Устройство для дозирования жидкости
Использование: изобретение относится к устройствам для дозирования, а именно к устройствам для дозированной заправки ма|нитно-жид костных уплотнений накопителей информации ПЭВМ и направлено на повышение эксплуатационных возможностей . Сущность изобретения: устройство вк; гочает емкость для дозируемой жидкости и дозатор (Д) с приводом. Д содержит установленные в гильзе корпуса (ГК) полый поршень (ПП) со всасывающим клапаном (ВК), обратный клапан (ОК) расположенный в нижней части ГК под ПП и отвод (О) с наконечником (Н). Новым является то, что В К оснащен стержнем (С), на котором размещен с возможностью вертикального перемещения ПП. На одном конце С установлен уплотнительный элемё для герметизации пространства между внутренней стенкой ПП и С, а на другом - ограничитель хода ПП. ОК снабжен уплотнительным элементом: О выполнен в виде упругого трубчатого элемента переменного объема. Н установлен посредством подпружиненного рычага с роликом с возможностью перемещения в зону дозиропэнил. 4 ил. LO
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1 (» (i68y g И 1 д„у (Ж „) и Ф р, - В л - = ЦД ВЦ ВЯВ ЩООПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 4868237/13 (22 21,09,90 (46 07.02.93. Бюл. N. 5 (71: Научно-исследовательский институт микротехники (72) Н,А.Цуриков, Н.M,Áîãäàíîâ и А.С.Ясько (56) Авторское свидетельство СССР М 1439037, кл. В 65 В 3/12, t988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Использование: изобретение относится к уСтройствам для дозирования, а именно к устройствам для дозированной заправки ма нитно-жидкостных уплотнений накопителей информации ПЭВМ и направлено на по ышение эксплуатационных возможност й; Сущность изобретения: устройство вк ючает емкость для дозируемой жидкости Изобретение относится к устройствам для дозирования, в частности к устройствам для дозированной заправки магнитно-жидко тных уплотнений двигателей накопителеи информации ПЭВМ, и может быть использовано для дозирования жидкостей, содержащих твердые частицы, в помещени ях ласса 100000 и выше. В состав современных персональных ЭВМ входит накопитель информации на магнитных жестких дисках. Важнейшим элементом этих накопителей является электромеханический блок, во внутренней полости которого расположены магнитные жесткие дискй, вращаемые двигателем, конструктивно наМодящемся с внешней стороны электромеханического блока. Стабильность работы накопителя в процессе эксплуатации во. Ж, 1793237 А1 и дозатор (Д) с приводом. Д содержит установленные в гильзе корпуса (ГК) полый поршень (ПП) со всасывающим клапаном (ВК), обратный клапан (ОК) расположенный в нижней части ГК под ПП и отвод (О) с наконечником (Н). Новым является то, что ВК оснащен стержнем (С), на котором размещен с возможностью вертикального перемещения ПП. На одном конце С установлен уплотнительный элемент для герметизации пространства между внутренней стенкой ПП и С, а на другом — ограничитель хода ПП, ОК снабжен уплотнительным элементом; О выполнен в виде упругого трубчатого элемента переменного обьема. Н установлен посредством подпружиненного рычага с роликом с возможностью перемещения в зону дозирования. 4 ил, многом зависит от степейи чистоты во внутренней полости. Чтобы во время эксплуатации избежать загрязнения воздуха во внутренней полости электромеханического блока по линии вала электродвигателя, в корпусе двигателя установлено магнитножидкостное уплотнение (M>KY), обеспечивающее постоянное перекрытие зазора между валом и корпусом. В процессе сборки электромеханического блока предусмотрена дозированная заправка МЖУ двигателей магнитной жидкостью С2-40М (ТУ 49-2-1-89). В зависимости от конструкции МЖУ двигателей величины дозы лежат в интервале 20 — 35 мг и отклонение от номинала должно быть не более ++ 1%. 