Перистальтический дозатор Советский патент 1982 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к дозирующи устройствам и может быть использовано, в частности, для дискретного и стерильного дозирования газов, жидких сред и сред с твердыми включения ми . По основному авт.св. ff 80706i, известен перистальтический дозатор, содержащий эластичный шланг, электро привод с валом для прокатывания шлан га, ролик-вытеснитель, клапанный пережим с приводом перемещения, устройство управления приводами, в. котором ролик-вытеснитель соединен с валом электропривода для прокатывания шланга передачей противоположного вращения, а цепь питания привода ролика-вытеснителя и клапанного пере жима снабжена переключателем фазы пе ремещения на 180° относительно направления прокатывания шланга. Передача между валом для прока ывания шланга и роликом-вытеснителем выполнена в виде эластичного пасика. расположенного восьмеркой с регулируемым межцентровым расстоянием. Переключатель изменения фазы перемещения ролика-вытеснителя и клапанного пережимг выполнен в виде импульсно-управляемого реле. Эластичный шланг располо ; ен зигзагообразно в одной плоскости и снабжен деления,ми СП . Однако блок управления известного дозатора не позволяет расширить его функциональные возможности, ввести новые модули и получить новые режимы работы дозатора. Кроме того, он не позволяет дозировать агрессивные среды и органические растворители, поскольку не существует эластиных материалов для шлангов универсально стойких к агрессивным средам и органическим растворителям. Цель изобретения - расширение функциональных возмох ностей дозатора. 39 Указанная цель достигается тем, что в перистальтический дозатор введены два устройства задержки импульсов, формирователь импульсов, коммутатор, неподвижный контакт, установленный напротив ролика-вытеснителя и соединенный с переключающим входом блока переклю чения и через формирователь импульсов с выходом импульса о выдаче пря мой дозы коммутатора, разъемная колодка, на которой выполнены вход прямого дозирования, соединенный через коммутатор с включающим входо включателя питания и выходом первого устройства задержки импульсов, вход обратного дозирования, соедине ный с входом первого устройства задержки импульсов и входами о начале обратного дозирования коммутатора и переключателя фазы и выходом импуль са о выдаче обратной дозы коммутато ра, входы остановов прямого и обрат ного дозирования, соединенные с вык лючающим входом включателя питания и через второе устройство задержки импульсов со вторыми переключающими входами коммутатора и переключателя фазы. Кроме того, с це/1ью обеспечения дозирования агрессивных жидкостей, шланг с упорами снабжен имически инертной гибкой трубкой, а зажим и ролик-вытеснитель установлены на рычагах с верньерами для .регулировки величины пережима шланга,причем свобо ные концы рычагов через дополнительные ролики контактируют с кулачком. На фиг.1 показана схема дозатора; на фиг.2 - схема блока управления дозатором- на фиг.З - структурная схема перистальтического дозатора для режима пипетирования одиночными дозами с ручным управлением; на фиг. - то же, с полуавтоматическим управлением; на фиг.5 - структурная схема перистальтического дозатора для режима пипетирования одиночными и групповыми дозами с автоматическим управлением. Дозатор содержит эластичный шланг 1 с подвижным 2 и неподвижными 3 и k участками, электродвигатель 5 с пе редачей 6 противоположного вращения, опорный ролик 7 и ролик-вытеснитель 8. Во внутрь шланга 1 плотно вставлена тонкостенная химически инертная гибкая трубка 9, например, из фторопласта или тефлона. Радиальная эласт ичность шланга постоянно придает тонкостенной фторопластовой трубке после пережима первоначальную форму. Такая конструкция дозирующего шланга позволяет применять для перистальтического дозирования трубки из фторопласта и полностью реализовать преимущества его химической инертности. Шланг 1 расположен зигзагообразно и закреплен в фиксаторах 10 и 11. Снаружи шланг 1 имеет калибровочные деления 12, служащие для установки величины