RU1795294C - Дозатор жидкости - Google Patents

Abstract

Использование: объемное дозирование жидкости. Сущность изобретени : мерную камеру 1 заполн ют жидкостью через первый патрубок 7 с питательным клапаном 20 за счет освобождени  подвижного днища сильфона 3. Закрепленный на сильфоне 3 золотниковый распределитель обеспечивает сообщение камеры 2 с атмосферой. Излишки жидкости сливаютс  при нагрузке сильфона 3 через канал слива 4 с обратным клапаном 19, а доза - через второй шпиндельный клапан 6, установленный на втором патрубке 8. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике объ- емнЬго дозировани  жидких сред и может быть| использовано в микробиологической промышленности дл  дозировани  пита- тельфых растворов при проточном культиви- , различных микроорганизмов, а такжЈ в фармацевтической и химической промышленности; может быть с успехом применено в исследовательской практике в указанных област х.

В насто щей за вке речь идет об объемных дозаторах дискретно непрерывного принципа действи .

Э|то обусловлено тем, что,нэпример в процессах проточного культивировани  микроорганизмов такой принцип легко под- даетс   автоматизации за счет использовани  частотно-импульсных управл ющих сигналов.

В то же врем  он налагает определенные требовани  к точности каждой объемной дозы и, главное, к быстродействию дозировани .

Повышение частоты импульсного дозировани  относительно малых объемов доз вызвано стремлением избежать ударного воздействи  каждой дозы концентрацией nnfaTeflbHbix веществ на растущую культуру микроорганизмов.

В свою очередь это и требует быстродействи  механизма дозировани , повышени  его производительности по частоте . подачи доз к адресату, т.е. ферментеру.

Известны дозаторы с калиброванным объемом, поршневым исполнительным органом и переключением патрубков входа и выхода дозируемой жидкости либо пнев- мопоршнем, либо трехходовым краном, в которых исходна  жидкость должна подводитьс  к дозирующей камере об зательно под избыточным, давлением, способным обеспечить достаточное быстродействие дозатора.

ел

с

V4 чэ ел ю ю N

Недостатки таких дозаторов заключаютс  в большом количестве подвижных уп- лотнителыных элементов (поршней, золотников и т.п.), что неизбежно приводит к потер м надежности работы (потери при трени х, утечки дозируемой жидкости, износ уплотнительных элементов) и быстродействи  их.

Кроме того, необходимость создани  и поддержани  избыточного давлени  в емкост х с жидкостью, предназначенной дл  до- зировани , требует подключени  в работу дополнительных устройств и приводит к неудобствам в эксплуатации, обслуживании .

Известен дозатор объемного, погруж- ного типа, в котором калиброванный геометрический объем черпаетс  из основной массы исходной жидкости и самотеком подаетс  к адресату.

Но в таком дозаторе, кроме большой погрешности дозировани , низкое быстродействие: требуетс  достаточно большое врем  на транспортирование самотеком отмеренной дозы.к адресату.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  механизм дозировани , в котором в калиброванном по объему неподвижном сосуде от пневмо- сильфона создаетс  попеременно то вакуум дл  его заполнени  жидкостью, то давление дл  вытеснени  сначала излишков жидкости в исходный объем, а затем транспортировани  отмеренной дозы к адресату.

Создание вакуума пневмосильфоном позвол ет засасывать жидкость из емкости ее хранени  без применени  избыточного давлени  в ней, а создание этим же пневмосильфоном давлени  обеспечивает быстрый и полный возврат излишков жидкости в исходную емкость и, главное, быстрое принудительное вытеснение отмеренной дозы к адресату.

Но существует и очень серьезный недостаток , заключающийс  в том, что такое давление приходитс  создавать дважды: сначала дл  вытеснени  излишков жидкости в исходный сосуд, а затем после выполнени  такта всасывани  порции воздуха вновь создают давление дл  вытеснени  самой дозы к адресату. При этом между перечисленными операци ми приходитс  выполн ть переключение распределительного крана. На все эти промежуточные операции уходит очень много времени, что значительно снижает быстродействие дозировани  и производительность его по частоте подачи доз к адресату.

