RU2671182C1 - Device and method of dispensing the preset volume of liquid - Google Patents
Device and method of dispensing the preset volume of liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671182C1 RU2671182C1 RU2017145783A RU2017145783A RU2671182C1 RU 2671182 C1 RU2671182 C1 RU 2671182C1 RU 2017145783 A RU2017145783 A RU 2017145783A RU 2017145783 A RU2017145783 A RU 2017145783A RU 2671182 C1 RU2671182 C1 RU 2671182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- volume
- nozzle
- dispensing
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
- B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
- B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
- B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
- B67C3/20—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам и способам выдачи и дозирования заданного объема жидкости, может применяться для подачи заданных объемов жидкости и быть использовано для автоматизированных систем нанесения жидкостей и растворов, в том числе коллоидных, использующих для формирования функциональных слоев нанесение жидкости или раствора на поверхности как путем розлива, так и путем аэрозольного распыления раствора; а также может применяться для заполнения контейнеров и в том числе для дозирования растворов фармацевтических препаратов.The invention relates to devices and methods for dispensing and dispensing a predetermined volume of liquid, can be used to supply predetermined volumes of liquid, and can be used for automated systems for applying liquids and solutions, including colloidal, which use liquid or solution to be applied to the surface to form functional layers by filling and by aerosol spraying of the solution; and can also be used to fill containers, including for dispensing pharmaceutical solutions.
В настоящее время существует несколько принципов дозирования жидкости и достаточно большое число устройств и способов, использующих эти принципы дозации и выдачи жидкости для решения различных задач. Под жидкостью подразумевается в данном случае любое вещество, имеющее жидкое агрегатное состояние, и в том числе, например, органические растворители, растворы, в том числе коллоидные растворы.Currently, there are several principles of dispensing liquids and a fairly large number of devices and methods that use these principles of dispensing and dispensing liquids to solve various problems. By liquid is meant in this case any substance having a liquid state of aggregation, including, for example, organic solvents, solutions, including colloidal solutions.
Известен ряд изобретений, использующих принцип дозации на основе дозирующего поршня [US 5441392, US 4118152] или перемещающихся в жидкости предметов [US 4821921, SU 1652303, US 8740022], основанных, по сути, на вытеснении жидкости в конечном итоге механическим образом. Однако данный подход хотя и позволяет осуществить высокоточную дозировку, с воспроизводимой точностью около микролитра и менее [US 6050450], для дозации малых объемов, особенно в случае объема менее 1 мл, требует существенного уменьшения размера движущейся детали, увеличения точности ее изготовления, приводит к увеличению времени дозации, а также ограничен по точности капиллярными эффектами и эффектами смачивания, неизбежно возникающими в канале выдачи. Кроме того, внутри механизма имеются движущиеся части, испытывающие трение, что требует высокого качества подготовки их поверхностей, применения уплотняющих материалов и приводит к относительно быстрому износу материалов и уходу параметров устройства или системы в целом. Кроме того, подобный подход не всегда приемлем для дозирования химических или фармацевтических растворов, работа с которыми требует определенных материалов и сведения к минимуму контакта жидкости с поверхностями, плохо поддающимися очистке или стерилизации.A number of inventions are known that use the dispensing principle based on a metering piston [US 5441392, US 4118152] or objects moving in a liquid [US 4821921, SU 1652303, US 8740022], based essentially on the mechanical displacement of the liquid in the final analysis. However, this approach, although it allows a high-precision dosage, with reproducible accuracy of about a microliter or less [US 6050450], for dosing small volumes, especially in the case of a volume less than 1 ml, requires a significant reduction in the size of the moving part, an increase in the accuracy of its manufacture, leads to an increase dosing time, and also limited in accuracy by capillary effects and wetting effects that inevitably arise in the dispensing channel. In addition, inside the mechanism there are moving parts that experience friction, which requires high quality preparation of their surfaces, the use of sealing materials and leads to relatively rapid wear of materials and the departure of the parameters of the device or system as a whole. In addition, such an approach is not always acceptable for dispensing chemical or pharmaceutical solutions, the work with which requires certain materials and minimizing contact of the liquid with surfaces that are difficult to clean or sterilize.
Другие известные способы осуществления дозирования основаны на принципе подача жидкости ограничиваемой клапаном, время открытия которого определяется по сигналу либо от датчика массы [US 20170129759], либо объема, получаемого, например, от измерения уровня жидкости [ЕР 0613854], либо давления над жидкостью [US 7396512], либо же просто по времени при имеющейся заранее определенной и/или корректируемой по ходу процесса калибровке зависимости объема выданной жидкости от времени [DE 10149473]. При этом, однако, ввиду ограниченной скорости срабатывания клапана, а также множества факторов, влияющих на дозируемый объем и приводящие к его изменению даже при равных интервалах времени дозации, например, изменение температуры, давления над жидкостью в расходном резервуаре, а также точности и быстродействия самих детектирующих устройств, точность дозирования для такого подхода можно оценить не лучше чем несколько микролитров, что в значительной степени обусловлено недостаточной воспроизводимостью объема дозирования от одного цикла дозации с выдачей материала к другому. Так, поскольку выдача дозируемого объема должна быть приемлемой по скорости с точки зрения времени, требующегося на дозирование и розлив при целевом объеме до нескольких миллилитров жидкости, - не менее 10 мл/мин, а при таком потоке жидкости и времени срабатывания быстродействующего клапана ~ 7 мс [RU 2367832], возможна ошибка в объеме около 1,6 мкл и более (особенно в случае использования обычных электромагнитных клапанов, а также пережимных клапанов), которую уже можно считать существенной для фармацевтики или случая дорогостоящего раствора, в том числе коллоидного, а также в случае дозируемого объема менее 100 мкл. Известен также способ компенсации неточности дозации клапаном с учетом изменения потока жидкости в процессе ее выдачи [US 20170144784], однако она также ограничена быстродействием и точностью измерения расхода жидкости за время дозирования, а также требует применения точных и быстродействующих датчиков и системы обсчета параметров. Другим примером преодоления неточности и ухода объемной дозы является использование в линии/канале выдачи жидкости элементом с высоким сопротивлением потоку - дросселирующих диафрагм [ЕР 1713692], однако подобная конструкция неизбежно существенно увеличивает и время выдачи материала. Компенсация же изменения давления в резервуаре из которого осуществляется выдача жидкости [RU 2628984] неизбежно осуществляется всегда в некоторых диапазонах и с учетом аналогичного использования срабатывания по времени клапана, находящегося непосредственно на линии/канале выдачи жидкости, также не решает указанные проблемы. Достижение же высокой точности дозации возможно с применением выдачи отдельных капель с фиксированным воспроизводимым объемом около 0,1 мкл или более [US 5743960, US 6063339], однако требует при этом обеспечения высокой точности поддержания расхода по жидкости (что наиболее просто реализуется лишь путем прецизионного перемещения поршня), а также быстродействующего клапана, имеет в целом низкую скорость выдачи заданного объема ввиду малого эффективного потока выдачи и необходимости точного контроля расхода жидкости, обеспечиваемого с учетом отдельного транспорта микрообъемов, и также не предполагает обеспечения возможности осуществления возврата жидкости из линии подачи в расходный резервуар, поскольку основано на микропередвижениях поршня, гидравлически связанного через канал транспорта жидкости с расходным резервуаром.Other known methods of dispensing are based on the principle of fluid supply controlled by a valve, the opening time of which is determined by a signal either from a mass sensor [US 20170129759], or the volume obtained, for example, from measuring a liquid level [EP 0613854] or pressure above a liquid [US 7396512], or simply by time with the available in advance predetermined and / or adjusted during the process calibration of the dependence of the volume of the issued fluid on time [DE 10149473]. At the same time, however, due to the limited valve actuation speed, as well as many factors affecting the dosed volume and leading to its change even at equal dosing time intervals, for example, changes in temperature, pressure over the liquid in the supply tank, as well as accuracy and speed themselves detection devices, the dosing accuracy for this approach can be estimated no better than a few microliters, which is largely due to the lack of reproducibility of the dosing volume from one cycle Dosing with the issuance of material to another. So, since the dispensing of the dosed volume should be acceptable in terms of speed in terms of the time required for dosing and filling with the target volume of up to several milliliters of liquid, at least 10 ml / min, and with such a liquid flow and the response time of the high-speed valve ~ 7 ms [RU 2367832], there may be an error in the volume of about 1.6 μl or more (especially in the case of using conventional electromagnetic valves, as well as pinch valves), which can already be considered essential for pharmaceuticals or the case of an expensive solution, m of colloidal, and also in the case of a dosed volume of less than 100 μl. There is also a method of compensating for inaccurate metering by a valve, taking into account changes in fluid flow during dispensing [US 20170144784], however, it is also limited by the speed and accuracy of measuring fluid flow during dispensing, and also requires the use of accurate and high-speed sensors and a system for calculating parameters. Another example of overcoming inaccuracies and avoiding the volumetric dose is the use of throttling diaphragms in the line / channel for liquid output with a high flow resistance element [EP 1713692], however, such a design inevitably significantly increases the time of material delivery. Compensation for changes in pressure in the tank from which the liquid is dispensed [RU 2628984] is inevitably always carried out in certain ranges and, taking into account the similar use of the time response of the valve located directly on the liquid dispensing line / channel, also does not solve these problems. Achieving high dosing accuracy is possible using individual droplets with a fixed reproducible volume of about 0.1 μl or more [US 5743960, US 6063339], however, it requires high accuracy to maintain fluid flow (which is most easily realized only by precision movement piston), as well as a high-speed valve, has a generally low rate of delivery of a given volume due to the low effective flow rate and the need for precise control of fluid flow, provided taking into account It is also not intended to ensure the possibility of liquid returning from the supply line to the supply tank, since it is based on micromotion of the piston hydraulically connected through the liquid transport channel to the supply tank.
