Дозатор перестальтического типа

 

Использование: аналитическое приборостроение , в частности устройства дозирования и отбора жидкости в процессе анализа, может быть использовано в химической , металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности для перекачивания агрессивных, биологически г чистых, химически активных, токсичных и других сред. Сущность изобретения: дозатор содержит узел измерения дозы, включающий диск-обтюратор 21 и кодовый диск 22, по обеим сторонам каждого из которых расположены осветители 23 и 24 и фотоприемники 25 и 26, резистор 27, счетчик 28 импульсов, блок 29 памяти, сумматор 30, блок 32 овода информации и блок 31 сравнения . Оба диска 21 и 22 установлены на оси, связанной с осью электродвигателя 19 и ротора 1, и подключены соответственно диск-обтюратор 2 Т к счетчику 28 импульсов и первому входу регистра 27, а кодовый диск 22 к второму входу регистра 27. Выход регистра 27 подсоединен к входу блока 29 памяти , выход которого подсоединен к первому входу сумматора 30. Второй вход сумматора 30 соединен к выходу счетчика 28 импульсов , а выход подсоединен к первому входу блока 31 сравнения, к второму входу которого подсоединен выход блока 32 информации . 3 ил. s- я ff Ъш У / С 2 3 4 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ° ° I.

К АВТОРСКОМУ СЙИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4873603/10 (22) 17.08,90 (46) 07,10;92. Бюл. l4 37

{71) Всесоюзный научно-исследовательский

l4 конетрукторский институт аналитическей техиикй Научно-производственного обьединения "Аналитприбор" (72) К.Г,Кахелздзе, Д.С.Саттаров, T,Á.Äçàãà qis, В В.Иванов, Н.Г.Яшвили, 3.К,Кахеладзе, Ю.Л,Логинов и А.Ж.Баиров (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1245751, кл. Р 04 В 43/12; 1984.

° Патент США

%2794400,кл. ЯКИ 417-477, 1957. (54) ДОЗАТОР ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО . ТИПА (57) Исйользование: аналитическое приборостроение, в частности устройства дозировайия и отбора жйдкости в процессе анализа. может быть использовано s химической, металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности . для перекачивания агрессивных, биологически

1 Ы,, 1767346 А1 (s))s G 01 F 11/00, Р 04 В 43/12

2 чистых; химически активных, токсичйых и других сред. Сущность изобретения ; дозатор содержит узел измерения дозы, включающий диск-обтюратор 21 и кодовый диск 22, по обеим сторонам каждого из которых расйоложены осветители 23 и 24 и фотоприемники 25 и 26, резистор 27, счетчик 28 импульсов. блок 29 памяти, сумматор 30, блок 32 ввода информации и блок 31 сравненйя. Оба диска 21 и 22 установлены на оси, связанной с осьв электродвйгателя 19 и ротора 1, и подключены соответственно диск-обтюратор 21 к счетчику 28 импульсов и"первому входу регистра 27, а кодовый диск

22 к второму входу регистра 27. Выход регистра 27 подсоедийен к входу блока 29 памяти, выход которого йодсоедйнен к первому входу сумматора 30. Второй вход сумматора

30 соединен к выходу счетчика 28 импульсов, а выход подсоединен к первому входу блока 31 сравнения, к второму входу которого подсоединен выход блока 32 информа- Ф ции. 3 ил. д

1767346

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам дозирования и отбора жидкости в процессе анализа и может быть использовано в химической, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности и др. отраслях народного хозяйства для перекачивания агрессивййх, биологически чистых, химически активных токсичных и других сред.

Известен насос перистальтического типа, содержащий ротор с роликами, расположенный вкорпусе,,на части опорной поверхйости которого размещен эластичный рабочий орган, образованный двумя концентрично установленными эластичными трубками, полость между которыми выполнена герметичной, заполнена текущей средой и соединена по концам внешним трубопроводом, Ролики ротора взаимодействуют с внешним трубопроводом, способствуя перемещению внутри него перекачиваемой жидкости (1).

Недостатком укаэанного устройства является низкая точность дозирования, вызванная деформацией насосной трубки.