Достигаемый технический результат достигаетс  тем,что в дозаторе жидкости, содержащем мерную емкость, верхний открытый кран которой размещен в камере, а нижний через клапан подключен к патрубку, сообщенному через канал слива с нижней

частью камеры, верхн   часть которой сообщена с сильфоном, одно днище которого закреплено неподвижно, а другое - подвижно , дополнительно введены золотниковый распределитель, обратный клапан и второй

патрубок со вторым клапаном, через который нижн   часть мерной емкости подключена ко второму патрубку, причем первый и второй клапаны выполнены шеппельными, корпус золотникового распределител  закреплен в сильфоне на его неподвижном дне, в котором выполнено отверстие, сообщающее полость корпуса золотникового распределител  с камерой, а золотник установлен на подвижном днище сильфона и

выполнен с каналом, открытым первым концом на боковую поверхность золотника и сообщена вторым концом с атмосферой, причем первый конец канала золотника в свободном состо нии сильфона сообщен с

отверстием, выполненным на боковой поверхности корпуса золотникового распределител , причем обратный клапан установлен в канале слива и обращен входным отверстием к камере, а первый шеппельный клапан установлен в противофазе относительно второго шеппельного клапана и обратного клапана.

Введение этих новых элементов позвол ет по окончании всасывани  жидкости в

дозатор за счет соответствующего положени  золотника в его направл ющем стакане сбросить создавшийс  вакуум в пневмо- сильфоне, заполнить его воздухом с атмосферным давлением, необходимым при

следующем такте создани  пневмосильфоном давлени  дл  одновременного вытеснени  как излишков жидкости в исходный сосуд, так и отмеренной дозы к адресату. При этом нет необходимости делать какие-либо переключени  распределительным краном - установленные новые обратные клапаны автоматически направ т оба объема жидкости по нужным адресам.

Все это исключает непроизводительные промежуточные операции, позвол ет быстро , без задержек осуществл ть всасывание жидкости только по калиброванному сосуду, ее отмеривание и .принудительную транспортировку дозы к адресату, обеспечивает высокую производительность дозатора по частоте подачи доз.

На чертеже представлена конструктивна  схема предлагаемого дозатора (продольный разрез).

Он состоит из калиброванного сосуда 1, полости давлени .или откачки воздуха 2, пневмосильфона 3, канала возврата излишков жидкости 4, распределительного крана, включающего обратные ниппельные клапаны 5 и 6, патрубков 7 - входа и 8 - выхода жидкости, золотника 9 с внутренним каналом 10, жестко св занного с верхней, перемещаемой крышкой 11 пневмосильфона 3. Привода 12 пневмосильфона (привод может быть пневмоэлектро и т.п.), его толкател  13 С возвратной пружиной 14.

Золотник 9 перемещаетс  в направл ющем стакане 15, в верхней части которого имеютс  отверсти  16. : Золотник 9 имеет подвижные кольцевые уплотнени  17 его в направл ющем стакане 15.

Внутренн   полость пневмосильфона 3 сообщена с полостью давлени  и откачки воздуха 2 отверсти ми 18.

Канал возврата 4 оснащен обратным клапаном 19.

На корпусах клапанов 5 и б имеютс  эластичные упругие ниппельные трубки 20 (например, резиновые).

К патрубку входа 7 может быть подключена соответствующим трубопроводом емкость 21 с исходной питательной средой (дозируема  жидкость), оборудованна  биофильтром 22 дл  св зи с атмосферой.

Дозатор работает следующим образом.

При поступлении на привод 12 управл ющего электро- или пневмоимпульса его толкатель 13, преодолев усилие пружины 14, перемещает крышку 11 вниз и сжимает пневмссильфон 3 (величина хода заложена в приводе 12).

Золотник 9 перемещаетс  вниз в стакане 15, при этом его внутренний канал 10, сообщенный верхним его концом с атмосферой , за счет уплотнений 17изолирован,от внутренней полости пневмосильфона 3.

