Перистальтический дозатор

 

(72) Автор изобретення

С.И.бородин

Институт биологической физики АН СССР (7l) Заявитель (54) ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИИ ДОЗАТОР

Изобретение относится к дозирующим устройствам и может быть использовано, в частности, для дискретного и стерильного дозирования газов, жидких сред и сред с твердыми включениями е 5

По основному авт.св. У 807064, известен перистальтический дозатор, содержащий эластичный шланг, электропривод с валом для проглатывания шлан-. га, ролик-вытеснитель, клапанный пережим с приводом перемещения, устройство управления приводами, в котором ролик-вытеснитель соединен с валом электропривода для прокатывания шланга передачей противоположного вращения, а цепь питания привода ролика-вытеснителя и клапанного пережима снабжена переключателем фазы перемещения на 180 относительно нап20 равления прокатывания шланга ° Передача между валом для прока ывания шланга и роликом-вытеснителем выполнена в виде эластичного пасика, расположенного восьмеркой с регулируемым межцентровым расстоянием.

Переключатель изменения фазы перемещения ролика-вытеснителя и клапанного пережима выполнен в виде импульс" но-управляемого реле. Эластичный шланг расположен зигзагообразнс в одной плоскости и снабжен делениями C1 .

Однако блок управления известного дозатора не позволяет расширить его функциональные возможности, ввести новые модули и получить новые режимы работы дозатора. Кроме того, он не позволяет дозировать агрессивные среды и органические растворители, поскольку не существует эластиных материалов для шлангов универсально стойких к агрессивным средам и органическим растворителям.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей дозатора.

3 9245!5 указанная цель достигается тем, что в перистальтический дозатор введены два устройства задержки импульсов, формирователь импульсов, коммутатор, неподвижный контакт, установленный. напротив ролика-вытеснителя и соединенный с переключающим входом блока переклю" . чсяия и через формирователь импульсов с выходом импульса о выдаче прямой дозы коммутатора, разъемная колодка, на которой выполнены вход прямого дозирования, соединенный через коммутатор с включающим входом включателя питания и выходом первого устройства задержки импульсов, вход обратного дозирования, соединенный с входом первого устройства за- держки импульсов и входами о начале обратного дозирования коммутатора и переключателя фазы и выходом импульса о выдаче обратной дозы коммутатора, входы остановов прямого и обратного дозирования, соединенные с выключающим входом включателя питания и через второе устройство задержки импульсов со вторыми переключающими входами коммутатора и переключателя фазы.

Кроме того, с целью обеспечения дозирования агрессивных жидкостей, шланг с упорами снабжен химически инертной гибкой трубкой, а зажим и ролик-вытеснитель установлены на рычагах с верн ьерами для, регулировки

35 величины пережима шланга, причем свободные концы рычагов через дополнительные ролики контактируют с кулачком.

На фиг.! показана схема дозатора; на фиг.2 - схема блока управления

40 дозатором; на фиг.3 — структурная схема перистальтического дозатора для режима пипетирования одиночными дозами с ручным управлением; на фиг.4 — то же, с полуавтоматическим

45 управлением; на фиг.5 — структурная схема перистальтического дозатора для ре>хима пипетирования одиночными и групповыми дозами с автоматическим управлением.

Дозатор содер>хит эластичныи шланг

5О

1 с подвижным 2 и неподвижными 3 и

4 участками, электродвигатель 5 с передачей 6 противоположного вращения, опорный ролик 7 и ролик-вытеснитепь 8. Во внутрь шланга 1 плотно вставлена тонкостенная химически инертная гибкая трубка 9, например, из фторопласта или тефлона.

Д

Радиальная эластичность шланга постоянно придает тонкостенной фтороппастовой трубке после пережима первоначальную форму. Такая конструкция дозирующего шланга позволяет применять для перистальтического дозирования трубки из фторопласта и полностью реализовать преимущества его химической инертности.

Шланг 1 расположен зигзагообразно и закреплен в фиксаторах 10 и 11. снаружи шланг 1 имеет калибровочные деления 12, служащие для установки вели. чины дозы. Подвижный участок 2 шланга 1 пропущен между опорным роликом 7 и роликом-вытеснителем 8.

