Устройство для дозирования жидкости Советский патент 1993 года по МПК G01F11/00 

,я

Изобретение относится к устройствам

для дозирования, в частности к устройствам для дозированной заправки магнитно-жид- кос|тных уплотнений двигателей накопителей информации ПЭВМ, и может быть использовано для дозирования жидкостей, содержащих твердые частицы, в помещениях biacca 100000 и выше.

В состав современных персональных ЭВ М входит накопитель информации на магнитных жестких дисках. Важнейшим элементом этих накопителей является электромеханический блок, во внутренней полости которого расположены магнитные жесткие диски, вращаемые двигателем, конструктивно находящемся с внешней стороны электро- мейанического блока. Стабильность работы накопителя в процессе эксплуатации во

многом зависит от степени чистоты во внутренней полости. Чтобы во время эксплуатации избежать загрязнения воздуха во внутренней полости электромеханического блока по линии вала электродвигателя, в корпусе двигателя установлено магнитно- жидкостное уплотнение (МЖУ), обеспечивающее постоянное перекрытие зазора между валом и корпусом.

В процессе сборки электромеханического блока предусмотрена дозированная заправка МЖУ двигателей магнитной жидкостью С2-40М (ТУ 49-2-1-89). В зависимости от конструкции МЖУ двигателей величины дозы лежат в интервале 20-35 мг и отклонение от номинала должно быть не более ±1%.

W Ю

Специальная технология сборки электромеханических блоков накопителя и опыт организации их производства в помещениях класса 100000 и выше определяют к специальному технологическому оборудованию ряд технических требований:. .

выделение посторонних веществ в ограниченный объем помещений и влияние на климатические параметры в этих поме- щениях (температура 20 -i-2°C, влажность 50 + 10% и т.д.) не допускается;

конструкция должна обеспечивать надежную работу, при периодичности технического обслуживания один раз в полгода, которое производится вне специального помещения;

наличие пыли и жировых загрязнений на поверхностях деталей и узлов электромеханического блока в процессе и по окончании сборки допускается не более 1-10 6г/см2;

габаритные размеры и масса оборудования должны быть минимальные,в связи с высокой дефицитностью рабочих площадей специальных помещений.

Изобретение обеспечивает выполнение требований электронной гигиены и наиболее эффективно может быть использовано при дозированной заправке МЖУ двигате- лей в условиях помещений класса 100000 и выше.

Известно устройство Для дозированной подачи жидкого материала, содержащее емкость для дозируемого материала, соеди- ненную патрубком с корпусом, снабженным крышками и камерой, выполненной в виде полуцилиндра, поверхность которого сопряжена с двумя плоскостями. В камере установлен барабан с мерными каналами, выполненными открытыми в виде пазов, расположенных по образующей барабан. В крышках корпуса выполнен канал подвода сжатого воздуха с соплом.

Недостатком устройства для дозиро- ванной раздачи жидкого материала является выполнение в нижней крышке корпуса канала с соплом, через который дозируемый материал продувается транспортир ующим газом в изделие, вызывая загрязнение обра- зующимися аэрозолями изделий и атмосферы рабочего помещения, что не допускает эксплуатацию устройства в помещениях класса 100000 и выше. Кроме того, наличие в. устройстве для дозированной раздачи жидкого материала поверхностей трения барабана, корпуса и крышек, по которым осуществляется герметизация мерных каналов, не позволяет использовать жидкие ма- териалы с твердыми включениям

вызывающими заклинивание и повышенный износ поверхностей трения.

Известно также устройство для дозиро- вания жидкости, содержащее емкость для дозируемого материала, соединенную трубкой с дозатором, выполненным в виде корпуса, в верхней части которого размещен штуцер, ввернутый во втулку с уплотнением, на которой установлен соленоид, прижатый к корпусу через резиновые герметизирующие уплотнения с стоп-магнитом, к которому приварен сильфон, взаимодействующий с полым поршнем, контактирующим с пружиной, закрепленной на полом штоке, установленном с возможностью перемещения в штуцере. В корпусе размещена капсула с закреплённым на ней наконечником с иглой, в котором установлен спусковой клапан.