дозы. Подвижный участок 2 шланга 1 пропущен между опорным роликом 7 и роликом-вытеснителем 8. Ролики 7 и 8 связаны с передачей 6 противоположного вращения и через эту передачу с двигателем 5. Между роликами 7 и 8 можно менять расстояние. Неподвижный участок k шланга 1 пропущен, между прижимом 13 и упором 1(, которые образуют пережимной клапан. Электродвигатель 15 предназначен для вращения кулачка 16 с ограничителем 17 поворота. Пережим 13 при помощи рычага 18 и ролика 19 контактирует с кулачком 16. Ролик-вытеснитель 8 при помощи рычага 20 и ролика 21 контактирует с кулачком 16. Рычаги 18 и 20 установлены на шарнирах 22 и 23, которые перемещаются {в плоскости чертежа) вправо и влево верньерами 2k и 25, что позволяет регулировать степень пережима шланга 1 в зависимости от диаметра и толщины его стенок. На подвижном участке 2 шланга установлены ограничительные упоры 26 и 27, выполненные в виде колец с прорезями для установки на шланг. Диаметр отверстий упоров 2б и 27 имеет размер, который допускает их перемещение по шлангу 1 для регулировки величины фазы вручную с некоторым усилием, но исключает самопроизвольное перемещение. Такое выполнение ограничительных упоров 26 и 27 на эластичном и гибком шланге позволяет их использовать в качестве разрывных электрических контактов, так как благодаря эластичности шланга обеспечивается нужное контактное давление для прохождения электрического тока в момент прижатия к роли а„ 7 и 8 для упора 26 или к ролику 8 и неподвижному контакту 28 для упора 27. Кроме того, для останова двигателя в момент реверса упоры за 59 счет трения создают демпфирующий момент, противоположный моменту количества механической си темы, образуемой двигателем 5, пере дачей 6 противоположного вращения и роликами 7 и 8, т.е.способствуют быстрому останову системы в момент реверсирования. Ролик 8 является общим электрическим контактом для обоих упоров и электрически соединен с корпусом дозатора и с шиной 29 нулевого потенциала посредством скользящего конта1ста 30. Скользящий контакт 31 соединяет электрически ролик 7 с устройством 32 управления. , Устройство 32 управления содержит включатель 33 питания с входом 3 питания и с входом 35 и 36 для останова прямого и обратного дозирования. Блок 37 переключания, вход питания которого соединен с выходом включателя 33 питания и два входа которого 38 и 39 соединены с ролико 7 и контактом 28, а выходы 40 и 1 с электродвигателем 5. Переключатель k2 фазы, входы кот рого 3 и 4 соединены с выходами и 41 переключателя 37, а выходы 5 46 - с электродвигателем 15. Устройство kj задержки импульсов, выход которого соединен с включающим входом 48 включателя 33. Коммутатор 49, выходы которого 50 и 51 выдают импульсы о выдаче прямой и обратной фаз, а входы 52 и S3 о начале прямого и обратного дозирования, при этом вход 53 соединен со входом 54 переключателя 42 фазы, а выход 55 соединен со входом 48 включателя 33 и с выходом устройства 47 задерж ки импульсов.Устройство 5б задержки импул1ьсов,вход которого соединен с вх дами 35 и 36 и с отключающим входом вкл чателя 33,а выход соединен со вторыми переключающими входами 57 коммутатора 49 и 58 переключателя 42 фазы. Формирователь .59 импульсов, вход которого соединен с контактом а выход соединен со вторым переключаемым входом коммутатора 49. Для удобства Подключения к предлагаемому дозатору разнообразных функциональных модулей на разъемной колодке во все входы 29 и 34 соединены параллельно. В режиме прямого дозирования дозатор работает следующим образом. При поступлении из вне на вход 52 коммутатора 49 с выхода 55 сигнал поступает на вход 48 включателя 33 питания, с выхода которого подается питание на переключатель 37. Переключатель 37 включает двигатель 5 для прокатки подвижного участка 2 шланга 1 сверху вниз. Одновременно питание через переключатель 42 фазы подается на электродвигатель 15 и кулачок 16 занимает крайнее правое положение. При этом подвижный 2 участок шланга 1 становится полностью пережатым, а неподвижный 4 участок шланга 1 полуперек атым прижимом 13 на упоре 14. Электродвигатель 