Таким образом, совмещение процедур дозирования с контролем и собственно выдачи жидкости, объединяемых в одном узле установки и осуществляемых по существу на одном этапе, то есть не имеющих разделения по времени, также делает невозможным обеспечение одновременно точности дозирования и скорости выдачи дозированного объема.Thus, the combination of the dosing procedures with the control and the actual delivery of the liquid, combined in one unit of the installation and carried out essentially at one stage, that is, not having a time separation, also makes it impossible to ensure both the accuracy of the dosage and the rate of delivery of the dosed volume.
В аспекте способа дозирования, а именно принципа разделения операций отмеривания заданного объема и его выдачи наиболее близким аналогом можно считать изобретение по европатенту ЕР 0682639, в котором для дозирования объема используется заполнения объема с детектированием перелива жидкости через край, что однако приводит к достаточно большому перерасходу продукта и также не позволяет с достаточной контролируемостью дозировать малые объемы жидкости ввиду ограниченного быстродействия срабатывания клапана подачи по сигналу датчика, что в значительной степени можно нивелировать лишь существенным снижением скорости отмеривания дозируемого объема. Кроме того, указанное изобретение и описанный в нем способ также не предполагает возможности возврата жидкости из подводящего канала подачи в расходный резервуар, и в дополнение содержит движущиеся части, испытывающие трение и имеющие контакт с жидкостью.In an aspect of the dispensing method, namely, the principle of separating the operations of measuring a given volume and issuing it, the closest analogue can be considered the invention according to Europatent EP 0682639, in which volume filling is used to dispense the volume with detection of liquid overflow, which, however, leads to a rather large overspending of the product and also does not allow with sufficient controllability to dispense small volumes of liquid due to the limited response speed of the supply valve by the sensor signal, which to a large extent, it can be leveled only by a significant decrease in the rate of measuring the dosed volume. In addition, this invention and the method described therein also does not imply the possibility of returning liquid from the supply channel to the supply tank, and in addition contains moving parts that experience friction and are in contact with the liquid.
В отношении обеспечиваемых функций передачи жидкости в промежуточную емкость дозирующего объема и наличию элементов конструкции устройства близким аналогом можно считать изобретение по патенту США US 4106671, в котором предлагается благодаря фотоэлектрическим датчикам осуществлять заполнение и контроль уровня мерной емкости. Однако указанное изобретение не обеспечивает по рассмотренным выше причинам повышенной точности и воспроизводимости дозации и заполнения мерного объема соответственно, и также не предполагает обеспечения возможности осуществления возврата жидкости из линии/канала подачи в расходный резервуар.With regard to the functions of transferring liquid into the intermediate container of the dosing volume and the presence of structural elements of the device, the invention according to US Pat. No. 4,106,671, which proposes to fill and control the level of the measured capacity due to photoelectric sensors, can be considered a close analogue. However, the aforementioned invention does not provide, for the reasons discussed above, increased accuracy and reproducibility of the dosage and filling of the measured volume, respectively, and also does not imply the possibility of liquid returning from the supply line / channel to the supply tank.
Дополнительно необходимо отметить, что все описанные изобретения помимо вышеизложенного не предполагают осуществления возврата жидкости из линии подачи в расходный резервуар. Данное требование особенно важно для жидкостей и растворов, требующих постоянного или периодического воздействия, например, перемешивания или поддержания при необходимой температуре и др., что достаточно сложно осуществить вдоль всей лини подачи жидкого материала, но в то же время достаточно легко реализуемо в отдельном объеме расходного резервуара с жидким материалом. Наиболее существенным примером может являться использование коллоидного раствора, время седиментации которого может составлять от нескольких минут, до нескольких часов или даже дней в зависимости от характера взаимодействия частиц дисперсной фазы между собой и с дисперсной средой в виде жидкости. При этом в случае низкой стабильности такой коллоидной системы, то есть малого времени седиментации, необходимо осуществлять периодическое смешивание и диспергирование образующихся конгломератов дисперсной фазы в жидкости, например, посредством использования ультразвукового воздействия, широко применяемого для этих целей. Таким образом, для работы с данными растворами необходимо обеспечение возможности осуществления возврата жидкости из линии подачи в расходный резервуар. Данное требование актуально не только для устройств и систем, требующих разделения в пространстве расходного резервуара и точки выдачи материала, но и для коротких линий подачи, поскольку даже малая часть объема, не подвергающаяся специальной обработке, например в случае коллоидного раствора, может существенно ухудшать параметры раздаваемого материала. Аналогичные соображения справедливы в отношении средств дозирования мембранами [WO 2007067339], в принципе не предполагающих возврат жидкости из подводящего канала и канала выдачи, требуя постоянно ее полного наполнения для осуществления контролируемой объемом мембраны объема жидкости. Дозирование с использованием перистальтического насоса потенциально позволяет осуществлять обратный возврат жидкости из линии подачи, однако наиболее точный режим дозирования реализуется лишь в определенном режиме их работы [US 9751748] позволяя осуществлять согласно описанию, точность до 0,2% с минимальным объемом до 10 мкл (т.е. точность около 0,02-0,05 мкл, что является целью и настоящего изобретения), однако имеющим ограничения по выдаваемому объему за цикл и также не предполагающего реверса в направлении передачи жидкости, а повышение точности неминуемо реализуется также лишь при уменьшении скорости выдачи жидкости ввиду необходимости уменьшения сечения используемого пережимаемого шланга.In addition, it should be noted that all the described inventions, in addition to the foregoing, do not imply the return of fluid from the supply line to the supply tank. This requirement is especially important for liquids and solutions requiring constant or periodic exposure, for example, mixing or maintaining at the required temperature, etc., which is quite difficult to implement along the entire supply line of liquid material, but at the same time it is quite easy to implement in a separate volume of expendable tank with liquid material. The most significant example can be the use of a colloidal solution, the sedimentation time of which can be from several minutes to several hours or even days, depending on the nature of the interaction of the particles of the dispersed phase with each other and with the dispersed medium in the form of a liquid. Moreover, in the case of low stability of such a colloidal system, that is, a short sedimentation time, it is necessary to periodically mix and disperse the resulting conglomerates of the dispersed phase in a liquid, for example, by using ultrasonic action, which is widely used for these purposes. Thus, to work with these solutions, it is necessary to ensure that liquid can be returned from the supply line to the supply tank. This requirement is relevant not only for devices and systems that require separation in the space of the supply tank and the outlet point of the material, but also for short supply lines, since even a small part of the volume that is not subjected to special processing, for example in the case of a colloidal solution, can significantly impair the parameters of the dispensed material. Similar considerations apply to membrane dispensers [WO 2007067339], which in principle do not involve the return of fluid from the inlet and outlet channels, requiring constant full filling to effect a volume control of the membrane of the liquid volume. Dosing using a peristaltic pump potentially allows for reverse fluid return from the supply line, however, the most accurate dosing regimen is realized only in a certain mode of operation [US 9751748], allowing, according to the description, an accuracy of up to 0.2% with a minimum volume of up to 10 μl (t ie, the accuracy is about 0.02-0.05 μl, which is the goal of the present invention), however, having limitations on the volume discharged per cycle and also not implying a reverse in the direction of fluid transfer, but an increase in accuracy and is inevitably realized only when the rate of fluid delivery is reduced due to the need to reduce the cross section of the used pinch hose.
В связи с вышеизложенным задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение является обеспечение транспорта жидкости из расходного резервуара в мерную, заданную конструкцией, промежуточную дозирующую емкость за счет изменения давления газа над жидкостью, автоматически управляемыми по сигналу датчиков, не связанных при этом напрямую с измеряемым уровнем жидкости, а также обеспечение разделения операций дозирования и выдачи жидкости с обеспечением повышенной точности и воспроизводимости заполнения дозирующей емкости, а также обеспечение возврата жидкости из линии подачи в расходный резервуар.In connection with the foregoing task, the present invention is aimed at providing liquid transport from a supply tank to a measured, predetermined design, intermediate dosing tank by changing the gas pressure above the liquid, automatically controlled by a signal from sensors not directly connected with the measured level liquids, as well as ensuring the separation of the operations of dispensing and dispensing liquids, providing increased accuracy and reproducibility of filling the dosing tank, and the same ensuring the return of fluid from the supply line to the supply tank.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении точности и воспроизводимости дозирования заданного объема с одновременным обеспечением приемлемой скорости выдачи материала, а также обеспечением работы устройства дозирования с большим количеством различных жидкостей, например, таких как коллоидные растворы или иные системы с жидкой средой в основе, требующих определенных условий поддержания их свойств, например путем нагрева/охлаждения, перемешивания или ультразвуковой обработки, которые таким образом могли бы осуществляться над всем объемом материала, подлежащего последующей дозации, между операциями дозирования, обеспечивая таким образом в том числе возможность произвольно большого интервала по времени между операциями выдачи дозируемого материала.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the accuracy and reproducibility of dosing a given volume while ensuring an acceptable rate of delivery of the material, as well as ensuring the operation of the dosing device with a large number of different liquids, for example, such as colloidal solutions or other systems with a liquid medium in basis, requiring certain conditions to maintain their properties, for example by heating / cooling, mixing or ultrasonic treatment, which thus, they could be carried out over the entire volume of material to be subsequently dispensed between dispensing operations, thus ensuring, inter alia, the possibility of an arbitrarily large time interval between dispensing operations of dispensed material.
Осуществление изобретения включает в себя создание устройства дозирования заданного объема жидкости и осуществление с ее помощью способа дозирования заданного объема жидкости, сущность которых заключается в следующем.The implementation of the invention includes the creation of a device for dispensing a given volume of liquid and the implementation using it of a method for dispensing a given volume of liquid, the essence of which is as follows.