Недостатком устройства для дозирова- ния жидкости является наличие поршня и капсулы в виде плунжерной пары, которая осуществляет герметизацию полостей поверхностями трения, что не позволяет использовать устройство для дозирования жидкого материала с твердыми включениями из-за заклинивания и повышенного износа, кроме того, конструктивное выполнение устройства, а также жесткое соединение с капсулой наконечника с иглой не обеспечивает подвод и отвод иглы из зоны заправки и удержания капли в канале иглы, что приводит к загрязнению поверхностей изделий при перемещении их относительно иглы и не допускает эксплуатацию устройства в помещениях класса 100000 и выше.

Известно.также устройство для дозирования вязких материалов, содержащее стойку, на которой закреплены управляющий рычаг привода, взаимодействующий с копиром, и направляющая цилиндрической формы, в которой расположена емкость для дозируемого материала, на выходе которой установлен дозатор, выполненный в виде гильзы, внутри которой расположен соединенный с управляющим рычагом полый поршень, снабженный плавающим клапаном. В нижней части гильзы размещен подпружиненный обратный клапан и выполненный из жесткого материала отвод с наконечником.

Недостатками устройства для дозирования вязких материалов является размещение в поршне плавающего клапана, стабильная работа которого зависит, от многих факторов, таких как, например, вязкость жидкости, скорость перемещения поршня, что не обеспечивает стабильности дозирования жидкости, и перемещение жесткого отвода дозатора на новую позицию вертикально вверх вдоль силовых полей магнитно-жидкостных уплотнений с высокой напряженностью, что вызывает срыв капель дозируемой жидкости с наконечника, приводит к загрязнению изделия и-,окружаю- щей среды и не позволяет использовать устройство в специальных помещениях класса 100000 и выше, что сужает эксплуатационные,возможности устройства.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных возможностей и точности дотирования при заправке магнитной жид- магнитно-жидкостных уплотнений.

j Указанная цель достигается тем, что в устройстве для дозирования жидкости, включающем емкость для дозируемой жидкости, дозатор с приводом, содержащий установленные в гильзы корпуса полый поршень с всасывающим клапаном, обратный клапан, расположенный в нижней части гильзы под поршнем, и отвод с наконечником для подвода дозы, соединенный с приводом, всасывающий клапан, содержит ст( ржневой элемент с размещенным на нем по ым поршнем и уплртнительный элемент, герметизирующий пространство между внутренней стенкой поршня и стержнем, об затный клапан выполнен в виде диска со штоком и снабжен уплотнительным элементом, отвод выполнен в виде упругого труб- ча ого элемента переменного объема, на но

по.биссектрисе угла между поверхностями деталей магнитно-жидкостного уплотнения изделия.

| Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для дозирования. жидкости отличается тем, чтб соединений с приводом всасывающий клапан содержит стержневой элемент, с размещенным на нем полым поршнем, и

сонечник которого установлен с возмож- ;тью перемещения в зону дозирования

уп.

ютнительный элемент, герметизирующий пространство между внутренней стенкой поршня и стержнем; обратный клапан выполнен в виде диска со штоком и снабжен уплотнительным элементом; отвод выпол- 1 в виде упругого трубчатого элемента

не

пе

усэеменного объема, на конечник которого ановлен с возможностью перемещения в зону дозирования по биссектрисе угла меж- ду поверхностями деталей магнитно-жидко- стйого уплотнения изделия.

