Перистальтический насос-дозатор

 

(51)5 F04B43 1Х

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4949103/29 (22) №06.91 (46) 15,1093 Бюл. Йа 37-38 (71) Научно-технический кооператив Контур" (72) Гвоздарев БА (73) Научно-технический кооператив "Контур" (54) ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС-ДОЗАТОР (57) Сущность изобретения: в корпусе установлены (19) RU (1п 2001309 С 1 на опорной поверхности эластичный шлан ь виде трубки, имеющей фиксаторы дпя его концов и ротор с роликами. Трубка состоит из двух прямолинейных участков и криволинейной части, расположенной на опорной поверхности корпуса. Длину трубки между фиксаторами определяют по заданной формуле. 4 ил.

2001309

Ф

Изобретение относится к медицинской технике.

Известны перистальтические насосыдозаторы, главными достоинствами которых являются полная герметичность, так как дозируемая среда контактирует лишь с гибким элементом из соответственно подобранного материала, и простота выполнения гидравлического тракта. В известном паристал ьтическом насосе-дозаторе на валу закреплен ротор с симметрично расположенными роликами. С поверхностями роликов взаимодействует эластичная Vобразная трубка, заполненная рабочей жидкостью. Концы трубки выведены наружу параллельно один другому по касательным к ротору. Эти концы подсоединены к штуцерам для подвода и отвода жидкости, Этот насос-дозатор не обеспечивает требуемую точность при изменении диаметра эластичной трубки.

Компенсация погрешности дозирования, вызванной изменением диаметра трубки, обычно производится путем изменения числа оборотов насоса, что приводит к усложнению и удорожанию насоса. Так, например, в насосе-дозаторе перистальтическом БИ НАД-01, раЪ работанном ЛНПО "Буревестник" и освоенном в производстве Вологодским оптико-механическим заводом, для коррекции погрешности дозирования, в том числе и вызванной изменением диаметра используемой силиконовой трубки, применяется сложная электронная микропроцессорная система управления (проспект внешне-торговой фирмы "Буревестник" ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является перистальтический насос-дозатор, содержащий корпус, размещенную в нем на опорной поверхности трубчатую эластичную рабочую камеру, взаимодействующую с роликами ротора, и устройства фиксации концов трубчатой рабочей камеры в корпусе.

Этот насос-дозатор не обеспечивает требуемую точность доэирования при изменении внутреннего диаметра трубки. Изменение диаметра может происходить по 2-м причинам: при изготовлении трубки на заводе— это изменение оформляется в виде производственного допуска. в процессе эксплуатации вследствие длительного воздействия роликов на трубку, что приводит, как правило. к появлению эллипсности сечения трубки.

Целью изобретения является повышение точности дозирования при изменении внутреннего диаметра трубки, 5

Поставленная цель достигается тем, что в известном перистальтическом насосе-дозаторе, содержащем корпус с опорной поверхностью радиусом R. ротор с N роликами, где N - 2. 3. эластичную рабочую камеру в виде трубки внутренним диаметром d и фиксаторы концов трубки в корпусе, при этом трубка состоит из двух прямолинейных участков длиной Lnocr и криволинейной части длиной Leep, взаимодействующей посредством роликов с опорной поверхностью на угле р(радиан). длина L трубки между фиксаторами определяется по формуле

ВЗ )P . .Ф дном где дном и дфакт — соответственно номинальный (расчетный) и фактический (реальный) внутренний диаметр трубки, при этом предном дфакт

20 дел изменения отношения ф не

Оном должен превышать + 0,03.

Часть формулы (0,94+ 2 — " " ф " ) p R

Оном определяет длину -пер криволинейной части трубки. Выражение в скобках зависит от изменения диаметра трубки.

