Дозатор жидкости

ЕЛЬСТВУ ьский илиси М,Ля ы КОНЕ, Фин втор жидкости яндия980,СОЮЗ СОВГТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ С(21) 4757160/10 (22) 09.11.89 (46) 07,01.92. Бюл. М (71) Всесоюзный нв институт аналитичес (72) К, Г. Кахеладзе, Т. Б. Дзагания, Н. О гинов, Р. И. Кахидзе(56) Проспект фирм Многоканальный до учно-исследоват кой техники, г. Т 3, Е. Круашви Кикошвили, Ю и Ц, Н. Хоштар5)5 6 01 Г 11/06 Р ЖИДКОСТИние относится к аналитичеа именно к многоканальным дозирования жидкости, и моользовано в сельском хозяйстза почв и кормов, медицине, щевой, химической, нефтепещей промышленности и др.позволяет повысить эффекрования за счет независимого я доз в дозирующих цилинд(54) ДОЗАТО(57) Изобретеской техникеустройствамжет быть испве для анэлибиологии, пирерабатываюИзобретениетивность дозирегулировани1703979 М 8.8 оставитель К,Кахеладзеехред М,Моргентал Корректор Т,Кол Редактор Н,Химчу оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Закай 55 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/51703979 рдх. Дозд 1 ор содерж 1 т блок 1 управления перекпючдтеляли потоков, имеющий орган 2 переклю енил, переключатели 3 потоков, и.1 сюц.1 е рычаги 4 для перекпючеия ндраглеил пооков жидко;,ти оо оходную или омодую ма истраль, сидлиэа 1 орь 56 пломпеия переключателей, дозирующе ципидры 7 со ш 1 оками 8, а которых эдкр пле ь порши 9, узел 10 возвратно- поступательного перемещения штокоо дозирующих цилиндров. Узел 10 имеет площадку 11 с выступом 12, которая имеет воз 1 о;кость перемещения о пазе 13. К площадке 11 жестко прикреплен ходовой винт 14. Дру им коцол оинт 11 оставлен о резь 11 эобретение относится к аналитической техике, а именно к многоканальным устройствам дозирооания жидкостей, и может быть использовано о сельскол 1 хозяйстве дпя анализа почв и кормов, пищевой, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, медицине, биологии, везде, где еобходило проведение анализа проб, для получения аликвот,Известна аотол 1 дтическая бюретка-доздтор, содержэщая привод с ходовым винтом, доэирующее устройство, распределительный кран, указатель расхода титрантд, оыполненный в оиде оптической ил 1 пульсной системы, включающей диск-обтюратор, размещенный на ходовом винте привода, источник излучения и светоприемик, программно-задающее устройство и электронный счетчик импульсов, оход которого соединен с выходом соетоприемника, а выход подключен к входу программно-задающего ус 1 ройсгоа, связанного с приводом.Указанное устройство работает следующим образом. Перемещение поршня доздтора связано с перемещением импульсатора. Определенной порции жидкости соответствует определанное число электрических импульсов и задавая заранее нужный объем жидкости можно по числу импульсоо отмерить нужное количество жидкости,Указанное устройство имеет следующий недостаток. Дозирооание жидкости в нем происходит по одному кдндлу, что снижает проэооди 1 ельностьработы систем химического анализа, в которых используется указанное устройство,5 10 15 20 25 30 35 бооую отулку 15, сабженную зубчатым колесом 16. Доза 1 ор содержит также реоерсионый электродвигатель 17, на оси которого закреплено зубчатое колесо 18, имоощее зацепление с, зубчатым колесом 16, узел 19 изл 1 ерения дозы, состоящий из диска 20 с отверстиями (импульсатора), по обеим сторонам которого расположены осветитель 21 и фоточувствительный элемент 22, усилителя 23 фототока и реверсивного счетчика 24 импульсов, задатчик 25 доз, выход которого подсоединен к первому входу блока 26 совпадения, узел 27 управления электродвигателем, блок 28 запрета и блок 29 разрешения. 