Пневматический порционный дозатор жидкостей Советский патент 1983 года по МПК G01N1/14 G01F11/08 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при проведении научных исследований в области биологии, биохимии и меди цины для разбавления дозированной порции одной жидкости дозированной порцией другой жидкости и распределения смеси этих жидкостей по ячейкам. Известно пневматическое устройство для дозирования жидкостей, содержащее узлы задания вакуумметриче кого и избыточного давлений, выходы которых соединены между собой посредством гибкой трубки с каналом узла управления, в верхней части ко рого установлено сопло, а в нижней .пробоотборник, дроссель, связанный своим входом с каналом питания, а выходом - с соплом и входом усилителя , выход которого соединен с управляющим входом узла задания избыточного давления, ячейки памяти,, дополнительный узел задания вакууме рического давления, выход которого связан с выходом основного узла задания вакуумметрического давления дополнительные дроссели, подключенные входами к каналу питания, и дополнительные сопла, установленные в верхней части узла управления, один из которых связан с выходом первого дополнительного дросселя и с положительным входом первой ячейки памяти , а другой - с выходом второго дополнительного дросселя и с положительным входом второй ячейки памяти , при этом управляющие входы основного и /1ополнительного узлов задания вакуумметрического давления подключены к выходам соответствующих ячеек памяти, отрицательные управляющие входы которых соединены с выходом усилителяС Недостатком этого устройства является низкая эффективность, обусловленная наличием ручных операций при отборе различных доз. жидкости в один пробоотборник. Кроме того, это устройство имеет ограниченные, функциональные возможности, т.е. используется только как дозатор. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пневматический порционный дозатор жидкостей, содержащий пробоотборник в виде наконечника с установленным в его верхней части соплом управления, линию пневмопитания, подключенную н соответствующим входам эжсктора, генератора импульсов, усилителя , нормально закрытому соплу и нормально открытому соплу соответственно первого и второго пневмоклапанов и через регулируемый дрос сель к соплу управления, выход кот рого связан с атмосферой, двухклап ный пневматический переключатель, сопла которого связаны с всасывающим входом дозирующего элемента, с диненного управляющим входом с выходом второго пневмоклапана, емкос с дозируемыми жидкостями, одна из которых непосредственно связана с всасывающим входом пневматического переключателя, а другая емкость че рез наконечник - с нагнетательным выходом того же переключателя, оди из управляющих входов которого сое динен с выходом первого пневмоклапана 2. Недостатком известного пневмати ческого порционного дозатора жидко тей являются ограниченные функциональные возможности, а именно: это устройство не может работать в режиме дозатора пипеточного типа. Целью изобретения является повышение эффективности устройства путе расширения функциональных возможнос тей . Указанная цель достигается тем, что пневматический порционный дозатор жидкост,ей снабжен дополнительны дозирующим элементом, подключенным управляющим входом к выходу второго пневмоклапана, а всасывающим входом к нагнетательному выходу пневматического переключателя, логическим элементом ИЛИ, соединенным одним из входов с выходом генератора импульсов , а другим - с выходом регулируе мого дросселя, и дополнительным пневмоклапаном, нормально открытое сопло которого связано с линией питания и входом эжектора, нормально закрытое сопло - с атмосферой, а уп равляющий вход подключен к выходу усилителя, связанного управляющим входом с выходом логического элемента ИЛИ, при этом выход допол .нительного пневмоклапана соединен с управляющим входом второго пневмо клапана и с соответствующим входом пневматического переключателя. На чертеже представлена блок.схема пневматического порционного д затора жидкостей. Устройство состоит из сопла 1 управления, регулируемого дросселя усилителя 3, генератора 4 импульсов , пневмоклапанов 5-7, эжектог ра 8, двухклапанного пневматического переключателя 9, дозирующих элементов 10 и 11, наконечника 12, емкостей сосудов 13 и 14 с дозируемыми (смешиваемыми) жидкостями, линии 15 пневмопитания и логическог элемента ИЛИ 16. Для слива доз после смешения в устройстве имеется многоячеистая пластина 17, Переключатель 9 выполнен например, в виде корпуса, в осевом направлении которого,установлены сопла, корпус с обеих сторон закрыт крышкой, между крышкой и корпусом установлена гибкая мембрана. Дозирующий элемент 10 выполнен, например, в виде двух шайб со сферическими выточками, между которыми установлена гибкая мемб,рана. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим сначала его работу в режиме автоматического порционного доза.тора первой жидкости Ж из емкости 14. Для рассматриваемого режима исходное состояние устройства характеризуется следующим..К всасывающему входу клапанного переключателя 9 подсоединена гибкая трубка, второй конец которой опущен в сосуд 14, а конец пробоотборника (наконечника) 12 опущен в какой-либо сосуд. Генератор 4 включен. Когда Р 1, то Р2 1; РЗ 1; Р4 If Р5 Q и Р, 1, где Р - Р - сигналы, соответственно, на выходах генератора 4, логического элемента ИЛИ 16, усилителя 3, пневмоклапанов 5-7, U вакуумметрическое давление на выходе эжектора 8. Отметим, что значению сигнала, равному условному О, соответствует давление в пределах от О до 0,01 МПа, а условной 1 - давление, равное давлению питания (0,14 МПа ± + 10%). Сигналы Р и Р5 принимают значения, соответственно, 1 и О практически в одно и то же время, а сигнал Р принимает значение 1 чуть позже. Величина этого временного сдвига зависит от быстродействия клапанов 5-7. При указанных значениях PS и Р сигналов Р., сопло переключателя 9 со стороны всасывающего входа закрыто, а сопло со стороны.