RU2245521C2 - Device for automatic liquid dosage - Google Patents
Device for automatic liquid dosage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245521C2 RU2245521C2 RU2002135918/28A RU2002135918A RU2245521C2 RU 2245521 C2 RU2245521 C2 RU 2245521C2 RU 2002135918/28 A RU2002135918/28 A RU 2002135918/28A RU 2002135918 A RU2002135918 A RU 2002135918A RU 2245521 C2 RU2245521 C2 RU 2245521C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- generator
- dispenser
- liquid
- electrochemical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области дозирования веществ, в частности к области автоматического дозирования и подачи жидкостей, и может быть широко использовано в аналитической химии, биохимии, медицине и других отраслях науки и техники.The present invention relates to the field of dosing of substances, in particular to the field of automatic dosing and supply of liquids, and can be widely used in analytical chemistry, biochemistry, medicine and other fields of science and technology.
В настоящее время для целей дозирования веществ применяются поршневые (шприцевые), мембранные, перистальтические, поплавковые, сифонные, электрохимические и другие типы дозирующих устройств. В частности, для дозирования жидкостей в автоматическом режиме используются дозаторы: по авт. свид. №717544 - плунжерный дозирующий элемент с клапаном [1]; по авт. свид. №724930 - мерный гидроцилиндр с пневмоприводом [2]; по авт. свид. №781585 - датчик объема дозы по схеме пневмосиловой компенсации [3]; по авт. свид. №1392375 - поршневой дозатор с блоком управления [4]; дозирующие устройства с электрохимическими побудителями расхода по заявкам ЕР 0209644 [5], ЕР 0209677 [6] и патенту US 5290240 [7] и др.Currently, for the purposes of dosing substances, piston (syringe), membrane, peristaltic, float, siphon, electrochemical and other types of metering devices are used. In particular, for dispensing liquids in automatic mode, dispensers are used: according to ed. testimonial. No. 717544 - plunger metering element with a valve [1]; by author testimonial. No. 724930 - a measured hydraulic cylinder with a pneumatic actuator [2]; by author testimonial. No. 781585 - dose volume sensor according to the pneumatic force compensation scheme [3]; by author testimonial. No. 1392375 - piston dispenser with control unit [4]; dosing devices with electrochemical flow drivers according to applications EP 0209644 [5], EP 0209677 [6] and US patent 5290240 [7] and others.
Способ дозирования, положенный в основу конструкции поршневых (шприцевых) дозирующих устройств, заключается в том, что дозируемая жидкость выдавливается с помощью поршня из мерной камеры через калиброванное отверстие. Типичным представителем такого рода дозирующих устройств является автоматический дозатор жидкости по авт. свид. №1392375 - поршневой дозатор с блоком управления [4], содержащий снабженный приводом перемещения поршень, размещенный в корпусе, торцевые полости которого снабжены входными и выходными клапанами и датчиком положения поршня.The dosing method, which is the basis for the design of piston (syringe) dosing devices, is that the dosed liquid is squeezed out using a piston from the measuring chamber through a calibrated hole. A typical representative of this kind of metering devices is an automatic fluid dispenser according to ed. testimonial. No. 1392375 - a piston dispenser with a control unit [4], containing a piston equipped with a displacement drive, located in the housing, the end cavities of which are equipped with inlet and outlet valves and a piston position sensor.
Электрохимические дозирующие устройства по заявкам ЕР 0209644 А1, опубл. 18.04.1986 [5], ЕР 0209677 А1, опубл. 28.01.1987 [6] и патенту US 5290240 А, опубл. 01.03.1994 [7] используют в качестве побудителя расхода для дозирования жидкости генератор газообразных продуктов электрохимической реакции.Electrochemical metering devices according to the application EP 0209644 A1, publ. 04/18/1986 [5], EP 0209677 A1, publ. 01/28/1987 [6] and patent US 5290240 A, publ. 03/01/1994 [7] use a generator of gaseous products of an electrochemical reaction as a flow inducer for dosing a liquid.
Существо технического решения известных дозирующих устройств с электрохимическими побудителями расхода, в частности по заявкам ЕР 0209644 [5], ЕР 0209677 [6] и патенту US 5290240 [7], состоит в том, что дозируемую жидкость выдавливают из рабочего объема дозатора с помощью герметичных, подвижных, механических элементов конструкции, приводимых в движение давлением газообразных продуктов электрохимической реакции, осуществляемой в электрохимическом генераторе при прохождении электрического тока через расположенную в нем электрохимическую систему. При этом объем дозы устанавливают, в соответствии с первым законом Фарадея, по количеству электричества, пропущенному через электрохимическую систему, т.е. по произведению величины электрического тока, проходящего через электрохимическую систему, на время дозирования. Обе эти величины (ток и время) могут быть достаточно точно заданы и измерены, что дает возможность обеспечить высокую точность дозирования. При этом скорость дозирования прямо пропорциональна величине электрического тока, проходящего через электрохимическую систему, а величина дозы прямо пропорциональна времени прохождения тока через электрохимическую систему.The essence of the technical solution of the known metering devices with electrochemical flow drivers, in particular according to the applications EP 0209644 [5], EP 0209677 [6] and US Pat. No. 5,290,240 [7], consists in the fact that the dosed liquid is squeezed out of the working volume of the dispenser using hermetic, movable, mechanical structural elements, driven by the pressure of the gaseous products of the electrochemical reaction, carried out in the electrochemical generator during the passage of electric current through the electrochemical system located in it. In this case, the dose volume is set, in accordance with the first Faraday law, by the amount of electricity passed through the electrochemical system, i.e. by the product of the magnitude of the electric current passing through the electrochemical system by the dosing time. Both of these values (current and time) can be quite accurately set and measured, which makes it possible to ensure high metering accuracy. In this case, the dosing rate is directly proportional to the magnitude of the electric current passing through the electrochemical system, and the dose is directly proportional to the time the current passes through the electrochemical system.