Здесь 0,94 — коэффициент, определяющий длину Leep при номинальном диаметре

2 — коэффициент, определяющий удвоенное отношение изменения площади сечения трубки к изменению ее диаметра (при малых, до 5, приращениях

35 дном — дфакт — относительное изменедном ние диаметра трубки.

p R — определяет максимальную длину трубки, контактирующей с опорной поверх40 HQGTblo Ha yrne P

Из формулы следует, что при увеличении диаметра Оан длина Leep u L соответственно уменьшаются, и, наоборот: уменьшению диаметра, т.е. Офакт < Оном со

45 ответствует увеличение длины трубки.

Предлагаемое решение обладает " существенными отличиями", так как, благодаря новой совокупности признаков, оно приобретает новое свойства: обеспечивается воэможность изменять длину эластичной трубки при ее замене или длительной эксплуатации, корректируя тем самым дозы жидкости, что позволит повысить точность дозатора.

На фиг, 1 изображен насос-дозатор, общий вид; на фиг. 2 — расположение трубки с различным диаметром на опорной поверхности; на фиг. 3 — развертка трубки для диаметров, равного и отличных от номинального; на фит. 4 ланные для рас2001309

55 чета-.обоснования величины предела иэме4ном 4 акт нения и связанного с ним ко4ном эффициента 0,94.

Насос-дозатор состоит (см. фиг, 1) из корпуса 1 с опорной поверхностью 2 диаметром О, ротора 3, на котором закреплены с возможностью вращения (ч роликов 4. На фиг, 1 показаны 3 ролика(й -3), на фиг. 2— два ролика (N - 2). В корпусе 1 размещена эластичная рабочая камера в виде трубки 5, выполненной. как правило, из силиконовой резины или подобного материала.

В трубке 5 можно условно выделить три части: два одинаковых прямолинейных участка .оо т б, концы которых закреплены в корпусе 1 с помощью фиксаторов 7, Участки б соединены между собой криволинейной частью Leep 8, которая контактирует посредством роликов 4 с опорной поверхностью 2 на угле р.

На фиг, 1а, и 1б схематично показана величина угла р в зависимости от количества N = 2. 3 роликов.

На фиг. 2 показано расположение трубки по отношению к опорной поверхности для различных соотношений 4ном и 4факт.

На фиг. 2а (4ном 4факт) длина L трубки максимальна и трубка плотно прилегает к опорной поверхности по всей ее длине.

На фиг. 2б (4ном = 4факт) длина 1лар уменьшилась до величины 0,94 указанной в и, 2а. При этом между трубкой 8 и опорной поверхностью 6 появился зазор (эаштрихован).

На фиг. 2в (4ном < 4факт) длина трубки L минимальна, и зазор между поверхностью 6 и трубкой 8 увеличивается.

Из фиг. 3 каждому. рассмотренному выше случаю соответствует развертка длины трубки 1 между фиксаторами. Здесь видно, что Lope выбирается из конструктивных соображений и при изменениях диаметра трубки остается неизменной, а длина криволинейной части Leep изменяется.

Предел изменения отношения

4ном 4факт не должен превышать + 0,03.

4ном

Это объясняется следующим. Как следует иэ данных, приведенных на фиг.

4, длина трубки может изменяться. исходя иэ геометрических представлений. в пределах от 2,82R до 3,14R. Отношение -- - - — "-*ж

4 применяется коэффициент 2, то предел отношения

У °:.Яй О.О

4ном 2

При больших отклонения диаметров перистальтический насос будет неработоспособным. При длине переменной части трубки лар большей. чем ph, трубке не разместиться внутри опорной поверхности беэ изгибов, складок и других недопустимых нарушений формы, При длине. меньшей, чем

2,82R, трубка начнет недопустимо деформироваться и вытягиваться роликами, что приведет к неустойчивой работе насоса или разрыву трубки.

Вее вышесказанное предусматривает, что фиксаторы одеты на трубку с натягом, но с воэможностью перемещения вручную.

