SU823871A1

SU823871A1 - Device for metering liquids

Info

Publication number: SU823871A1
Application number: SU772506496A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иосифович Брацлавский; Александр Арсеньевич Ильюхин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Иконструкторский Институт Научного При-Боростроения
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1977-07-12
Publication date: 1981-04-23

Description

Изобретение относится к устройствам для дозирования жидкостей, а именно к устройствам для дозирования жидкостей поршневого или плунжерного типа с управляемыми клапанами, применяемыми в лабораторной практике при биохимических, биологических, медицинских и др. исследованиях.The invention relates to devices for dispensing liquids, and in particular to devices for dispensing liquids of a piston or plunger type with controlled valves used in laboratory practice in biochemical, biological, medical and other studies.

Известны устройства для дозирования жидкостей плунжерного типа, в которых переключение потока жидкости Осуществляется с помощью самоуправляемых клапанов, срабатывающих под давлением дозируемой жидкости [1}.Known devices for dispensing plunger type liquids, in which the switching of the fluid flow is carried out using self-controlled valves that operate under the pressure of the dosed fluid [1}.

Однако в этих устройствах самоуправляемые клапаны переключаются непосредственно в процессе дозирования жидкости, а так как они обладают конечным временем переключения, это вносит дополнительную погрешность в процесс дозирования.However, in these devices, self-acting valves switch directly during the dosing process, and since they have a finite switching time, this introduces an additional error in the dosing process.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для дозирования, содержащее плунжерный дозирующий элемент с управляемым поворотным клапаном, электродвигатель со схемой управления и приводной механизм с входным валом, расположенный между ведущей шестерней электродвигателя ‘и плунжером дозирующего элемента [2].Closest to the technical nature of the proposed device is a metering device containing a plunger metering element with a controlled rotary valve, an electric motor with a control circuit and a drive mechanism with an input shaft located between the drive gear of the electric motor ‘and the plunger of the metering element [2].

Недостатком этого устройства является наличие жесткой программы пе’ ремещения плунжеров и переключения клапанов, задаваемой ведущей шестерней, кинематически связанной с валом электродвигателя. Независимо _ от величины перемещения плунжеров и, следовательно, величины дозы жидкости, значения которых регулируются изменением передаточного отношения кинематической передачи, полный цикл дозирования всегда соответству15 ет полному обороту ведущей шестерни.The disadvantage of this device is the presence of a rigid program for moving the plungers and switching valves, defined by the pinion gear kinematically connected with the motor shaft. Regardless of the magnitude of the movement of the plungers and, consequently, the magnitude of the dose of fluid, the values of which are regulated by a change in the gear ratio of the kinematic transmission, the full batching cycle always corresponds to the full rotation of the pinion gear.

При этом на определенных участках поворота этой шестерни осуществляются перемещения плунжеров,· а на других, также определенных, участках 20 поворота шестерни - переключения кла панов.At the same time, in certain areas of rotation of this gear, plungers are moved, · and in other, also defined, areas of rotation of gear 20, valve switching.

Такая жесткая система управления клапанами неприменима в устройствах с электрическим регулированием ве25 личины дозы, в частности в устройствах с реверсивным электроприводом. В этих устройствах величина дозы задается либо углом поворота вала электродвигателя (шаговый электро30 привод), либо величиной перемещения . 3 какого-либо элемента устройства, определяемой электрическим датчиком перемещения, управляющим электродвигателем.Таким образом, в этих устройствах все элементы кинематики при различных величинах дозы имеют различные перемещения.Such a rigid valve control system is not applicable in devices with electric regulation of the dose value, in particular, in devices with reversible electric drive. In these devices, the dose value is set either by the angle of rotation of the motor shaft (step electric drive 30) or by the amount of displacement. 3 of any element of the device determined by the electric displacement sensor controlling the electric motor. Thus, in these devices, all elements of the kinematics at different doses have different displacements.