К недостаткам известных способов дозирования следует отнести: сложность конструкции дозаторов, в частности поршневых, и высокие требования к выбору материалов для изготовления рабочих деталей, в особенности при дозировании агрессивных веществ; наличие подвижных деталей и узлов, требующих точного изготовления и сложной технологической обработки; непосредственный контакт дозируемого вещества с рабочими деталями и узлами (поршнями, вентилями и т.д.); ограниченный ресурс работы в автоматическом режиме.The disadvantages of the known methods of dispensing include: the complexity of the design of the dispensers, in particular piston, and high requirements for the selection of materials for the manufacture of working parts, especially when dosing aggressive substances; the presence of moving parts and assemblies requiring precise manufacturing and complex processing; direct contact of the dosed substance with working parts and assemblies (pistons, valves, etc.); limited resource of work in automatic mode.
В случае мембранных дозаторов имеют место сложности с подбором материала мембраны, обусловленные необходимостью долговременного сохранения стабильных механических характеристик мембраны и устройства управления мембраной.In the case of membrane dispensers, there are difficulties with the selection of membrane material, due to the need for long-term maintenance of stable mechanical characteristics of the membrane and the membrane control device.
В любом из указанных “электрохимических” аналогов предлагаемого технического решения газообразные продукты электрохимической реакции, используемые в качестве побудителя расхода при дозировании жидкости, воздействуют на дозируемую жидкость не непосредственно, а с помощью различного рода подвижных механических элементов (мембран, клапанов и пружин):In any of the indicated “electrochemical” analogues of the proposed technical solution, the gaseous products of the electrochemical reaction used as a flow inducer when dispensing a liquid do not directly affect the dosed liquid, but with the help of various kinds of moving mechanical elements (membranes, valves and springs):
- патент US 5290240 (Fig 1 A, 1 В - п.п.38 и 39);- patent US 5290240 (Fig 1 A, 1 B - pp. 38 and 39);
- заявка ЕР 0209677 (Fig 2 и 3 - п.п.26, 30, 34 и 40);- application EP 0209677 (Fig 2 and 3 - pp. 26, 30, 34 and 40);
- заявка ЕР 0209644 (Fig 1-3 - п.п.32, 34 и 38).- application EP 0209644 (Fig 1-3 - pp 32, 34 and 38).
Выдавливание дозируемой жидкости продуктами электрохимической реакции через посредство указанных выше подвижных механических устройств, как правило, вносит нелинейные и нерегулярные погрешности в прямую пропорциональность зависимости объема дозы от затраченного на ее получение количества электричества, в прямую пропорциональность зависимости скорости дозирования от тока электрохимической реакции и, в конечном итоге, в равенство объема газообразных продуктов электрохимической реакции и соответствующего объема дозы в данный момент времени.Squeezing out the dosed liquid by the products of the electrochemical reaction through the above-mentioned mobile mechanical devices, as a rule, introduces nonlinear and irregular errors in direct proportion to the dependence of the dose volume on the amount of electricity expended on its production, in direct proportion to the dependence of the dosage rate on the current of the electrochemical reaction and, ultimately as a result, in the equality of the volume of gaseous products of the electrochemical reaction and the corresponding dose volume at a given moment t time.
Предлагаемая конструкция дозирующего устройства, являющаяся одним из вариантов реализации способа автоматического дозирования жидкости с использованием электрохимического побудителя расхода по патенту US 5290240 и заявкам ЕР 0209677 и ЕР 0209644, свободна от указанных недостатков. Кроме того, предлагаемая конструкция обладает такими преимуществами, как малый вес и габариты, сравнительно низкая стоимость, гибкость управления процессом дозирования с помощью электрического сигнала, высокая точность и надежность.The proposed design of the metering device, which is one of the options for the automatic dispensing of liquids using an electrochemical flow inducer according to patent US 5290240 and applications EP 0209677 and EP 0209644, is free from these disadvantages. In addition, the proposed design has such advantages as low weight and dimensions, relatively low cost, the flexibility of controlling the dosing process using an electric signal, high accuracy and reliability.
Наиболее близким к предлагаемому устройству для автоматического дозирования и подачи жидкости по назначению и принципу действия является дозирующее устройство с электрохимическим побудителем расхода по заявке ЕР 0209644 [5], опубл. 18.04.1986. Электрохимическое управляемое устройство для подачи лекарственных препаратов по заявке ЕР 0209644 содержит электрохимический побудитель расхода 12, газовый поток которого через эластичную диафрагму 32 (Fig.1, 2) или через подвижную перегородку 38 (Fig.3) передает давление на дозируемую жидкость (лекарственный препарат) в емкости 14 таким образом, что изменения указанного давления могут быть использованы для управления скоростью подачи малых количеств лекарственных препаратов.Closest to the proposed device for automatic dosing and supply of liquid for the intended purpose and principle of operation is a dosing device with an electrochemical flow inducer according to the application EP 0209644 [5], publ. 04/18/1986. According to the application EP 0209644, the electrochemical controlled drug delivery device contains an
К недостаткам устройства по заявке ЕР 0209644, помимо наличия подвижных механических элементов конструкции, снижающих точность и надежность дозирования, следует отнести и ограничение по времени дозирования и объему дозы, т.к. объем дозы определяется ограниченным ходом эластичной диафрагмы 32 (Fig.1, 2) или подвижной перегородки 38 (Fig.3).The disadvantages of the device according to the application EP 0209644, in addition to the presence of movable mechanical structural elements that reduce the accuracy and reliability of dosing, should include a limitation on the time of dosing and the volume of the dose, because the dose volume is determined by the limited course of the elastic diaphragm 32 (Fig. 1, 2) or the movable partition 38 (Fig. 3).
