Автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля

Авторы патента:

Бахчевников Александр Леонидович (RU)

Ткаченко Сергей Александрович (RU)

Кузьменко Андрей Федорович (RU)

H02P29/10 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

H02K29/10 - с использованием приборов, чувствительных к действию света

B05B17/00 - Устройства для разбрызгивания или распыления жидкостей или других текучих веществ, не отнесенные к предыдущим группам (сбрасывание порошкообразных, жидких или газообразных веществ с летательных аппаратов B64D 1/16)

A61L2/24 - устройства с программным или автоматическим управлением

A61L2/22 - веществ в определенной фазе, например дыма, аэрозолей

Владельцы патента RU 2639722:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области ветеринарии, медицинской техники и сельского хозяйства и может быть использовано для вакцинации животных. Техническим результатом является обеспечение регулирования размера получаемых частиц. Автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля, предназначенный для создания монодисперсного аэрозоля заданной дисперсности, содержит блок питания, блок генератора с диском, блок аналого-цифрового преобразователя, соединительный кабель и персональный компьютер. 6 ил.

Изобретение относится к области ветеринарии, медицинской техники и сельского хозяйства и может быть использовано для вакцинации животных. Автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля предназначен для создания монодисперсного аэрозоля заданной дисперсности.

Из существующего уровня техники известно простейшее устройство для создания монодисперсного аэрозоля - дисковый генератор, принцип работы которого заключается в нанесении жидкости в центр диска, крутящегося на большой скорости от 1000 об/мин и более. Под действием центробежной силы жидкость тонким слоем покрывает поверхность диска и, достигая края, рвется на монодисперсные капли. Дисперсность аэрозоля при работе дискового генератора зависит от различных факторов, таких как физико-химические свойства жидкости, скорости ее подачи, равномерности и скорости вращения диска. Однако поддержание равномерного вращения длительный период времени, а также контроль оборотов диска невозможно осуществить без вспомогательного оборудования, в частности специального лабораторного автотрансформатора и высокоскоростной видеокамеры.

Существуют специальные генераторы монодисперсного аэрозоля, принцип работы которых основан на внесении жидкости в струю воздуха, подаваемую с большой скоростью, при этом происходит дробление жидкости на капли до состояния мелкодисперсного аэрозоля. Однако данные генераторы не обеспечивают требуемую монодисперсность, а также имеют слабую возможность осуществлять регулировку размера капель аэрозоля.

Таким образом, рассмотренные средства создания монодисперсного аэрозоля не позволяют добиться требуемой монодисперсности частиц, регулировки их размера и поддержания выбранного режима длительный промежуток времени.

Целью изобретения является создание автоматизированного дискового генератора монодисперсного аэрозоля с возможностью регулировки размера получаемых частиц.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 представлен автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля, в состав которого входит: блок питания 1, блок генератора 2 с диском 3, блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5, соединительные кабели 4 и 6, персональный компьютер 7.

На фигуре 2 представлен блок генератора аэрозоля. В корпусе 12 блока генератора аэрозоля находятся: датчик оборотов 8, бесколлекторный трехфазный двигатель (EDF) 9, подключенный к регулятору напряжения (НК-50А) 11. В нижней части двигателя находится малый диск 10 из прозрачного пластика, на который нанесены черной краской сегменты. При вращении двигателя 9 диск 10 попеременно закрывает и открывает доступ светового потока от светодиода к фотодиоду датчика оборотов 8. Сигналы от датчика оборотов 8 поступают в блок АЦП 5 (фиг. 3), где обрабатываются микроконтроллером и переводятся в количество оборотов в минуту.

Полученные значения посредством интерфейсного кабеля USB 2.0 - UART 6 (фиг. 1) передаются на персональный компьютер 7 (фиг. 1), где выводятся в окне программы «Hyper Terminal», входящей в состав стандартных программных операционных систем Windows ХР.

После запуска программы «Hyper Terminal» управление генератором аэрозоля осуществляется с помощью клавиатуры персонального компьютера через блок АЦП 5 (фиг. 3). На экране компьютера выводится сообщение «Start» и в реальном времени, с интервалом в 1 секунду, выдаются значения уровня мощности, подаваемой на двигатель (в условных единицах от 0 до 999), и значение числа оборотов. Каждый последующий результат записывается на новой строке (фиг. 4).

При нажатии на клавиши «+» и «-» происходит увеличение или уменьшение мощности, подаваемой на бесколлекторный двигатель с шагом в 1 условную единицу.

При нажатии на клавиши «Shift+» и «Shift-» происходит увеличение или уменьшение мощности, подаваемой на бесколлекторный двигатель с шагом в 10 условных единиц.

Нажатием кнопки «Space» на клавиатуре или «Аварийная остановка» 13 (фиг. 3) на блоке АЦП 5 (фиг. 3) осуществляется отключение питания двигателя с выводом сообщения в окне программы «Hyper Terminal» - «Emergency stop». Индикация включения блока АЦП 5 (фиг. 3) осуществляется светодиодным индикатором 14 (фиг. 3).

АЦП 5 (фиг. 3) собран на макетной печатной плате, на фигуре 5 представлена электрическая схема.

В памяти микроконтроллера размещается микропрограмма, представленная в приложении.

Электрическая схема датчика оборотов 8 представлена на фигуре 6.

Работа автоматизированного дискового генератора монодисперсного аэрозоля осуществляется от внешнего блока питания 1 (фиг. 1) напряжением 15 В и током 20 А.