При движении прижимных роликов по поверхности эластичной насосной трубки на последнюю со стороны прижимных роликов действует деформирующая сила, 8 резуль тате чего в направлении движения ролика .впереди него трубка, растягиваясь, образует "волну". Когда ролики приводятся в движение деформирующая сила направлена в сторону, противоположную перекатыванию ролика, и образует "волну" уже позади ролика. Вследствие этого трубка быстро изнашивается, а жидкость перемещается неравномерно.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является перистальтический насос, содержащий корпус-ограничитель, в котором размещена по дуге окружности эластичная насосная трубка, контактирующая с поверхностью прижимных ролйков, расположенных в диаметрально протйвоположных точках закрепленного на оси привода ротора (2).

Между неподвижным центром вращения ротора и осью прижимного ролика применена передача, например, в виде жестко закрепленной на корпусе шестерни, которая связана с прижимными роликами, вращая их со скоростью, равной скорости вращения ротора, через промежуточные (паразитные) шестерни, обеспечивающие реверс шестеренок, жестко закрепленных на осях прижимных роликов. При движении ролики равномерно давят на поверхность эластичной трубки (шланга) и жидкость начинает равномерное перемещение с входа трубки к ее выходу, Указанное устройство имеет низкую точность доэирования жидкости, обусловленную неравномерностью внутреннего диаметра по всей длине насосной трубки и, следовательно, неравномерностью выдаваемых доэ жидкости. Указанный недостаток особенно неприемлем при дозировании переменных объемов, например, s системах объемного титрования, где точность определения концентраций находится в прямой зависимости от определения точности объема дозы, 10

Целью настоящего изобретения является повышение точности дозирования жидкости. по дуге окружнбсти гибкой трубкой, контактирующей поверхностью с прижимными роликами, закрепленный на .оси привода вращения ротор и передачу, размещенную между неподвижным центром вращения ротора и осями прижимных роликов, введены блок управления, регистр, счетчик импульсов, блок памяти, сумматор, блок информации, блок сравнения, фотоприемник и группа фотоприемников, два осветителя и размещенные на оси привода диск-обтюра30 тор и кодовый диск и установленные между ними осветители,а с противоположных сторон диска-обтюратора и кодового диска установлены соответственно фотоприемник и

35 группа фотоприемников, диск-обтюратор через фотоприемник подключен к объединенным входам счетчика импульсов и первому входу регистра, а кодовый диск через группу фотоприемйиков подключен к второ40 му входу регистра, подключенного группой выходов к соответствующей группе входов блока памяти, группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора, 45. подключенного второй группой входов к группе выходов счетчика импульсов, а группой выходов к первой группе входов блока сравнения информации, вторая группа которого подключена к группе выходов блока ввода информации, а выход блока сравнения информации подключен к первому вхо50 ду блока управления. второй вход которого является входом "Пуск устройства", а выход подключен к приводу.

Введение диска-обтюратора и кодового диска, подключенных соответствующим образом к входам счетчика импульсов и регистру, обеспечивает отсчет дозируемых объемов и фиксацию положения прижимПоставленная цель достигается тем, что в дозатор перистальтического типа, содер20 жащий ограничитель с размещенной в нем

1767346

-ных роликов на поверхности гибкой насосной трубки.

Введение блока памяти и вычислительного блока позволяет запомнить значения элементарных объемов и их расположение вдоль трубки в процессе дозирования и определить суммарный объем дозируемой жидкости.

Блок сравнения и блок ввода информации осуществляют автоматический отмер заданной дозы в процессе функционирования дозатора, На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы блоков дозатора; на фиг. 3 — электрическая принципиальная схема дозатора.