Предлагаемое устройство для автоматического дозирования жидкостей, включая агрессивные, свободно от указанных выше недостатков и обладает целым рядом преимуществ: отсутствие подвижных механических деталей и узлов; ограниченный контакт дозируемого вещества с рабочими деталями и узлами дозатора (контакт только с неподвижным корпусом дозатора); простота и точность управления при дозировании и регулировании скорости подачи дозируемой жидкости; высокая надежность и большой ресурс работы, в том числе и непрерывной работы в автоматическом режиме. Максимальное время непрерывной работы и максимальный объем дозы определяются лишь емкостью корпуса электрохимического генератора, т.е. объемом израсходованного на дозирование электролита.The proposed device for automatic dosing of liquids, including aggressive ones, is free from the above disadvantages and has a number of advantages: lack of moving mechanical parts and assemblies; limited contact of the dosed substance with the working parts and components of the dispenser (contact only with the stationary case of the dispenser); simplicity and accuracy of control when dosing and regulating the flow rate of the dosed liquid; high reliability and a long service life, including continuous operation in automatic mode. The maximum continuous operation time and the maximum dose volume are determined only by the capacity of the housing of the electrochemical generator, i.e. the amount of electrolyte spent on dosing.
Предлагаемое устройство для автоматического дозирования жидкости, несмотря на использование, как и в выявленных аналогах, в качестве побудителя расхода электрохимического генератора газового потока, тем не менее, существенно отличается от указанных аналогов. Разделение двух полостей, в одной из которых размещен электрохимический генератор газового потока, а другая заполнена дозируемой жидкостью, конструктивно выполнено таким образом, что указанные полости связаны между собой только проходным каналом, вход и выход которого расположены соответственно выше уровня электролита и уровня дозируемой жидкости.The proposed device for automatic dosing of liquid, despite the use, as in the identified analogues, as a stimulator of the flow of the electrochemical generator of the gas stream, however, differs significantly from these analogues. The separation of the two cavities, in one of which the electrochemical generator of the gas stream is located, and the other is filled with the dosed liquid, is structurally designed so that these cavities are interconnected only by a passage channel, the input and output of which are located respectively above the level of the electrolyte and the level of the dosed liquid.
В варианте конструкции с двумя полостями (дозатора и электрохимического генератора), расположенными в одном корпусе, корпус выполнен цилиндрической формы и снабжен герметичной крышкой с патрубком входного канала, в рабочем режиме закрытом вакуумно-плотной заглушкой. Нижняя часть корпуса с полостью для заполнения дозируемой жидкостью снабжена патрубком выходного канала. В верхней части корпуса, отделенной от нижней части корпуса неподвижной герметичной перегородкой с проходным каналом, размещена полость для заполнения электролитом. Указанная перегородка выполнена в виде неподвижного, герметично закрепленного в корпусе плунжера со смещенной от центра перегородки (и соответственно от центра крышки корпуса) трубкой проходного канала. При этом трубка проходного канала несоосна патрубку входного канала с воздушным зазором между верхним торцом указанной трубки и внутренней поверхностью крышки корпуса размещается в выточке овального профиля, выполненной на внутренней поверхности крышки корпуса.In a design with two cavities (a dispenser and an electrochemical generator) located in one housing, the housing is cylindrical in shape and equipped with a sealed cover with an inlet pipe that is closed by a vacuum-tight plug in the operating mode. The lower part of the housing with a cavity for filling with dosed liquid is provided with a nozzle of the outlet channel. In the upper part of the housing, separated from the lower part of the housing by a stationary sealed partition with a passage channel, a cavity is placed for filling with electrolyte. The specified partition is made in the form of a fixed, hermetically fixed in the plunger body with the tube of the passage channel offset from the center of the partition (and, accordingly, from the center of the housing cover). In this case, the passage channel tube is not aligned with the inlet channel nozzle with an air gap between the upper end of the specified tube and the inner surface of the housing cover located in the groove of an oval profile made on the inner surface of the housing cover.
Относительно существенности конструктивного признака - несоосности трубки проходного канала и патрубка входного канала следует отметить, что благодаря этой несоосности в сочетании с другими существенными элементами конструкции (входной и выходной каналы, вакуумно-плотная заглушка, конструктивное выполнение крышки корпуса и перегородки) конструктивно и оригинально обеспечивается возможность различных режимов работы предлагаемого устройства (в частности, рабочий и нерабочий режимы, режимы перезарядки устройства дозируемой жидкостью и электролитом).Regarding the materiality of the design feature - misalignment of the passage channel pipe and the inlet pipe, it should be noted that due to this misalignment, in combination with other essential structural elements (inlet and outlet channels, a vacuum tight plug, the constructive implementation of the housing cover and partitions), the possibility of constructive and original construction is provided various operating modes of the proposed device (in particular, working and non-working modes, recharging modes of the dosed liquid device w and electrolyte).