Изобретение представляет собой устройство, сочетающее в себе средства управления транспортом жидкости посредством формируемого пониженного и повышенного давления газа, а также потоками газа с формированием аэрозольного потока, являющегося средством контроля заполнения дозирующего объема с управлением элементами посредством электронного блока управления процессом, реализующим последовательность процедур/этапов согласно описанному ниже способу дозирования заданного объема жидкости.The invention is a device that combines means of controlling fluid transport by means of generated low and high gas pressure, as well as gas flows with the formation of an aerosol stream, which is a means of controlling the filling of the dosing volume with the control of elements through an electronic process control unit that implements the sequence of procedures / steps according to the method for dispensing a predetermined volume of liquid described below.
Устройство дозирования заданного объема жидкости и растворов и в том числе коллоидных растворов для заполнения контейнеров или нанесения на подложку, содержит, по меньшей мере, один резервуар с жидкостью, связанный с каналом для транспорта жидкости, а также с трубкой для измерения уровня жидкости в устройстве, а также с соединенной каналом для транспорта жидкости к конусному соплу, вблизи которого обеспечивается возможность формирования аэрозольного потока, осуществляющему выдачу жидкости и имеющему запирающий элемент; по меньшей мере, один источник сжатого газа, и систему откачки с формированием пониженного давления газа; а также электронный блок управления, отличающийся тем, что расходный резервуар представляет собой емкость герметично закрытую сверху, соединенную с каналом подачи сжатого газа, оснащенном регулируемым клапаном, а также соединенную с каналом откачки, способным формировать пониженное давление газа над жидкостью и оснащенным регулируемым клапаном, а также соединенный с каналом добавления жидкости, оснащенным регулируемым клапаном, а также в своей нижней части соединенный с каналом транспорта жидкости; трубка для измерения уровня жидкости имеет высоту равную или превышающую высоту расходного резервуара и выполнена герметично закрытой сверху и имеющей на верхнем конце соединение с каналом подачи сжатого воздуха, оснащенного регулируемым клапаном, а своим нижним концом соединенная с одной стороны с каналом транспорта жидкости, а с другой стороны с дозирующей емкостью, выполняющей роль промежуточной по отношению к операции выдачи жидкости емкости для заполнения, причем так, что длина канала между входом в сопло выдачи жидкости и данной трубкой определяет дозируемый объем дозирующей емкости, общий объем которой определяется суммой внутреннего объема сопла выдачи жидкости и объемом канала дозации за вычетом объема запирающего элемента в положении, обеспечивающем закрытие сопла; содержит датчик, определяющий наличие аэрозоля, конструкция и принцип действия которого реализует бесконтактное детектирование аэрозоля в промежутке размером, превышающим диаметр сопла в области выдачи жидкости, например, не более чем на 60 мм, и который расположен ниже конусного сопла, причем так, чтобы с учетом геометрических размеров датчика через измеряемый промежуток проходил весь аэрозольный поток; транспортный и дозирующие каналы выполнены в виде трубки с круглым внутренним сечением и диаметром не более 10 мм, при котором обеспечивалось бы полное заполнение сечения канала жидкостью, подлежащей дозированию, даже при условии горизонтального положения трубки и ее неполного заполнения по длине.A device for dispensing a predetermined volume of liquid and solutions, including colloidal solutions for filling containers or applying to a substrate, contains at least one reservoir with liquid connected to a channel for transporting liquid, and also with a tube for measuring the level of liquid in the device, as well as with a connected channel for transporting liquid to a cone nozzle, in the vicinity of which it is possible to form an aerosol stream that dispenses liquid and has a locking element; at least one source of compressed gas, and a pumping system with the formation of a reduced gas pressure; as well as an electronic control unit, characterized in that the supply tank is a hermetically sealed container on top, connected to a compressed gas supply channel equipped with an adjustable valve, and also connected to a pumping channel capable of generating a reduced gas pressure above the liquid and equipped with an adjustable valve, and also connected to the channel for adding fluid, equipped with an adjustable valve, and also in its lower part connected to the channel for transporting fluid; the tube for measuring the liquid level has a height equal to or greater than the height of the supply tank and is hermetically sealed at the top and connected at the upper end to a compressed air supply channel equipped with an adjustable valve, and its lower end connected to the liquid transport channel on one side and on the other sides with a dispensing container, which plays the role of an intermediate container with respect to the operation of dispensing liquid, so that the length of the channel between the entrance to the liquid dispensing nozzle and a given the tube determines the dosing volume of the dosing tank, the total volume of which is determined by the sum of the internal volume of the liquid dispensing nozzle and the volume of the dispensing channel minus the volume of the locking element in the position ensuring the nozzle closes; contains a sensor that detects the presence of an aerosol, the design and principle of operation of which implements non-contact detection of aerosol in a gap of a size exceeding the diameter of the nozzle in the region of liquid delivery, for example, by no more than 60 mm, and which is located below the conical nozzle the geometrical dimensions of the sensor through the measured gap passed the entire aerosol stream; The transport and metering channels are made in the form of a tube with a round internal section and a diameter of not more than 10 mm, which would ensure full filling of the channel section with the liquid to be dosed, even if the tube is horizontal and not filled in length.
Способ дозирования заданного объема жидкости и растворов и в том числе коллоидных растворов с высокой воспроизводимостью дозируемого объема, который обеспечивает возможность контролированного транспорта жидкости из расходного резервуара в транспортный канал, а также определение необходимости добавления дозируемого материала в расходный резервуар, а также заполнения мерного дозирующего объема материалом и его выдачу для заполнения контейнеров или нанесения на подложку, отличающийся тем, что перераспределение жидкости в мерный дозирующий объем осуществляют с предварительным заполнением трубки для измерения уровня из расходного резервуара и транспортного канала, при котором осуществляют контроль превышения необходимого уровня жидкости, гарантированно обеспечивающего заполнение объема линии/канала дозации по результатам которого определяют допустимость перехода к последующему этапу перераспределения жидкости в дозирующий объем, либо осуществляют возврат жидкости в расходный резервуар с ожиданием долива материала, а также при котором осуществляют определение референсного значения оптической плотности или диэлектрической проницаемости воздушного промежутка, находящегося ниже распылительного сопла, при чем измерения проводят заданное время с усреднением значения и записью в память электронного блока управления, при этом необходимое время, определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства; при чем заполнение дозирующего объема осуществляют за счет открытия запирающего элемента конусного сопла выдачи материала на величину, обеспечивающую расход материала от менее 0,1 мл/мин до 1 мл/мин при его аэрозольном распылении, при одновременном формировании превышения или уравнивания давления над трубкой для измерения уровня относительно давления в дозирующем объеме канала дозации, а также формированием условий для формирования аэрозольного потока вблизи сопла выдачи жидкости при достижении жидкостью края сопла, при этом необходимую величину поднятия запирающей иглы определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства; контроль заполнения дозирующего объема осуществляют путем определения наличия сформированного аэрозольного потока, которое осуществляют путем измерения оптической плотности или диэлектрической проницаемости воздушного промежутка, находящегося ниже распылительного сопла, изменение которой в сравнении со значением, полученным в отсутствие аэрозольного потока на этапе заполнения трубки для измерения уровня, служит сигналом о появлении аэрозольного потока, что в свою очередь является сигналом о заполнении дозирующего объема в канале дозации, при чем измерения проводят заданное время с усреднением значения, при этом необходимое время, определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства; а после проведения контроль заполнения дозирующего объема, осуществляют прекращение формирования аэрозольного потока из области выдачи дозируемого материала, которое осуществляют путем разрушения условий для формирования аэрозольного потока вблизи сопла и опусканием запирающего элемента и закрытия тем самым распылительного сопла; при чем затем проводят отделение дозируемого объема жидкости в канале дозации от оставшегося объема жидкости в устройстве, путем осуществления возврата жидкости из транспортного канала и трубки для измерения уровня в расходный резервуар, которое осуществляют путем формирования пониженного давления газа над расходным резервуаром относительно трубки для измерения уровня, что в сочетании с закрытым соплом приводит к перераспределению оставшейся жидкости обратно в расходный резервуар с опустошением трубки для измерения уровня и отделением тем самым жидкости подлежащей дозации от остального объема жидкости в устройстве, при чем для корректного проведения процесса возврата жидкости по транспортному каналу перед переходом к следующей стадии осуществляют временную задержку, определяемую предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства; выдачу дозированного путем выполнения предыдущих действий объема жидкости осуществляют путем поднятия иглы и полного открытия сопла в сочетании с формированием давления газа над трубкой для измерения уровня, причем время открытия сопла гарантированно превышает время выдачи дозированного объема, при этом его определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства, при этом при выдаче жидкости формируют также поток газа через воздушное сопло, таким образом, чтобы обеспечить отсутствие капель на сопле выдачи жидкости по завершении выдачиA method of dispensing a predetermined volume of liquid and solutions, including colloidal solutions with high reproducibility of the dispensed volume, which makes it possible to control the transport of liquid from the supply tank to the transport channel, as well as determining the need to add the dosing material to the supply tank, as well as filling the measured dosage volume with material and its issuance for filling containers or applying to a substrate, characterized in that the redistribution of liquid in a measured dose the ruling volume is carried out with preliminary filling of the tube for measuring the level from the supply tank and the transport channel, in which the excess of the required liquid level is monitored, which ensures that the volume of the dosing line / channel is filled, the results of which determine the admissibility of the transition to the next stage of the redistribution of liquid into the dosing volume, or carry out the return of fluid to the supply tank with the expectation of topping up the material, and also in which the reference value of the optical density or permittivity of the air gap below the spray nozzle, whereby the measurements take a predetermined time with averaging and recording in the memory of the electronic control unit, while the necessary time is determined previously as a result of the initial one-time setup of the device; moreover, the filling of the dosing volume is carried out by opening the locking element of the conical nozzle for dispensing the material by an amount providing a material consumption of less than 0.1 ml / min to 1 ml / min when spraying it, while at the same time forming an excess or equalization of pressure over the measuring tube the level relative to the pressure in the dosing volume of the dosing channel, as well as the formation of conditions for the formation of an aerosol stream near the nozzle of the liquid discharge when the liquid reaches the edge of the nozzle, th amounts of lift of the locking of the needle is predetermined as a result of the initial one-time setup unit; the filling volume of the dosing volume is controlled by determining the presence of an aerosol stream formed, which is carried out by measuring the optical density or dielectric constant of the air gap below the spray nozzle, the change of which compared to the value obtained in the absence of the aerosol stream at the stage of filling the level measuring tube serves a signal about the appearance of an aerosol stream, which in turn is a signal about filling the dosing volume into the channel dosing, than when the measurement is performed a predetermined time averaged values, the necessary time previously determined as a result of the initial one-time setup unit; and after controlling the filling of the dosing volume, the formation of the aerosol stream from the dispensing area of the dosed material is stopped, which is carried out by destroying the conditions for the formation of the aerosol stream near the nozzle and lowering the locking element and thereby closing the spray nozzle; moreover, the dosed volume of liquid in the dosing channel is separated from the remaining volume of liquid in the device by returning liquid from the transport channel and the level measuring tube to the flow tank, which is carried out by forming a reduced gas pressure above the flow tank relative to the level measuring tube, which in combination with a closed nozzle leads to the redistribution of the remaining liquid back to the supply tank with the emptying of the tube for level measurement and thereby lowering the liquid to be dispensed from the remaining volume of liquid in the device, moreover, to correctly carry out the process of returning the liquid through the transport channel, before passing to the next stage, a time delay is carried out, which is determined previously as a result of the initial one-time adjustment of the device; dispensing the volume of liquid dosed by performing the previous steps by raising the needle and completely opening the nozzle in combination with the formation of gas pressure above the level measuring tube, and the opening time of the nozzle is guaranteed to exceed the time of dispensing of the dosed volume, and it is previously determined as a result of the initial single setting of the device at the same time, when the liquid is dispensed, a gas flow is also formed through the air nozzle, so as to ensure that there are no drops on the nozzle in cottages liquid after issuance
Чертежи, поясняющие сущность изложенного в описании и приведенные для того, чтобы наглядно проиллюстрировать особенности конструкции устройства и способа дозации жидкости настоящего изобретения, представляют собой следующее.The drawings explaining the essence of the description and given in order to clearly illustrate the structural features of the device and method for dispensing a liquid of the present invention are as follows.