8 ил,Наиболее близким к предлагаемому изобретению является многоканальное дозирующее устройство, содержащее электродвигатель, устройство управления электродвигателем, устройство счета электрических импульсов соответственно доэируемым объемом, устройство ввода данных, блок совпадения, устройство перемещения штокоо (поршней) доэирующих устройств, дозирующие устройства и узел переключения каналов истечения и забора жидкости,Указанное устройство работает следующим образом. При помощи устройства ввода данных, устройства счета электрических импульсов доэируемых объемов и блока совпадения осуществляется включение электродвигателя через его устройство управления в одном из двух направлений. Включение осуществляется на время, нужное для отбора или дозирования нужных объемов жидкости одновременно оо всех каналах. Отбор или дозирооание производится перемещением поршней дозирующих устройств шприцевого типа при помощи устройства перемещения, При этом жидкость через клапана одновременно поступает в цилиндры всех доэирующих устройств или изгоняется из них.Недостатком указанного устройства является следующее. Количество отмеряемых порций жидкости по всем каналам дозирооания одинаковое, что сужает область использования дозатора.Цель изобретения - повышение эффективности эа счет независимого регулирования доэ в дозирующих цилиндрах.Поставленная цель достигается тем, что, в дозатор жидкости, содержащий дозирующие цилиндры, рабочие полости каждо о из оторых сообщены через е.эеклэ атсль пото,ов с входной и эьходой магистралг, размещенные в цили драк поршни, штоки когг рых гародиеь с под:люче ьг к устройству упээвления узлом 3 возвратно-поступательного гереьещел, снабженным реверсионыг электродвигаэелем и узг,ом измерения дозы, выпол,сннь;м в виде иглпульсатора, подключепого к счетчику импульсов, выход которого подключен к первому входу блока совпадения. второй в;од которого подключен к задатчику доз, введены кнопка "Пуск", блок запрета и блок разрешения, а переключатели потоков снабжены узлом переклочения их положения, выполненным в виде органа перекгочения. связанного с блоком управления и сигнализатором положсния переклюателей, причем первый вход блока управления подключен к выходу блока совпадения, который одновременно подключен к первоглу входу блока запрета, выходы сигнализаторов положения переклочателей подключены к первому и второму входам блока разрешения, третий вход которого подключен к первому выходу блока запрета, второй выход котброго подключен к первому входу устройства управления, к второму входу которого подключен первый выход блока разрешения, второй выход которого подключен к второму входу блока запрета, причем второй вход блока управления и четвертый вход блока разрешения подключены к кнопке "Пуск",8 ведегие переключателя потоков, сигналиэатора положения, блока запрета и разрешения дает возможность использовать дозатор жидкости в многоканальных анализаторах с независимым регулированием доз в дозирующих цилиндрах.Блок управления переключателем потоков позволяет автоматически прекращать доэирование при вьгполнении определенной программы (при выдаче определенных порций жидкости), Это дает воэможность обеспечить параллельную работу нескольких устройств для анализа (нескольких фотометров, иономеров. титрометрическихсистем и т,д,),Сигналиэаторы положения переключателя потоков, блоки запрета и разрешения даот воэможность прерывать и восстанавливать цикл работы дозирующего цилиндра по мере выполнения программы в отдельных дозирующих цилиндрах, исключая случайные срабатывания механизмов дозирования, т.