. Цель изобретения - упрощение регулирования величины дозы и повышение точности дозирования в устройствах с реверсивным электродвигателем.. The purpose of the invention is to simplify the regulation of the dose and increase the accuracy of dosing in devices with a reversible electric motor.

Поставленная цель достигается тем, что на оси вращения управляемого клапана закреплен подпружиненный зубчатый сектор, взаимодействующий своими зубцами с ведущей шестерней элек- 15 тродвигателя, при этом между электродвигателем и приводным механизмом установлен механический элемент задержки, выполненный в виде диска с пазом, закрепленного на входном валу ) приводного механизма, и штифта, размещенного в пазу и закрепленного на ведущей шестерне электродвигателя.This goal is achieved by the fact that a spring-loaded gear sector is fixed on the axis of rotation of the controlled valve, which interacts with its teeth with the drive gear of the electric motor, while a mechanical delay element is installed between the electric motor and the drive mechanism, made in the form of a disk with a groove mounted on the input shaft ) the drive mechanism, and the pin, placed in the groove and mounted on the drive gear of the electric motor.

. На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - положения отдельных элементов кинематической схемы в моменты переключения, клапана.. In FIG. 1 presents a kinematic diagram of the proposed device; in FIG. 2 and 3 - the positions of the individual elements of the kinematic scheme at the moments of switching valve.

Устройство содержит приводной реверсивный электродвигатель 1, дозирующий элемент, состоящий из цилиндра 2 и плунжера 3,¹ управляемый поворотный клапан 4, на оси 5 которого закреплен зубчатый сектор 6., Приводной механизм между электродвигателем 1 и дозирующим элементом состоит из одноступенчатой зубчатой передачи - шестерен 7 и 8, а также ходового винта 9 и маточной гайки 10, • жестко связанной с плунжером 3. На входном валу 11 приводного механизма закреплен диск 12, имеющий, например, дуговой паз 13. На валу двигателя 1 закреплена ведущая шестерня· 14, входящая в зацепление с зубчатым сектором 6. На шестерне 14 установлен штифт 15, входящий в дуговой паз 13 диска 12. Между неподвижной опорой 16 и сектором б закреплена пружина растяжения 17.The device comprises a drive reversible electric motor 1, a metering element consisting of a cylinder 2 and a plunger 3, ¹ controlled by a rotary valve 4, on the axis 5 of which a gear sector 6 is fixed. The drive mechanism between the electric motor 1 and the metering element consists of a single-stage gear transmission - gears 7 and 8, as well as the lead screw 9 and the master nut 10, • rigidly connected to the plunger 3. A disk 12 is mounted on the input shaft 11 of the drive mechanism, having, for example, an arc groove 13. A pinion gear · 14 is fixed to the shaft of the engine 1 , which engages with the gear sector 6. A pin 15 is mounted on the gear 14, which enters the arc groove 13 of the disk 12. Between the fixed support 16 and sector b, a tension spring 17 is fixed.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При вращении вала двигателя 1 штифт 15 входит в контакт с диском 12, в результате этого вращаются диски 12, шестерни 7 и 8 и ходовой винт 9. Гайка 10, перемещаясь по ходовому винту 9, перемещает плунжер 3 дозирующего элемента. Направление перемещения плунжера 3 определяется направлением вращения вала электродвигателя 1. Поскольку движение плун- ¢0 жера 3 вверх соответствует сливу дозы,а его движение вниз - забору дозы,то при каждом изменении направления движения плунжера (или, что то же самое при каждом реверсе электродвига45 теля 1) происходит переключение клапана 4 (поворот его оси 5).When the motor shaft 1 is rotated, the pin 15 makes contact with the disk 12, as a result of which the disks 12, gears 7 and 8 and the spindle 9 rotate. The nut 10, moving along the spindle 9, moves the plunger 3 of the metering element. The direction of movement of the plunger 3 is determined by the direction of rotation of the shaft of the electric motor 1. Since the movement of the plunger ¢ 0 ger 3 upwards corresponds to the discharge of the dose, and its downward movement corresponds to the dose intake, then with each change in the direction of movement of the plunger (or, what is the same with each reverse of the electric motor45 1) valve 4 is switched (rotation of its axis 5).