Подвод наконечника по биссектрисе угла на заданное расстояние обеспечивает втягивание всей выданной дозы жидкости с на(сонечника п зазор МЖУ. По окончании выдачи дозы обратный клапан герметизирует |подпоршневую полость, а дальнейшее сжатие его уплотнительного элемента обеспечивает втягивание-остатков жидкости в

наконечник, и ори отводе его по биссектрисе, магнитная жидкость удерживает в наконечнике, а в случае образования и срыва капли, она будет втянута в зазор МЖУ. По 5 мере удаления наконечника из зоны дозирования, отвод увеличивает свой объем и отса- сывает жидкость из наконечника, что обеспечивает удержание жидкости даже при попадании наконечника в магнитное

0 поле деталей МЖУ, и, следовательно, полностью исключает возможность потерь капель жидкости в процессе работы, вследствие этого устройство может быть использовано в помещениях класса 100000 и

5 выше. Наличие на стержне всасывающего клапана уплотнительного элемента , обеспечивающего герметизацию поршня при движении вниз и свободный проход жидкости через поршень при движении вверх, а также

0 наличие обратного клапана с уплотнительным элементом в совокупности с отводом, обеспечивающие стабильное заполнение жидкостью наконечника перед выдачей дозы, позволяет обеспечить точное дозирова5 ние жидкостью с твердыми включениями.

На фиг. 1 изображено устройство для . дозирования жидкости; на фиг, 2 - дозатор в конце такта наполнения дозируемого материала; на фиг. 3 - отвод с наконечником;

0 на фиг. 4 - два положения наконечника.

Устройство для дозирования содержит блок 1 управления и емкость 2 для дозируемой жидкости, соединенные кабелем 3 и трубкой 4 с дозатором 5 и кнопку 6.

5Дозатор 5 выполнен в виде корпуса 7, в верхней части которого установлен привод, выполненный в виде шагового электродвигателя 8 с шарнирно установленной муфтой 9 с резьбой, взаимодействующей со што0 ком 10, на котором закреплен флажок 11, установленный в окне корпуса 7 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На штоке 10 шарнирно установлен всасывающий клапан 12, снабженный стер5 жнем 13, на котором закреплены уплйтнм- тельный элемент 14 и ограничитель 15, взаимодействующий с полным поршнем 16, на внешней стороне которого выполнены уплотнения 17.

0Всасывающий клапан 12, уплотнитель- ный элемент 14, ограничитель 15 и полый поршень 16 размещены в гильзе 18, установленной внутри корпуса 7, и выполненной с верхней 19 и: нижней 20 крышками, с

5 патрубком 21 для подвода дозируемой жидкости, на котором закреплена трубка 4, и с уплотнителями 22, 23, 24.

В нижней части гильзы 18 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения обратный клапан 25 со штоком 26 и с уплотнительным элементом 27, взаимодействующий с пружиной 28. В нижней крышке20 гильзы 18установлен штуцер 29 с патрубком 30, соединенным с выполненным в виде упругого трубчатого элемен- та переменного объема отводом 31, снабженным наконечником 32, который установлен с возможностью перемещения в зону дозирования по биссектрисе КМ угла, образованного поверхностями вала 33 и шайбы 34 МЖУ изделия 35. Для обеспечения этого перемещения наконечник 32 установлен на размещенном в нижней части корпуса 7 рычаге 36, взаимодействующем с пружиной 37 и имеющем ролик 38, контак- тирующий с изделием 35.

Работа устройства для дозирования жидкости осуществляется следующим образом.

При установке дозатора 5 на ориентиру- ющий выступ изделия 35 в отводе 31 максимальное разряжение, что препятствует потери жидкости при прохождении наконечника 32 вблизи намагниченного вала 33. При дальнейшем движении дозатора 5 вертикально вниз изделие 35 воздействует через ролик 38 на рычаг 36, преодолевая сопротивление пружины 37. Поворот рычага 36 почасовой стрелке радиусом R обеспечивает подвод наконечника 32 в зону дозиро- вания (положение I фиг. 4) по линии NN. которая на участке-Ei, практически совпадает с биссектрисой КМ, на расстоянии t от зазора 39, которое обеспечивает сохранность наконечника и гарантирует втягива- ние всей дозы жидкости в зазор 39.