е. позволяет полностью автоматизировать процесс дозирования жидкости.1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Па 4 и. 1 представлена сэру э ургэя схема доз ора ждкосэ а 1 и. 2 - сва гэ к л ю ч ея и ур а э г еи я р с э е р с 1 н н ы г 1 э а е к - эродииг ателегл, г 1 г. 3 - граф; к эао;симости дозируеглоо обьега дкости в доэируемьх цилиндрах от гремеи, на фиг, 4 - блок схема за; .: ика доэ, усройсгва совпадения и блок запрета; на фиг, 5 - блоксхема узла управления реверсивным электродвигателем, блока управления переключателями потоков и сиг налиэаторов положения переключателей потоков. на фиг. 6 - блок-схема блока разрешения; на фиг, 7 и 8 - блок-схема одноэлементного блока управле ия переключаэелями потоков. Дозатор жидкосги содержит (фиг, 1) блок 1 управления переключателями потоков, иглеоций орган 2 переключения, переключатели 3 потоков, имеющие ры аи 4 для ереключения аправления потоков жидкости, сигналиэаторы 5 и б положения переключателей, дозирующие цилиндры 7 со штоками 8, на которых закреплены поршни 9, узла 10 возвратно-поступательного перемещения штоков доэирующих цилиндров, состоящего иэ площадки 11 с выступом 12. которая имеет воэможность перемещения в пазе 13, К площадке 11 жестко прикреплен ходовой винт 14. Другим концом винт 14 вставлен в реэьбовую втулку 15, снабженную зубчатым колесом 16, Дозатор содержит также реверсивный электродвигатель Ы, на оси которого закреплено зубчатое колесо 18, имеющее зацепление с зубчатым колесом 16, узел измерения дозы, состоящий из диска 20 с отверстиями импульсатор). по обеим сторонам которого расположены осветитель 21 и фоточуьствительный элемент 22, усилитель 23 фототока и реверсивный счетчик 24 электрических импульсов, задатчик 25 доз, выход которого подсоединен к первому входу блока 26 совпадения, узел 27 управления электродвигателем, блок 28 запрета, первый вход которого подсоединен к выходу устройства совпадения 26 и одновременно к входу блока 1 управления переключателем потоков, а второй выход подсоединен к первому входу узла 27 управления электродвигателел, первый и второй входы которого подсоединены к сигналиэаторам 5 и б положения эереключателей. третий вход подсоединен к первому выходу блока 28 запрета, а на четвертый вход подается сигнал пуска. Первый аьход блока 29 разрешения подсоединек ворому входу блока 27 управления электродвигателем, а второй выход подсоединен к второму входу блока 28 запрета.1 озэор н:одос и ыбо гает с ед ющимгбрэчдл С цггощ.:ю зэдэонкэ 25 доз (фпг 1) 1 цксируюся нужные значения доз всех дозирующпх цилиндров 7. Сигналом "Пуск" (СП) извне бпокогл 1 управления рычаг 4 переводится в положение П, что обеспечивает забор жи;кости от а к с, после чего от сигналов сцгнэлпэатора 5 положения переключателей, через блок 29 разрешения начинает работать узел 27 управления, включая электродвигатель 17. Начинается процесс забора Жидкости (сосуд с жидкостью расположен у охода э). При этом от редуктора - зубчатого колеса 18 электродвигателя 17 сцеплением с зубчэтыгл колесом 16 цэ.ццэет врэщэтьсч резьбовая втулка 15 рлэ 10 возврэчно поступательного перемещения штоков, ввинчивая ходовой винт 14, который перемсщэет площэдку 11, с зэкреплсццымц цэ ней штоками 8 и поршнями 9, в цчпрэвлении Ль Повороту площадки 11 препятствует выступ 12, перемещающийся и пазе 13, Жидкость поступает в каждый из дозирующнх цилиндров 7 через соответствующий переключатель потоков. При эацолнении дозирующих цилиндров. 