НАСОС-ДОЗАТОР

Предложение относится к дозирующим устройствам и может быть использовано преимущественно в медицине или фармацевтической промышленности, например, для дозаторов лекарственных средств в ампульном производстве, а также в любой области техники.
Известен насос-дозатор, состоящий из корпуса с подающим и нагнетательным каналами, шибера с каналом, плунжера, рабочий конец которого размещен в дозирующей камере, и толкателя плунжера, выполненного с элементом для кинематического соединения с приводом [1].
Для нормальной работы устройства суммарный зазор между плунжером и дозирующей камерой должен быть 3÷7 мкм.
Так как плунжер и его толкатель в известном техническом решении являются одной деталью, то большое затруднение вызывает расположение его соосно дозирующей камере с микронной точностью, и в результате несоосности появляется изгибающий момент, что приводит к истиранию поверхности трущейся пары (как плунжера, так и дозирующей камеры) и увеличению зазора между ними. Появляются протечки и, в результате этого, величины доз дозируемых лекарственных средств становятся нестабильными.
Это в свою очередь может привести, например, в процессе эксплуатации на ампульной линии к изменению количества лекарственного вещества в ампулах, что является нежелательным для пациента.
Частичным решением этой проблемы является выполнение дозирующей камеры и плунжера из керамики или лейкосапфира. Это позволит уменьшить износ и увеличить срок службы устройства. Но это решение применимо только для дозаторов, у которых диаметр плунжера не менее 8 мм.
В то же время для дозирования малых доз (уровня 0,1 см3) требуются дозаторы с гораздо меньшим диаметром плунжера.
Уменьшение диаметра плунжера позволяет повысить точность дозирования, однако повышает риск его поломки при изготовлении его из лейкосапфира или керамики.
Для таких доз, как правило, применяется плунжер диаметром 5 мм из нержавеющей стали с последующим хромированием (применение плунжера из керамики или сапфира невозможно из-за его поломки при изгибающих усилиях во время работы).
Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении стабильности дозирования, в особенности малых доз лекарственных средств, при одновременном повышении эксплуатационной долговечности устройства.
Указанный результат достигается за счет того, что в насосе-дозаторе, состоящем из корпуса с подающим и нагнетательным каналами, шибера с каналом, плунжера, рабочий конец которого размещен в дозирующей камере, и толкателя плунжера, выполненного с элементом для кинематического соединения с приводом, толкатель выполнен разъемным, причем одна из его частей выполнена с цилиндрическими выточками, элемент для кинематического соединения с приводом - на другой его части, а другой конец плунжера выполнен с уступом и размещен в толкателе с возможностью взаимодействия с последним.
Указанный результат достигается также за счет того, что зазоры между плунжером и толкателем выполнены большими, чем между плунжером и дозирующей камерой.
Пример выполнения заявляемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен насос-дозатор, на фиг. 2 - разрез Г-Г, на фиг. 3, 4 - место А и Б соответственно, на фиг. 5 - насос-дозатор в изометрии.
Насос-дозатор состоит из корпуса 1 с подающим 2 и нагнетательным 3 каналами, шибера 4 с каналом 5, плунжера 6, рабочий конец 7 которого размещен в дозирующей камере 8, и толкателя 9 плунжера, выполненного с элементом 10 для кинематического соединения с приводом (на чертеже не оказан).
Толкатель 9 выполнен разъемным, причем одна из его частей 11 выполнена с цилиндрическими выточками 12, 13, элемент 10 для кинематического соединения с приводом - на другой его части 14.
Другой конец 15 плунжера выполнен с уступом 16 и размещен в толкателе с возможностью взаимодействия с его стенками 17, 18.
Для соединения привода поворота (на чертеже не показан) с шибером на его конце предусмотрен соединительный элемент 19.
Работает устройство следующим образом.
При повороте шибера 4 емкость с дозируемым лекарственным средством через подающий канал 2 в корпусе 1 соединяется с каналом 5 в шибере 4 и с дозирующей камерой 8. При движении плунжера 6 вниз средство засасывается в дозирующую камеру 8. Далее при следующем повороте шибера канал 5 соединяется с нагнетательным каналом 3 в корпусе 1 и при движении плунжера вверх лекарственное средство поступает в ампулу. Затем процесс повторяется.
Зазор β между плунжером и толкателем выполнен большим, чем между плунжером и дозирующей камерой α. Для предотвращения утечки дозируемого средства суммарный зазор α выполняют 3÷7 мкм, в то же время зазоры β выполняют равными 100-150 мкм, что позволяет компенсировать угловой перекос толкателя относительно плунжера, а следовательно, избежать действие изгибающего момента на плунжер.
3
Отсутствие действия изгибающего момента на плунжер, который ведет к его повышенному износу и излому, позволяет уменьшить его диаметр до 3,5-4 мм и увеличить величину его хода. Так при дозировке объемов 0,1 см при диаметре плунжера 5 мм величина его хода должна быть 5,09 мм, а при диаметре 3,5 и 4 мм - 10, 39 и 7, 96 соответственно.
Уменьшение вероятности износа позволяет повысить точность дозирования, уменьшить потери дозируемого вещества и предотвратить попадание в дозируемое вещество материалов, получающихся при износе насоса-дозатора.
Предлагаемая конструкция позволяет уменьшить диаметр плунжера до 3,5 мм, изготавливать его не только из металла, но и из сапфира, что существенно уменьшит разброс доз на ампульных линиях, а возможность перехода от металлических плунжеров к сапфировым многократно увеличит срок службы последних.
Таким образом, данное техническое решение позволит:
- улучшить точность и стабильность дозирования, в особенности малых доз;
- уменьшить потери дозируемого вещества;
- предотвратить попадание в дозируемое вещества материалов, возникающих при износе насоса-дозатора;
- повысить эксплуатационную долговечность устройства.
Источник информации
1. Патент РФ №2314762, МПК A61J 1/14, 2005.