5 начинает прокатывать подвижной 2 участок шланга 1 в полностью пережатом состоянии вниз относительно плоскости чертежа. В результате заключения в шланге 1 дозируемая среда вытесняется через его неподвижный участок 4 наружу. Одновременно через неподвижный участок 3 засасывается новая порция дозируемой среды. Как только ограничительный упор 2б замыкает опорный 7 и ролик-вытеснитель 8, сигнал об этом поступает на вход 38 блока 37 переключения и последний переключает действие электродвигателей на противополо хное. Кулачок 16 занимает крайнее левое положение относительно плоскости чертежа. Неподвижный 4 участок шланга 1 полностью пережимается перех имом 13 на упоре 14, аролик-вытеснитель 8 отводится от опорного ролика 7 на расстояние, обеспечивающее полупережим шланга 1 в промех утке между ними. Начинается прокатка .шланга вверх в полупережатом состоянии. Как только упор 27 замыкает неподви ; ный контакт 28 и ролик-вытеснитель 8, сигнал об этом поступает на вход. 39 блока 37 переключения, который вновь переключает действие электродвигателей 5 и 15 и на формирователь 59 импульсов, который формирует импульс и подает его на коммутатор 49, на выходе 50 которого появляется импульс о выдаче фазы. Если выход 50 коммутатора 49 соединен с входом 36, то дозатор сам себя этим сигналом останавливает, сняв питание с электродвигателей 5 и 15. в режиме обратного дозирования дозатор работает следующим образом Управляющий импульс подается на вход 53 коммутатора 9, на вход устройства 7 задержки и на 5t переключателе 42 фазы. В результате на выходах переключателя 42 ме няется фаза питания относительно вх дов i3 и It питания. В коммутаторе S отключается вход 52. Затем через время, определяемое устройством 7 задержки импульсов, управ|ляющий сигнал поступает через вход А8 на включатель 33 питания, с которого подается питание на блок 37 переключения. Питание с выходов АО, kS и t6 переключателя 37 подается на электродвигатели 5 и 15. Дозатор в режиме обратного дозирования работает точно так же, как и при прямом, за исключением того, что шланг 1 прокатывается вни в полупережатом состоянии, а вверх в пережатом. Предлагаемый дозатор в сравнении с известными осуществляет биологиче ки-нейтральное дозирование, осущест вляет дозирование агрессивных сред, кроме того, позволяет так же расширить функциональны возможности дозатора, а именно, подключая различные модули, получить новые режимы работы дозатора. Пример 1. Режим пипетирования одиночными дозами с ручным управлением (фиг.З). Ко входу 52 устройства 32 управления дозатором и ко входу 53 подкл чают ручнь е формирователи импульсов 61 с кнопочным управлением, а выходы 51 и 50 соединены соответственно со входами 35 и 36. При нажатии кнопки на ручном формирователе 61 импульсов, подключенным ко входу 53 дозатор отбирает одну одиночную доз пропорциональную диаметру установле ного шланга и длине прокатки, и импульсом с выхода 51, поступающим на вход 35, сам себя останавливает. При нажатии кнопки на ручном формир вателе 61 импульсов, подключенному ко входу 52, дозатор сливает набранную ранее дозу. Последующие запуски дозатора по входу 52 осуществ ляют продувку пипетирующего канала и полностью освобождают его от дозируемой среды. Количество одиноч;Ных доз отбираемой среды и количест :во доз продувки канала равно, числу 15 .8. ручных нажатий соответствующих кнопок. П р и м е р 2. Режим пипетирования одиночными дозами с полуавтоматическим управлением (фиг.О. Ручной формирователь 61 импульсов подключают к входам 53 и 52 устройства 32 управления дозатором через автоматический переключатель 63, а выходы 51 и 50 соединяют соответственно со входами 35 и Зб устройства 32 управления и с переключающими входами 64 и б5 автоматического переключателя 63 импульсов. При нажатии кнопки на ручном формирователе б1 импульсов управляющий импульс сразу же поступает на вход 53- Дозатор отбирает одну одиночную дозу сам себя останавливает по входу 35 и одновременно по входу 64 осуществляется переключение входа б2 автоматического переключения импульсов 63 со входа 53 на вход 52 блока 