Устройство для автоматического дозирования жидкостей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) П ио итет "-.С 01 Г 13/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 250280(72) Авторы изобретения Ю.И. Брацлавский и Б.З. Керштейн Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМТИЧЕСКОРО ДОЗИРОВйНИЯ ЖИДКОСТЕЙЦель изобретения - повышение точности дозирования и упрощение конструкции,Изобретение относится к устройствам для объемного дозирования жид-костей плунжерного типа,Известны объемные дозаторы жидкости плунжерного типа .с принудитель.ным перемещением плунжера, объемдозы в которых пропорционаленвеличине перЕмещения плунжера. Такиедозаторы содержат плунжер с цйлинд:,.ром, клапан, приводной электродвигатель, передаточный механизм и ме-ханизм регулирования величины пере"мещения плунжера (1).Наличие механического узла регулирования величины перемещения плун.жера понижает надежность и точностьдоэатора. Кроме того, изменение"величины перемещения плунжера производятвручную,.что создает неудобства вэксплуатации и не позволяет испольэовать дозатор в автоматизированныхсистемах.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является уСу-ройство для дозирования жидкостей,содержащее плунжерный дозирующийэлемент с клапаном, шаговый двигатель, кинематически связанный с дозирующим элементом, и .последовательно соединенные эадатчик дозы, блок 30 2записи и считывания, генератор импульсов, блок управления шаговым двигателем (2 Точность работы такого устройстра 6 пределяется точностью изготовления механических .узлов т, е, передаточного механизма и доэирующего 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 обеспе. чить отсутствие люфтов, что достигается либо применением специальных вйсококачественнйх реэьб в винтовой паре (как в известном), либо приме- . нением шариковинтовых пар, либо введением в механизм узлов"выборки люфта. Это существенно усложняет и удорожает конструкцию, Вследствие износа механическихдеталей в процессе эксплуатации, точность дозирую- щего устройства постепенно снижается.717544 Поставленная цель достигается тем," что известное устройство снабжЕнОблоком коррекций погрешностей, вклю-"чающим в себя три схемы совпадения,два счетчика переменной емкости иодинтриггер, причем первые входы"первой и второй схем совпадения соедййены-с"вйходом"генератора ймпуль"Сов, вторые входы первой и второйсхем совпадения соединены соответст"веййос прямым и инверсным выходами триггера, вход которого соединенс выходоМ первого счетчика перемен ной емкостй, выход первой схемы совпадения соединен с входом первогосчетчика переменной-емкости, выход"второйсхемы совпадения соединен с=входом"второгосчетчика переменнойемкости и с "первым входом третьейсхемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго счет. чика переменной емкости, а выход - с" вхбйом счйтывания блока записии- "схема"йредлагаемого устройстВа;на фиг 2 - функциональная схемаблока коррекции.устройство содержит эадатчикдозы 1, блок записи и считывания2, генератор 3 йрямоугольных имйуль.сов, блок коррекции погрешности 4,блок управления шаговым двигателем5, шаговый двигатель б, передаточный механизм 7, плунжернйй дозйФУю-щий элемент 8 склапаном.Блок коррекции погрешности 4содержит три схемы совпадения 9,10, 11, "два счетчика переменной ем-кости 12 и 13 и триггер 14.Работа"устройства осуществляется следующим образом.В зависимости от .углового шагадвигателя, передаточного отношениямежду валом"двигателя и плунжером идиаметра плунжера определяется объемная цена импульса; т. е. величинадозы; в соответствующ однбмушагудвигателя йли одному импульсу системыуйравления,Задаваемое значение дозы в еди- ницах, соответствующих объемнойцейе имйульса, вручную или" автдмати.-" чески"вводится в задатчик дозы 1.По команде оператора"или автоматически:значение дозы в виде электри ческого цифрового сигнала иэ задатчика дозы ). подается на вход записи блока записии считыэания 2, где- и записывается. Как только в блоке= чйсло, с выхода этого блока падаетсякоманда на генератор 3 прямоугольйыхимпульсов 3, который начинает генерир- вать ймпульсы. С вйхода генератораимпульсы поступают на вход блокауправлечия шаговым двигателем 5 иотрабатываются шаговым двигателем6,который черезередаточйыйме=" ханизм 7 перемещает плунжер дозирующего элемента 8, Происходит дозирование,Одновременно с выхода генератора3 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 поданномуна вход записи от задатчика 1, чис-ло, записанное в блоке 2, становится равным нулю, и с выхода блока 2в генератор 3 подается сигнал, за-прещающий генерирование импульсов.Шаговый двигатель б останавливается,и дозирование прекращается. Послеэтого подается команда на реверс двигателя, происходит забор дозы,и плунжер дозирующего элемента 8 возвращается в исходное положение, определяемое, например, конечным20 выключателем (на чертеже не показан). Таким образом, количество импульса И, прошедшее от генератора 3 к двигателю б, равно числу, поданному от эадатчика дозы 1 в блок 2 записи исчитывания.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 неточностьюизготовления или износом механических узлов и деталей.Эта погрешностьможет быть разделена на две составляющие - погрешность не зависящую отвелйчины.дозы, и погрешность, пропорциональну величине дозы.Первая составляющая в основномрпределяется . люфтами и мертвым.