По мере приближения к зазору 39 наконечника 32 объем эластичного элемента 30 уменьшается и жидкость подается в наконечник 32 до состояния предварительного отсоса, а движения наконечника 32 в зоне d, (участок возможного образования и срыва капель жидкости при подводке и отводе) по биссектрисе КМ угла между поверхностью вала 33 и наружной поверхностью шайбы 34 обеспечивает в случае образования и срыва капель попадание их в зазор 39.

Дозируемая жидкость, содержащая твердые частицы из емкости 2 для дозируемой жидкости, поступает самотеком через трубку 4 и патрубок 21 в надпоршневую полость 40 гильзы 18.

При нажатии кнопки 6 сигнал на выполнение дозированной заправки поступает в блок 1 управления, который производит пуск шагового электродвигателя 8. Величина дозы дозируемой жидкости регулируется числом шагов электродвигателя 8 при помощи переключателя (на чертежах не показан), размещенного в блоке 1 управления.

Шаговый электродвигатель вращает резьбовую муфту 9, при этом шток 10 с всасывающим клапаном 12, уплотнительным элементом 14, герметизирующим надпоршневую полость 40, и ограничителем 15 перемещается вниз, а полый поршень 16 остается на месте, удерживаясь силой трения уплотнений 17 по гильзе 18, Перемещение штока 10 в вертикальном направлении обеспечивается движением флажка 11 в окне корпуса 7.

При перемещении штока 10 вниз всасывающий клапан 12 закрывает полый поршень 16 уплотнительным элементом 14, при этом твердые частицы дозируемой жидкости, оказавшиеся между ними, вминаются в уплотнительный элемент 14 и не оказывают влияния на герметизацию полого поршня 16.

После закрытия всасывающего клапана 12 сообщается перемещение вниз полому поршню 16, в результате чего в подпоршне- вой полости 41 создается давление дозируемой жидкости, при этом происходит отжатие обратного клапана 25 и сжатие пружины 28. По мере восстановления первоначального объема уплотнительного элемента 27 и закрытом обратном клапане 25 происходит заполнение наконечника 32 жидкостью до исходного состояния. При.. дальнейшем движении полого поршня 16 дозируемая жидкость через отвод 31 поступает в наконечник 32, с которого захватывается магнитным полем МЖУ и втягивается в зазор 39.

После отработки шаговым электродвигателем 8 заданного числа шагов, соответствующего требуемой дозе дозируемой жидкости, блок управления выключает шаговый электродвигатель 8, при этом обратный клапан 25 под действием пружины 28 герметизирует подпоршневую полость 41, твердые частицы дозируемой жидкости, оказавшиеся между уплотнительным элементом 27 и гильзой 18, вминаются в уплотнительный элемент 27 и не оказывают влияния на герметизацию. Дальнейшее движение всасывающего клапана 25 (в пределах упругости уплотнительного элемента 27) обеспечивает втягивание остатков жидкости в наконечник 32. По сигналу блока 1 управления шаговый электродвигатель 8 отрабатывает в обратном направлении, при этом шток 10 перемещается вверх, сообщая перемещение всасывающему клапану .12 и полностью его открывая, а через ограничитель 15 воздействует на полый поршень 16 и поднимает его вверх. Совместное движение вверх поршня 16 и всасывающего клапана 12 до упора в верхнюю крышку 19

обеспечивает перетекание жидкости из надпоршневой полости 40 в подпоршневую полость 41.

При съеме с ориентирующего выступа изделия 35 дозатор 5 перемещают вертикально вверх, при этом рычаг 36 поворачивается против часовой стрелки, а наконечник 32 перемещается по линии NN и выходит из зоны воздействия магнитного п оля МЖУ (положение II). Одновременно с отводом наконечника 32 происходит сокращение эластичного трубчатого элемента 31 п о длине и увеличение его в диаметре. Это в сзывает увеличение его внутреннего объема, втягивание жидкости из наконечника и узеличение силы, удерживающей ее внутри н аконечника 32.