Такое конструктивное выполнение позволило в предлагаемом устройстве исключить имеющиеся в аналогах и прототипе (заявка ЕР 0209644) подвижные механические элементы конструкции (мембраны, клапана и пружины). Вследствие этого в предлагаемой конструкции фактически происходит не выдавливание дозируемой жидкости продуктами электрохимической реакции через посредство указанных выше подвижных механических устройств, а непосредственное, безинерционное замещение объема дозы жидкости равным объемом газообразных продуктов электрохимической реакции. В результате сохраняются прямая пропорциональная зависимость объема дозы от затраченного на ее получение количества электричества и прямая пропорциональная зависимость скорости дозирования от величины тока электрохимической реакции, что, в свою очередь, обеспечивает высокую точность дозирования и подачи жидкости.Such a structural embodiment made it possible in the proposed device to exclude movable mechanical structural elements (membranes, valves and springs) that are available in the analogues and prototype (application EP 0209644). As a result of this, the proposed design does not actually extrude the dosed liquid by the products of the electrochemical reaction through the above-mentioned movable mechanical devices, but directly, inertialessly replace the volume of the dose of the liquid with the equal volume of the gaseous products of the electrochemical reaction. As a result, a direct proportional dependence of the dose volume on the amount of electricity spent on its production and a direct proportional dependence of the dosing rate on the magnitude of the current of the electrochemical reaction are preserved, which, in turn, ensures high accuracy of dosing and supply of liquid.
Перечисленные выше отличительные особенности предлагаемой конструкции обеспечивают не только реализацию в предлагаемом устройстве описанных выше преимуществ от непосредственного замещения объема дозы жидкости равным объемом газообразных продуктов электрохимической реакции, но и возможность оперативной перезарядки электролита и дозируемой жидкости.The above distinguishing features of the proposed design provide not only the realization in the proposed device of the advantages described above from directly replacing the volume of a dose of liquid with an equal volume of gaseous products of an electrochemical reaction, but also the possibility of prompt recharging of the electrolyte and the dosed liquid.
Предлагаемое дозирующее устройство, представленное на фиг.1, состоит из корпуса 1 с крышкой 2, в которой выполнены входной канал 3 с заглушкой (вентилем) 4 и выточка 5. В нижней части корпуса расположена полость 6 для размещения дозируемой жидкости 7 с выходным каналом (патрубком) 8. В верхней части корпуса, отделенной от его нижней части неподвижной, герметичной перегородкой 9 с проходным каналом в трубке 10, расположен электрический генератор газового потока, состоящий из полости 11 для размещения электролита (проводящего раствора) 12, погруженных в электролит электродов 13, подключенных через контакты 14 к генератору тока 15, и проходного канала, включающего указанные канал в трубке 10 и выточку 5.The proposed dispensing device, shown in Fig. 1, consists of a
Входной канал 3 в крышке 2 корпуса 1 расположен несоосно с каналом в трубке 10, которая входит в выточку 5 крышки корпуса.The
Для повышения точности дозирования и контроля начала работы дозирующего устройства на выходном патрубке 8 может устанавливаться датчик капли. В этом случае отсчет времени дозирования начинается с момента появления (отрыва) первой капли.To increase the accuracy of dosing and control the start of operation of the dosing device, a drop sensor can be installed on the
В целях обеспечения наглядности конструктивного решения, обеспечивающего несоосность трубки проходного канала и патрубка входного канала, предлагается фиг.2. с видом конструкции дозатора сверху.In order to ensure the visibility of the design solution, ensuring the misalignment of the tube of the passage channel and the inlet pipe, figure 2 is proposed. with a view of the design of the dispenser from above.
На фиг.2 (сечение по А-А конструкции дозатора, представленной на фиг.1) видна выточка 5 на внутренней поверхности крышки 2 корпуса 1. В предлагаемой конструкции указанная выточка выполнена овальной формы, а трубка проходного канала 10 размещается в этой выточке с воздушным зазором между верхним торцом указанной трубки и внутренней поверхностью крышки корпуса. При этом указанная трубка размещена на расстоянии от центра выточки (и центра перегородки 9), достаточном для того, чтобы обеспечить: с одной стороны - возможность поступления газообразных продуктов электрохимической реакции из полости 11 электрохимического генератора газового потока через указанный воздушный зазор в полость 6 дозируемой жидкости, а с другой стороны - заливку электролита в полость 11 электрохимического генератора газового потока через патрубок входного канала 3 при снятой заглушке 4.In Fig. 2 (section A-A of the design of the dispenser shown in Fig. 1), a
Предлагаемое устройство для автоматического дозирования и подачи жидкости в варианте расположения полости электрохимического генератора и полости дозатора в одном корпусе работает следующим образом. При отключенном генераторе тока и закрытой заглушке 4 дозируемая жидкость 7 удерживается в полости 6 нижней части корпуса 1 за счет атмосферного давления. При включении генератора тока 15 через электроды 13 и электролит 12 пойдет ток, при прохождении которого из электролита будут выделяться газообразные продукты электрохимической реакции, объем которых определяется количеством затраченного на указанную реакцию электричества (произведением величины тока на время дозирования). Выделяемые электролитом 12 газообразные продукты через зазор в выточке 5 и проходной канал трубки 10 поступают в полость 6 нижней части корпуса 1 и непосредственно вытесняют дозируемую жидкость 7 через выходной канал 8. Скорость дозирования при этом определяется (устанавливается) величиной электрического тока, а объем дозирования (количество жидкости) - временем прохождения и величиной этого электрического тока.The proposed device for automatic dispensing and fluid supply in the embodiment of the location of the cavity of the electrochemical generator and the dispenser cavity in one housing operates as follows. When the current generator is turned off and the
Объем дозируемой жидкости для водного электролита в электрохимическом генераторе (в мл) определяется по формуле:The volume of dosed liquid for an aqueous electrolyte in an electrochemical generator (in ml) is determined by the formula:
V (мл) - объем дозы в миллилитрах;V (ml) - dose volume in milliliters;
I (A) - электрический ток через электрохимическую систему;I (A) - electric current through the electrochemical system;
t (с) - время дозирования в секундах;t (s) - dosing time in seconds;
0,174 - постоянная газовыделения электрохимической реакции.0.174 - constant gas evolution of the electrochemical reaction.