Предлагаемое устройство состоит из (фиг. 1) ротора 1, на котором закреплены с, возможностью свободного вращения прижимные ролики 2,3.4 и жестко соединенные с общими с ними осями шестерни 5.6,7, промежуточные (паразитные) шестерни 8,9,10, жестко прикрепленную к корпусу дозатора ведущую шестерню 11, вокруг которой по втулке 12 имеет возможность вращения ротор 1, Приведенная система роликов 2,3,4 охвачена ограничителем 13, а в промежутке между роликами и ограничителем размещена гибкая трубка 14, снабженная входным

15 и выходным 16 патрубками. Втулка 12 подсоединена к оси 17, к которой подсоединена ось редуктора 18, подключенного к электродвигателю (ЭД) 19, вход которого подсоединен к блоку управления (БУД) 20, запускаемого от внешнего сигнала "Пуск" (СП).

Устройство также содержит узел изме- рения дозы, включающий расположенные на оси 17 диск-обтюратор 21 с отверстиями и кодовый диск 22, по обеим сторонам которых неподвижно закреплены осветители 23 и 24, фотоприемник (ФП) 25 и группа фотоприемников (ГФП) 26, число фотоприемников в которой определяется дискретностью деления гибкой трубки 14 на элементарные объемы h ЛНI» и количеством этих объемов

AN4

Дозатор содержит также регистр (РГ)

27, счетчик электрических импульсов (СЧИ)

28, блок памяти (БП) 29, сумматор 30, блок сравнения информации (БСИ) 31 и блок ввода информации о дозируемых объемах (БВИ) 32. При этом выход ФП 25 подключен к входу СЧИ 28 и РГ 27, выходы ГФП 26 подключены к входам РГ 27. Соответственно выходы РГ 27 подключены через БП 29 к входам сумматора 30. выход которого подключен к первому входу БСИ 31, На второй вход БСИ 31 подключен выход БВИ 32, а

Р/ВБ =,г AW> + ... + AW»»

35 и после совпадения заданного значения объема с получением М/зад = М/вв вырабатывается сигнал останова (C0), который отключает БУФ 20. После повторного ввода величины дозы от БВИ 32 и подачи СП, дозатор вновь включается и осуществляется отмер следующей дозы. И так за все время работы дозатора, 40

На временной диаграмме работы дозатора (фиг. 2), после сигнала "пуск" Ucn, включается в работу электродвигатель 19 Uод и на выходе ГПФ 26 появляется код перемещения роликов U»y и одновременно импульсы Uy<, которые делят время полного цикла т». tz, .„, tz с дискретностью Ж», определяющей дискретность дозирования и точность. В сумматоре 30 происходит суммирование значений AW», и как только произойдет совпадение заданного и полученного объемов. вырабатывается сигHAh останова U o.

55 выход БСИ 31 подключен к входу "Сброс"

БУД 20, Предлагаемое устройство работает следующим образом.

5 С поступлением СП на БУД 20 включается ЭД 19, который через редуктор 18 начинает вращать ротор 1 с роликами 2,3,4, которые прижаты к гибкой трубке 14 и при помощи ведомых шестеренок 5,6,7. проме10 жчто»ных шестерен 8,9,10 и жестко закрепленной ведущей шестерни 11 перекатываются по ней со скоростью, равной скорости вращения ротора, не вызывая продольной деформации (натяга), à только

15 сжимая трубку 14 в местах касания роликов

5,6,7. Одновременно с ротором 1 от оси 17 вращаютсл и диски 21,22, первый иэ которых 21 обеспечивает деление полости гибкой трубки 14 на элементарные обьемы

20 h_#_i с заданной в БВИ 32 дискретностью.

Второй диск 22 обеспечивает определение местонахождения роликов 2,3,4 над поверхностью гибкой трубки 14, в соответствии с которым из БП 29 выделяется текущее зна25 чение объема @AW». В результате на входе сумматора 30 имеется информация о текущей величине объемалЛФ4 и делении по следнего на заданные промежутки пуска РГ

27, а сигналы записи РГ 27 являются в свою

3»" очередь сигналами W» с заданной дискретностью, сигналы от СЧИ 28 являются сигналами сброса СЧИ 28, В сумматоре 30 информация суммируется

1767346

Электрическая схема доэатора (фиг. 3) содержит БУД 20, содержащий управляемые диоды 33, 34, 35. диоды 36-39, триггер

40 и резистор 41. БСИ 31, содержащий схему 42 сравнения и блок выдачи импульсов 5 на элементах: инвертор 43, диод 44, резистор 45, конденсатор 46, и блок 47 совпадения и БВИ 32, который может быть выполнен в виде программных переключателей, код которых совпадает с кодом, ис- 10 пользованным в БП 29, РГ 27, сумматоре 30 и СЧИ 28.

