Устройство для микродозирования
Использование: для дозирования жидких и пастообразных сред, преимущественно клеев и вязких жидкостей с высокой адгезионной способностью. Сущность изобретения: при наложении на шток 5 знакопеременных механических колебаний приходит в аналогичное колебание слой дозируемой жидкости 6, непосредственно касающийся поверхности штока 5. Тончайший слой дозируемой жидкости, касающийся поверхности штока 5, приводят в колебание шероховатости поверхности штока 5. Этот слой - слой непосредственного контакта - приводит в колебание следующий слой. Однако колебания жидкости в направлении, перпендикулярном оси штока 5, быстро затухают и в сжиженное состояние переводится лишь тонкий слой вблизи поверхности штока 5. Ожиженный слой под действием сил тяжести сбегает по поверхности штока 5, концентрируется на заостренном конце 9 силами поверхностного натяжения в виде капли и срывается с острия штока 5 в виде определенной дозы в направлении его оси. 1 ил. Ё 00 ю ел ч 00 4 8
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУ6ЛИК (l9) (l i) (si)s 6 01 F 11/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) @ ЮЮМ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а а r«-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
// (21) 4851047/10 (22) 10.07.90 (46) 07.07.93. Бюл. N. 25 (71) Воронежский политехнический инсти. Тут
P2) И.В.Кириченко и Г.С.Фролов (56) Авторское свидетельство СССР
O 586331, кл. 6 01 F 11 00, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОДОЗИРОВАИИЯ (57) Использование: для дозирования жидких и пастообразных сред, преимущественно клева и вязких жидкостей с высокой адгезионной способностью. Сущность изобретения: при наложении на шток 5 знакопеременных механических колебаний приходит в аналогичное колебание слой дозируемой жидкости 6, непосредственно касающийся поверхности штока 5. Тончайший слой дозируемой жидкости, касающийся поверхности штока 5, приводят в колебание шероховатости поверхности штока 5. Этот слой — слой непосредственного контакта— приводит в колебание следующий слой. Однако колебания жидкости в направлении, перпендикулярном оси штока 5, быстро затухают и в ожиженное состоя ние пе реводится лишь тонкий слой вблизи поверхности штока 5. Ожиженный слой под действием сил тяжести сбегает по поверхности штока
5, концентрируется на заостренном конце 9 силами поверхностного натяжения в виде капли и срывается с острия штока 5 в виде определенной дозы в направлении его оси.
1 ил.
1825984
Изобретение относится к области дозиравания жидких и пастообразных сред, преимущественно клеев и вязких жидкостей с высокой адгезионной способностью в интервале доэ от 10 5 до 0,1 мл, Целью изобретения является повышение точности за счет создания псевдоожиженного слОя дозируемого вещества, На чертеже показано предлагаемое устройство, поперечный разрез.
Устройство содержит емкость 1, корпус
2, источник знакопеременных механических колебаний 3, шарнирное соединение 4, шток 5, В качестве источника знакопеременных механических колебаний могут быть: магнитостриктор и генератор ультразвуковой частоты, электромеханический вибратор, пьезоэлектрический преобразователь и др.
В испытанном образце применен электромеханический вибратор стандартной частоты - 50 Гц с амплитудой колебаний якоря до
2 мм, изменяемой в зависимости от величины приложенного напряжения eдиапаэоне:
0-130 В, Емкость 1 выполнена в виде пустотелого цилиндра с коническим дном 7 и выпускным отверстием 8. Шток 5 выполнен в виде высокоточной по диаметру цилиндрической иглы с заостренным концом 9. Крышка 10 имеет отверстие 11 регулируемого сечения (на фиг. показано условно), а по центру ее выполнено классное отверстие (на фиг, не показано) для штока 5, выполняющее функции направляющей. Шток 5 устанавливается в отверстие крышки по скользящей посадке. Крышка выполнена из фторопласта или капролактама.