При вращении вала 1 ролики 2 пережимают гибкую эластичную трубку 3 и отсекают последовательно порции жидкости, перемещая ее на выход, Определение длины трубки между фиксаторами производится первый раз при ее установке в насос, э затем длина ее может, при необходимости, корректироваться в процессе эксплуатации.

Определение длины трубки как функции ее диаметра позволяет достичь постоянства дозы (порции жидкости), выдаваемой насосом за 1 оборот ротора, и эа счет этого существенно (до + 6%) уменьшить возникающую при изменении диаметра трубки погрешность.

Эффективность предлагаемого технического решения проверена на разрабатываемой установке для перекачивания, фильтрования и порционного розлива лекарств К5-10, предназначенной для розлива глазных капель порциями 5 и 10 мл. В установке использован перистальтический насос-дозатор с силиконовой трубкой диаметром 4 м = 5,0 мм. Радиус опорной поверхности R -47 мм, угол охвата р-л или

180 при N = 2. Длина прямолинейных участков составляет пост = 24 мм, Расчетная длина L трубки между фиксаторами при 4ном составляет — = 2Lnocr+

+(0,9.1 + 2 0) pR = 2 24 + 0.94 л 47 = 186 мм.

В документации заложено, что длина трубки может изменяться в пределах 186 +11 мм, что соответствует изменению диаметра трубки 5,0 0,15 мм. Это позволило поддерживать требуемую точность выдачи дозы при сохранении основной характеристики установки — выдача 5 мл жидкости на 1 оборот, и l0 мл зэ 2 оборота, По сравнению с прототипом, в котором не осуществляется коррекция погрешности дозирования, возникающей при изменен и диаметра силиконовой трубки. предлагаемое техническое решение позволяет сни2001309

<Ве зить указанную погрешность, Так. например. силиконовая трубка для медицинских целей. выпускается НПО "Вулкан" по ТУ

38.406,152-77 dHD 15 мм с допуском + 0,5 мм, что соответствует максимальной вели— — * и." —. лп. ном

При использовании трубки с максимальным отклонением диаметра, например 14,5 мм вместо 15, в прототипе относительФормула изобретения

, ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС-ДОЗАТОР, СОДЕР жащий установленный в корпусе на опорной поверхности эластичный шланг в виде трубки, имеющий фиксаторы для его концов и ротор столиками, при этом трубка состоит из двух прямолинейных участков и криволинейной части, расположенной на опорной поверхности корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования при изменении внутреннего диаметра трубки. длина трубки между фиксаторами определяется по формуле

L 2 Ln mр ц + ная погрешность выдачи дозы (порции) за 1 оборот ротора составит удвоенную величину от изменения б,ом. В рассматриваемом случае погрешность составит минус 6,6 .

5 Используя предлагаемое решение, можно уменьшить погрешность до минус 0,6;ь. т.е, в десять раз, (56) Авторское свидетельство СССР

10 N 1337552, кл. F 04 В 43/12, 1985.

+(0 94+2 — "-о —" — 1 бном

15 х Р Rпри этом и редел изменения отношения

Оном - бфакт / дном - не должен превышать

0,03, где

20 -пост "длина прямолинейных участков;

Оном - номинальный (расчетный) внутренний диаметр трубки; дф кт - фактический внутренний диаметр трубки;

25 р - угол взаимодействия роликов с опорной поверхностью корпуса

R - -радиус опорной поверхности.

2001309

/ Мкк айуклв уды С @asm

P r. 3 обрит щбсркуюс rb ЮЯ

l nep,нин. /(tg>

4 =4л R М . ЛРа)уК

Lnep.тн. 282я, anaqb мякину тру&од и агюрио0 лодеркносгивю

d r.

Ьер.)юи. g (1иии.+/.нека) э Я(гбг 3 4/z uSR Le /. Мин. никс, Хвое.

Составитель Б.Гвоздарев

Редактор Н.Семенова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Милюкова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5

Заказ 3122

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 1<