Работа схемы дозатора протекает в следующей последовательности.

При поступлении сигнала СП ма вход а1 15 триггера 40 последний перекидывается в состояние b> и через резистор 41 подает сигнал высокого уровня нз управляемый диод 35, отпирая его. Через диоды 36-39 отпираются управляемые диоды 33 и 34 и 20 потенциал Up поступает на обмотку Lt

ЭД 19. Последний, включаясь через редуктор 18. начинает вращать одновременно с ротором 1 диски 21 и 22. Диск 22 имеет кодовые прорези, через которые свет от ос- 25 ветителя 24 попадает на ГПФ 26. Одновремемно с модуляцией света от осветителя 23 через отверстия диска 21 ма ФП 25 выходные сигналы а виде кода от резисторов 4851 поступают на вход РГ 27 и в виде 30 импульсов от ФП 25 (резистор 52) одновременно на вход СЧИ 28 и вход записи РГ 27.

После каждого импульса от ФП 25 на РГ 27 записывается значение кодзв данной точке нахождения роликов, Знание кода на входе 35

БП 29 соответствует вычисленному в сумматоре 30 значению объема на его выходе, которое и поступает на сумматор 30 одмовремемно с значением, зафиксированным в

СЧИ 28. После перемещения роликов 2.3.4 40 и. следовательно, дисков на определенный угол от соответствующего кода происходит сброс СЧИ 28.и цикл повторяется.От зна- чения кодов БП 29 и СЧИ 28 сумматор 30 рассчитывает значение отдозированного 45 объема и подает соответствующие сигналы на вход "А" схемы сравнения 42 БСИ 31. Как только значение выданного сумматором 30 на БСИ 31 станет равным значению. введенмомуот БВИ 32, конденсатор 46 разряжает- 50 ся через инвертор 43 ("0" потенциал на его входе. "1" — на выходе) 44 и 45 и на выходе блока 47 совпадения имеем сигнал высокого уровня, который, поступив на вход ар триггера 40, перекрывает его s положение Ьэ. обеспечивая ЭД 19. Происходит останов до-. заторз.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет проводить доэирование с погрешностью ме хуже

+0,5 ; что по точности в 4 раза превышает точность прототипа.

Формула изобретения

Дозатор перистальтического типа, содержащий ограничитель с размещемной в нем по дуге окружности гибкой трубкой, контактирующей поверхностью с прижим4ыми роликами, закрепленный на оси привода вращения ротор и передачу, размещенную между"неподвижным центром вращения ротора и осями прижимных роликов, отличающийся тем, что. с целью повышения точности, в него введены блок управления, регистр, счетчик импульсов, блок памяти; сумматор, блок ввода информации. блок сравнения, фотоприемник и группа фотоприемников, даа осветителя и размещенные ма оси привода диск-обтюратор и кодовый диск и установленные между ними осветители, а с противоположных сторон диска-обтюратора и кодового диска установлены соответственно фотоприемник и группа фотоприемников, диск-обтюратор через фотоприемник подключен к объединенным входам счетчика импульсов и первому входу регистра. а кодовый диск через группу фотоприемников подключен к второму входу регистра, подключенного группой выходов к соответствующей группе входов блока памяти, группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора, подключенного второй группой входов к группе выходов счетчика импульсов. а группой выходов к первой группе входов блока сравнения информации, вторая группа входов которого подключена к группе выходов блока ввода информации, а выход блока сравнения информации подключен к первому входу блока управления, второй вход коТорого является входом "Пуск устройства", а выход подключен к приводу.

1767346 дW;

Фи.

Редактор

Заказ 3541 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

I

I

1

f !

Фм. 3

Составитель К. Кахеладэе!

Техред М,Моргентал Корректор Н. Слободяник