Пневматический безыгольный инъектор

 

Инъектор содержит рабочий цилиндр с поршнем и соплом, пневмоцилиндр с силовым пневмопоршнем и газораспределительный блок с магистралями впуска сжатого воздуха, подвода его к пнвмоцилиндру и выпуска отработанного воздуха в атмосферу. Для снижения шума и повышения удобства пользования газораспределительный блок выполнен в виде поджатого пружиной обратного клапана и пусковой кнопки, седло которой расположено с зазором относительно обратного клапана, а внутренняя полость кнопки сообщена с атмосферой. Пневматический безыгольный инъектор обеспечивает снижение накожных потерь препарата и повышение качества инъекций. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ветеринарной технике и может быть использовано для проведения массовых струйных инъекций.

При проведении массовых струйных инъекций актуальной является задача повышения качества инъекций, снижения потерь препарата, снижения шума, издаваемого инъектором при проведении инъекций.

Известен безыгольный инъектор с пневмоприводом. Инъектор содержит рабочий цилиндр с поршнем и соплом, пневмоцилиндр с силовым пневмопоршем, газораспределительный блок, магистрали впуска сжатого воздуха, подвода его к пневмоцилиндру и выпуска отработанного воздуха в атмосферу (а.с. 1005783, МПК A 61 D 7/00, A 61 M 5/30, 23.03.83 г.).

Существенным недостатком этого инъектора является то, что в нем темп нарастания давления перед соплом сравнительно низок и это предопределяет формирование в начальной фазе инъекции струи препарата с недостаточной кинетической энергией, что, в свою очередь, приводит к ухудшению качества инъекции - недостаточной глубине проникновения препарата в биологическую ткань и увеличению накожных потерь препарата.

Объясняется это тем, что процесс истечения струи препарата начинается с начала воздействия оператора на спусковой механизм инъектора, когда площади проходных сечений пускового механизма еще небольшие и дросселируют проходящий воздух. Кроме того, сказывается наличие мертвого объема в полостях инъектора, которые требуют некоторого времени для заполнения и достижения в них требуемого давления.

Другим недостатком указанного безыгольного инъектора является то, что возврат подвижных частей инъектора в исходное положение осуществляется пружиной, что приводит к падению давления перед соплом в процессе проведения инъекции, т. к. по мере сжатия возвратной пружины ее усилие растет; она увеличивает габариты и массу инъектора.

Третьим недостатком известного безыгольного инъектора является то, что после окончания рабочего цикла (инъекции) создается высокий уровень шума за счет выпуска отработанного сжатого воздуха в атмосферу, что пугает животных и приводит к порезам струей места инъекции.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества инъекции, снижение накожных потерь ветеринарного препарата, снижение уровня шума, издаваемого выходящим из пневмоцилиндра инъектора воздухом, уменьшение габаритов и массы инъектора.

Поставленная задача достигается тем, что пневматический безыгольный инъектор, содержащий рабочий цилиндр с поршнем и соплом, пневмоцилиндр с силовым пневмопоршнем, газораспределительный блок, магистрали впуска сжатого воздуха, подвода его к пневмоцилиндру и выпуска отработанного воздуха в атмосферу, снабжен шариковым замком с запорным элементом, подпружиненным управляющим пневмопоршнем, управляющим пневмоцилиндром, выполненным совместно с силовым пневмопоршнем, на внутренней расточке которого выполнена радиусная канавка, взаимодействующая с шариками шарикового замка, причем управляющий поршень выполнен заодно с запорным элементом шарикового замка.

Для повышения качества инъекции, уменьшения габаритов и массы пневмоцилиндр и силовой пневмопоршень выполнены ступенчатыми, а полость между их ступенями сообщена с источником сжатого газа.

С целью повышения удобства пользования сепаратор шарикового замка выполнен совместно с направляющим цилиндром, на наружной поверхности которого установлена шпонка, а по оси резьбовое отверстие, направляющий цилиндр подвижно установлен в расточку цилиндрического хвостовика, закрепленного на корпусе инъектора, в котором на внутренней поверхности выполнен продольный паз под шпонку, а со стороны торца - осевое отверстие, в которое установлен регулирующий винт, контактирующий с резьбой направляющего цилиндра и зафиксированный от осевого перемещения.

Для снижения шума и повышения удобства пользования газораспределительный блок выполнен в виде поджатого пружиной обратного клапана и пусковой кнопки, седло которой расположено с зазором относительно обратного клапана, а внутренняя полость кнопки сообщена с атмосферой, причем во внутренней полости кнопки содержится несколько дроссельных шайб, установленных между уплотнительными кольцами.