Ролики 7 и 8 связаны с передачей 6 противополо>хного вращения и через эту передачу с двигателем 5.

Иежду роликами 7 и 8 можно менять расстояние. Неподвижный участок 4 шланга 1 пропущен. между прижимом l3 и упором 14, которые образуют пережимной клапан. Электродвигатель 15 с предназначен для вращения кулачка

16 с ограничителем 17 поворота. Пере>ким 13 при помощи рычага 18 и ролика

19 контактирует с кулачком 16. Ролик-вытеснитель 8 при помощи рычага 20 и ролика 21 контактирует с кулачком 16. Рычаги 18 и 20 установлены на шарнирах 22 и 23, которые перемещаются (в плоскости чертежа) вправо и влево верньерами 24 и 25, что позволяет регулировать степень пережима шланга 1 s зависимости от диаметра и толщины его стенок, На подвижном участке 2 шланга установлены ограничительные упоры 26 и 27, выполненные в виде колец с прорезями для установки на шланг. Диаметр отверстий упоров 26 и 27 имеет размер, который допускает их перемещение по шлангу 1 для регулировки величины фазы вручную с некоторым усилием, но исключает самопроизвольное перемещение. Такое выполнение ограничительных упоров 26 и 27 на эластичном и гибком шланге позволяет их использовать в качестве разрывных электрических контактов, так как благодаря эластичности шланга обеспечивается нужное контактное давление для прохождения электрического тока в момент прижатия к роликам 7 и 8 для упора 26 или к ролику

8 и неподвижному контакту 28 для упора 27. Кроме того, для останова двигателя в момент реверса упоры за

924515

Для удобства подключения к предлагаемому дозатору разнообразных функциональных модулей на разъемной колодке во все входы 29 и 34 соединены параллельно.

В режиме прямого дозирования дозатор работает следующим образом.

5 счет трения создают демпфирующий момент, противоположный моменту количества движения механической системы, образуемой двигателем 5, передачей 6 противоположного вращения и роликами 7 и 8, т.е. способствуют быстрому останову системы в момент реверсирования. Ролик 8 является общим электрическим контактом для обоих упоров и электрически соеди- 1о нен с корпусом доэатора и с шиной

29 нулевого потенциала посредством скользящего контакта 30. Скользящий контакт 31 соединяет электрически ролик 7 с устройством 32 управления.

Устройство 32 управления содержит включатель 33 питания с входом

34 питания и с входом 35 и 36 для останова прямого и обратного дозирования. Блок 37 переключания, вход питания которого соединен с выходом включателя 33 питания и два входа которого 38 и 39 соединены с роликом

7 и контактом 28, а выходы 40 и 41 с электродвигателем 5.

Переключатель 42 фазы, входы которого 43 и 44 соединены с выходами 40 и 41 переключателя 37, а выходы 45 и

46 — с электродвигателем 15. Уст- щ ройство 47 задержки импульсов, выход которого соединен с включающим входом 48 включателя 33. Коммутатор

49, выходы которого.50 и 51 выдают импульсы о выдаче прямой и обратной фаэ, а входы 52 и 53 о начале прямого и обратного дозирования, при этом вход 53 соединен со входом 54 переключателя 42 фазы, а выход 55 соединен со входом 48 включателя 4„, 33 и с выходом устройства 47 задержки импульсов. Устройство 56 задержки импульсов, вход которого соединен с входами 35 и 36 и с отключающим входом включателя 33, а выход соединен со вторы- 4 ми переключающими входами 57 коммутатора 49 и 58 переключателя »2 фазы. Формирователь 59 импульсов, вход которого соединен с контактом 28, а выход соединен со вторым переключаемым входом коммутатора 49.

При поступлении из вне на вход

52 коммутатора 49 с выхода 55 сигнал поступает на вход 48 включателя 33 питания, с выхода которого подается питание на переключатель 37.

Переключатель 37 включает двигатель

5 для прокатки подвижного участка 2 шланга 1 сверху вниз. Одновременно питание через переключатель 42 фа" зы подается на электродвигатель 15 и кулачок 16 занимает крайнее правое положение. При этом подвижный 2 участок шланга 1 становится полностью пережатым, а неподвииный 4 участок шланга 1 полупережатым прижимом 13 на упоре 14.