Дозатор переставляется на следующее изделие. Цикл работы повторяется. В про- ц|ессе работы дозируемая жидкость по мере расходования периодически доливается в е мкость 2 для дозируемой жидкости.

Выполнение отвода в виде упругого т зубчатого элемента переменного объема с наконечником, установленным с возможностью перемещения в зону дозирования по биссектрисе угла между поверхностями деталей МЖУ, обеспечивает отвод торца, наконечника из зоны дозирования, в которой магнитное поле открывает капли дозируе- NOTO материала и затягивает в зазор МЖУ, втягивание остатков дозируемого материала в наконечник после заправки и удер- 4ание их при установке дозатора на

следующее изделие, вследствие чего на по- верхностях изделий не образуются следы дозируемой жидкости.

Использование привода, дающего стабилы-юе заданное перемещение вниз из верхнего положения штока, на котором установлен всасывающий клапан, содержа1 щий стержневой элемент с размещенным на нем ограничителем, полым поршнем и

уплотнительным элементом, герметизирующим пространство между внутренней стенкой поршня и стержнем, что обеспечивает первоначальное закрытие всасывающего клапана и совместное движение его с поршнем вниз, а при обратном ходе первоначальное открытие всасывающего клапана и совместное движение их с поршнем вверх до упора, при наличии в подпоршневой полости обратного клапана с уплотнительным

элементом позволяет стабильно выдавать дозы магнитной жидкости с точностью до 1 % от задаваемого объема в широком диапазоне выдаваемых микродоз.

Точное дозирование магнитной жидкости, герметичность дозатора и надежное удержание жидкости в наконечнике допускает эксплуатацию устройства не только в обычных условиях, но и в помещениях класса 100000 и выше, это расширяет эксплуата- ционные возможности устройства для дозирования жидкости при одновременном повышении точности дозирования магнитной жидкости.

Использование: изобретение относится к устройствам для дозирования, а именно к устройствам для дозированной заправки ма|нитно-жид костных уплотнений накопителей информации ПЭВМ и направлено на повышение эксплуатационных возможностей. Сущность изобретения: устройство вк; гочает емкость для дозируемой жидкости и дозатор (Д) с приводом. Д содержит установленные в гильзе корпуса (ГК) полый поршень (ПП) со всасывающим клапаном (ВК), обратный клапан (ОК) расположенный в нижней части ГК под ПП и отвод (О) с наконечником (Н). Новым является то, что В К оснащен стержнем (С), на котором размещен с возможностью вертикального перемещения ПП. На одном конце С установлен уплотнительный элемё для герметизации пространства между внутренней стенкой ПП и С, а на другом - ограничитель хода ПП. ОК снабжен уплотнительным элементом: О выполнен в виде упругого трубчатого элемента переменного объема. Н установлен посредством подпружиненного рычага с роликом с возможностью перемещения в зону дозиропэнил. 4 ил. LO

Формула изобретения

Устройство для дозировзния жидкости, включающее емкость для дозируемой жидкости и дозатор с приводом, содержащий установленные в гильзе корпуса полый поршень со всасывающим клапаном, обратные клапаны, расположенные в нижней части гильзы под полым поршнем, и отводе наконечником, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных возможностей и точности дозирования, всасывающий клапан оснащен стержнем, на

котором размещен с возможностью вертикального перемещения полый поршень, на одном конце стержня установлен элемент для герметизации пространства между внутренней стенкой полого поршня и стержня, а на другом - ограничитель хода полого поршня, обратный клапан снабжен уплотнительным элементом, отвод выполнен в виде упругого трубчатого элемента переменного объема, при этом наконечник установлен посредством подпружиненного рычага с роликом с возможностью перемещения в зону дозирования.

AEZeea

Фиг.З