На чертеже представлена конструктивная схема пневматического безыгольного инъектора, где: 1 - корпус головки; 2 - поршень; 3 - сопло; 4 - впускной обратный клапан; 5 - выпускной обратный клапан; 6 - корпус; 7 - силовой пневмопоршень; 8 - управляющий пневмоцилиндр; 9 - управляющий пневмопоршень;
10 - запорный элемент;
11 - управляющая пружина;
12 - упор;
13 - сепаратор;
14 - шарик;
15 - ограничитель;
16 - направляющий цилиндр;
17 - шпонка;
18 - цилиндрический хвостовик;
19 - регулирующий винт;
20 - буртик;
21 - втулка;
22, 23, 24, 25, 26 - уплотнительное кольцо;
27 - корпус газораспределительного блока;
28 - кнопка;
29 - пружина;
30 - уплотнительное кольцо;
31 - седло;
32 - дроссельная шайба;
33 - кольцо;
34 - пружина;
35 - впускной пневмоклапан;
36 - уплотнительный элемент;
37 - седло;
38 - патрубок;
39 - магистраль;
40 - магистраль.

Пневматический инъектор состоит из следующих основных блоков:
препаратного;
энергетического;
запорно-регулирующего;
газораспределительного.

Препаратный блок состоит из корпуса головки 1, поршня 2, сопла 3, впускного обратного клапана 4 и выпускного обратного клапана 5.

Энергетический блок включает в себя корпус 6, в котором выполнен ступенчатый пневмоцилиндр с установленным в нем ступенчатым силовым пневмопоршнем 7, который со стороны левого торца имеет паз-захват, сочлененный с выступом-захватом поршня 2, а с другой стороны имеет внутреннюю радиусную канавку.

Силовой пневмопоршень 7 выполнен совместно с управляющим пневмоцилиндром 8, в котором установлен подвижно управляющий пневмопоршень 9, выполненный совместно с запорным элементом 10 шарикового замка, причем между запорным элементом 10 и силовым пневмопоршнем 7 установлена управляющая пружина 11, а осевое перемещение поршня 9 ограничено упором 12.

Запорно-регулирующий блок содержит сепаратор 13, выполненный в виде втулки с несколькими радиальными отверстиями, в которые установлены шарики 14, причем радиальная толщина сепаратора 13 в месте расположения шариков 14 несколько меньше, чем диаметр шариков, а на внутренней поверхности сепаратора 13 имеется ограничитель 15, препятствующий полному выпаданию шариков 14 из радиальных отверстий сепаратора 13. Сепаратор 13 выполнен совместно с направляющим цилиндром 16, имеющим на наружной поверхности шпонку 17, а по оси - резьбовое отверстие. Направляющий цилиндр 16 подвижно установлен в цилиндрический хвостовик 18 (неподвижно скрепленный с корпусом 6), в котором на внутренней поверхности цилиндра выполнен продольный паз под шпонку 17, а со стороны торцевой поверхности - отверстие, в которое установлен регулирующий винт 19, причем установлен он таким образом, что может свободно вращаться относительно цилиндрического хвостовика 18, но не может перемещаться в осевом направлении (за счет буртика 20 и втулки 21).

Герметизация пневматических полостей корпуса 6 в местах его сочленения с другими деталями осуществляется уплотнительными кольцами 22, 23, 24, 25 и 26.

Газораспределительный блок состоит из корпуса газораспределительного блока 27 с двумя цилиндрическими расточками, в одной из которых подвижно установлена кнопка 28, поджатая пружиной 29 и герметизируемая уплотнительным кольцом 30. На торце кнопки 28 сформировано седло 31, а во внутреннюю расточку кнопки 28, имеющей сообщение с атмосферой, установлено несколько дроссельных шайб 32 (с осевым отверстием), разделенных между собой кольцами 33.

Во вторую цилиндрическую расточку корпуса газораспределительного блока 27 подвижно установлен поджатый пружиной 34 впускной пневмоклапан 35, уплотнительный элемент 36 которого контактирует с седлом 37, сформированным на торце цилиндрической расточки.

Сжатый газ подводится к газораспределительному блоку через патрубок 38, с которым соединена магистраль 39 подвода сжатого газа, в полость "А", образованную между ступенями цилиндра корпуса 6 и силового пневмопоршня 7.

Корпус газораспределительного блока 27 соединен с магистралью 40 с энергетическим блоком инъектора, организуя проход газа от газораспределительного блока в полость "Б" над силовым пневмопоршнем 7.

Пневматический безыгольный инъектор работает следующим образом.

В исходном состоянии, показанном на фиг. 1, сжатый газ (воздух) не может попасть в надпоршневую полость "Б", так как проходу воздуха препятствует закрытый впускной пневмоклапан 35 газораспределительного блока.

При перемещении кнопки 28 по стрелке "В" последняя, пройдя зазор между седлом 31 и уплотнительным элементом 36 впускного пневмоклапана 35, своим седлом 31 прижимается к уплотнительному элементу 36, перекрывая тем самым сообщение полостей "Г" и "Б" с атмосферой. При дальнейшем перемещении кнопка 28 приподнимает впускной пневмоклапан 35 над седлом 37, благодаря чему сжатый газ (воздух) попадает из патрубка 38 в полости "Г", "Б" и начинает воздействовать на силовой пневмопоршень 7.