Электродвигатель 5 начинает прокатывать подвижной 2 участок шланга

1 в полностью пережатом состоянии вниз относительно плоскости чертежа. В результате заключения в шланге

1 дозируемая среда вытесняется через его неподвижный участок 4 наружу.

Одновременно через неподвижный участок 3 засасывается новая порция дозируемой среды.

Как только ограничительный упор

26 замыкает опорный 7 и ролик-вытеснитель 8, сигнал об этом поступает на вход-38 блока 37 переключения и последний переключает действие электродвигателей на противоположное. Кулачок 16 занимает крайнее левое положение относительно плоскости чертежа.

Неподвижный 4 участок шланга 1 полностью переиимается переиимом

13 на упоре 1», а ролик-вытеснитель

8 отводится от опорного ролика 7 на расстояние, обеспечивающее полупережим шланга 1 в промежутке между ними. Начинается прокатка шланга вверх в полупережатом состоянии.

Как только упор 27 замыкает неподвижный контакт 28 и ролик-вытеснитель 8, сигнал об этом поступает на вход. 39 блока 37 переключения, который вновь переключает действие электродвигателей 5 и 15 и на формирователь 59 импульсов, который формирует импульс и подает его на коммутатор 49, на выходе 50 которого появляется импульс о выдаче фазы.

Если выход 50 коммутатора 49 соединен с входом 36, то дозатор сам себя этим сигналом останавливает, сняв питание с электродвигателей

5 и 15 °

7 9245

В режиме обратного дозирования дозатор работает следующим образом. управляющий импульс подается на вход 53 коммутатора 49, на вход . устройства 47 задержки и на вход

54 переключателя 42 фазы. В результате на выходах переключателя 42 меняется фаза питания относительно входов 43 и 44 питания. В коммутаторе 49 отключается вход 52. Затем 10 через время, определяемое устройством 47 задержки импульсов, управ;ллющий сигнал поступает через вход 48 на включатель 33 питания, с которого подается питание на блок

37 переключения. Питание с выходов

40, 41, 45 и 46 переключателя 37 подается на электродвигатели 5 и

15. Дозатор в рех<име обратного дозирования работает точно так же, как и при прямом, за исключением того, что шланг 1 прокатывается вниз в полупережатом состоянии, а вверх в пережатом.

Предлагаемый дозатор в сравнении с известными осуществляет биологически-нейтральное дозирование, осуществляет дозирование агрессивных сред, кроме того, позволяет так we расширить функциональные возможности дозатора, а именно, подключая различные модули, получить новые режимы работы дозатора.

Пример 1. Режим пипетирования одиночными дозами с ручным управлением (фиг.3).

Ко входу 52 устройства 32 управления дозатором и ко входу 53 подклю" чают ручнь!е формирователи импульсов

61 с кнопочным управлением, а выхо40 ды 51 и 50 соединены соответственно со входами 35 и 36. При нажатии кнопки на ручном формирователе 61 импульсов, подключенным ко входу 53, дозатор отбирает одну одиночную дозу, 45 пропорциональную диаметру установленного шланга и длине прокатки, и импульсом с выхода 51, поступающим на вход 35, сам себя останавливает.

При нажатии кнопки на ручном формирователе .61 импульсов, подключенному ко входу 52, дозатор сливает набранную ранее дозу. Последующие запуски дозатора по входу 52 осуществляют продувку пипетирующего канала и полностью освобождают его от дозируемой среды. Количество одиноч,ных доз отбираемой среды и количест;во доэ продувки канала равно числу

8 ручных нах<атий соответствующих кнопок.

Пример 2. Режим пипетирования одиночными дозами с полуавтоматическим управлением (фиг.4).

Ручной формирователь 61 импульсов подключают к входам 53 и 52 устройства 32 управления дозатором через автоматический переключатель 63, а выходы 51 и 50 соединяют соответственно со входами 35 и 36 устройства 32 управления и с переключающими входами 64 и 65 автоматического переключателя 63 импульсов. При нажатии кнопки на ручном формирователе

61 импульсов управляющий импульс сразу же поступает на вход 53. Дозатор отбирает одну одиночную дозу, сам себя останавливает по входу 35 и одновременно по входу 64 осуществляется переключение входа 62 автоматического переключения импульсов 63 со входа 53 на вход 52 блока 32 управления. В результате при последующем нажатии кнопки на формирователе

61 импульсов дозатор начинает осуществлять слив ранее набранной дозы. Таким образом, при ках<дом нажатии кнопки на формирователе 61 импульсов автоматически осуществляется то отбор пробы, то ее слив.