Таким образом, в полости 2 создаетс  давление воздуха, которое вытесн ет жидкость , имевшуюс  в калиброванном сосуде 1i через обратный клапан 6 и патрубок 8 к адресату, а имеющуюс  в нижней наклонной части полости 2 - через канал 4, обратный клапан 19 и патрубок 7 в емкость 21.

При этом сопротивлени  (усили  прижати ) обратных клапанов 6 и 19 сделаны одинаковыми , поэтому жидкость вытесн етс  через них одновременно от одного импульса давлени  в полости 2.

Поле сн ти  управл ющего сигнала с привода 12 толкатель 13 под действием пружины 14 поднимаетс , перемеща  за собой св занную с ним верхнюю крышку 11 пневмосильфона 3.

В результате пневмосильфон расшир 5 етс  вверх, создава  в полости 2 вакуум, под действием которого из мерной емкости 21 через патрубок 7 и обратный клапан 5 в калиброванный сосуд 1 засасываетс  жидкость (обратные клапаны 6 и 19 в этом слу0 чае закрываютс ).

Вакуум в полости 2 (и процесс всасывани  жидкости) сохран етс  до тех пор, пока золотник 9, перемеща сь вместе с верхней

5 крышкой 11, не установитс  в положении, . при котором отверсти  16 на окажутс  между двум  уплотнительными кольцами 17, В этот момент канал 10 золотника 9 св жет внутреннюю полость пневмосильфона 3 и

0 полость 2 с атмосферой, вакуумировзние прекратитс  - режим всасывани  окончитс .

Объем и ход пневмосильфона 3 подобраны таким образом, что всасываетс  жид5 кости несколько больше, чем вмещает калиброванный сосуд 1, поэтому излишки жидкости переливаютс  через кромку верхнего открытого конца сосуда 1 и собираютс  в нижней части полости 2,

0 Таким образом, в калиброванном сосуде 1 оказываетс  геометрически точно отмеренна  доза жидкости.

Поступление на привод 12 очередного управл ющего импульса вновь сжимает

5 пневмосильфон 3, золотник 9 перемещаетс  вниз и отсекает полость 2 от атмосферы. В результате в полости 2 нарастает давление, которое и вытесн ет отмеренную дозу жидкости из сосуда 1 к адресату, а ее излишки

0 возвращаете емкость21.

И так повтор етс  с поступлением каждого управл ющего импульса и его сн тием. .Биофильтр 22 позвол ет атмосферному

5 воздуху компенсировать убыль дозируемой жидкости (питательной среды) из емкости 21 без заражени  ее посторонней микрофлорой .

Как видно из приведенного описани , в

0 процессе дозировани  и всасывани  не требуетс  никаких дополнительных и непроизводительных операций, все происходит без задержек и определ етс  скоростью и дли- тельностью поступлени  управл ющих им5 пульсов, промежутками между ними и в зкостными характеристиками дозируемой жидкости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Дозатор жидкости, содержащий мерную емкость, верхний открытый край которой размещен в камере, а нижний через клапан подключен к патрубку, сообщенному через канал слива с нижней частью камеры, верхн   часть которой сообщена с сильфо- ном, одно днище которого закреплено неподвижно , а другое - подвижно, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены золотниковый распределитель, обратный клапан и второй патрубок с вторым клапаном, через который нижн   часть мерной емкости подключена к второму патрубку, причем первый и второй клапаны выполнены ниппельными, корпус золотникового распределител  закреплен в сильфоне на его неподвижном дне, в котором выполнено отверстие, сообщающее полость корпуса золотникового распределител  с камерой, а золотник уста- новлен на подвижном днище сильфона и выполнен с каналом, открытым первым концом на боковую поверхность золотника и сообщенную вторым концом с атмосферой, причем первый конец канала золотника в свободном состо нии сильфона сообщен с отверстием, выполненным на боковой поверхности корпуса золотникового распределител , причем обратный клапан установлен в канале слива и обращен входным отверстием к камере, а первый ниппельный клапан установлен в противофазе относительно второго ниппельного клапана и обратного клапана.