нагнетательного выхода открыто. Под действием избыточного давления (P 1) мембраны дозирующих элементов 10 И 11 отклоняются в сторону их всасывающих входов, вытесняя жидкость (или газ ), находящуюся в каналах переключателя 9 и в каналах соединительных линий через наконечник 12 во внешнюю среду. Когда Р, О, то Р2 0; Pj 0; и Р, Q. Сигналы О; Р , 1 Р, равные 5 принимают значения, тственно Q и пр соответственно Q и практически одновременно, а сигнал Р принимает значение, равное Q, несколько позже. Этот временной сдвиг, как отмечалось ранее, зависит от быстроействия клапанов 5,6 н 7. При укаэанных значениях сигналов PI- гонло переключателя 9 со стороны его на гнетательного выхода закрыто, а сопло со стороны всасьовающего входа открыто и под действием вакуумметрического давления Р Q мембраны элементов 10 и 11 переходят в противоположное крайнее состояние, подсасывая при этом порцию жидкости: элемент 10из сосуда 14, а элемент 11 из нагнетательного выхода переключателя 9. Прл смене значения Р-, с О на 1 и с 1 на О описанный вьоше цикл работы устройства повторяется, перекачивая по порциям жидкость Ж из сосуда 14 в какуюлибо емкость, например, в сосуд 13. В рассмотренном режиме реботы устройства дозирующий элемент 11 активного участия в процессе дозирования и перекачки жидкости Ж- не принимает Рассмотрим второй режим работы устройства, когда устройство работает в режиме смесителя дозированных порций двух жидкостей. Исходное состояние устройства характеризуется следующим. Генератор 4 отключен, . Установим наконечник 12 над од ной, из ячеек пластины 17 и прикроем пальцем отверстие сопла 1 управления Тогда сигнал выходе дросселя 2 примет значения 1.При.удалении пальца от отверстия сопла 1 Р. 0, поэтому . Если в первом режиме изменение значения сигнала 2 было обусловлено состоянием генератора 4 , то во втором режимезначение сигнала Рлменяется по команде оператора. В остальных отношениям работа устройства в первом и во втором режимах одинакова. Погрузим конец накоречника 12 в жидкость Kg и удалим палец от сопла 1. Тогда вслед ствие эффекта всасывания, побуждаемого дозирующими элементами 10 и 11 в канал линии всасывания элемента 10 поступит порция жидкости Ж-1 с объемом, равным V , а в канал линии всасывания элемента 11 поступит порция .жидкости с объемом, равным V2 . Величины V и V2зависят от объемов полостей дозирующих элемен трв 10 и 11. Как правило,V-J7/ 2. Установим конец наконечника над одной из ячеек пластины 17 и прикро пальцем отверстие сопла 1. Смесь двух жидкостей Ж и Ж2 с суммарны UkKUi-itSM ЛХ л V V - VjSbuibeTCH из нако объемом V V - Vj нечника в эту ячейку пластины 17. О санный циклработы уртройства можно повторить многократно. Третий режим работы устройства. Исходное состояние устройства.Вс сывающий вход переключателя 9 соеди нен с атмосферой и полости пер.аключателя 9 и дозирующих элементов 10 и 11, а также каналы соединительных линий освобождены, нагТример, путем продува, от жидкостей Ж и Жз . Прикроем пальцем отверстие сопла 1. огрузим наконечник 12 и жидкость, апример в жидкость Ж2, и удалим палец от сопла 1. В канал наконечника 12 поступит порция жидкости Жд. Установим конец наконечника над ячейкой пластины 17 и, закрытием отверстия сопла 1V выдуем, эту порцию жидкости в ячейку пластины. Рассмотренный цикл работы устройства можно повторить многократно. Заметим, что продув жидкости осуществляется порцией газа (воздуха ) с суммарным объемом, равным УЗ Vg. Расширение функциональных возможностей устройства позволит повысить эффективность дозатора в целом за счет применения его в различньах областях при научно-исследовательских работах. Формула изобретения Пневматический порционный дозатор жидкостей, содержащий пробоотборник в виде наконечника с установленным в его верхней части соплом управления, линию пневмопитания, поя ключенную к соответствующим входам эжектора, генератора импульсов, усилителя, нормально закрытому соплу и нормально открытому соплу соответственно первого и второго пневмоклапанов и через регулируемый дроссель к соплу управления, выход которого связан с атмосферой, двухклапанный пневматический переключатель, сопла которого связаны с всасывающим входом дозирующего элемента, соединенного управляющим входом с выходом второго пневмоклапана, емкости с-дозируемыми жидкостями, одна из которых непосредственно связана с всасывающим входом пневматического переключате.пя, а другая емкость через наконечник - с нагнетательным выходом того же переключателя, один из управляющих входов которого соединен с выходом первого пневмоклапана, о.тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дозатора за счет расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительным дозирующим элементом, подключенным управляющим входом к выходу второго пневмоклапана, а всасывающим входом - к нагнетательному выходу пневматического переключателя, логическим элементом ИЛИ, соединенным одним из входов С выходом генератора импульсов, а другим - с вькодом регулируемого дросселя, и дополнительным пневмоклапаном, нормально открытое сопло которого связано с линией питания и входом эжектора,нормально закрытое сопло - с атмосферой,а

управляющий вход подкл:эчен к выходу усилителя, связанного управляющим входом с выходом логического элемента ИЛИ, при этом выход дополнительного пневмоклапана соединен с управляющим-входом второго пневмоклапана и с соответствующим входом пневматического переключателя,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2924802/23-26,

кл. & 01 N 1/14, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2924865/23-26,

кл. G 01 N 1/14, 1980.