой, первой и второй парами соосно расположенных отверстий, размещенный в расточке корпуса золотник с калиброванным отверстием, связанный с

приводом, испаритель, расположенный соосно с первой парой отверстий корпуса и соединенный с нижним отверстием этой пары, линию подачи дозируемой жидкости, соединенную с отверстием второй пары, и

линию подачи газа, соединенную с верхним отверстием первой пары, причем испаритель связан с линией подачи газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения смешивания, в

него введен пористый элемент, линия подачи дозируемой жидкости выполнена с термостатированным бачком, испаритель выполнен со штуцером, непосредственно соединенным с линией подачи газа, в корпусе со стороны верхних отверстий выполнен Г-образный канал, вход которого расположен между парами соосных отверстий, а выход связан с атмосферой, пористый элемент размещен между золотж.ком и Г-образным каналом, а нижнее отверстие второй пары соосных отверстий корпуса соединено с линией подачи дозируемой жидкости.

От магистрам

f

бысокого Заедем

Использование: в средствах автоматического дозирования и испарения проб, а также при дозировании микропримесей, имитирующих химические нагрузки в барокамерах глубоководных водолазных комплексов. Сущность изобретения: новым в устройстве является то, что в верхней части корпуса выполнен. Г-образный канал, один конец которого расположен между двумя парами соосных отверстий и прилегает к плунжеру, а другой связан с атмосферой и своей внутренней поверхностью ограничивает по высоте отверстие второй пары, объем которой заполнен пористым материалом, при этом нижнее отверстие этой пары связано с линией подачи доз. 1 ил.

Газ-носитель АР