Фиг. 1 - схематическое изображение устройства для дозирования заданного объема жидкости, и также дополнительно иллюстрирующее начальный этап процесса дозирования заданного объема жидкости по предлагаемому способу.FIG. 1 is a schematic illustration of a device for dispensing a given volume of liquid, and also further illustrating the initial stage of the process of dispensing a given volume of liquid according to the proposed method.
Фиг. 2 - схематическое изображение устройства для дозирования заданного объема жидкости, иллюстрирующее этап перераспределения жидкости из расходного резервуара через транспортный канал в трубку для измерения уровня жидкости в рамках описания процесса дозирования заданного объема жидкости по предлагаемому способу.FIG. 2 is a schematic illustration of a device for dispensing a given volume of liquid, illustrating the stage of redistributing liquid from a supply tank through a transport channel into a tube for measuring the liquid level as part of the description of the process of dispensing a given volume of liquid by the proposed method.
Фиг. 3 - схематическое изображение устройства для дозирования заданного объема жидкости, иллюстрирующее перераспределение жидкости из трубки для измерения уровня в дозируемый объем линии/канала дозации процесса дозирования заданного объема жидкости по предлагаемому способу.FIG. 3 is a schematic illustration of a device for dispensing a predetermined volume of liquid, illustrating the redistribution of liquid from a tube for measuring the level into the dispensed volume of the line / channel for dispensing the process of dispensing a given volume of liquid according to the proposed method.
Фиг. 4 - схематическое изображение устройства для дозирования заданного объема жидкости, иллюстрирующее контроль заполнения дозирующего объема и определение наличия сформированного аэрозольного потока процесса дозирования заданного объема жидкости по предлагаемому способу.FIG. 4 is a schematic illustration of a device for dispensing a predetermined volume of liquid, illustrating the control of filling the dispensing volume and determining the presence of an aerosol flow generated by the process of dispensing a predetermined volume of liquid according to the proposed method.
Фиг. 5 - схематическое изображение устройства для дозирования заданного объема жидкости, иллюстрирующее результат отделения дозируемого объема жидкости в линии/канале дозации от оставшегося объема жидкости в устройстве и возврат жидкости из транспортного канала и трубки для измерения уровня в расходный резервуар с выдачей дозированного объема жидкости в рамках описания процесса дозирования заданного объема жидкости по предлагаемому способу.FIG. 5 is a schematic illustration of a device for dispensing a predetermined volume of liquid, illustrating the result of separating the dosing volume of liquid in the dosing line / channel from the remaining volume of liquid in the device and returning the liquid from the transport channel and the level measuring tube to the supply tank with dispensing the dosed volume of liquid as part of the description the process of dispensing a given volume of liquid by the proposed method.
Подробное описание изобретения и его осуществления.Detailed description of the invention and its implementation.
Устройство дозирования заданного объема жидкости, схематично изображенное на фиг. 1, включает в себя расходный резервуар (13), содержащий жидкость (12), уровень которой в расходном резервуаре герметично закрытом сверху поддерживается благодаря поддержанию давления газа над жидкостью, изменение которого осуществляется за счет связи расходного резервуара с системой откачки (3), формирующей пониженное давление газа, задействование которой осуществляется путем открытия регулируемого клапана (6), а также системой обеспечения повышенного или равного давлению окружающей среды давления газа (21), задействование которой осуществляется путем открытия соответствующего регулируемого клапана (7). Причем переключение между этими двумя различными давлениями осуществляется электронным блоком управления (4) для осуществления транспорта жидкости по транспортному каналу (17) в трубку для измерения уровня жидкости (11), при котором давление газа над трубкой для измерения уровня и расходным резервуаром выравнивается благодаря одновременному открытию соответствующего клапанов (7) и (20), результат чего иллюстрирует фиг. 2; и обратно, благодаря закрытию клапана (7) и открытию клапана (6). При этом все используемые клапана осуществляют по сути как функцию ограничения потока, так и функцию полного закрытия и открытия на заданную величину. При этом клапан (20), регулирующий давление газа над трубкой для измерения уровня, всегда открыт на заданную величину и может закрываться лишь при условии закрытости клапана (3) в случае необходимости длительного ожидания начала очередного цикла дозирования. Также расходный резервуар соединен с линией долива (15), открываемой соответствующим клапаном (14) в случае порогового уровня остающейся жидкости в устройстве, определяемого в момент заполнения трубки для измерения уровня датчиком (16) в каждом цикле дозирования, что иллюстрируется фиг. 2. Затем осуществляется наполнение определяемого конструкцией дозирующего объема, включающего в себя объем линии/канала дозации (18), определяющимся объемом канала соединяющего трубку для измерения уровня с соплом выдачи жидкости (9) в сумме с объемом самого сопла. При этом запирающий элемент (8) приподнимается благодаря управляемому электронным блоком управления механизму подвижки (19), открывая сопло, на величину, необходимую для формирования аэрозольного потока с малым расходом по жидкости. В результате дозирующий объем полностью заполняется жидкостью (фиг. 3), в завершение чего (когда жидкость достигает края сопла) формируется аэрозольный поток (23), регистрируемый датчиком аэрозольного потока (1), что показано на фиг. 4. При этом для формирования аэрозольного потока как минимум используется формирование потока газа через сопло (10), осуществляющее формирование потока газа, выдаваемого источником сжатого газа (2), например компрессором или баллоном со сжатым газом, формирующим и поддерживающим повышенное давление регулировка потока и открытие/закрытие которого осуществляется благодаря регулирующему клапану (5) по сигналу блока управления. Затем осуществляется выдача жидкости из сопла (9) в контейнер или на подложку (22), осуществляемая путем полного открытия сопла (9) при поднятии запирающего элемента (8), что показано на фиг. 5.A dispenser for a predetermined volume of liquid, schematically depicted in FIG. 1, includes a supply tank (13) containing a liquid (12), the level of which in the supply tank is hermetically sealed from above is maintained by maintaining the gas pressure above the liquid, the change of which is due to the connection of the supply tank with the pumping system (3), forming a lower gas pressure, the activation of which is carried out by opening the adjustable valve (6), as well as a system for providing a gas pressure increased or equal to the ambient pressure (21), the activation of which is carried out is Busy controlled by opening the corresponding valve (7). Moreover, the switching between these two different pressures is carried out by the electronic control unit (4) for transporting liquid through the transport channel (17) into the tube for measuring the liquid level (11), at which the gas pressure above the level measuring tube and the flow tank is equalized due to the simultaneous opening corresponding valves (7) and (20), the result of which is illustrated in FIG. 2; and vice versa, by closing the valve (7) and opening the valve (6). At the same time, all used valves carry out essentially both a function of flow restriction and a function of complete closing and opening by a predetermined value. In this case, the valve (20), which regulates the gas pressure above the level measuring tube, is always open by a predetermined value and can be closed only if the valve (3) is closed if it is necessary to wait a long time for the start of the next dosing cycle. Also, the supply tank is connected to the topping line (15), opened by the corresponding valve (14) in the case of a threshold level of the remaining liquid in the device, detected at the time of filling the level measuring tube with a sensor (16) in each dosing cycle, as illustrated in FIG. 2. Then, the dosing volume determined by the design is filled, which includes the volume of the dosing line / channel (18), which is determined by the volume of the channel connecting the level measuring tube to the liquid delivery nozzle (9) in total with the volume of the nozzle itself. In this case, the locking element (8) is lifted due to the movement mechanism controlled by the electronic control unit (19), opening the nozzle by an amount necessary for the formation of an aerosol stream with a low liquid flow rate. As a result, the dosing volume is completely filled with liquid (Fig. 3), at the end of which (when the liquid reaches the edge of the nozzle) an aerosol stream (23) is detected, registered by the aerosol flow sensor (1), as shown in FIG. 4. At the same time, for the formation of the aerosol stream, at least the gas stream formation through the nozzle (10) is used, which generates a gas stream produced by a source of compressed gas (2), for example, a compressor or a compressed gas cylinder, which forms and maintains an increased pressure, regulation of the flow and opening / which is closed due to the control valve (5) at the signal of the control unit. Then, liquid is dispensed from the nozzle (9) into the container or onto the substrate (22), by completely opening the nozzle (9) when the locking element (8) is lifted, as shown in FIG. 5.