1 жидкостью, соответствующей максимально возможной заданной дозе, по сигналу блока 26 совпадения включается блок 28 запрета, ог сигнала которого включается узел 27 управления электродвигателя 17, и последний тормозится, По сигналу блока 26 совпадения работает блок 1 управления переключателягли потоков, переводя их рычаги 4 в другое крайнее положение П 2, вновь работает блок 29 разрешения, включая в работу электродвигатель 17 на реверс через узел 21 уцравления электродвигателем 17, который перемещает площэдку 11 с закрепленными а ней штокафли 8 в направлении А 2, Теперь жидкость издозирующих цилиндров 7 через цераключэтель потоков постуцаеч в объемы (сосуды) 30(фиг. 5) для пробы от с к Ь, Объем дозирусмой жидкости фиксируется счетчиком 24 электрических импульсов, и как только оц достигает минимальной заданной дозы, зафиксированной в задатчике 25 доз, гэбцтэет блок 26 совпадения, от вгдхода которого отключается электродвигатель 17 через блоки 28 и 27, и блок 1 управления переводит парекл очатель 3 потоковтого дозирующего цилиндра 7, который отмерил первую нужную дозу, в исходное положение, а оставшаяся в этом дозирующем цилцндре 7 жидкость поступает обратно в тот сосуд из которого былэ взята, т.е. движение жидкости в этом цилиндре будет происхо 45 50 55 10 15 20 25 30 35 40 дичь с г с к э В осчэльнцх дозирующих цилшгдрэх 7 гчроц;сс дозпрования продолжастся от сигнала блока "9 рэзрешенгля, л так цо мере выполнения программы очглерэ доз электродвигэчель 17 периодически тормозится от синала блока 26 совпадения и работой блока 1 управления гереключэтелями потоков, последние переходят в исходное положение П 1, исключая перелив лишней жидкости,Изменение направления вращения электродвигателя 17 (фиг, 2) и электродвигателя 31 блока 1 управления осуществляется изменением фазы на управляющей обмотке Ь при неизменной полярности вкгцочений обмотки возбуждения2, т,е. при подаче на обмотку1 фазы Фч якорь двигателя вращается в одном направлении, а при подаче на эту же обмотку фазы Ф 2 он меняет направление вращения. При этом подача нужной фазы осуществляется на один и тот же конец обмотки двигателя, а второй конец этой обмотки подсоедине 1 л к нулевому выводу источника питания, например к среднему выводу вторичной обмотки трансформатора ТР.Таким образом, электродвигатели 17 (31) будут вращаться в обоих направлениях в соответствии сигналов высоких уровней, поданных на управляющий электрод диода УДз через входы 3 или 4 электродвигателя 17 и 1 или 2 электродвигателя 31.На временном графике (фиг. 3), на оси ординат отмерена величина дозируемого объема жидкости по узловым точкам (дозирующим цилиндрам), а на оси абсцисс отмеряется время дозирования. Так, вципиндРе объем ДОЭиРУемой 1 кидкости Ю/о, воцилиндре - чгЧ 1, вцилиндре Ю 2 и т.д., в 1-том цилиндре Щ, при этомЮЮчРЬ .,Ю . Доэирование начинается одновременно во всех доэирующих цилиндрах. Когда во всех цилиндрах объем дозируеглой жидкости достигнет величины Яо (точка тч)цилиндр перекрывается соответствуюгцигл переключателем потоков и остальное время работы устройства Ю/о=-сопи. Далее во всех остальных цилиндрах кроме 1, где Юо=-сопи, дозирование идет до величины О/1 (точка т 2), по достижении которой соответствующим переключателем 3 потоков перекрывается 1 цилиндр, в котором Ил=сопи, дозирование продолжается во всех цилиндрах,кроглеи И, до величины 9/2 (точка тз), перекрывается соответствующим переключателегл потоковканал и Ю 2 в нем остается постоянным, И т.д, до величи 17039791 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 цы ЧА (точка 1), которая соответствует объему жидкос 1 и, дозирусфлох 1 у 3-тым каналом.Зэдатчик доз (фиг. 4) содержит переключатели ПП 1, ППг, ., ППь с поглощью которыхээда 1 отся нужные дозы жидкости, Количестоо перекл 1 оча 1 елей определяется числомдодирующих цилиндров 7.