Диаметр выпускного отверстия 8 выбирается таким, чтобы оно перекрывалось доэируемой жидкостью 6 только силами поверхностного натяжения. Диаметр отварстия 8 подбирается опытным путем: сверление начинают с заведомо малых диаметров с заполнением емкости 1 дозируемой жидкостью и проверкой "на течь". Рассверливание заканчивается при таком диаметре отверстия, при котором дозируемая жидкость выходит за плоскость нижнего среза отверстия, но далее не движется, удерживаясь силами поверхностного натяжения.
Шток 5 изготавливается различных диаметров, в зависимости от типа дозируемой жидкости и необходимого диапазона доз.
Диаметр штока подбирается опытным путем, руководствуясь правилом: чем больше зазор между штоком 5 и краями выпускного отверстия 8, тем больше объем дозы.
Емкость 1 устанавливается в корпус 2 с возможностью регулирования ее положения ее положения по высоте относительно штока 5. Фиксаторы емкости 1 на фиг. не показаны. Емкость может устанавливаться так, что заостренная часть 9 штока 5 будет
5 находиться в отверстии 8, что дает дополнительные воэможности регулирования величины дозы жидкости. На фиг.1 это положение показано пунктиром.
Устройство устанавливается на специ10 альной подставке (на фиг. не показано) и удерживается при работе правой рукой, как паяльник. При необходимости оно может быть закреплено: на стойке со столиком или на штанге специальной установки для нане15 сония, например, токопроводящего клея.
Устройство работает следующим образом, Емкость 1 вынимают из корпуса 2 и заполняют дозируемой жидкостью 6, например токопроводящим клеем, и закрывают крышкой 10, Практически эта операция осуществляется в вытяжном шкафу с помощью стеклянной лопаточки, В собранном состоянии емкость 1 с клеем может транспортироваться в любую часть лаборатории или цеха, 25 к месту дозирующего устройства. Поднимая емкость 1, вводят конец 9 штока 5 в центральное отверстие в крышке 10. Верхнюю часть емкости вводят в цилиндрическую часть корпуса 2 (крышка 10 имеет несколько
3р меньший диаметр и не мешает установке емкости 1 в корпусе 2), играющую роль направляющей, и вдвигают до появления в отверстии 8 заостренного конца 9 штока 5, В этом положении закрепляют емкость 1 в корпусе 2, например, с помощью трех боковых винтов (на фиг. не показаны). Включают в емкость источник энакопеременных механических колебаний 3 и устанавливают на управляющей электрической схеме (на фиг. не показано) входные параметры для пол40 учения колебаний заданных величин частоты и амплитуды, Включают источник колебаний 3, направляют острие штока 5 в заданную точку, наносят дозу жидкости и выключают источник колебаний 3. При необ45 ходимости нанесения большого количества доз в разные точки переносят устройство и поочередно наносят дозы жидкости. По окончании работы емкость 1 и шток 5 очищают от дозируемой жидкости, для чего их
50 снимают и очищают, используя, например, органические растворители, и устанавливают на место.
В качестве источника колебаний 3 могут использоваться известные механизмы и ус55 тройства, например электромеханические (эксцентриковые, плунжерные, релейные и др.), магнитострикционные, пьезоэлектрические и др. Выбор источника колебаний
182595:4 определяется требующимися Величинами частоты и амплитуды колебаний, 4ТО В сВОIО очередь определяется типом дозируемой жидкости и условиями "псевдоажижекия" ее. Чем более вязкая жидкость и чем больше ее адгезионная способность (например, в ряду: от глицерина до токопроводя(цега клея типа КН-З), тем труднее дазираванис известными способами и устройствами и тем кропотливее поиск оптимальных ре><имов "псевдоожижения".