При этом устройство может содержать дополнительно заслонку (на фиг. 1-5 не показана, чтобы не усложнять изложение основной сущности устройства), представляющую собой плоскую деталь с площадью, перекрывающей аэрозольный поток, направленный от сопла к контейнеру или подложке, и при этом размещаемую ниже детектора аэрозоля в непосредственной близости к нему, например, на расстоянии от 1 см, и находящуюся таким образом между детектором аэрозоля и целевой областью выдачи жидкости, представленной емкостью для заполнения или подложкой для нанесения дозируемого материала.In this case, the device may additionally contain a shutter (not shown in Fig. 1-5, so as not to complicate the presentation of the main essence of the device), which is a flat part with an area that covers the aerosol flow directed from the nozzle to the container or substrate, and placed below aerosol detector in close proximity to it, for example, at a distance of 1 cm, and located thus between the aerosol detector and the target area of the issuance of liquid, represented by a filling tank or a substrate for applying niya dosed material.
При этом устройство, не обязательно содержит сопло (10), осуществляющее формирование потока газа, создаваемого соответствующими элементами линии подачи сжатого газа (2 и 5), снаружи сопла выдачи жидкости.Moreover, the device does not necessarily contain a nozzle (10), which generates a gas stream generated by the corresponding elements of the compressed gas supply line (2 and 5), outside the liquid delivery nozzle.
Для снижения ошибки дозирования, вызванной срабатыванием клапана в настоящем изобретении предлагается разделение операций выдачи и дозации отмериваемого предварительно объема во времени, позволяющее реализовать достаточно точное дозирование объема, который затем будет выдаваться в целевую точку (контейнер или поверхность подожки), что реализуется в том числе за счет конусного сопла и закрывающего его ответного элемента осуществляющего по сути переключение режимов выдачи потока жидкости с реализацией как сверхмалого потока через канал выдачи (при расходе жидкости менее 0,1 мл/мин) на этапе заполнения и контроля заполнения дозирующего объема, так и большого потока, приемлемого, например, для розлива жидкости в контейнер (порядка 10 мл/мин и более), что позволяет существенно снизить ошибку в дозации жидкости по объему.To reduce the dispensing error caused by valve actuation, the present invention proposes a separation of the dispensing and dispensing of the measured pre-volume in time, which allows for a sufficiently accurate dispensing of the volume, which will then be delivered to the target point (container or surface of the hog), which is also implemented the expense of the cone nozzle and the response element closing it, which essentially switches the modes of issuing the fluid flow with the implementation as an ultra-small flow through dispensing cash (at a liquid flow rate of less than 0.1 ml / min) at the stage of filling and controlling the filling of the dosing volume, and a large flow, acceptable, for example, for pouring liquid into a container (about 10 ml / min or more), which allows reduce the error in the dosage of liquid by volume.
За счет использования конусного сопла возможно снижение требований к точности позиционирования элемента иглы, контролирующего сечение сопла (ввиду относительно медленного изменения в зависимости от положения иглы как длины канала подачи жидкости между иглой и соплом, так и его сечения), в сравнении со случаем резкого полного открытия/закрытия клапаном или закрывающим элементом цилиндрической формы по существу в одной точке (по положению закрывающего элемента относительно канала выдачи) всего сечения канала подачи жидкости. Таким образом, благодаря использованию конусного сопла и ответного ему запирающего элемента, например, в виде иглы в канале выдачи жидкости снижаются требования к точности позиционирования запирающего элемента для осуществления формирования как аэрозольного потока, так и полного запирания и открытия канала выдачи. При этом в зависимости от конкретных геометрических параметров используемых элементов, которые могут быть выбраны исходя из необходимой точности дозирования, объема дозирования, скорости выдачи материала и других требуемых параметров устройства, способы позиционирования иглы могут отличаться, и могут быть использованы, например, как электродвигатели с преобразованием вращения в поступательное перемещение, так и пневмоприводы или иные известные способы позиционирования и перемещения, позволяющие обеспечить полное открытие канала выдачи в виде сопла, полное его закрытие, то есть приведение в соприкосновение запирающего элемента со стенками сопла, а также настраиваемое однократно при первоначальной калибровке устройства положение с заданным расстоянием между открытым и закрытым состоянием, обеспечивающем малый расход жидкости (до 0,1 мл/мин) при формировании аэрозольного потока. В силу вышесказанного сопло и движитель иглы, и также и остальные элементы устройства изображены на фиг. 1-5 достаточно схематично для того, чтобы нагляднее изложить сущность изобретения. Кроме того, при регулировке положения запирающего элемента возможно достигнуть требуемой разницы между расходом жидкости во время выдачи жидкости и во время формирования из нее аэрозольного потока, что обеспечивает высокую точность дозации и скорость выдачи дозируемого объема после проверки его заполнения.By using a cone nozzle, it is possible to reduce the requirements for the accuracy of the positioning of the needle element that controls the nozzle cross section (due to the relatively slow change depending on the position of the needle, both the length of the fluid supply channel between the needle and the nozzle and its cross section), in comparison with the case of a sharp full opening / closing by a valve or closing element of a cylindrical shape at essentially one point (by the position of the closing element relative to the dispensing channel) of the entire cross section of the liquid supply channel. Thus, due to the use of a cone nozzle and a locking element reciprocal to it, for example, in the form of a needle in the liquid delivery channel, the requirements for the accuracy of the positioning of the locking element for the formation of both aerosol flow and complete locking and opening of the delivery channel are reduced. Moreover, depending on the specific geometric parameters of the elements used, which can be selected based on the necessary metering accuracy, metering volume, material dispensing speed and other required device parameters, the needle positioning methods may differ, and can be used, for example, as electric motors with conversion rotation in translational movement, as well as pneumatic actuators or other known methods of positioning and movement, allowing to ensure full opening of the channel in giving in the form of a nozzle, its complete closure, that is, bringing the locking element into contact with the nozzle walls, as well as the position adjusted once during the initial calibration of the device with a predetermined distance between the open and closed state, providing a low liquid flow rate (up to 0.1 ml / min ) during aerosol flow formation. By virtue of the foregoing, the nozzle and needle drive, and also the remaining elements of the device are shown in FIG. 1-5 schematically enough to more clearly state the essence of the invention. In addition, when adjusting the position of the locking element, it is possible to achieve the required difference between the fluid flow rate during fluid dispensing and during formation of an aerosol flow from it, which ensures high metering accuracy and dispensing rate of the dispensed volume after checking its filling.
Положение детектора по уровню трубки для измерения уровня выбирается достаточно произвольно, поскольку никак не влияет на точность дозируемого объема, а лишь служит детектором для принятия решения о необходимости добавления жидкости в расходный резервуар. При этом, однако, его положение должно обеспечивать сохранение в устройстве объема жидкости остающейся ниже этого уровня не менее чем в 2,5 раза превышающего дозируемый объем плюс объем транспортных каналов и принимается таким образом при первоначальной сборке и настройке прибора. Верхний же предел расположения этого уровня, определяющего необходимость добавления жидкости в расходный резервуар, не должен, очевидно, превышать уровня жидкости, соответствующего приблизительно 10% заполнения объема расходного резервуара (с точностью около 5%, которую уже легко реализовать определенным предварительно временем открытия клапана). Это обуславливается тем, что по этому сигналу будет осуществляться добавление жидкости объемом, составляющим до приблизительно 80% объема расходного резервуара, и при этом требуется обеспечение неполного заполнения расходного резервуара для нормальной работы устройства. При этом объем транспортной линии жидкости должен быть существенно меньше, чем объем расходного резервуара.The position of the detector by the level of the tube for measuring the level is chosen quite arbitrarily, because it does not affect the accuracy of the dosed volume, but only serves as a detector for deciding whether to add liquid to the supply tank. At the same time, however, its position should ensure that the volume of liquid in the device that remains below this level is not less than 2.5 times the dosage volume plus the volume of transport channels and is thus adopted during the initial assembly and adjustment of the device. The upper limit of the location of this level, which determines the need to add liquid to the supply tank, should not obviously exceed the liquid level corresponding to approximately 10% of the filling of the volume of the supply tank (with an accuracy of about 5%, which is already easy to implement with a predetermined valve opening time). This is due to the fact that this signal will add liquid with a volume of up to about 80% of the volume of the supply tank, and this requires the incomplete filling of the supply tank for normal operation of the device. At the same time, the volume of the liquid transport line should be significantly less than the volume of the supply tank.