ходом в передаточном механизме 7 40 между валом двигателя б и плунжером дозирующегоэлемента 8. В силу наличия люфтов и мертвого ходавал двигателя поворачивается на некоторый угол т, е. отрабатывает 4 некотоРое число импУльсов ( пл),прежде чем начнутся перемещейие плунжера и выдача дозы, Для. компенсацииэтой составляющей погрешности блоккоррекции 4 обеспечивает подачу нашаговый двигатель б избыточного количества импульсов, превышающегона Пл число, записанное в блоке 2.Вторая составляющая погрешностиопределяется неточностью изготовления диаметра плунжера:, а такженакопленной погрешностью передаточ ного механизма 7. Например, еслиобъемная цена импульса подсчитана дляноминальнбго диаметра плунжера Д, адопуск на изготовление этого диамето;0 ра равен- Ато любое значение истинного диаметра плунжера, лежащее вполе допуска между Д и Д-Ь, вызывает появление минусовой погрешности, значение которой тем больше, чем б ближе истинный диаметр плунжера к5 77544 Фнижней границе поля допуска. Абсолют также выполняется с регулируемойное 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-Введение в устройство дЛя доэировает подачу на шаговый двигатель 6 вания блока коррекции погрешности поз.количества импульсов, увеличенного воляет снизить требования к точносна величину Ипо сравнению с чис-ти изготовления передаточного мехалом, записанным в блоке 2, причем И низма и дозирующего элемента и упрос.ф пропорционально этому числу. .:,:1 О тить их конструкцию, исключив необДля каждого конкретного дозирую- ходимость в беэлюфтовых передачах.щего устройства величины пи И лег- Одновременно введение этого блокако могут быть получены при опреде " повышает точность"дозирования, позволении систематической погрешности; -"ляя довести значение систематичесРабота блока коррекции осущест- . кой погрешности до ее теооетичесвляется следтощим 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. Иервоначаль-руемых элементо-счетчиков переменное состояние триггера 14 таково,ной емкости упрощает настройку устчто прохождение импульсов через - 30 ройства, которая может осуществлятьсхему 10 разрешено, а через схему ся по резулуатам измерения систе 9 запрещено. С выхода схемы 10 им матической погрешности готового устпульсы поступают на вход счетч 1 ша 12, Ройства. Это также повышает точностьКак только в счетчик будет введено И и надежность работы устройства, егоимпульсов, сигнал с выхода Х счетчи- д Ремонтопригодность и увеличиваетка переведет триггер 14 в состояние, срок службы устройства, посколькуоткрывающее схему 9 и закрывающее . любые изменения систематической посхему 10. Поступление импульсов на грешности в результате износа деталейвход счетчика 12 прекратится,и нач- устройства при эксплуатации илинется поступление импульсов с выхо- ЗО замены деталей при ремонте могутда схемы совпадения 9 через схему быть скомпенсированы соответствующейсовпадения 11 на вход считывания бло- Регулировкой блока коррекции по река 2, Таким образом, этот узел блока зультатам измерения систематическойкоррекции погрешности обеспечивает -погрешности при периодических проверначало считывания только после то".: ках устройства.го, как в шаговый двигатель пройдетИ импульсов. Счетчик импульсов 12вйполняется с регулируемой емкостью,Формула изобретения,так, что может быть любым числоммеждуи ,определяемым минимально устройство для автоматическогомювозможной погрешностью, и и ,опреде-" 46 дозирования жидкостей, содержащееляемзм максимально возможной погреш- плунжерный дозирующий элемент сностью клапаном, шаговый двигатель, кинеИмпульсы с выхода схемы совпадения матически связанный с доэирующим.9 поступают на входы счетчика 13 и . элементом, и последовательно соецисхемы совпадения 11. Пока счетчик 13 4 ненные згдатчйк дозы, блок записине заполнен, схема совпадения 11 от- и считывания, генератор импульсов,крыта и обеспечивает поступление йм- блок упРавления шаговым двигателем,пульсов на вход считывания блока 2. о .т л и ч а ю щ е е с я тем, что,При каждом заполнении счетчика.13 с с целью повышения точности дозироего выхода на схему совпадения 11 . О вания и упрощения конструкции, онопоступает запрещающий импульс, чтоностей, включающим в себя три схемывызывает пропуск очередного импульсасовпадения, два счетчика переменнойв последователь оРсле овательности, проходящейемкости и один триггер, причем перчерез схемУ 11 од - вые входы первой и второй схем совхем 11 на вход считыванияблока . Э о равноценно поступле--тора импульсов, вторые входы первойвый двигатель, чем достигается ком- и второй схем совпадения соединеныпенсация минусовой погрешности, вызысоответственно с прямым и инверснымваемой минусовым отклонением истин выходами триггера, вход которого соеного значения диаметра плунжера отфф нихфф импуль-О динен с выходом первого счетчика пеноминального. Число лишних импульременной емкости, выход первой схемысовм.- зависит от емкости счетчикасовпадениясоединен с входом первого13 и, кроме того, пропорциональносчетчика переменной емкости, выходд их через блок коррекции, т. е второй схемы совпадения соединенвеличине дозы. Счетчик импульсов . 65 с входом второго счетчика перемен7 717544 ной емкости и с первым входом тре-тьей схемой 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.: Редактор Л.Б Заказ 9823/55 ЦИНИПИ Госуд по делам 113035, Москва, Яираж 801 ственного кобретений и 5, Раушская Мерные и дозирующие устройства для клинико-диагностииеских лабораторий. Л., Медицина, 1970, с 79-9.1. 2 Л.МЕРСИфЕ ИАР.А ЧО 1 ОВЕНб дЕбчегог зощрИиФМеъ аког всн 1 оМ иФ 01. и%/ ФЩ О Ф.1 ве В 1 огед ооюонФег. - .