Устройство для автоматического дозирования жидкостей

 

iii

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i> 71 7544 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 030177 (21) 2440494/18 10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 250280. Бюллетень ¹7 (5 М g> >г

6 01 Г 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.028 (088.8) Дата опубликования описания 250280 (72) Авторы изобретения

Ю.И. Брацлавский и Б.З. Керштейн

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Цель изобретения - повышение точности дозирования и упрощение конструкции.

Изобретение относится к устройст вам для объемного дозирования жид- костей плунжерного типа.

Известны объемные дозаторы жидкости плунжерного типа . принудительным перемещением плунжера, объем дозы в которых пропорционален величине перемещения плунжера. Такие дозаторы содержат плунжер с цйлинд:-,ром, клапан, приводной злектродвйгатель, передаточный механизм и ме- ханизм регулирования величины перемещения плунжера (1).

Наличие механического узла регулирования величины перемещения плун- 15. жера понижает надежность и точность доэатора. Кроме того, изменение" величины перемещения плунжера производят вручную,.что создает неудобства в эксплуатации и не позволяет испольэовать дозатор в автоматизированных системах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уСуройство для дозирования жидкостей, содержащее плунжерный дозирующий элемент с клапаном,,шаговый двигатель, кинематически связанный с дозирующим элементом, и .последовательно соединенные эадатчик дозы, блок Зо

2 записи и считывания, генератор импульсов, блок управления шаговым двигателем (2).

Точность работы такого устройства 6пределяется точностью изготовления механических -узлов т. е. передаточного механизма и доэйрующего элемента, детали которых для обеспечения высокой точности и постоянного соотношения между количеством импульсов и величиной дозы должны изготовляться по 1 - 2 классу точности. Кроме того, конструкция передаточного механизма должна обеспечить отсутствие люфтов, что достигается либо применением специальных вйсококачественнах реэьб в винтовой паре (как в известном), либо приме- . нением шариковинтовых пар, либо введением в мехайиэм узлов"выборки люфта. Это существенно усложняет и удорожает конструкцию. Вследствие износа механических деталей в процессе эксплуатации, точность дозирующего устройства постепенно снижается.

717544

Поставленная цель достигается тем, " что известное устройство снабжено блоком коррекции погрешностей; вклю-" чающим в себя три схемы совпадения, два счетчика переменной емкости и один -триггер, причем первые входы первой и второй схем совпадения сое дййены-с вйходом генератора ймпуль Сов, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответст" веййо с прямым и инверсным выходами триггера, вход которого соединен с выходоМ первого счетчика перемен ной емкостй, выход первой схемы совпадения соединен с входом первого счетчика переменной-емкости, виход второй схемы совпадения соединен с

= входом"второго""счетчика переменной емкости и с первым входом третьей схемы совпадения, второй вход которой- соединен с выходом второго счет. чика переменной емкости, а выход — с входом счйтывания блока записи и считывания.

Ва фиг. 1 представлена структурная " схема йредлагаемого устройства; на фиг.. 2 — функциональная схема блока коррекции. устройство содержит эадатчик дозы 1, блок записи и считывания 2, генератор 3 йрямоугольных имйульсов, блок коррекции погрешности 4, блок управления шаговым двигателем

5, шаговый двигатель б, передаточный механизм 7, плунжернйй фозЗФ лощий элемент 8 с клапаном.

Блок коррекции погрешности 4 содержит три схемы совпадения 9, 10, ll, два счетчика переменной ем- кости 12 и 13 и триггер 14. Работа -устройства осуществляется следующим образом.

В зависимости от .углового шага двигателя, передаточного отношения между валом"двигaтeля и плунжером и диаметра плунжера определяется объемная цена импульса; т. е. величина

"" "дозы, сбответствующая однбму шагу двигателя йли одному импульсу системы уйравления.

Задаваемое значение дозы в еди"" ницах, соответствующих объемной цейе имйульса, вручную -или" автоматически"вводится в задатчик дозы 1.

По команде оператора или автоматически:значение дозы в виде электри ческого цифрового сигнала иэ задатчика дозы ). подается на вход запи си блбка записи и считыэания 2, где и записывается. Как только в блоке ,2 бкЪжется "запЖСанным какое- либо чйсло, с выхода этого блока падается команда на генератор 3 прямоуго) ьйых импульсов 3, который начинает генерир вать ймпульсы. С вйхода генератора импульсы поступают на вход блока управлечия шаговым двигателем 5 и отрабатываются шаговым двигателем

6, который через передаточ йый ме= ханизм 7 перемещает плунжер дозирующего элемента 8. Происходит дозирование.

Одновременно с выхода генератора

3 через блок коррекции. погрешности

5 4 импульсы подаются на вход считывания блока записи и считывания 2.

Как только на входе считывания блока

2 бкажется число, равное поданному на вход записи от задатчика 1, чис- ло, записанное в блоке 2, становится равным нулю, и с выхода блока 2

i г еeнHeерpа тTоcр 3 3 п оод а еетТсся сcи г нHа л, за- прещающий генерирование импульсов.

Шаговый двигатель б останавливается, и дозирование прекращается. После этого подается команда на реверс двигателя, происходит забор дозы, и плунжер дозирующего элемента 8 возвращается в исходное положение, определяемое, например, конечным

2О выключателем (на чертеже не показан).

Таким образом, количество импульса N, прошедшее от генератора 3 к двигателю б, равно числу, поданному от эадатчика дозы 1 в блок 2 записи и считывания.