Количество блпкоэ УС 1, УС 2, , УС 1 облоке 26 соопэдеция также определяетсяколичеством дозирующих цилицдроо 7, Напервые входы блоков А 1, А 2, , Л 1 подаютсязаданные значения дозы (А), а цг оторыевходы от счетчика 24 импульсов узла 19 измерения дозы, значения (Б) соо.оетствующие дозируеглыгл обьемам, К выходу блока26 совпадения цодкл 1 очец блок 28 запрета,состоящий из соеди 11 еццых параллельно,через диоды 01, 02, 01 блоков выдачиимпульсов БВИ 1, БВИ 2, .БВИь каждый изкоторых состоит из ицвертора БИ, элементов Во. Оо, Со, блока совпадения БС и сопротивления В 1,До начала работы устройства наосех выходах блока 26 совпаденияА 1,2,1.=Б 1,2,1 потенциал равен нулю, ана выходе ицвертора БИ потенциал равенлогической единице и через Во, Оо заряжается конденсатор Со. При достижении на выходе счетчика 24 импульсов значенияравного заданной дозе А 1, В 1=А 1, на выходесоответствующего УС 1 будет А 1=Б 1, потенциал становится равным логической единице, на входе инвертора БИ потенциал равенединице, а на выходе БИ - логический нуль,конденсатор Со разряжается через один издиодов 0 на сопротивление й 1 и на входблока 28 запрета подается сигнал запрета.Время разряда Со, т.е; длительность импульса на выходе блока 28 запретат=(В 1+Вбс)Со, где Вьс - внУтРеннее сопРотивление блока совпадений (БС),При достижении ца выходе счетчика 24иглпульсов значения, равного следующей- заданной дозе на выходе блока 28 запрета,вновь появится сигнал запрета, и т,д, за осевремя работы устройства,Узел 27 упраоления электродвигателем17 и блок 1 упраеления переключателямисодержат идентичные блоки БУД 1, БУ 02,БУОД, БУОа (фиг, 5), обеспечивающие изменение фазы ( 01) на управляющей обмоткеэлектродвигателя 17, которые включают управляемые диоды У 01, У 02, УОд, диоды01,02, Од. 04. СопРотивление Во.Блок 29 рэзрешеция (фиг. 6) содержиттриггеры Т 1, Т 2, Тд, блоки инверсии БИ 1,БИ 2, блоки совпадения БС 1, БС 2, блоки выдачи импульсоо БВИ 1, БВИ 2, диоды 05, 07 исопротивление В 2, Входы БУ 01, БУ 02, подсоединены к оыходам блоков совпадения Б 1 и ЗС 2 блока 29 рэзрсгнеция. Первые входы БС 1 и ЬС 2 подсоедицецы к выходам триггеров Т 1, Т 2 блока 29 рэдрегнсция через блоки инверсии ЗИ 1, БИ 2, 31 ходы сиги,ли. заторов 5 и б полом,ения переключателей потоков подключецы к г 1 ероаму входу триггера Тд блока 29 рзэрен 1 еция через блоки ьыдач 11 цглпульсэо БВИ 1, БВИ 2 и диоды 06 и 07 соответственно. Одновременно выход сигцалиэатора 5 подсоединен к второму входу тр;: ера Т 1, а выход сигналиэатора 6 поступает нэ второй вход триггера т 2, Второй вход триггерэ Тд подсоединен к первому входу триггера Тз, На первый вход триггера Т 1 через диод О.; поступает сигцал пуска (СП), а на первый вход триггера Т 2 поступает сигнал запрета (СЗ).При поступлении СП на псроый вход триггера Т 1, включается БУДД, блока 1 управле 11 ия переключателями, который воздействует на электродвигатель 31 и органом 2 переключения переводит рычаг 4 переключателя 3 погоков в исходное положение. В момент перехода переключателя 3 потоков о исходное положение подготавливается к работе БВИ 1 и после срабатывания сигнэлизатора 5 положения переключателя потоков через диод Оо срабатывает триггер Тд, включая в работу БУ 01 узла 27 управления электродвигателем 17, идет процесс забора жидкости из одного из сосудов 30. После выполнения програ;лмы забора от СЗ запускается Т 2, включая БУОл блока 1 управления переключателями, а триггер Тз сбрасывается, переключатель 3 потоков по сигналу сигнализатора б положения переключателя потоков рычагом 4 переходит в другое положение, вслед за тем работает БВИ 2, запуская Тд и БУД 2 узла 27 управления электродвигателем 17 идет процесс дозирооания в один из сосудов 30. Вслед эа выполнением первой програмглы дозирования от СЗ сбрасывается Тд и запускается Т 2, и т.