1793237 Специальная технология сборки электромеханических блоков накопителя и опыт организации их производства в помещениях класса 100000 и выше определяют к специальному технологическому оборудованию ряд технических требований: выделение посторонних веществ в ограниченный обьем помещений и влияние на климатические параметры в этих помещениях (температура 20+ 2 С, влажность 50+ 10 Д и т,д.) не допускается; конструкция должна обеспечивать надежную работу, при периодичности технического обслуживания один раз в полгода, которое производится вне специального помещения, наличие пыли и жировых загрязнений на поверхностях деталей и узлов электромеханического блока в процессе и по окончании сборки допускается не более 1 10 6 г/см ; габаритные размеры и масса оборудования должны быть минимальные,в связи с высокой дефицитностью рабочих площадей специальных помещений. Изобретение обеспечивает выполнение требований электронной гигиены и наиболее эффективно может быть использовано при дозированной заправке УЖУ двигателей в условиях помещений класса 100000 и выше. Известно устройство для дозированной подачи жидкого материала, содержащее емкость для дозируемого материала, соединенную патрубком с корпусом, снаб>кенным крышками и камерой, выполненной в виде полуцилиндра, поверхность которого сопряжена с двумя плоскостями. В камере установлен барабан с мерными каналами, выполненными открытыми в виде пазов, расположенных по образующей барабан, В крышках корпуса выполнен канал подвода сжатого воздуха с соплом. Недостатком устройства для дозированной раздачи жидкого материала является выполнение в нижней крышке корпуса канала с соплом, через который дозируемый материал продувается транспортирующим газом в изделие, вызывая загрязнение образующимися аэрозолями изделий и атмосферы рабочего помещения, что не допускает эксплуатацию устройства в помещениях класса 100000 и выше, Кроме того, наличие в устройстве для дозированной раздачи жидкого материала поверхностей трения барабана, корпуса и крышек, по которым осуществляется герметизация мерных каналов, не позволяет испольэовать жидкие материалы с твердыми включениями, вызывающими заклинивание и повышенный износ поверхностей трения, Известно также устройство для дозирования жидкости, содер>кащее емкость для дозируемого материала, соединенную трубкой с дозатором, выполненным в виде корпуса, в верхней части которого размещен штуцер, ввернутый во втулкус уплотнением, на которой установлен соленоид, прижатый к корпусу через резиновые герметизирующие уплотнения с стоп-магнитом, к которому приварен сильфон, взаимодействующий с полым поршнем, контактирующим с пружиной, закрепленной на полом штоке, установленном с воэможностью перемещения в штуцере. В корпусе размещена капсула с закрепленным на ней наконечником с иглой, в котором установлен спусковой клапан. 20 Недостатком устройства для доэирования жидкости является наличие поршня и . капсулы в виде плунжерной пары, которая осуществляет герметизацию полостей поверхностями трения, что не позволяет испольэовать устройство для дозирования жидкого материала с твердыми включениями из-за заклинивания и повышенного износа, кроме того, конструктивное выполнение устройства, а также жесткое со30 единение с капсулой наконечника с иглой не: обеспечивает подвод и отвод иглы из зоны заправки и удержания капли в канале иглы, что приводит к загрязнению поверхностей изделий при перемещении их относительно иглы и не допускает эксплуатацию устройства в помещениях класса 100000 и выше. Известно.также устройство для доэиро вания вязких материалов, содержащее стойку, на которой закреплены управляюч0 щий рычаг привода, взаимодействующий с копиром, и направляющая цилиндрической . формы, в которой расположена емкость для дозируемого материала, на выходе которой установлен дозатор, выполненный в виде гильзы, внутри которой расположен соединенный с управляющим рычагом полый поршень, снабженный плавающим клапаном. В нижней части гильзы размещен подпружиненный обратный клапан и выполненный из 50 жесткого материала отвод с наконечником. Недостатками устройства для дозирования вязких материалов является размещение в поршне плавающего клапана, стабильная работа которого зависит от мно55 гих факторов, таких как, например, вязкость жидкости, скорость перемещения поршня, что не обеспечивает стабильности дозирования жидкости, и перемещение жесткого отвода доэатора нэ новую позицию вертикально вверх вдоль силовых полей магнит1793237 но-жидкостных уплотнений с высокой напряженностью, что вызывает срыв капель дозируемой жидкости с наконечника, приводит к загрязнению изделия и.