Заполнение полости 11 в верхней части корпуса 1 электролитом осуществляется через входной канал 3 в крышке 2 корпуса при снятой заглушке 4. Для заполнения полости 6 нижней части корпуса дозируемой жидкостью 7 патрубок с выходным каналом 8 помещают в сосуд с дозируемой жидкостью и через входной канал 3 откачивают воздух (например, с помощью шприца). После заполнения полости 6 дозируемой жидкостью входной канал 3 закрывают заглушкой 4.Filling the
Существенными недостатками дозирующих устройств по патенту US 5290240 и заявкам ЕР 0209677 и ЕР 0209644, осложняющим их применение в случаях длительного, автономного и автоматического введения больному лекарственных и питательных растворов в условиях реанимационной палаты, являются также трудности, связанные с обеспечением надежной защиты от электрического контакта между дозируемой жидкостью и генератором тока (из-за утечки тока по корпусу дозирующего устройства), увеличение веса и габаритов собственно дозирующего устройства при расположении его в одном корпусе с электрохимическим генератором (и генератором тока), необходимость обеспечения высокой стерильности.Significant disadvantages of the metering devices according to US Pat. dosed liquid and current generator (due to leakage of current through the housing of the metering device), an increase in the weight and dimensions of the metering device itself when e In the same housing as the electrochemical generator (and current generator), the need to ensure high sterility.
Второй вариант предлагаемого дозирующего устройства предназначен для длительного и автономного введения лекарственных препаратов больному, имеет значительно больший, по сравнению с аналогичными по назначению устройствами, ресурс автономной работы в автоматическом режиме, что позволит успешно эксплуатировать его в условиях больничных палат интенсивной терапии и реанимации.The second version of the proposed dosing device is designed for long-term and autonomous administration of drugs to the patient, it has a significantly larger resource of autonomous operation in automatic mode compared to similar devices, which will allow it to be successfully operated in the conditions of hospital wards of intensive care and intensive care.
Перечисленные выше достоинства предлагаемого дозирующего устройства достигаются за счет того, что предлагаемое устройство, состоящее из двух соединенных проходным каналом полостей: полости электрохимического генератора газового потока и полости дозатора с выходным каналом для дозирования жидкостей, выполнены в отдельных корпусах: соответственно в корпусе генератора и в корпусе дозатора.The above advantages of the proposed metering device are achieved due to the fact that the proposed device, consisting of two cavities connected through a passage channel: a cavity of an electrochemical generator of a gas stream and a cavity of a dispenser with an output channel for dispensing liquids, are made in separate cases: respectively, in the generator case and in the case dispenser.
Выходной патрубок корпуса генератора и входной патрубок корпуса дозатора расположены соответственно выше уровня электролита и выше уровня дозируемой жидкости. Входной патрубок корпуса дозатора снабжен запорным вентилем. В качестве проходного канала используется газопроводная гибкая трубка необходимой длины.The outlet pipe of the generator housing and the inlet pipe of the dispenser housing are located respectively above the electrolyte level and above the level of the dosed liquid. The inlet pipe of the dispenser housing is equipped with a shut-off valve. A gas pipeline flexible tube of the required length is used as a passage channel.
Корпус генератора снабжен датчиком уровня дозируемой жидкости, соединенным с программатором режима дозирования, управляющим генератором тока, который служит для питания генератора газового потока.The generator housing is equipped with a metering liquid level sensor connected to a metering mode programmer that controls the current generator, which serves to power the gas flow generator.
С целью повышения надежности работы дозирующего устройства при изменении его положения в пространстве (наклоне) корпус генератора снабжен горизонтальной воронкообразной перегородкой, закрепленной внешним верхним краем на корпусе генератора по периметру его внутренней поверхности. Внутренний нижний край указанной перегородки находится выше уровня электролита.In order to increase the reliability of the metering device when its position in space (tilt) changes, the generator housing is equipped with a horizontal funnel-shaped partition fixed by an external upper edge to the generator housing along the perimeter of its inner surface. The inner lower edge of the septum is above the electrolyte level.
Предлагаемое устройство для автоматического дозирования жидкости, несмотря на использование, как и в выявленных Экспертизой аналогах, в качестве побудителя расхода электрохимического генератора газового потока, тем не менее существенно отличается от указанных аналогов. Разделение двух полостей, в одной из которых размещен электрохимический генератор газового потока, а другая заполнена дозируемой жидкостью, конструктивно выполнено таким образом, что указанные полости связаны между собой только проходным каналом, вход и выход которого расположены соответственно выше уровня электролита и уровня дозируемой жидкости.The proposed device for automatic dosing of liquid, despite the use, as in the analogues identified by the Expertise, as an incentive for the flow of an electrochemical generator of a gas stream, nevertheless differs significantly from these analogues. The separation of the two cavities, in one of which the electrochemical generator of the gas stream is located, and the other is filled with the dosed liquid, is structurally designed so that these cavities are interconnected only by a passage channel, the inlet and outlet of which are located respectively above the electrolyte level and the level of the dosed liquid.
Конструкция второго варианта предлагаемого дозирующего устройства с расположением электрохимического генератора газового потока и собственно дозатора в разных корпусах представлена на фиг.3. Предлагаемое дозирующее устройство состоит из: собственно дозатора 16; электрохимического генератора газового потока 17; генератора тока 15, управляемого программатором 18, связанным с датчиком уровня дозируемой жидкости 19, и газопроводной трубки 20, соединяющей выходной патрубок 21 генератора газового потока 17 и входной патрубок 22 дозатора.The design of the second variant of the proposed dosing device with the location of the electrochemical generator of the gas stream and the dispenser itself in different buildings is shown in Fig.3. The proposed dosing device consists of: the
Электрохимический генератор газового потока 17 состоит из корпуса 23, заполненного электролитом 7, в который погружены электроды 13, подключенные к генератору тока 15.The electrochemical generator of the
В верхней части корпуса генератора газового потока 17, выше уровня электролита 7, на внутренней поверхности корпуса 23 по его периметру закреплены защитная газопроницаемая перегородка 24 и воронкообразная перегородка 25. Выходной патрубок 21 корпуса генератора снабжен вентилем 26.In the upper part of the generator body of the
Собственно дозатор состоит их корпуса 27 с входным патрубком 22, снабженным входным вентилем 28, и выходным патрубком 29, снабженным выходным вентилем 30. Корпус дозатора 27 заполнен дозируемой жидкостью 31.The dispenser itself consists of a housing 27 with an inlet pipe 22 provided with an inlet valve 28 and an outlet pipe 29 provided with an outlet valve 30. The dispenser body 27 is filled with a metering liquid 31.