Материалы, применяемые для транспортной линии/канала должны обеспечивать плохую смачиваемость их поверхности дозируемой жидкостью. При этом их диаметр должен составлять такую величину, чтобы капля жидкости, диаметром, равным диаметру транспортного канала, заполняла все сечение транспортного канала даже при горизонтальном ее положении. Например, для воды возможно использование силиконовой резины в качестве материала каналов с диаметром внутреннего сечения до 3 мм как минимум. Круглая форма сечения каналов обеспечивает минимальную длину периметра, на котором ввиду эффектов смачивания жидкость взаимодействовала бы со стенками каналов, при максимальной пропускной площади сечения, что в совокупности с одинаковостью условий контакта жидкости в каждой точке периметра в сечении обеспечивает нивелирование эффектов смачивания при транспорте жидкости при максимизации пропускной способности каналов. При этом в общем случае с учетом ограничения по максимальной вязкости дозируемой жидкости диаметр сечения транспортного и дозирующего каналов должен быть не более 10 мм в диаметре. Это обеспечивает отсутствие остаточного материала в каналах при транспорте и таким образом полный возврат не заполнившего дозирующий объем материала для обеспечения возможности подержания его свойств в расходном резервуаре и отсутствия загрязнения системы, например, в виду дисперсной фазы коллоидного раствора, образующей конгломераты с выпадением в осадок в случае отсутствия необходимых условий поддержания его стабильности, обеспечение которых в транспортном и дозирующем каналах трудно осуществимо.The materials used for the transport line / channel should provide poor wettability of their surface with the dosed liquid. Moreover, their diameter should be such that a drop of liquid, with a diameter equal to the diameter of the transport channel, fills the entire cross section of the transport channel, even when its horizontal position. For example, it is possible to use silicone rubber for water as a material of channels with a minimum internal diameter of 3 mm. The round cross-sectional shape of the channels provides a minimum perimeter length on which, due to wetting effects, the liquid would interact with the walls of the channels, with a maximum cross-sectional area, which, together with the same liquid contact conditions at each point of the perimeter in the cross section, provides leveling of the wetting effects during fluid transport during maximization channel bandwidth. Moreover, in the general case, taking into account the limitation on the maximum viscosity of the dosed liquid, the diameter of the cross section of the transport and dosing channels should be no more than 10 mm in diameter. This ensures that there is no residual material in the channels during transport and thus a complete return of the material that did not fill the dosing volume to ensure that its properties can be maintained in the supply tank and the system is not contaminated, for example, due to the dispersed phase of the colloidal solution forming conglomerates with precipitation in the case of the lack of necessary conditions for maintaining its stability, the provision of which in the transport and metering channels is difficult to achieve.
Точность дозирования существенно менее 1 мкл обеспечивается в устройстве следующим. Для контроля заполнения дозирующего объема используется создание аэрозольного потока (23) с обеспечением расхода по жидкости до величины 0,1 мл/мин и менее. При времени срабатывания клапана и датчика аэрозольного потока (1), который может быть основан, например, на детектировании изменения оптической плотности или диэлектрической проницаемости воздушного промежутка, находящегося ниже распылительного сопла, около 10 мс, расход жидкости, затраченный на эту операцию подтверждения заполнения дозируемого объема, составит соответственно около 0,02 мкл. По существу данное обстоятельство и значение по порядку величины и следует считать оценкой достижимой по данному способу точностью дозирования, поскольку потери/неточность при выдаче материала из открытого сопла составляют схожую по порядку величину, в виду применения увеличенного в сравнении со средой давления в устройстве (и таким образом формирующего поток жидкости/газа внутри сопла выдачи жидкости), посредством насоса или иного источника, формирующего повышенное давление газа (21) и клапана (20), а также средств формирования аэрозольного потока, предполагающих удаления жидкости из сопла и в том числе, например, воздушного потока (указано стрелками на фиг. 1 внутри воздушного сопла (10)) применяемых для нивелирования эффектов смачивания сопла и удаления потенциально смачивающих сопло капель в конце этапа выдачи жидкости. Кроме того, для удаления остаточного количества жидкости из канала выдачи могут быть использованы и другие способы, например с использованием удаления их за счет механических колебаний канала выдачи [US 7615378]. Однако для настоящего изобретения конкретный способ удаления остаточной жидкости из сопла не имеет принципиального характера, и указанные способы имеет своей целью лишь обозначить наличие данной процедуры в общем процессе и отсутствие влияние рассматриваемого фактора на точность дозации по предлагаемому способу.Dosing accuracy significantly less than 1 μl is provided in the device as follows. To control the filling of the dosing volume, the creation of an aerosol stream (23) is used with a flow rate of up to 0.1 ml / min or less. With the response time of the valve and the aerosol flow sensor (1), which can be based, for example, on detecting a change in the optical density or permittivity of the air gap below the spray nozzle, about 10 ms, the fluid flow spent on this operation to confirm filling of the dosed volume , will be respectively about 0.02 μl. Essentially, this circumstance and value in order of magnitude should be considered as an estimate of the dosing accuracy achievable by this method, since the loss / inaccuracy in the discharge of material from an open nozzle amounts to a similar order of magnitude, in view of the use of increased pressure in the device (and such forming a fluid / gas flow inside the fluid nozzle), by means of a pump or other source generating an increased gas pressure (21) and valve (20), as well as aerosol generating means th stream involving removal of liquid from a nozzle and including, for example, the air flow (indicated by arrows in FIG. 1 inside the air nozzle (10)) used for the leveling of the nozzle wetting effects and remove potentially wetting nozzle droplets at the end of dispensing a liquid phase. In addition, other methods can be used to remove the residual amount of liquid from the dispensing channel, for example, by removing them due to mechanical vibrations of the dispensing channel [US 7615378]. However, for the present invention, the specific method for removing residual liquid from the nozzle is not of a fundamental nature, and these methods are intended only to indicate the presence of this procedure in the general process and the absence of the influence of the considered factor on the dosage accuracy of the proposed method.
Неточность же воспроизведения формы края жидкости ввиду эффектов смачивания на границе канала дозации с трубкой для измерения уровня можно считать незначительной от цикла к циклу ввиду постоянства скорости перетекания жидкости, обеспечиваемого плавным и воспроизводимым формированием пониженного давления, (никак не зависящего от уровней жидкости в устройстве и определяемой величиной производительности откачки насоса (3) и демпфируемой малым сечением открытого клапана (6)) и забора жидкости в расходный резервуар.The inaccuracy of reproducing the shape of the edge of the liquid due to the effects of wetting at the boundary of the metering channel with the level measuring tube can be considered insignificant from cycle to cycle due to the constancy of the fluid flow rate provided by the smooth and reproducible formation of reduced pressure (independent of the liquid levels in the device and determined the pumping capacity of the pump (3) and damped by a small cross section of the open valve (6)) and fluid intake into the supply tank.
При этом следует отметить, что за счет формирования аэрозоля и наличия в нем микрокапель жидкости такая среда обладает более существенным рассеяниям света, чем слой жидкости, поскольку содержит на порядки больше точек рассеяния на границе газ-жидкость. При чем задачей датчика является лишь определение наличия сформировавшегося на выходе из сопла аэрозоля без точного контроля его характеристик, причем это с учетом указанной выше точности по существу никак не определяет выданный объем жидкости, в отличие от других устройств и способов дозирования, основанных, например, на высокоскоростном измерении во времени (а не простом детектировании наличия/отсутствия) потока/количества проходящей через канал выдачи, причем в форме жидкой среды в виде струи [DE 102004053088, RU 2314235] или заполненного канала подачи [ЕР 1507738]. Указанное обстоятельство существенно снижает требования к измерительной системе. При этом предлагаемый способ принципиально отличен от известного метода определения уровня жидкости в сосуде, основанных например на изменении отражения света при приведении в контакт с жидкостью элементов устройства [US 5919706], поскольку предполагает использование по существу бесконтактного метода определения наличия сформированного аэрозоля в воздушном промежутке. При этом сформировать аэрозоль с описанными параметрами возможно как минимум способом пневматического аэрозольного распыления [Romashkin А.V. et al. The formation of photoresist film with thicknesses from 0.7 microns to 100 microns on surfaces with considerable relief by spray coating on the heated substrate // International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2016. - International Society for Optics and Photonics, 2016. - T. 10224. - C. 102241N], а также, например, ультразвуковым колебательным движением элементов сопла выдачи жидкости, известным из современного уровня техники и применяемым, например, для ультразвукового распыления в том числе растворов фоторезистивных материалов. При этом в изобретении не принципиален способ формирования аэрозольного потока и конструкция устройства, приведенная на фиг. 1, приведена для лучшего понимания сущности изобретения и демонстрации возможности его осуществления.It should be noted that due to the formation of an aerosol and the presence of liquid droplets in it, such a medium has more significant light scattering than the liquid layer, since it contains orders of magnitude more scattering points at the gas-liquid interface. Moreover, the sensor’s task is only to determine the presence of an aerosol formed at the exit of the nozzle without precise control of its characteristics, and taking into account the above accuracy, it essentially does not determine the liquid volume dispensed in any way, unlike other dispensing devices and methods based, for example, on high-speed measurement in time (rather than simply detecting the presence / absence) of the flow / quantity passing through the delivery channel, moreover, in the form of a liquid medium in the form of a jet [DE 102004053088, RU 2314235] or a filled channel filing [EP 1507738]. This circumstance significantly reduces the requirements for the measuring system. Moreover, the proposed method is fundamentally different from the known method for determining the liquid level in a vessel, based for example on a change in light reflection when the device elements are brought into contact with liquid [US 5919706], since it involves the use of a substantially non-contact method for determining the presence of a formed aerosol in the air gap. In this case, it is possible to form an aerosol with the described parameters at least by the method of pneumatic aerosol spraying [Romashkin A.V. et al. The formation of photoresist film with thicknesses from 0.7 microns to 100 microns on surfaces with considerable relief by spray coating on the heated substrate // International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2016. - International Society for Optics and Photonics, 2016. - T . 10224. - C. 102241N], as well as, for example, by ultrasonic oscillatory movement of the elements of the nozzle of the fluid delivery, known from the modern level of technology and used, for example, for ultrasonic atomization including solutions of photoresist materials. Moreover, in the invention, the method of aerosol flow formation and the device design shown in FIG. 1 is provided for a better understanding of the invention and to demonstrate the feasibility of its implementation.