окружаюi„ щей среды и не позволяет использовать устройство в специальных помещениях класса 100000 и выше, что сужает эксплуатаЦионные,возможности устройства, Цель изобретения — повышение эксплуатационных возможностей и точности доэирования при заправке магнитной >кидкостью магнитно-жидкостных уплотнений. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для доэирования жидкости, вк ючающем емкость для доэируемой жидко ти, дозатор с приводом, содержащий уста овленные в гильзы корпуса попый по >шень с всасывающим клапаном, обратный клапан, расположенный в нижней части гильзы под поршнем, и отвод с наконечником для подвода дозы, соединенный с приво ом, всасывающий клапан, содержит ст ржневой элемент с размещенным на нем по ым поршнем и уплотнитепьный элемент, ге >метизирующий пространство между вн тренней стенкой поршня и стержнем, об атный клапан выполнен в виде диска со ш оком и снабжен уппотнительным элементом, отвод выполнен в виде упругого трубча oro элемента переменного объема, на онечник которого установлен с возможно тью перемещения в зону дозирования по биссектрисе угла между поверхностями де1.алей магнитно-жидкостного уплотнения изделия, 1 Сопоставительный анализ с прототипо 4 показывает, что заявляемое устройство для дозирования. жидкости отличается тем, чт соединений с приводом всасывающий кл пан содержит стержневой элемент, с ра мещенным на нем полым поршнем, и уп отнительный элемент, герметизирующий пространство между внутренней стенкои поршня vi стержнем; обратный клапан I выполнен в виде диска со штоком и снабжен уплотнитепьным элементом; отвод выполне в виде упругого трубчатого элемента пе еменного объема, наконечник которого ус ановлен с воэможностью перемещения в зо у дозирования по биссектрисе угла между поверхностями деталей магнитно-жидкоI стного уплотнения изделия, Подвод наконечника по бисссктрисе угла на заданное расстояние обеспечивает втягивание всей выданной дозы жидкости с f на сонечникэ в зазор МЖУ. По окончании выдачи дозы обратный клапан герметиэирует, подпоршневую полость, а дальнейшее сжатие его уплотнительного элемента обеспечивает втягивание. остатков жидкости в наконечник, и при отводе его по биссектрисе, магнитная жидкость удерживает в наконечнике, а в случае образования и срыва капли, она будет втянута в зазор МЖУ. По мере удаления наконечника из зоны доэирования, отвод увеличивает свой объем и отсасывает жидкость из наконечника, что обеспечивает удержание жидкости даже при попадании наконечника в магнитное поле деталей МЖУ, и, следовательно, полностью исключает возможность потерь капель жидкости в процессе работы, вследствие этого устройство может быть использовано в помещениях класса 100000 и 10 клапана уплотнительного элемента, обеспечивэ1ощего герметизацию поршня при движении вниз и свободный проход жидкости через поршень при движении вверх, а также 25 наличие обратного клапана с уплотнительным элементом в совокупности с отводом, обеспечивающие стабильное заполнение жидкостью наконечника перед выдачей дозы, позволяет обеспечить точное дозирование жидкостью с твердыми включениями, На фиг, 1 изобра>кено устройство для дозирования жидкости; на фиг, 2 — дозатор в конце такта наполнения доэируемого материала; на фиг. 3 — отвод с наконечником; на фиг. 4 —, два положения наконечника, Устройство для дозирования содержит блок 1 управления и емкость 2 для дозируемой жидкости, соединенные кабелем 3 и трубкой 4 с дозатором 5 и кнопку 6. Дозатор 5 выполнен в виде корпуса 7, в верхней части которого установлен привод, выполненный в виде шагового электродвигателя 8 с шарнирно установленной муфтой 9 с резьбой, взаимодействующей со штоком 10, на котором закреплен флажок 11, 40 установленный в окне корпуса 7 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На штоке 10 шарнирно установлен всэсьгвающий клапан 12, снабженный стержнем 13, на котором закреплены уплотнительный элемент 14 и ограничитель 15, взаимодействующий с полным поршнем 16, на внешней стороне которого выполнены уплотнения 17. Всасывающий клапан 12, уплотнитель45 50 ный элемент 14, ограничитель 15 и полый поршень 16 размещены в гильзе 18, установленной внутри корпуса 7, и выполненной с верхней 19 и нижней 20 крышками, с патрубком 21 для подвода