Однако, величина дозы, выданной дозирующим элементом 8, может быть не равна в точности значению, вводимому задатчиком дозы 1, в силу нами-. чия систематической погрешности устройства, определяемой неточностью изготовления или износом механических узлов и деталей. Эта погрешность может быть разделена на две составляющие — погрешность не зависящую от велйчины.дозы, и погрешность, пропорциональну величине дозы.

Первая составляющая в основном рпределяется . люфтами и мертвым .ходом в передаточном механизме 7

<0 между валом двигателя б и плунжером дозирующего элемента 8. В силу наличия люфтов и мертвого хода вал двигателя поворачивается на некоторый угол т. е. отрабатывает

4 некотоРое число импУльсов (пл), прежде чем начнутся перемещейие плунжера и выдача дозы. Для. компенсации этой составляющей погрешности блок коррекции 4 обеспечивает подачу на шаговый двигатель 6 избыточного количества импульсов, превышающего на Пл число, записанное в блоке 2.

Вторая составляющая погрешности определяется неточностью изготовления диаметра плунжера:, а также накопленной погрешностью передаточ ного механизма 7. Например, если объемная цена импульса подсчитана для номинальнбго диаметра плунжера Д, а допуск на изготовление этого диамето;О ра равен- 4,,то любое значение истинного диаметра плунжера, лежащее в поле допуска между Д и Д-h, вызывает появление минусовой погрешности, значение которой тем больше, чем

Я ближе истинный диаметр плунжера к!

5 7$7S44 Ф нижней границе поля допуска. Абсолют- 13 также выполняется с регулируемой ное значение этой погрешности про-- емкостью, так чтой может изменятьпорционально величине перемещения ся от нуля до значения, соответстплунжера, т. е. величине дозы. Для вующега минимально возможному диаметкомпенсации этой составляющей пог- ру плунжера. решности блок коррекции 4 обеспечи- g Введение в устройство дЛя доэировает подачу на шаговый двигатель 6 вания блока коррекции погрешности позколичества импульсов, увеличенного воляет снизить требования к точносна величину И по сравнению с чис- ти изготовления передаточного мехалом, записанным в блоке 2, причем П низма и дозирующего элемента и упрос пропорционально этому числу. :.. ... 1О тить их конструкцию, исключив необДля каждого конкретного дозирую- ходимость в беэлюфтовых передачах. щего устройства величины п„и И лег- Одновременно введение этого блока ко могут быть получены при опреде:: повышает точность"дозирования, позволении систематической погрешности". -" " ляя довести значение систематичесРабота блока коррекции осущест- . кой погрешности до ее теооетичесвляется следЪаощим образом. Импульсы, 1 кого минимума-величины, равной объемприходящие на вход блока от генера- ной цене импульса. тора 3, поступают на первые входы ., Наличие в блоке коррекции регулисхем совпадения 9 и 10. Первоначаль- руемых элементо-счетчиков переменное состояние триггера 14 таково, ной емкости упрощает настройку устчто прохождение импульсов через - - Я ройства, которая может осуществлятьсхему 10 разрешено, а через схему ся по резул уатам измерения систе9 запрещено. С выхода схемы 10 им матической погрешности готового устпульсы поступают на вход счетчика 12. Ройства. Это также повышает точность

Как только в счетчик будет введено и и надежность работы устройства, его импульсов, сигнал с выхода Х счетчи- ремонтопригодность и увеличивает ка переведет триггер 14 в состояние, срок службы устройства, поскольку открывающее схему 9 и закрывающее . любые изменения систематической посхему 10. Поступление импульсов на грешности в результате износа деталей вход счетчика 12 прекратится,и нач- устройства при эксплуатации или нется поступление импульсов с выхо- ЗО замены деталей при ремонте могут да схемы совпадения 9 через схему быть скомпенсированы соответствующей совпадения 11 на вход считывания бло- Регулировкой блока коррекции по река 2. Таким образом, этот узел блока зультатам измерения систематической коррекции погрешности обеспечивает погрешности при периодических проверначало считывания только после то" ." -- -:: ках устройства. го, как в шаговый двигатель пройдет импульсов. Счетчик импульсов 12 вйполняется с регулируемой емкостью, Формула изобретения ,так, что может быть любым числом междуп,определяемым минимально Устройство для автоматического

h)1tl возможной погрешностью, и п„„д„,опреде- 46 дозирования жидкостей, содержащее ляемам максимально возможной погреш- плунжерный дозирующий элемент с ностью» клапаном, шаговый двигатель, кинеИ ульсы с выхода схемы совпадения матически свЯзанный с ДоэиРУющим

9 поступают на входы счетчика 13 и - элементом, и последовательно соедисхемы совпадения 11. Пока счетчик 13 jg ненные згдатчйк дозы, блок записи

I не заполнен, схема совпадения 11 от- «

13 и, кроме того, пропорциональ

1 счетчика переменной емкости, выход д и через блок коррекции, т. е второй схемы совпадения соединен величине дозы. Счетчик импульсов . 65 с входом второго счетчика перемен7

717544

:Составитель Н. Ермолаева

Редактор Л. Бибер Техред Н.Бабурка Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9823/55 1ираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной емкости и с первым входом третьей схема совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго счетчика переменной емкости, а выход - с входом считывания блока за- писи и считывания. .

Источники инФормации„. принятые во внимание при экспертизе

1. Кац А.М. и Канторович а.С.

Мерные и дозирующие устройства для клинико-диагностииеских лабораторий. Л. Медицина, 1970, с.- 79-9.1.

2.к.9egargte идр-А чоГцвЕ1м с, де( ел- ог sampBng ÔÌå ог пщицд ю о1 ® йЩ О Ф1мб В4сй ей comои еt. — .

-"Ckenricof Onstvumehtat