Рабочий объем дозатора (собственно дозатор) соединен проходным каналом (гибким газовым шлангом) с рабочим объемом генератора, в котором расположен электрохимический генератор газового потока.The working volume of the dispenser (the dispenser itself) is connected through a passage (a flexible gas hose) with the working volume of the generator, in which the electrochemical generator of the gas stream is located.
На фиг.4 представлен вариант конструкции собственно дозатора, отличный от изображенного на фиг.3 и состоящий из корпуса дозатора 27 со входной трубкой 20 от электрохимического генератора газового потока 17, снабженной входным вентилем 28, и выходной трубкой 29, снабженной выходным вентилем 30 для подачи дозируемой жидкости, закрепленными к крышке корпуса 32. Корпус дозатора заполнен дозируемой жидкостью 31 и снабжен датчиком уровня этой жидкости 19. Вариант конструкции дозатора на фиг.4 позволяет использовать в качестве корпуса дозатора стандартные медицинские сосуды для хранения лекарственных препаратов и питательных растворов.Fig. 4 shows a design variant of the dispenser itself, different from that shown in Fig. 3 and consisting of a dispenser body 27 with an inlet tube 20 from an electrochemical
Такое конструктивное выполнение позволило в предлагаемом устройстве исключить имеющиеся в аналогах подвижные механические элементы (мембраны, клапана и пружины). Вследствие этого в предлагаемой конструкции фактически происходит не выдавливание дозируемой жидкости продуктами электрохимической реакции через посредство указанных выше подвижных механических устройств, а непосредственное безинерционное замещение объема дозы жидкости равным объемом газообразных продуктов электрохимической реакции. В результате сохраняются прямая пропорциональная зависимость объема дозы от затраченного на ее получение количества электричества и прямая пропорциональная зависимость скорости дозирования от величины тока электрохимической реакции, что, в свою очередь, обеспечивает высокую надежность и точность дозирования и подачи жидкости, особенно необходимую при подаче лекарственных препаратов в условиях реанимационной палаты.Such a constructive implementation allowed in the proposed device to exclude existing mechanical analogues in the analogues (membranes, valves and springs). As a result of this, the proposed design does not actually extrude the dosed liquid by the products of the electrochemical reaction through the above-mentioned movable mechanical devices, but directly inertialessly replace the volume of the dose of liquid with the equal volume of the gaseous products of the electrochemical reaction. As a result, there is a direct proportional dependence of the dose volume on the amount of electricity spent on its production and a direct proportional dependence of the dosing rate on the magnitude of the current of the electrochemical reaction, which, in turn, provides high reliability and accuracy of dosing and supply of liquid, especially necessary when supplying drugs to conditions of the intensive care unit.
Перечисленные выше отличительные особенности предлагаемой конструкции обеспечивают не только реализацию в предлагаемом устройстве описанных в заявке преимуществ от непосредственного замещения объема дозы жидкости равным объемом газообразных продуктов электрохимической реакции, но и возможность оперативной перезарядки электролита и дозируемой жидкости.The above distinctive features of the proposed design provide not only the realization in the proposed device of the advantages described in the application from the direct replacement of the liquid dose volume by the equal volume of the gaseous products of the electrochemical reaction, but also the possibility of prompt recharging of the electrolyte and the dosed liquid.
Конструктивное расположение электрохимического генератора газового потока и собственно дозатора в разных корпусах, а также использование в качестве корпуса дозатора стандартного, стерильного медицинского сосуда позволит при использовании устройства в реанимационной медицине обеспечить надежную защиту от электрического контакта между дозируемой жидкостью и генератором тока, а также необходимую степень стерильности и безопасности.The constructive arrangement of the electrochemical gas flow generator and the dispenser itself in different cases, as well as the use of a standard, sterile medical vessel as the dispenser case, will make it possible to use the device in intensive care medicine to provide reliable protection against electrical contact between the dosed liquid and the current generator, as well as the necessary degree of sterility and security.
В варианте с расположением указанных полостей в отдельных корпусах, соответственно в корпусе электрохимического генератора газового потока и в корпусе собственно дозатора, в качестве проходного канала используется газопроводная трубка необходимой длины. Выходной патрубок корпуса генератора и входной и выходной патрубки корпуса дозатора снабжены запорными вентилями. Указанный корпус дозатора снабжен датчиком уровня дозируемой жидкости, соединенным с программатором режима дозирования, связанным с управляющим входом генератора тока, выход которого подключен к электродам указанного электрохимического генератора газового потока.In the embodiment with the location of these cavities in separate buildings, respectively, in the housing of the electrochemical generator of the gas stream and in the housing of the dispenser itself, a gas pipe of the required length is used as a passage channel. The outlet pipe of the generator housing and the inlet and outlet pipes of the dispenser housing are equipped with shut-off valves. The specified housing of the dispenser is equipped with a sensor of the level of the dosed liquid connected to the programmer of the dispensing mode, connected to the control input of the current generator, the output of which is connected to the electrodes of the indicated electrochemical generator of the gas stream.