Величина вязкости жидкости, или раствора, и в том числе коллоидного раствора, которую можно дозировать согласно предлагаемому изобретению составляет величину как минимум до 20-30 мм2/с, которая была определена по известным данным по аэрозольному распылению растворов фоторезистивных материалов [Romashkin А.V. et al. The formation of photoresist film with thicknesses from 0.7 microns to 100 microns on surfaces with considerable relief by spray coating on the heated substrate // International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2016. - International Society for Optics and Photonics, 2016. - T. 10224. - C. 102241N], что, однако, является лишь оценкой, приведенной для лучшего понимания механизмов и возможностей реализации настоящего изобретения.The viscosity of a liquid, or solution, including a colloidal solution, which can be dosed according to the invention is at least 20-30 mm 2 / s, which was determined from known data on aerosol spraying of solutions of photoresist materials [Romashkin A.V . et al. The formation of photoresist film with thicknesses from 0.7 microns to 100 microns on surfaces with considerable relief by spray coating on the heated substrate // International Conference on Micro-and Nano-Electronics 2016. - International Society for Optics and Photonics, 2016. - T . 10224. - C. 102241N], which, however, is only an estimate given to better understand the mechanisms and possibilities for implementing the present invention.
Предлагаемое устройство и способ по объему дозируемого за цикл материала ограничены лишь возможностями миниатюризации объема сопла, содержащего запирающий элемент и минимизацией расстояния между трубкой для измерения уровня и соплом, в сумме определяющих объем дозирования, схематично обозначенный на фиг. 1 как (18). В качестве оценки минимального объема можно принять объем порядка 10 мкл, при этом максимальный объем с точки зрения реализации практически ничем не ограничен, поскольку определяется взаимным расположением, а по сути расстоянием, между трубкой для измерения уровня и соплом выдачи жидкости, а также площадью сечения дозирующей линии/канала (18) и сопла выдачи жидкости и может быть изменен благодаря использованию заменяемого элемента, например, в виде силиконовой трубки нужной длины, обеспечивая необходимый для конкретной задачи объем дозирования, дозировка которого будет осуществляться с указанной воспроизводимой точностью. Проблема же исходной точности задания дозируемого объема может быть решена с применением расположения указанных элементов друг относительно друга с необходимой точностью.The proposed device and method according to the volume of material dosed per cycle is limited only by the possibility of miniaturizing the volume of the nozzle containing the locking element and minimizing the distance between the level measuring tube and the nozzle, which in total determine the dosing volume, schematically indicated in FIG. 1 as (18). As an estimate of the minimum volume, one can take a volume of the order of 10 μl, while the maximum volume from the point of view of implementation is practically unlimited, since it is determined by the relative position, and in fact the distance, between the level measuring tube and the liquid delivery nozzle, as well as the metering sectional area the line / channel (18) and the nozzle for dispensing liquid and can be changed due to the use of a replaceable element, for example, in the form of a silicone tube of the desired length, providing the volume of dosing required for a specific task Bani, the dosage of which will be indicated with reproducible accuracy. The problem of the initial accuracy of setting the dosed volume can be solved by using the location of these elements relative to each other with the necessary accuracy.
Осуществление функции возврата жидкости из канала подачи (17) в расходный резервуар (13) с полным забором всего объема, за исключением дозированного, реализуется наличием в устройстве газо-откачной системы (3), которая может быть реализована, например, на базе мембранного или иного вакуумного насоса, регулировка скорости откачки и ее включение или отключение, реализующееся клапаном-регулятором (6). Благодаря наличию таких элементов в составе и способу их взаимного использования по описанному в настоящем изобретении способу, слежение за выполнением этапов и действий осуществляющегося посредством блока электронного управления процессом (4), делает возможным применение процедур обработки жидкости в расходном резервуаре между циклами ее подачи для дозации. При этом задачей блока управления в основном является осуществление задействования тех или иных элементов устройства через предварительно определенные при первоначальной однократной настройке устройства интервалы времени, ключевым контролируемым процессом при этом служит сигнал датчика о формировании аэрозольного потока. При этом становится возможным (как и было описано выше) работа с жидкими материалами, требующими периодической обработки для поддержания их свойств и однородности этих свойств по объему. Причем обеспечиваются условия для обработки всего объема жидкости, что важно, поскольку наличие даже незначительного объема, не подверженного обработке неизбежно приводит к потере свойств и однородности данного материала, последнее может негативно сказываться, например, на свойствах получаемых в результате дозирования растворов или слоев материалов на подложке. Причем обеспечивается возможность осуществления произвольно больших задержек между операциями выдачи по времени, что может быть важно, например, при медленном формировании пленок.The function of returning liquid from the supply channel (17) to the supply tank (13) with a complete intake of the entire volume, except for the dosed one, is realized by the presence of a gas-pumping system (3) in the device, which can be implemented, for example, on the basis of a membrane or other vacuum pump, adjusting the pumping speed and turning it on or off, implemented by a control valve (6). Due to the presence of such elements in the composition and the method of their mutual use according to the method described in the present invention, monitoring the implementation of the steps and actions carried out by the electronic process control unit (4) makes it possible to use liquid treatment procedures in the flow tank between the cycles of its supply for dosing. In this case, the task of the control unit is mainly to enable the activation of certain device elements through time intervals previously determined during the initial one-time setup of the device, the key controlled process being the sensor signal about the formation of the aerosol stream. In this case, it becomes possible (as described above) to work with liquid materials that require periodic processing to maintain their properties and the uniformity of these properties in volume. Moreover, the conditions are provided for processing the entire volume of liquid, which is important, since the presence of even a small volume not subject to processing inevitably leads to a loss of the properties and uniformity of this material, the latter can adversely affect, for example, the properties obtained by dispensing solutions or layers of materials on the substrate . Moreover, it is possible to carry out arbitrarily large delays between the issuing operations in time, which may be important, for example, with slow film formation.
Работа устройства описывается в рамках описания способа дозирования заданного объема жидкости, включающего следующие этапы:The operation of the device is described in the framework of the description of the method of dispensing a given volume of liquid, including the following steps:
(а) - определение референсного значения оптической плотности или диэлектрической проницаемости воздушного промежутка, находящегося ниже распылительного сопла, при чем измерения проводят заданное время с усреднением значения и записью в память электронного блока управления, при этом необходимое время, определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства;(a) - determination of the reference value of the optical density or permittivity of the air gap below the spray nozzle, whereby the measurements take a predetermined time with averaging the value and writing to the memory of the electronic control unit, while the necessary time is determined previously as a result of the initial one-time device setup ;
(б) - перераспределение жидкости из расходного резервуара через транспортный канал в трубку для измерения уровня с ее частичным заполнением, которое осуществляют путем формирования равного давления газа над емкостью и резервуаром; при этом осуществляют контроль превышения необходимого уровня жидкости, гарантированно обеспечивающего заполнение объема линии/канала дозации и в случае отсутствия регистрации превышения необходимого уровня электронный блок управления останавливает процесс с переходом на этап (з) и ожиданием долива исходной жидкости объемом, составляющим до приблизительно до 80% объема расходного резервуара, используемого в устройстве, при этом точного дозирования не производят, а объем определяется предварительно заданным временем открытия соответствующего клапана канала долива;(b) - redistribution of liquid from the supply tank through the transport channel into the tube for measuring the level with its partial filling, which is carried out by forming equal gas pressure over the tank and the tank; at the same time, they control the excess of the required liquid level, which ensures that the volume of the dosing line / channel is filled, and if there is no registration of the excess of the required level, the electronic control unit stops the process with going to step (h) and waiting for topping up the initial liquid with a volume of up to about 80% the volume of the supply tank used in the device, while the exact dosing is not performed, and the volume is determined by a predetermined opening time, respectively acting valves channel topping;
(в) - перераспределение жидкости из трубки для измерения уровня в дозирующий объем линии/канала дозации, которое осуществляют путем формирования равного или пониженного давления газа в дозируемом объеме относительно давления над трубкой для измерения уровня, а также посредством поднятия запирающей иглы на небольшое расстояние, и открытия таким образом распылительного сопла, являющееся областью выдачи дозируемого материала; что осуществляют одновременно с созданием условий для формирования аэрозольного потока при достижении жидкостью края сопла, например, посредством создания снаружи сопла потока газа либо генерацией ультразвуковых колебаний сопла, способствующих формированию аэрозоля; при этом величину поднятия запирающей иглы определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства.(c) the redistribution of liquid from the level measuring tube into the dosing volume of the dosing line / channel, which is carried out by forming equal or reduced gas pressure in the dosed volume relative to the pressure above the level measuring tube, and also by raising the locking needle a small distance, and thus opening the spray nozzle, which is the dispensing area of the metered material; what is carried out simultaneously with the creation of conditions for the formation of an aerosol stream when the liquid reaches the edge of the nozzle, for example, by creating a gas stream outside the nozzle or by generating ultrasonic oscillations of the nozzle that contribute to the formation of an aerosol; wherein the amount of raising the locking needle is determined previously as a result of the initial one-time setup of the device.
(г) - контроль заполнения дозирующего объема и определение наличия сформированного аэрозольного потока, которое осуществляют путем измерения оптической плотности или диэлектрической проницаемости воздушного промежутка, находящегося ниже распылительного сопла, изменение которой в сравнении со значением, полученным на этапе (а) служит сигналом о появлении аэрозольного потока, что в свою очередь является сигналом о заполнении дозирующего объема в линии/канале дозации; при чем измерения проводят заданное время с усреднением значения и сравнением полученных значений на этапе (а), при этом необходимое время, определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства.(d) - monitoring the filling of the dosing volume and determining the presence of an aerosol stream formed, which is carried out by measuring the optical density or dielectric constant of the air gap below the spray nozzle, the change of which in comparison with the value obtained in step (a) serves as a signal about the appearance of the aerosol flow, which in turn is a signal that the dosing volume is full in the dosing line / channel; wherein the measurements spend a predetermined time with averaging the values and comparing the obtained values in step (a), while the required time is determined previously as a result of the initial one-time setup of the device.