Благодаря системе стабилизации, находящейся в регуляторе напряжения 11, а также мощному блоку питания 1 изменения в бытовой сети переменного напряжения не оказывают влияния на работу блока генератора 2.

Таким образом, предложенный автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля благодаря системе стабилизации регулятора напряжения 11 позволяет добиться поддержания стабильных высоких оборотов диска 3 значительный промежуток времени. АЦП 5 с помощью стандартного программного обеспечения операционной системы Windows ХР позволяет управлять скоростью вращения диска 3, что способствует достижению требуемого размера частиц аэрозоля, а также отслеживать параметры частоты вращения диска 3 на экране персонального компьютера в реальном времени.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Микропрограмма управления генератором аэрозоля

Автоматизированный дисковый генератор аэрозоля, предназначенный для создания монодисперсного аэрозоля заданной дисперсности, включающий диск с плоской поверхностью и зубцами по окружности, отличающийся тем, что для управления оборотами двигателя предусмотрен блок аналого-цифрового преобразователя, позволяющий осуществлять задание скорости вращения диска посредством персонального компьютера через регулятор напряжения бесколлекторного трехфазного двигателя, а также получать исходные данные об оборотах вращения двигателя в режиме реального времени на экране персонального компьютера.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе привода трехфазного вентильного реактивного электродвигателя. Техническим результатом является обеспечение плавного управления выходным крутящим моментом в максимальном диапазоне без учета влияния угла выключения фазы основного переключателя мощности на эффективность управления крутящим моментом.

Система с первым и вторым электродвигателями для привода ее звена // 2638319

Изобретение относится к области электротехники и может быть использованао в системах для сжигания газа. Техническим результатом является демпфирование собственных колебаний системы.

Способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя // 2637494

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления вентильными реактивными электродвигателями. Техническим результатом является расширение диапазона обеспечения плавного крутящего момента.

Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя // 2637492

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в роторных и линейных вентильных реактивных электродвигателях, содержащих различное число фаз и различную геометрию, для восстановления фронта импульса после его потери.

Линейный асинхронный электропривод // 2637114

Изобретение относится к электротехнике, к быстродействующим электроприводам. Технический результат состоит в обеспечении возможности уменьшения массы электропривода для разгона до заданной скорости на ограниченной длине за счет безынерционного увеличения тягового усилия от нуля до максимальной величины.

Устройство для питания синхронного гистерезисного двигателя с амплитудно-фазовым перевозбуждением // 2637111

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах с гистерезисными двигателями. Техническим результатом является уменьшение установленной мощности, уровня электромагнитных помех и упрощение.

Вентильный электропривод колебательного движения // 2636806

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электроприводам переменного тока периодического движения, и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов сканирования, техники измерения, контроля и управления, для перемешивания сыпучих, пастообразных и жидких веществ, а также в автоматизированных электроприводах механизмов с колебательным движением рабочего органа.

Устройство регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя // 2635663

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно регулируемых электроприводах (ЧРЭП) в промышленности, бытовой технике и электротранспорте для регулирования числа оборотов асинхронных (однофазных, трехфазных) электродвигателей.

Способ управления электромагнитным моментом скоростной синхронной машины // 2635655

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами.

Приводы клапанов // 2635554

Привод клапана включает в себя приводной вал для регулирования при эксплуатации клапана между открытым положением и закрытым положением, индукционный двигатель переменного тока для приведения в действие приводного вала, бесконтактный датчик положения, выполненный с возможностью выдачи при эксплуатации сигнала, представляющего угловое положение приводного вала или клапана, и контроллер, выполненный с возможностью управления двигателем переменного тока в соответствии с сигналом, выдаваемым датчиком положения.

Синхронный самозапускающийся электродвигатель // 2342764

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в схемах автоматики, электроприводах бытовых приборов для кухонных комбайнов, реле времени, микронасосов и т.п.

Электрическая машина // 2266606

Изобретение относится к области электротехники, а точнее к высокооборотным электрическим машинам для бытовой техники, и может быть использовано в производстве, например, пылесосов или сепараторов.

Бесконтактный электропривод постоянного тока // 2202147

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах автоматики и преобразовательной техники. .

Электропривод преимущественно для транспортного средства // 2047508

Изобретение относится к технике реализации электропривода для автономных транспортных средств, работающих на солнечной энергии. .

Вентильный электродвигатель // 1817202

Вентильный репульсионный электродвигатель // 1665471

Изобретение относится к электродвигателям с бесконтактной коммутацией. .

Датчик положения ротора вентильного электродвигателя // 1628155

Изобретение относится к вентильным электродвигателям. .

Вентильный электродвигатель // 1265933

Устройство для управления бесконтактным электродвигателем постоянного тока // 382205

Бесконтактный электродвигатель // 314268

Способ изготовления дырчатой пластины для распылителя // 2637737

Изобретение относится к изготовлению дырчатых пластин аэрозольных устройств. Изготовление заготовки аэрозолеобразующей дырчатой пластины для ингаляционного распылителя лекарственного средства включает обеспечение матрицы из проводящего материала, нанесение на матрицу защитного покрытия в виде набора столбиков, гальванизацию областей вокруг столбиков, удаление защитного покрытия с получением заготовки из нанесенного гальваническим образом материала с образующими аэрозоль отверстиями в местах, где были столбики защитного покрытия, и удаление заготовки с матрицы.