д. эа все время работы устройства.Рассмотреццый пример работы схемы (фиг, 5 и 6) рассчитан на случай, когда осе дозирующие цилиндры снабжены переключателями потоков, имеющими индивидуальное упрэолецие, т,е. у каждого переключателя свои сигнализэторы 5 и б положения переключателей, как это показано на фиг. 7.Блок 1 управления переключате, ями с одним электродвигателем 31 (фиг, 7 и Я) содержит ряд управляющих переключателей 3 потокоо, цад переключающигли рычлгдгли 4 которых перемещается от двигателя 32 через редуктор 33 диск 34,с закреплеццьнл на нем соленоидом 35. На оси диска Зб закреплен и перемещается оместе с ним кодовый, ЗОк 3 7, О 1 р" 11 Охг)а 1 ен е 11 РД.111 к но за 1 г рс цле 1111111 с 111 Т 11 ва 10101111 ус 1 рс 1 г 1 Б 011 30, ГОд дг,1 гасл 11 32 блока 1 у 1 рла с:л 11 одссед 1;1 ек устрс 11 ству 39 уцра 1;1 е 111 дги 1 ателем, а в.,1 сд с 11 ыва 1 о.це 1 О ус г 1 ойстса 30 г 1 одсоед 1111 ец к первому входу устройства 26 совцэдеил 11 а корой вход усро 11 сва 26 совг 1 адс 1 ия цосту 11 а 1 от сигналь 1 ог счетчика 24 111 лцул 1 сов, 3 ход соленоида 35 через усилитель 10 подключен к выходу устройства 26 совцадснил, Эона действия кодового диска 37 со счи 1 ывающим устройством 30 находится на границах сегментов СГт, СГ 2, СГз, Каждь 1 й раэ после работы блока 26 совпадеил сердеч;1 ик 41 соленоида 35, втлгивалсь, ицускаег шть 1 рь-Орган 2 перелюченпл, который, касалсь рычага 4 перскл 1 О 1 аеля 3 г стоков, цр;1 движени;1 диска 34, а э 11 ачит и годово 1 о диса 37 переводит его в одно или другое положение П 1 или П 2 в зависимости от направления движения диска 34, Пере.од переключателя 3 потоков в нужное по 11 оже 11 е каждый раэ сигализируют сигнализаторы 5 и 6 положеил переключателя потоков.По сравцени 1 о с прототипом предлагаемое изобретение позволяет искл 1 очить мно 1 ог ратное взвешивание, дает возможность заливать то количество жидкости, какое необходимо длл г 1 олучения нужного обьема аликвоты во всех каналах одовременно,Формула изобретения Дозатор жидкости, содер;кащий дозирующие цилиндры, рабочие полости каждого цэ которых сообщены через перел 1 очатель потоков с входной и выходной ма 11 срэллм 11, раз 1, ещсные в цили 1 драх 11 О р ш н л, 111 о к и к О т с р ь 1 х с оеди н е ы с ц од:.л 1 оче 1111 ым к устг. О 11 ст ву уцравле 11 ил узлом х возг 1 рато поступ;польного церемеще ния, снабженым ре 11 ерсивн 1,1 м электродви 1 ателем и узлом измеренил дозы, выполеным в виде импульсатора, цодкл 1 оче 11 ного к счетчику импульсов, выход которого подключен к первому входу блока 10 совпадения, второй вход которого подключен к задатчику доз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с цель 1 о повышения эффективности за счет независимого регулирования доз в доэирующих цилиндрах, в него введены 15 кнопка "Пуск", блок запрета и блок разрешения, а перекл 1 очатели потоков снабжены узлом переключения их положения, выполненным в виде органа переключения, связанного с блоком управления и сигнали заторами положения переключателей; причем первый вход блока управления подключен к выходу блока совпадения. который одновременно подключен к первому входу блока запрета, выходы сигналиэато ров положения переключателей подключены к первому и второму входам блока разрешения, третий вход которого подключен к первому выходу блока запрета, второй выход которого подключен к первому входу 30 устройства управления, к второму входу которого подключен первый выход блока разрешения, второй выход которого подключен к второму входу блока запрета, причем второй вход блока управления и четвертый вход 35 блоков разрешения подключены к кнопке