(д) - прекращение формирования аэрозольного потока из области выдачи дозируемого материала, которое осуществляют путем разрушения условий для формирования аэрозольного потока вблизи сопла и опусканием иглы и закрытия тем самым распылительного сопла;(e) - stopping the formation of an aerosol stream from the dispensing area of the metered material, which is carried out by destroying the conditions for the formation of an aerosol stream near the nozzle and lowering the needle and thereby closing the spray nozzle;
(е) - отделение дозируемого объема жидкости в линии/канале дозации от оставшегося объема жидкости в устройстве и возврат жидкости из транспортного канала и трубки для измерения уровня в расходный резервуар, которое осуществляют путем формирования пониженного давления газа над расходным резервуаром относительно трубки для измерения уровня, что в сочетании с закрытым соплом приводит к перераспределению оставшейся жидкости обратно в расходный резервуар с опустошением трубки для измерения уровня; при чем для корректного проведения процесса возврата жидкости по транспортному каналу перед переходом к следующей стадии осуществляют временную задержку, определяемую предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства.(e) - separating the dosed volume of liquid in the dosing line / channel from the remaining volume of liquid in the device and returning the liquid from the transport channel and the level measuring tube to the flow tank, which is carried out by forming a reduced gas pressure above the flow tank relative to the level measuring tube, which in combination with a closed nozzle leads to the redistribution of the remaining liquid back to the supply tank with the emptying of the level measuring tube; moreover, for the correct process of returning the liquid through the transport channel before proceeding to the next stage, a time delay is carried out, which is determined previously as a result of the initial one-time setup of the device.
(ж) - выдача дозированного объема жидкости, которую осуществляют путем поднятия иглы и полного открытия сопла в сочетании с формированием давления газа над трубкой для измерения уровня, причем время открытия сопла гарантированно превышает время выдачи дозированного объема, при этом его определяют предварительно в результате первоначальной однократной настройки устройства.(g) - issuing a dosed volume of liquid, which is carried out by raising the needle and completely opening the nozzle in combination with the formation of gas pressure above the level measuring tube, and the opening time of the nozzle is guaranteed to exceed the time of dispensing the dosed volume, and it is determined previously as a result of the initial single device settings.
(з) - завершение цикла дозации и выдачи, которое реализуют закрытием сопла и возврата устройства в исходное состояние (а), когда вся жидкость находится в расходном резервуаре, которое осуществляют путем поддерживания над жидкостью пониженного давления газа по сравнению с давлением над трубкой для измерения уровня или давлением внешней окружающей устройство среды, причем таким образом, что над уровнем жидкости остается достаточный объем газа для работы клапанов и осуществления откачки газа без попадания жидкости в управляющие клапана.(h) - completion of the dosing and dispensing cycle, which is realized by closing the nozzle and returning the device to its original state (a) when all the liquid is in the supply tank, which is carried out by maintaining a lower gas pressure over the liquid compared to the pressure above the level measuring tube or pressure of the external environment device, so that above the liquid level there is enough gas to operate the valves and to pump gas without liquid entering the control valves.
При этом возможно осуществление способа, при котором выдачу дозированного объема жидкости осуществляют путем неполного открытия сопла, обеспечивающего известный исходя из проводимой предварительно калибровки расход жидкости, а также при формировании условий формирования аэрозольного потока средствами либо потока газа, при реализации пневматического принципа формирования аэрозольного потока, либо генерацией ультразвуковых колебаний сопла, реализующих применение ультразвукового принципа формирования аэрозольного потока.In this case, it is possible to carry out a method in which the dispensing of a dosed volume of liquid is carried out by incomplete opening of the nozzle, which provides a known liquid flow rate based on preliminary calibration, as well as when forming conditions for the formation of an aerosol stream by means of either a gas stream, when implementing the pneumatic principle of forming an aerosol stream, or the generation of ultrasonic vibrations of the nozzle, implementing the application of the ultrasonic principle of the formation of an aerosol stream.
При этом возможно осуществление способа, при котором на этапе выдачи дозированного объема жидкости дополнительно осуществляют формирование воздушного потока, не способного сформировать аэрозоль из выдаваемой жидкости с целью нивелирования эффектов смачивания и удаления возможных микрокапель жидкости на внешней поверхности выдающего жидкость сопла при выдаче, а также формируют давление газа над трубкой для измерения уровня, составляющее до 1,5 от давления в окружающей устройство среды, способствующего полному удалению жидкости внутри сопла и увеличению скорости выдачи жидкости.In this case, it is possible to carry out a method in which, at the stage of dispensing a dosed volume of liquid, an air stream is additionally formed that is not able to form an aerosol from the discharged liquid in order to level the effects of wetting and remove possible micro droplets of liquid on the outer surface of the liquid-issuing nozzle during dispensing, and also form gas above the tube for measuring the level, up to 1.5 of the pressure in the surrounding device environment, contributing to the complete removal of fluid inside and nozzles and increase the rate of fluid delivery.
При этом возможно осуществление способа, при котором на этапах перераспределения жидкости из трубки для измерения уровня в дозирующий объем линии/канала дозации и определения наличия сформированного аэрозольного потока для предотвращения попадания отдельных капель или аэрозольного потока в контейнер или на поверхность формируемой пленки используют заслонку, которую располагают между датчиком аэрозоля и целевой точкой выдачи материала, выдвигаемую на этих этапах для предотвращения попадания жидкости в целевую точку/область выдачи.In this case, it is possible to implement a method in which at the stages of redistributing liquid from a tube for measuring the level into the dosing volume of the dosing line / channel and determining the presence of a generated aerosol stream to prevent individual drops or aerosol stream from entering the container or onto the surface of the formed film, a shutter is used, which is placed between the aerosol sensor and the target point of delivery of the material advanced at these stages to prevent liquid from entering the target point / area of delivery.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145783A RU2671182C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Device and method of dispensing the preset volume of liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145783A RU2671182C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Device and method of dispensing the preset volume of liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2671182C1 true RU2671182C1 (en) | 2018-10-29 |
Family
ID=64103391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017145783A RU2671182C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Device and method of dispensing the preset volume of liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2671182C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754815C1 (en) * | 2020-09-29 | 2021-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Method for dosing and prepackaging pharmaceutical substances and apparatus for implementation thereof |
| CN114132652A (en) * | 2022-01-06 | 2022-03-04 | 杭州和利时自动化有限公司 | Conveying method, device and medium for product oil |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4106671A (en) * | 1975-10-31 | 1978-08-15 | Beckman Instruments, Inc. | Liquid head control system |
| US20170158479A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Nestec S.A. | Apparatus for filling containers |
| RU2628984C1 (en) * | 2016-11-11 | 2017-08-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Universal dosage system of liquids on basis of membrane pump |
-
2017
- 2017-12-26 RU RU2017145783A patent/RU2671182C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4106671A (en) * | 1975-10-31 | 1978-08-15 | Beckman Instruments, Inc. | Liquid head control system |
| US20170158479A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Nestec S.A. | Apparatus for filling containers |
| RU2628984C1 (en) * | 2016-11-11 | 2017-08-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Universal dosage system of liquids on basis of membrane pump |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754815C1 (en) * | 2020-09-29 | 2021-09-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Method for dosing and prepackaging pharmaceutical substances and apparatus for implementation thereof |
| CN114132652A (en) * | 2022-01-06 | 2022-03-04 | 杭州和利时自动化有限公司 | Conveying method, device and medium for product oil |
| CN114132652B (en) * | 2022-01-06 | 2023-06-02 | 杭州和利时自动化有限公司 | Method, device and medium for conveying finished oil |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8082066B2 (en) | System for controlling valve fluid flow based on rate of change of close rate acceleration | |
| US6348098B1 (en) | Flow controller | |
| RU2671182C1 (en) | Device and method of dispensing the preset volume of liquid | |
| US20060193969A1 (en) | Method and apparatus for streaming a viscous material on a substrate | |
| US6010032A (en) | Continuous dispensing system for liquids | |
| US4406313A (en) | Method and apparatus for filling discrete drums with a liquid | |
| KR20170013322A (en) | System and method for operation of a pump with feed and dispense sensors, filtration and dispense confirmation, and reduced pressure priming of filter | |
| US20160032909A1 (en) | Liquid dispensing devices and methods of controlling the same | |
| JP6804850B2 (en) | Coating device and coating method | |
| US20170252766A1 (en) | Assembly for and Method of Dispensing a Liquid | |
| JP2006008249A (en) | Fluid dispenser cartridge having bag means | |
| US20080223483A1 (en) | Method and apparatus for providing constant liquid rates and dispensing precisely repeatable liquid volumes | |
| CN110267746A (en) | Applying device and bubble minimizing technology | |
| JP5452599B2 (en) | Method and apparatus for filling a target container | |
| ATE284036T1 (en) | MICROVOLUME LIQUID HANDLING SYSTEM | |
| JP2006308374A (en) | Liquid-dispensing device and liquid dispensation method | |
| TW201914698A (en) | Method and apparatus for coating substrate | |
| US20190086251A1 (en) | Method of determining a filling level | |
| CN113917950B (en) | Automatic liquid level glue injection detection device and automatic liquid level glue injection method | |
| JPH07119643A (en) | Supply and measuring device for liquid | |
| KR100732319B1 (en) | A coater capable of eliminating a pulsation and controlling a flow rate | |
| JP4018670B2 (en) | Dispensing device | |
| US6357636B2 (en) | Article and method for flow control in liquid dispensing devices | |
| US20220412863A1 (en) | Method and apparatus for measuring a receding contact angle | |
| US20030110967A1 (en) | Ink cartridge for ink level management apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210226 Effective date: 20210226 |