Для обеспечения возможности работы дозатора в мобильных условиях (качка, тряска, наклоны) корпус генератора снабжен горизонтальной воронкообразной перегородкой, закрепленной внешним верхним краем на корпусе генератора по периметру его внутренней поверхности, а внутренний нижний край указанной перегородки находится выше уровня электролита.To enable the dispenser to work in mobile conditions (rolling, shaking, tilting), the generator case is equipped with a horizontal funnel-shaped partition fixed by an external upper edge to the generator housing along the perimeter of its inner surface, and the inner lower edge of this partition is above the electrolyte level.
С целью решения задачи обеспечения высокой стерильности при использовании устройства в медицинских целях в качестве корпуса дозатора использован стандартный медицинский сосуд для лекарственных препаратов в перевернутом крышкой вниз положении. Входной и выходной патрубки дозатора герметично вмонтированы в указанную крышку. Входной патрубок продлен внутрь сосуда трубкой, верхний конец которой расположен выше уровня дозируемой жидкости.In order to solve the problem of ensuring high sterility when using the device for medical purposes, a standard medical vessel for drugs in an inverted position with the lid turned down was used as the dispenser body. The inlet and outlet nozzles of the dispenser are hermetically mounted in the specified cover. The inlet pipe is extended into the vessel by a tube, the upper end of which is located above the level of the dosed liquid.
С целью повышения точности дозирования на выходном патрубке корпуса дозатора может быть установлен датчик капли, например, оптического типа.In order to increase the accuracy of dosing, a drop sensor, for example, of an optical type, can be installed on the outlet pipe of the dispenser housing.
Предлагаемая конструкция устройства для автоматического дозирования и подачи жидкости свободна от описанных выше недостатков существующих дозирующих устройств (в частности, дозаторов поршневого, мембранного и электрохимического типа). Кроме того, предлагаемая конструкция обладает такими преимуществами, как малый вес и габариты, сравнительно низкая стоимость, гибкость управления процессом дозирования с помощью электрического сигнала, высокая точность и надежность, возможность использования для дозирования агрессивных жидкостей.The proposed design of a device for automatic dispensing and fluid supply is free from the above-described disadvantages of existing dispensing devices (in particular, piston, membrane and electrochemical dispensers). In addition, the proposed design has such advantages as low weight and dimensions, relatively low cost, the flexibility of controlling the dosing process using an electric signal, high accuracy and reliability, the ability to use aggressive dosing liquids for dosing.
Отличительной особенностью предлагаемого дозирующего устройства является большой ресурс работы в автоматическом автономном режиме, что обеспечивается возможностью получения значительного количества рабочего газообразного вещества в электрохимическом генераторе из весьма незначительного количества электролита, т.е. расход электролита на единицу объема дозируемого вещества незначителен. Так для дозирования 10 литров жидкости достаточно расхода всего лишь 7 мл водного электролита в электрохимическом генераторе.A distinctive feature of the proposed metering device is a long service life in automatic autonomous mode, which is provided by the possibility of obtaining a significant amount of a working gaseous substance in an electrochemical generator from a very small amount of electrolyte, i.e. electrolyte consumption per unit volume of the dosed substance is negligible. So for
Следует отметить, что, благодаря жесткой зависимости объема газовыделения от количества затраченного на это электричества, дозирующее устройство по предлагаемому способу не требует предварительной калибровки.It should be noted that, due to the rigid dependence of the volume of gas evolution on the amount of electricity spent on this, the metering device according to the proposed method does not require preliminary calibration.
Предлагаемое дозирующее устройство найдет широкое применение в различных отраслях науки, техники и технологии благодаря целому ряду достоинств, которые обеспечат высокую эффективность его использования. Конструкция предлагаемого дозирующего устройства не имеет движущихся механических деталей и узлов, благодаря чему обладает высокой технологичностью в изготовлении и высокой надежностью в эксплуатации, что в сочетании с большим ресурсом работы обеспечит его эффективное использование в автоматизированных системах производства.The proposed dosing device will be widely used in various fields of science, engineering and technology due to a number of advantages that will ensure high efficiency of its use. The design of the proposed metering device does not have moving mechanical parts and assemblies, due to which it has high manufacturability in manufacturing and high reliability in operation, which, combined with a long service life, will ensure its effective use in automated production systems.
Малые вес и габариты и низкая себестоимость позволят широко использовать это дозирующее устройство в практике аналитических работ, в частности для ввода точно дозированных добавок растворов, для титрования и дозирования реагентов.Small weight and dimensions and low cost will make it possible to widely use this dosing device in the practice of analytical work, in particular for the introduction of precisely dosed additives of solutions, for titration and dosing of reagents.
Контакт дозируемой жидкости только с корпусом дозатора, к материалу которого не предъявляется практически никаких дополнительных требований, кроме химической устойчивости к дозируемому веществу, позволит использовать предлагаемое дозирующее устройство для дозирования широкого круга веществ, в том числе и агрессивных жидкостей.The contact of the dosed liquid only with the body of the dispenser, the material of which has practically no additional requirements, except for chemical resistance to the dosed substance, will make it possible to use the proposed dosing device for dosing a wide range of substances, including aggressive liquids.
Высокая надежность и точность дозирования, инертность материала корпуса к дозируемым веществам обеспечат предлагаемому дозирующему устройству широкое применение в биологии и медицине, например в наркозных аппаратах при операциях.High reliability and accuracy of dosing, the inertness of the body material to the dosed substances will ensure the proposed dosing device is widely used in biology and medicine, for example, in anesthesia devices during operations.