доэируемой жидкости, на котором закреплена трубка 4, и с уппотнитепями 22, 23, 24. В нижней части гильзы 18 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения обратный клэпан 25 со што15 выше. Наличие на стержне всасывающего 1793237 10 20 55 ком 26 и с уплотнительным элементом 27, взаимодействующий с пружиной 28, В нижней крышке.20 гильзы 18установлен штуцер 29 с патрубком 30, соединенным с выполненным в виде упругого трубчатого элемента переменного объема отводом 31, снабженным наконечником 32, который установлен с возможностью перемещения в зону дозирования по биссектрисе KM угла, образованного поверхностями вала 33 и шайбы 34 МЖУ иэделия 35, Для обеспечения этого перемещения наконечник 32 установлен на размещенном в нижней части корпуса 7 рычаге 36, взаимодействующем с пружиной 37 и имеющем ролик 38, контактирующий с изделием 35, Работа устройства для дозирования жидкости осуществляется следующим образом, При установке дозатора 5 на ориентирующий выступ изделия 35 в отводе 31 максимальное разряжение, что препятствует потери жидкости при прохождении наконечника 32 вблизи намагниченного вала 33. При дальнейшем движении дозатора 5 вертикально вниз изделие 35 воздействует через ролик 38 на рычаг 36, преодолевая сопротивление пружины 37. Поворот рычага 36 по часовой стрелке радиусом R обеспечивает подвод наконечника 32 в зону дозирования (положение I фиг. 4) по линии NN, которая на участке(1, практически совпадает с биссектрисой КМ, на расстоянии ь" от зазора 39, которое обеспечивает сохранность наконечника и гарантирует втягивание всей дозы жидкости в зазор 39. По мере приближения к зазору 39 наконечника 32 объем эластичного элемента 30 уменьшается и жидкость подается в наконечник 32 до состояния предварительного отсоса, а движения наконечника 32 в зоне 6, (участок возможного образования и срыва капель жидкости при подводке и отводе) по биссектрисе. KM угла между поверхностью вала 33 и наружной поверхностью шайбы 34 обеспечивает в случае образования и срыва капель попадание их в зазор 39. Дозируемая жидкость, содержащая твердые частицы из емкости 2 для дозируемой жидкости, поступает самотеком через трубку 4 и патрубок 21 в надпоршневую полость 40 гильзы 18. При нажатии кнопки 6 сигнал на выполнение дозированной заправки поступает в блок 1 управления, который производит пуск шагового электродвигателя 8. Величина дозы дозируемой жидкости регулируется числом шагов электродвигателя 8 при помо.щи переключателя (на чертежах не показан), размещенного в блоке 1 управления. Шаговый электродвигатель вращает резьбовую муфту 9, при этом шток 10 с всасывающим клапаном 12, уплотнительным элементом 14, герметизирующим надпоршневую полость 40, и ограничителем 15 перемещается вниз, а полый поршень 16 остается на месте, удерживаясь силой трения уплотнений 17 по гильзе 18. Перемещение штока 10 в вертикальном направлении обеспечивается движением флажка 11 в окне корпуса 7. При перемещении штока 10 вниз всасывающий клапан 12 закрывает полый поршень 16 уплотнительным элементом 14, при этом твердые частицы дозируемой жидкости, оказавшиеся между ними, вминаются в уплотнительный элемент 14 и не оказыва ют влияния на герметизацию полого поршня 16. После закрытия всасывающего клапана 12 сообщается перемещение вниз полому поршню 16, в результате чего в подпоршневой полости 41 создается давление дозируемой жидкости, при этом происходит отжатие обратного клапана 25 и сжатие пружины 28. По мере восстановления первоначального объема уплотнительного элемента 27 и закрытом обратном клапане 25 происходит заполнение наконечника 32 жидкостью до исходного состояния. При дальнейшем движении полого поршня 16 дозируемая жидкость через отвод 31 поступает в наконечник 32, с которого захватывается магнитным полем МЖУ и втягивается в зазор 39, После отработки шаговым электродвигателем 8 заданного числа шагов, соответствующего требуемой дозе дозируемой жидкости, блок управления выключает шаговый электродвигатель 8, при этом обратный клапан 25 под действием пружины 28 герметизирует подпоршневую полость 41, твердые частицы дозируемой жидкости, оказавшиеся между уплотнительным элементом 27 и гильзой 18, вминаются в уплотнительный элемент 27 и не оказывают