32 управления. В результате при последующем нажатии кнопки на формирователе 61 импульсов дозатор наминает осуществлять слив ранее набранной дозы. Таким образом, при каждом нажатии кнопки на формирователе 61 импульсов автоматически осуществляется то отбор пробы, то ее слив. П р и м е р 3. Режим пипетирования групповыми дозами с полуавтоматическим управлением (фиг.5). Ручной формирователь б1 импульсов подключают ко входам 53 и 52 устройства 32 управления дозатором через автоматический переключатель 63, а выходы 51 и 50 соединяют соответственно со входами 35 и 36 через счетчики 66 импульсов с регулируемым коэффициентом деления последовательности входных импульсов и с формированием импульса на выходе счетчика по достижении заданного количества импульсов. Кроме того, выходы счетчиков 66 соединены с переключаю- . щими входами 64 и б5.автоматического переключателя 63 импульсов. При на чатии кнопки на ручном формирователе 61 импульсов Импульс со входа 62 автоматического переключения 63 сразу же поступает на вход 53 устройства 32 управления дозатора. Импульсы с выхода 51 поступают на вход первого счетчика 66 и когда их число (а значит и число отобранHbjx одиночных доз) станет равным заданному на счетчике импульс.с 9 выхода счетчика 66 поступает на вход 35 включателя 33 питания и действие дозатора прекращается. Од новременно этот )хе импульс посту. пает на переключающий вход 6 авто матического переключателя 63 и его вход б2 автоматически переключается со входа 53 на вход 52 устройства 32 управления дозатора. Затемпроизводят ручной перенос за борного конца эластичного шланга из места отбора пробы в место ее слива. .При следующем кнопки на ручном формирователе импульсов 61, дозатор запускается по вхо ду 52. Импульсы с выхода 50 поступ ют на вход второго счетчика 66, и когда их число станет равным задан ному, импульс с его выхода поступа ет на вход Зб и деЯствие дозатора прекращается. Одновременно этот же импульс поступает на переключающий вход 65 автоматического переключателя 63 и его вход 62 автоматическ переключается со входа 52 на вход 53. Затем вновь переносят заборный конец шланга вручную из места слива пробы в место ее отбора. Далее при нажатии кнопки на формирователе 61 весь описанный цикл повторяется. Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый дозатор до полнительно позволяет осуществлять работу в различных режимах при био логически-нейтральном дозировании и ,дозировании агрессивных сред путем подключения функциональных модулей. Формула изобретения 1. Перистальтический дозатор по авт.св. W 8070б4, отличающийся тем, что, с целью расшире 10 ния функциональных возможностей, в него введены два устройства за держки импульсов, формирователь импульсов, коммутатор, неподвижный контакт, установленный напротив ролика-вытеснителя и соединенный с переключающим входом блока переключения и через формирователь импульсов с выходом импульса о выдаче прямой дозы коммутатора, разъемная колодка, на которой выполнены вход прямого дозирования, соединенный через коммутатор с включающим входом включателя питания и выходом первого устройства задержки импульсов, вход обратного дозирования, соединенный с входом первого устройства задержки импульсов и входами о начале обратного дозирования коммутатора и.переключателя фазы и выходом импульса о вы- даче обратной дозы коммутатора, входы остановов прямого и обратного дозирования, соединенные с выключающим входом включателя питания и через второе устройство задержки импульсов с вторыми переключающими входами коммутатора и переключателя фазы. 2. Дозатор по п.1, о т л и м а ющ и и с я тем-, что, с целью обеспечения дозирования агрессивных жидкостей, шланг с упорами снабжен химически инертной гибкой трубкой, а зажим и ролик-вытеснитель установлены на рычагах с верньерами, для регулировки величины пережима шланга, причем свободные концы рычагов через дополнительные ролики контактируют с кулачком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР fP 80706, кл. G 01 F 13/00, 31.03.78 (прототип).

60

5 46

I

Фие.г

SI

S5 51 35

36 50 SI

фиг.5