При наложении на шток 5 знакопеременных механических колебаний приходит в аналогичное колебание слой дозируемoй жидкости 6, непосредственно каса(ащийся поверхности штока 5, Тончайший слой дозируемой жидкости, касающийся поверхности штока 5, приводят в колебание шероховатости поверхности штока 5, Зтат слой — слой непосредственного контакта — приводит в колебание следующий слой. Однако колебание жидкости в направлении, перпендикулярном оси штока 5, быстро затухает и В ожиженное состояние переводится лишь тонкий слой вблизи поверхности штока 5.
Ожиженный слой под действием сил тяжести сбегает па поверхности штока 5, «о;!центрйруется на заостренном конце 9 силами поверхностного натяжения в виде капли и срывается с острия штока 5 в виде определенной дозы в направлении ега оси, Объем (масса) дозы в основном зависит от частоть1 и амплитуды колебаний, диаметра выпускного отверстия и диаметра штока, вязкости и адгезии дозируемой жидкости, угла заострения и материала штока, Меняя один из этих параметров, можно изменять объем дозы.
С целью повышения точности в области самых малых доз (10 5 — 10 мл) в устройство введено отверстие 11 регулируемого сечения, например, перекрыванием вертикального отверстия горизонтально расположенным винтом, Изменяя сечение отверстия, дополнительно регулируется скорость истечения жидкости б из емкости
1, Предусмотрена возможность соединения объема емкости 1 с системой регулируемого атмосферного давления (вакуумная система) через посредство штуцера (на фиг. не показан). Создавая определенное разря>кение над жидкостью 6 уменьшением сечения отверстия 11, либо уменьшением давления вакуумной системой, можно сдерживать поГ-"
1G
ТоК слоя жидкасi!f дог(1-. штока 5 и за с",åò
ЭТО ГО П Oi Л > Ч 3 Т Ь <- . Ll! 8 М 8 f": Ь U 1 И 8 Д О 3 Ы >К 1 f Д К О CËT Vi и с Оальшей точность(а. СРавкеКИЮ . П(ЗОТГ> f f,ÖOI:: 3,7><178КТИВ-IOCTh P33D3ÜOÒ3 I-; (ОГО УСТООЙСТВ3 ЗВКЛ ЮЧВется В расш::I p8(и техкалогических
Возмаж,:остей за счет --О"-. Ояко-rè дозиравакия жидкое;ей c:В;:ысoêoé адг83f;81f — клеев
С РВСШИРен(18М ЦИс((330113 ДОЗИРОВЗНИЯ В сторону микродаз "oT 10 Да 0.1 мл, Существенным преиму цес всм разработа(,наго устройства яв -яется 803."fo>1
ТВКИХ >КИДКС>сто(1 ЯВЛЯIОТСЯ ТОКОГ!РОВОДЯЩИ8 клеи. Б Отличие оТ прототипа В разработанном устройстве искл(оче fo изменение состава доз(.ру81"(ОЙ жидкости за счет оседания T88päLlõ компонентов. Тонкое
"взвешивание дозы на острие штока силами поверхностного: —:à . яжекия и силой тяжести с ОднОЙ cTopoHL(и силой удара со стороны U;Tol:3 с (2p) ОЙ стаоак ы позволяет
ИСКЛЮЧИГВ ОараЗОВ31(ИЕ Нитей ("ТяжЕй )
ВСЛ ед ЗР П 3Д, . (О ЩВЙ K3 f:, 1ЕЙ, 3 Н ан И ТОЛ Ы! 0 П Овысить по сравнению с протат((пом точность дазиоавания, ((скл(ачить за: рязнения окружа(ащего пространства, снизить потери дозируемой жидкости и повысить кч льтуР ПРОИЗ ВОДСТВ3.
Фар>Мула Иэабретения
Устройство для м(1крадазировани51, содержа(цее:<орпус с наконечником с выходным OT88pстием, шток, размещенный в
Kopf(yce, один:;Окец которого ки(I8(f3Tf«feски связан с приводом осевых переме,цений, 3 другой I
