Перистальтический дозатор

 

1. ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ ДОЗАТОР , содержащий корпус с днищем, в котором по окружности выполнен канал, а в мен размещен ишанг, контактирующий через эластичную мембрану с нажимным роликом, отличаю щ. и и с я тем, что, с целью повышения точности дозирования путем распределения действия силовой нагрузки вдоль поверхности мембраны, торцовая поверхность , расположенная внутри /J корпуса, выполнена со скосом и снабжена шпильками, а кольцевая мембрана со стороны канала выполнена с прямоугольным плоским буртиком и имеет скос, параллельный скосу днища, при этом корпус снабжен прижимной гайкой с торцовым упором. 2. Дозатор по П. 1, отлича КЗ щ и и с я тем,что углы скоса мембраны днища определены зависимостью . . ) o -arcCO5oL -5- -рл где R - расстояние от оси вращения до точки приложения нагрузки; Ял расстояние от центра шланга до оси вращения; (Л ДР гидравлическое сопротивление У системы, в которой обеспечивается заданный расход дозатором ; . - прижимная сила; . F - силовая нагрузка ролика на мембрану со о СП

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з р 04 В 43/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Op-Î) о =си" сСОВ oL й„F расстояние от оси вращения до точки приложения нагрузки; расстояйие от центра шланга оои ва где Я1ф

F11 12 (21) 3406000/18-10 (22) 04.03.82 (46) 23.07.83. Вюл. В 27 (72) .Л.П. Лебедев, А.Г. Малыгин, А.А. Тарасиков и Е.А. Самсонова (71). Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения (53) 681.26(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

98917, кл. F 04 В 43/12, 1954.

2. Патент СИА Ю 2897767, кл. 418"45, 1976 (прототип), (54)(57) 1. ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИД ДОЗАТОР, содержащий корпус с днищем, в котором по окружности выполнен канал, а в нем размещен шланг, контактирующий через эластичную-мембрану с нажимным роликом, о т л и ч а ю щ. и и с я тем, что, с целью повншения точности дозирования путем распределения действия силовой нагрузки вдоль поверхности мембраны, торцовая поверхность днища, расположенная внутри

„„SU„;, 1030577 А корпуса, выполнена со скосом и снабжена шпильками, а кольцевая мембрана со стороны канала выполнена с прямоугольным плоским буртиком и имеет скос, параллельный скосу днища, при этом корпус снабжен прижимной гайкой с торцовым упором.

2. Дозатор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем,что углы скоса мембраны днища определены зависимостью д с р цения, гидравлическое сопротивление системы, в которой обеспечивается заданный расход доза- С тором; прижимная сила; силовая нагрузка ролика на мембрану.

1 1 030

Изобретение относится к устройст- вам для дозирования весьма малых обьемов жидкости, а именно к доэаторам с трубчатыми эластичными рабочими органами леристальтического действия, и может -быть использовано в приборостроении, медицинской и биологической промышленностях.

Доэаторы могут быть использованы в научна-исследовательских работах, 10 связанных с хроматограФией, калориметрией, теплофизикой и процессами, где необходимо поддержание высокой точности доэации рабочих жидкостей при их перекачке, а также. их 15 стерильности.

Известны доэаторы, которые содержат корпус, выполненный в виде стакана, на дне которого в круговом канале размещен шланг и перемещающий- 2в ся вдоль него .нажимной ролик (1).

Недостатком этого дозатора явля« ется быстрый износ шлангов под непо-. средственным воздействием на них роликов, 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дозатор, содержащий корпус, в котором шланг расположен в канале, нажимной ролик, а между шлангами и роликом проложена кольцевая эластичная мембрана. Шланг обкатывается через эластичную мембрану нажимным роликом f2).

Силовые нагрузки на мембрану распределяются только в нормальном направлении. Это приводит к тому, что при контакте с мембраной образуется диаметральный перекос мембраны и увеличивается трение об нее вращающихся частей дозатора.

Ввиду того, что мембрана изготовляется как правило из эластичных материалов (тефлон, капролоктан и т .и.), то повышенное давление на, нее в зоне контакта с роликами приво- 45 дит к ее деформации и текучести. В свою очередь эта деформация приводит к изменению давления самой мембраны на шланг, а соответственно к проскальзыванию ролика относительно мембра-, 50 ны и снижению точности доэации.

Целью изобретения является повыше-» ние точности дозации жидкости путем дополнительного распределения действия силовой нагрузки вдоль поверхнос.55 ти мембраны.