Пример 3. Режим пипетирования групповыми дозами с полуавтоматическим управлением (фиг.5).

Ручной формирователь 61 импульсов подключают ко входам 53 и 52 устройства 32 управления дозатором через автоматический переключатель 63, а выходы 5 1 и 50 соединяют соответственно со входами 35 и 36 через счетчики 66 импульсов с регулируемым коэффициентом деления последовательности входных импульсов и с формированием импульса на выходе счетчика по достижении заданного количества импульсов. Кроме того, выходы счетчиков 66 соединены с переключаю- . щими входами 64 и 65 автоматического переключателя 63 импульсов. При нажатии кнопки на ручном формирователе

61 импульсов <4мпульс со входа 62 автоматического переключения 63 сразу же поступает на вход 53 устройства 32 управления дозатора.

Импульсы с выхода 51 поступают на вход первого счетчика 66 и когда их число (а значит и число отобраннь1х одиночных доэ) станет равным заданному на счетчике, импульс с

92451

9 выхода счетчика 66 поступает на вход 35 включателя 33 питания и действие дозатора прекращается. Одновременно этот же импульс поступает на переключающий вход 64 автоматического переключателя 63 и

его вход 62 автоматически переключается со входа 53 на вход 52 устройства 32 управления доэатора.

Затем производят ручной перенос за- to борного конца эластичного шланга из места отбора пробы в место ее слива..При следующем нажатии кнопки на ручном формирователе импуль,сов 61, дозатор запускается по вхо- >s ду 52. Импульсы с выхода 50 поступают на вход второго счетчика 66, и когда их число станет равным заданному, импульс с его выхода поступает на вход 36 и действие доэатора го прекращается. Одновременно этот же импульс поступает на переключающий вход 65 автоматического переключателя 63 и его вход 62 автоматически переключается со входа 52 на вход 2s

53. Затем вновь переносят заборный конец шланга вручную из места слива пробы в место ее отбора. Далее при нажатии кнопки на формирователе 6 l весь описанный цикл повторя- зр ется.

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый дозатор дополнительно позволяет осуществлять работу в различных режимах при биологически-нейтральном дозировании и дозировании агрессивных сред путем подключения функциональных модулей.

4э

Формула изобретения

1. Перистальтический дозатор по авт.св. 11 807064, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расшире- 4s

5 10 ния функциональных возможносгей, в него введены два устройства задержки импульсов, формирователь импульсов, коммутатор, неподвижный контакт, установленный напротив ролика-вытеснителя и соединенный с переключающим входом блока переключения и через формирователь импульсов с выходом импульса о выдаче прямой дозы коммутатора, раэьеиная колодка, на которой выполнены вход прямого доэирования, соединенный через коммутатор с включающим входом включателя питания и вь:ходом первого устройства задержки импульсов, вход обратного дозирования, соединенный с входом первого устройства задержки импуль" сов и входами о начале обратного дозирования коммутатора и переключателя фазы и выходом импульса о выдаче обратной дозы коммутатора, входы остановов прямого и обратного доэирования, соединенные с выключающим входом включателя питания и через второе устройство задержки импульсов с вторыми переключающими входами коммутатора и переключателя фазы.

2. Дозатор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения дозирования агрессивных жид" костей, шланг с упорами снабжен химически инертной гибкой трубкой, а зажим и ролик-вытеснитель установлены на рычагах с верньерами для регулировки величины пережима шланга, причем свободные концы рычагов через дополнительные ролики контактируют с кулачком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

>t 807064, кл. С 01 Р 13/00, 31.03 78 (прототип).

92М15 ри8.9

Составитель А. Черепов

Техред Е. Харитончик Корректор ti. ÄåìNèê

Редактор N.Áëàêîâñêè

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

:>

Заказ 2803/57 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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