Пусть до момента переключения клапана 4 вал электродвигателя 1 вращается .по часовой стрелке, плунжер 3 идет вниз (фиг.2), при этом сектор 6 выводится из зацепления с шестерней 14, поджимается к ней пружиной 17, а штифт 15 контактирует с девым краем паза 13 в диске 12.Если 'электродвигатель 1 реверсирует, то шестерня 14’поворачивается против часовой стрелки. При этом сектор 6 входит в зацепление с этой шестерней и поворачивает ось 5 клапана 4. в результате чего происходит его переключение. Перемещения плунжера 3 в ЭТОТ момент ΗΘ ПРОИСХОДИТ, так как.штифт 15 перемещается в пазу 13 диска 12 и не контактирует с диском. По завершении переключения клапана 4 сектор 6 вновь выходит из зацепления с шестерней 14 и остается поджатым к ней пружиной 17. В этот момент штифт 15 входит в соприкосновение с диском 12 (доходит до правого края паза 13) и начинается перемещение плунжера 3 вверх.Let the shaft of the electric motor 1 rotate until the valve 4 is switched. Clockwise, the plunger 3 goes down (Fig. 2), while the sector 6 is disengaged from the gear 14, pressed against it by the spring 17, and the pin 15 is in contact with the ninth edge of the groove 13 in the disk 12. If the 'motor 1 reverses, then the gear 14' rotates counterclockwise. In this case, sector 6 engages with this gear and rotates the axis 5 of valve 4. As a result, it switches. The movement of the plunger 3 at THIS moment ΗΘ occurs because the pin 15 moves into the groove 13 of the disk 12 and does not contact the disk. Upon completion of the switching of the valve 4, the sector 6 again disengages from the gear 14 and remains pressed against it by the spring 17. At this point, the pin 15 comes into contact with the disk 12 (reaches the right edge of the groove 13) and the plunger 3 moves upward.

Если теперь вновь осуществляется реверс электродвигателя 1, то движения всех элементов повторяются в ранее описанной последовательности, но в противоположных направлениях, и клапан 4 переключается в прежнее положение, после чего начинается перемещение плунжера 3 вниз.If now the motor 1 is again reversed, then the movements of all the elements are repeated in the previously described sequence, but in opposite directions, and the valve 4 switches to its previous position, after which the plunger 3 moves down.

Центральный угол дугового паза 13 в диске 12 выбирают таким, чтобы переключение клапана 4 завершалось до момента соприкосновения штифта 15 с диском 12.The central angle of the arc groove 13 in the disk 12 is chosen so that the switching of the valve 4 is completed until the pin 15 is in contact with the disk 12.

Таким образом, предлагаемое, устройство позволяет обеспечить переключения клапана при каждом реверсе приводного' двигателя независимо от угла его поворота (величины дозы), останов двигателя и дальнейшее его вращение в прежнем направлении не приводят к переключениям клапана. Тем самым обеспечивается простота и гибкость управления. Наличие элемента задержки в кинематической цепи между валом двигателя и дозирующим элементом обеспечивает переключения клапана при неподвижном плунжере, в результате этого повышается точность дозирования.Thus, the proposed device makes it possible to provide valve switching at each reverse of the drive motor irrespective of the angle of rotation (dose rate), engine shutdown and its further rotation in the previous direction do not lead to valve switching. This ensures simplicity and flexibility of control. The presence of a delay element in the kinematic chain between the motor shaft and the metering element allows the valve to switch when the plunger is stationary, as a result of which the metering accuracy is increased.

Claims

1. The patent of Sweden 370182,

Cl, B 01 j 4/02, 1974..

2. Technical Description and Operating Instructions Automatic Pipette Operating Manual Models

0 25000, 25002, 25004, 25006, 1974 by Mieromedic Systems 3nc., USA, (prototype).

/ t

FIG.

) S

/ 7

/ 5} $