Однако силовой пневмопоршень 7 двигаться не может, так как он удерживается шариками 14 шарикового замка, находящимися в его радиусной канавке.

При достижении давления сжатого газа (воздуха) в полости "Б" равного 80 - 90% от расчетного давление, воздействующее на управляющий пневмопоршень 9, преодолевает усилие управляющей пружины 11, и управляющий пневмопоршень 9 перемещается. Совместно с ним перемещается запорный элемент 10 шарикового замка и освобождает место для радиального (к центру) перемещения шариков 14. Силовой пневмопоршень 7 освобождается от шариков 14 шарикового замка и под действием рабочего давления сжатого газа (воздуха) перемещается влево. При своем перемещении силовой пневмопрошень 7 через поршень 2 создает давление на препарат, находящийся в полости "Д", и выталкивает его через сопло 3. Происходит инъекционный "выстрел".

После окончания инъекции (0,3 - 0,6 с) нажим на кнопку 28 прекращают, и она под действием пружины 29 возвращается в исходное положение. При этом впускной пневмоклапан 35 под действием пружины 34 закрывается, перекрывая подвод сжатого газа (воздуха) в надпоршневую полость "Б", и затем открывается седло 31, сообщая тем самым полости "Г" и "Б" с атмосферой.

Воздух из полости "Г" выходит в атмосферу, предварительно проходя через отверстия нескольких дроссельных шайб 32, и многократно расширяется в пространстве между ними и кольцами 33, в результате чего происходит шумоглушение процесса "выхлопа" (выхода) отработанного сжатого газа (воздуха).

Одновременно силовой пневмопоршень 7 под действием давления сжатого газа, постоянно подведенного в полость "А", начинает возвращаться вправо (в исходное положение). В конце этого возвратного хода запорный элемент 10 управляющего пневмопоршня 9 заталкивает шарики 14 в радиусную кольцевую канавку силового пневмопоршня 7, фиксируя их в этой канавке.

Одновременно при движении силового пневмопоршня 7 в исходное положение движется вправо и сочлененный с ним поршень 2, создавая разрежение в полости "Д". Под действием разрежения в эту полость попадает ветеринарный препарат, обтекая впускной обратный клапан 4.

Таким образом, цикл завершается и инъектор готов к следующему "выстрелу" (рабочему циклу).

Для изменения дозы инъекции посредством втулки 21 вращают регулирующий винт 19, который перемещает в осевом направлении сепаратор 13. За счет этого изменяется ход силового пневмопоршня 7, а следовательно, и поршня 2, то есть изменяется доза инъекции.

Предлагаемый пневматический безыгольный инъектор позволит повысить качество инъекций, снизить накожные потери препарата, снизить уровень шума, создаваемого выходящим из пневмоцилиндра инъектора воздухом до значения, не вызывающего испуг животного.

Формула изобретения

1. Пневматический безыгольный инъектор, содержащий рабочий цилиндр с поршнем и соплом, пневмоцилиндр с силовым пневмопоршнем, газораспределительный блок, магистраль впуска сжатого воздуха, подвода его к пневмоцилиндру и выпуска отработанного воздуха в атмосферу, отличающийся тем, что он содержит шариковый замок с запирающим элементом, подпружиненный управляющий поршень, управляющий цилиндр, выполненный совместно с силовым пневмопоршнем, на внутренней расточке которого выполнена радиусная канавка, взаимодействующая с шариками шарикового замка, причем управляющий поршень выполнен заодно с запорным элементом шарикового замка.

2. Пневматический безыгольный инъектор по п.1, отличающийся тем, что в нем цилиндр и поршень выполнены ступенчатыми, а полость между их ступенями сообщена с источником сжатого газа.

3. Пневматический безыгольный инъектор по п.1, отличающийся тем, что в нем сепаратор шарикового замка выполнен совместно с направляющим цилиндром, на наружной поверхности которого установлена шпонка, а по оси резьбовое отверстие, направляющий цилиндр, подвижно установленный в расточку цилиндрического хвостовика, закрепленного на корпусе инъектора, в котором на внутренней поверхности выполнен продольный паз под шпонку, а со стороны торца - осевое отверстие, в которое установлен регулирующий винт, контактирующий с резьбой направляющего цилиндра и зафиксированный от осевого перемещения.

4. Пневматический безыгольный инъектор по п.1, отличающийся тем, что в нем газораспределительный блок выполнен в виде поджатого пружиной обратного клапана и пусковой кнопки, седло которой установлено с зазором относительно обратного клапана, а внутренняя полость кнопки сообщена с атмосферой, причем во внутренней полости кнопки содержится несколько дроссельных шайб, разделенных в осевом направлении.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 6-2001

(73) Патентообладатель:
Компания "НИДЛЕЛЕСС ВЕНТУРЕ ИНК" (US)

Договор № 11557 зарегистрирован 17.11.2000

Извещение опубликовано: 27.02.2001