Поставленная цель достигается тем, что дозатор содержит корпус с днищем, 577

2 в котором по окружности выполнен ка" нал, а в нем размещен шланг, контактирующий через кольцевую эластичную мембрану с нажимным роликом, при этом торцовая поверхность днища, расположенная внутри корпуса, выполнена со скосом и снабжена шпильками, а кольцевая мембрана со стороны канала выполнена с прямоугольным плоским буртиком и имеет скос параллельный скосу днища, при этом корпус снабжен прижимной гайкой с торцовым упором.

Кроме того, углы скоса мембраны и днища определены зависимостью

А=агссо А Рг-9

F г, де „- расстояние от оси вращения до точки приложения нагрузки;

R. - расстояние до центра шланга до оси вращения;

6Р гидравлическое сопротивление систем, где обеспечивается заданный расход дозатором; ф - прижимная сила; . F " силовая нагрузка ролика на мембрану.

На фиг. 1 изображена конструкция дозатора; на фиг. 2 - схема распределения статических нагрузок на мембрану доэатора; на фиг. 3 " элемент мембраны дозатора.

Дозатор устанавливается на двигатель 1 с вертикальным валом 2 и содер

1жит корпус в виде стакана 3 с круго" вым каналом 4 в днище 5. Торцовая поверхность днища 5 от канала до центральной оси корпуса выполнена со,скосам и снабжена шпильками 6. В канале расположен шланг 7, а над ним уста- новлена кольцеваяэластичная мембрана8., Прижимная мембрана 8 со стороны канала снабжена прямоугольным плоским буртиком 9 и также имеет скос параллельный скосу днища. Иембрана 8 фиксируется шпилькой 6 и опирается на .шланг 7. Таким образом, между днищем 5 и мембраной 8 образуется щель 16, размеры которой соответствуют высоте буртика, а сама мембрана 8 занимает плавуюшее положение. На валу 2 крепится водило 11 с роликом 12. Корпус 3 дозатора снабжается прижимной гайкой 13, с торцовым упором 14, которая посредством резьбового соединения кре" пится внутри корпуса 3.

Упор 14 взаимодействует с мембра- ной по его внешнему контуру.

ta. а9.- — F соы -

1 R„ +=GI ССОбо

3 1030

Дозатор работает следующим образом.

Вращающийся ролик 12 водила ll прижимает через мембрану 8 шланг 7. Давпение ролика 12 на шланг за счет изги-. ба мембраны 8 осуществляется в виде бегущей волны за счет распределения нагрузки как в нормальном направлении, так и дополнительного распределения силовой нагрузки вдоль поверхности мембраны. 1О

Действие мембраны на шланг в соответствии с конструкцией. можно обьяснить на примере следующей модели (Фиг. 2).

Рассмотрим правую часть мембраны, где действует нажимной ролик силой г .

Величина удельной нагрузки q на шланг (т.е. сосредоточенной- нагрузки от мембраны) уменьшает сечение шланга на величину Ь, что влияет на уменьшение расхода жидкости..При локальном действии силы F от давления ролика и нагрузки (совместно на шланге возникает реакция А.

Считаем для упрощения, что шпиль25 ки мембраны есть шарниры (точка И), не только центрирующие диафрагму горизонтапьно, но и обеспечивающие некоторую свободу ее торцам в вертикальной плоскости (в двух координатах) тогда сумма моментов относитель.но точки И м„„=о гСОЫК1+%R = 1 2

ТСОЪАК1 Я(Ц 14

Д= -- - % COS + ф ° а.

577 4

Так как жидкость несжимаема, величина А определяется гидравлическим сопротивлением АР1., жесткость шланга APE)>

Итак

Откуда угол может быть определен

Давление силн F на мембрану происходит таким образом, что за счет наклона центральной части мембраны под углом Ц происходит перераспреде" ление "точечной" нагрузки силы F в распределенную по площади мембраны в некотором кольцевом сегменте

- ® -Р„ )с углом Ъ, что приводит к изгибу мембраны, как в нормальном направлении, так и вдоль шланга (по окружности радиуса R<) .

Усилие силы F распределяется как нормально к мембране, так и вдоль нее.

Это практически исключает перекос мембраны относительно оси 0-0, создает контакт ее рабочего торца со шлангом по криволинейной поверхности, т.е. мембрана изгибается по дуге окружности Р, в сегменте с углом / .

Это обеспечивает равномерную подачу жидкости без пульсаций с равномерным расходом.

1030577

Составитель Т. Филиппова

Редактор Г. Волкова Texpeg K Иы4ьо . Корректор А.» Зимокосов

Заказ 5142/3В Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушскаяя» наб. а. 4/5

» »»Л» «34»4 »

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,