Простота и надежность предлагаемого дозатора позволят использовать его в долговременном автономном (без обслуживания) режиме в автоматизированных системах биохимии и сельского хозяйства.The simplicity and reliability of the proposed dispenser will allow it to be used in a long-term autonomous (without maintenance) mode in automated systems of biochemistry and agriculture.
Источники информацииSources of information
1. Описание изобретения по авт. свид. №717544, класс G 01 F 13/00, “Устройство для автоматического дозирования жидкостей”.1. Description of the invention by ed. testimonial. No. 717544, class G 01
2. Описание изобретения по авт. свид. №724930, класс G 01 F 11/04, “Устройство для автоматического дозирования жидкости”.2. Description of the invention by ed. testimonial. No. 724930, class G 01
3. Описание изобретения по авт. свид. №781585, класс G 01 F 11/08, “Устройство для автоматического дозирования жидкости”.3. Description of the invention by ed. testimonial. No. 781585, class G 01
4. Описание изобретения по авт. свид. №1392375, класс G 01 F 11/00, “Автоматический дозатор жидкости”.4. Description of the invention by ed. testimonial. No. 1392375, class G 01
5. Описание изобретения по заявке ЕР 0209644, класс А 61 М 31/00, “Электрохимическое управляемое устройство для подачи лекарственных препаратов”.5. Description of the invention according to the application EP 0209644, class A 61 M 31/00, “Electrochemical controlled device for supplying drugs”.
6. Описание изобретения по заявке ЕР 0209677, класс А 61 М 5/14, “Электрохимическое управляемое устройство для импульсной подачи лекарственных препаратов”.6. Description of the invention according to the application EP 0209677, class A 61
7. Описание изобретения по патенту US 5290240, класс А 61 М 37/00, “Электрохимическое управляемое устройство и способ для распределения лекарственных препаратов с его использованием”.7. Description of the invention according to patent US 5290240, class A 61 M 37/00, "Electrochemical controlled device and method for the distribution of drugs using it."
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002135918/28A RU2245521C2 (en) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Device for automatic liquid dosage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002135918/28A RU2245521C2 (en) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Device for automatic liquid dosage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002135918A RU2002135918A (en) | 2004-06-20 |
| RU2245521C2 true RU2245521C2 (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=35139274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002135918/28A RU2245521C2 (en) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Device for automatic liquid dosage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2245521C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526232C1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Automatic liquid doser |
| RU168516U1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Вебзавод" | AUTONOMOUS OPTICAL LIQUID FLOW METER FOR MEDICAL DROPS |
| RU2669485C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Вебзавод" | Method for recording and counting the number of drops in an autonomous system for optical monitoring of intravenous infusion |
| RU2690070C1 (en) * | 2018-07-04 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТЕХНОПРИБОР" (ООО "НПП "ТЕХНОПРИБОР") | Device for batching alkaline reagent of sodium analyser |
| RU2741243C2 (en) * | 2016-08-01 | 2021-01-22 | Харро Хёфлигер Ферпакунгсмашинен Гмбх | Calibration device, a dispensing device and a method for dispensing solid pharmaceutical dosage units |
-
2002
- 2002-12-26 RU RU2002135918/28A patent/RU2245521C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526232C1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Automatic liquid doser |
| RU168516U1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Вебзавод" | AUTONOMOUS OPTICAL LIQUID FLOW METER FOR MEDICAL DROPS |
| RU2741243C2 (en) * | 2016-08-01 | 2021-01-22 | Харро Хёфлигер Ферпакунгсмашинен Гмбх | Calibration device, a dispensing device and a method for dispensing solid pharmaceutical dosage units |
| RU2669485C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Вебзавод" | Method for recording and counting the number of drops in an autonomous system for optical monitoring of intravenous infusion |
| RU2690070C1 (en) * | 2018-07-04 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТЕХНОПРИБОР" (ООО "НПП "ТЕХНОПРИБОР") | Device for batching alkaline reagent of sodium analyser |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU600098B2 (en) | A pump and a fluid dispensing device incorporating a pump | |
| US5090963A (en) | Electrochemically driven metering medicament dispenser | |
| EP2613880B1 (en) | Microfluidic device, microfluidic dosing system and method for microfluidic dosing | |
| JP4756077B2 (en) | Infusion pump and method of use | |
| US4596575A (en) | Liquid delivery system particularly useful as an implantable micropump for delivering insulin or other drugs | |
| EP1131117B1 (en) | Fluid dispenser with stabilized fluid flow | |
| US5573646A (en) | Electrochemical fluid delivery device | |
| US6179583B1 (en) | Metered fluid delivery device | |
| US20150258273A1 (en) | Electrochemically-Actuated Microfluidic Devices | |
| US20150025461A1 (en) | Microfluidic Delivery Device | |
| RU2245521C2 (en) | Device for automatic liquid dosage | |
| BR112014004421B1 (en) | aerosol refill cartridge | |
| GB2430428A (en) | Metering of solutions into a common patient line | |
| EP2371408B1 (en) | Liquid drug degasing devise and ambulatory infusion system including a degasing device | |
| US8827976B2 (en) | System for ambulatory drug infusion comprising a filling apparatus for flexible containers, container assembly, and use of a flexible container | |
| US10363361B2 (en) | Device for the dosed dispensing of a fluidic medium | |
| Uhlig et al. | The electro‐osmotic actuation of implantable insulin micropumps | |
| JPWO2018194041A1 (en) | Portable small infusion device | |
| JP2000116771A (en) | Device for supplying metered fluid | |
| PT1611355E (en) | Diaphragm pump | |
| WO1998038480A1 (en) | Fluid metering device | |
| JPH07227424A (en) | Fluid transporting device | |
| RU2078312C1 (en) | Metering pump | |
| RU2002135918A (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC LIQUID DOSING | |
| Scheidt et al. | Microchips as implantable drug delivery devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091227 |