влияния на герметизацию. Дальнейшее движение всасывающего клапана 25 (в пределах упругости уплотнительного элемента 27) обеспечивает втягивание остатков жидкости в наконечник 32. По сигналу блока 1 управления шаговый электродвигатель 8 отрабатывает в обратном направлении, при этом шток 10 перемещается вверх. сообщая перемещение всасывающему клапану 12 и полностью его открывая, а через ограничитель 15 воздействует на полый поршень 16 и поднимает его вверх. Совместное движение вверх поршня 16 и всасывающего клапана 12 до упора в верхнюю крышку 19 37 17932 40 обеспечивает перетекание жидкости из надпоршневой полости 40 в подпоршневую полость 41. При съеме с ориентирующего выступа изделия 35 дозатор 5 перемещают 5 вертикально вверх, при этом рычаг 36 поворачивается против часовой стрелки, а наконечник 32 перемещается по линии NN и выходит из зоны воздействия магнитного поля МЖУ (положение II). Одновременно с 10 отводом наконечника 32 происходит сокращение эластичного трубчатого элемента 31 по длине и увеличение его в диаметре. Это вызывает увеличение его внутреннего объема, втягивание жидкости из наконечника и 15 увеличение силы, удерживающей ее внутри наконечника 32. Дозатор переставляется на следующее изделие. Цикл работы повторяется. В про ессе работы дозируемая жидкость по мере 20 расходования периодически доливается в емкость 2 для дозируемой жидкости. Выполнение отвода в виде упругого т убчатого элемента переменного объема с аконечником, установленным с возможно- 25 стью перемещения в зону дозирования по I биссектрисе угла между поверхностями деталей МЖУ, обеспечивает отвод торца, наконечника из зоны дозирования, в которой агнитное поле открывает капли дозируе- 30 ого материала и затягивает в зазор МЖУ, в ягивание остатков дозируемого материала в наконечник после заправки и удержание их при установке дозатора на Формула изобретения Устройство для дозирования жидкости, включающее емкость для дозируемой жидкости и дозатор с приводом, содержащий установленные в гильзе корпуса полый поршень со всасывающим клапаном, обратные клапаны, расположенные в нижней части гильзы под полым поршнем, и отвод с наконечником, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных возможностей и точности дозирования, всасывающий клапан оснащен стержнем, на следующее изделие, вследствие чего на поверхностях изделий не образуются следы дозируемой жидкости. Использование привода, дающего стабильное заданное перемещение вниз из верхнего положения штока, на котором установлен всасывающий клапан, содержа- щий стержневой элемент с размещенным на нем ограничителем, полым поршнем и уплотнительным элементом, герметизирующим пространство между внутренней стенкой поршня и стержнем, что обеспечивает первоначальное закрытие всасывающего клапана и совместное движение его с поршнем вниз, а при обратном ходе первоначальное открытие всасывающего клапана и совместное движение их с поршнем вверх до упора, при наличии в подпоршневой полости обратного клапана с уплотнительным элементом позволяет стабильно выдавать дозы магнитной жидкости с точностью до 1% от задаваемого объема в широком диапазоне выдаваемых микродоз, Точное дозирование магнитной жидкости, герметичность дозатора и надежное удержание жидкости в наконечнике допускает эксплуатацию устройства не только в обычных условиях, но и в помещениях класса 100000 и выше, это расширяет эксплуатационные возможности устройства для дозирования жидкости при одновременном повышении точности дозирования магнитной жидкости, котором размещен с возможностью вертикального перемещения полый поршень, на одном конце стержня установлен элемент для герметизации пространства между внутренней стенкой полого поршня и стержня, а на другом — ограничитель хода полого поршня, обратный клапан снабжен уплотнительным элементом. отвод выполнен в виде упругого трубчатого элемента переменного объема, при этом наконечник установлен посредством подпружиненного рычага с роликом с возможностью перемещения в зону дозирования. 1793237 1793237 Составитель Н. Цуриков Тех ред М.Морге нтал Корректор А. Обручар Редактор Т, Федотов ! Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 495 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
