Автомат приготовления и дозированной выдачи топливной смеси

Полезная модель относится к торговым автоматам, в частности к автомату по приготовлению и продаже топливной смеси из моторного масла и бензина для двухтактных двигателей внутреннего сгорания, используемых в устройствах садовой техники (бензопилы, газонокосилки, мотокультиваторы, бензокосы), а так же в транспортных устройствах (скутер, мопед).
Известна канистра для приготовления и хранения топливных смесей, которая представляет собой двухкамерную емкость-монолит из полипропилена или полиэтилена низкого давления с двумя горловинами для раздельной заливки бензина и масла в предназначенные для них камеры; на стенках камер рельефно нанесены мерные шкалы, позволяющие при заливке контролировать сквозь полупрозрачные стенки сосудов уровни жидкостей и тем самым дозировать их объемы для получения нужных соотношений; камеры соединены друг с другом посредством отверстия в верхней части смежных стенок обеих камер, чтобы при заливке не допустить попадания через канал бензина в камеру для масла и наоборот (US 5447245, опубл. 05.09.1995 г.)
Известно устройство для приготовления топливной смеси для двигателей внутреннего  сгорания,  содержащее емкость для бензина и емкость для моторного масла, при этом емкость для моторного масла имеет фланец с возможностью расположения ее внутри емкости (1) для бензина и фиксации фланца крышкой горловины емкости для бензина или резьбовым элементом гибкого шланга, навернутым на горловину емкости для бензина (RU 2494944, опубл. 10.10.2013 г.)
На сегодняшний день, процесс приготовления топливной смеси, в большинстве случаев, производится путём ручного смешивания бензина и моторного масла в соответствующем процентном соотношении, в зависимости от производителя мотоустройства и от его назначения, который используется в упомянутых изобретениях. Данный ручной метод представляет затруднение в плане вымерения точного соотношения смешиваемых компонентов, а также затруднение в точном расчёте компонентов для приготовления определенного количества готовой смеси для исключения возможности получения большого остатка смеси после окончания работы, так как топливная смесь  имеет определённый срок хранения для безопасного использования.
Задачей стоящей перед автором является автоматизация процесса приготовления топливной смеси для двухтактных двигателей внутреннего сгорания, кроме этого повышение качества и экономия времени на приготовление смеси.
Задача решается благодаря автомату приготовления топливной смеси (АПТС), позволяющему смешивать моторное масло нужной марки и бензин, в точном процентном соотношении для любого вида техники с двухтактным двигателем.
Наружная часть АПТС состоит из корпуса 1, на передней панели которого, в верхней его части, расположен  интерфейс 17 электронного блока управления  (ЭБУ) "А" входящего в систему управления АПТС и состоит из сенсорного экрана 3 для отображения информации о выбираемом типе, модели и производителе мототехники, об объёме требуемой смеси, а так же  для  выбора иных необходимых параметров для приготовления топливной смеси в автоматическом или  ручном режиме, используя графический интерфейс программного обеспечения (фиг.6), который состоит из: кнопок для выбора типа инструмента «D», 1-ого раскрывающегося окна «E» для выбора производителя, 2-го раскрывающегося окна «F» для выбора масла или пропорции масла в бензине, 3-го раскрывающегося окна «G» с цифровыми клавишами для выбора объёма готовой смеси и информационно-командного окна «H» для информирования о стоимости готового продукта и запуска процесса приготовления смеси.  Также на наружной части АПТС рядом с интерфейсом 17 расположен интерфейс 18 контрольно-кассового блока (ККБ) "В",  системы контроля АПТС, предназначенный для приёма денежных средств и для выдачи кассовых чеков, который состоит  из считывающего ридера 6 для чтения пластиковых карт, монетоприёмника 7, купюроприёмника 8 и принтера кассовых чеков 9 . В нижней части корпуса 1  имеется блок выдачи "С" для выдачи приготовленного и оплаченного товара, представляющий собой полость для установки и размещения тары покупателя, в которую самотеком будет заливаться готовый продукт через раздаточную гофру 4 за счёт открытия выпускного клапана 5.
Внутри корпуса 1 АПТС в самой верхней части установлены (с возможностью снятия) масленые емкости 10 в виде заводских расфасовочных канистр, для моторного масла различных производителей. От каждой масленой емкости 10 отходят выходные патрубки 11 с дозаторами 12, которые подсоединены к топливному смесителю 13, расположенному непосредственно под маслеными емкостями 10, представляющему собой ёмкость  объёмом равным максимальному количеству приготавливаемой топливной смеси за один раз (5-10 литров) +10% объёма дополнительно. Кроме этого, с внешней стороны, в боковой стенке корпуса 1, через бензоприёмник 14   к топливному смесителю 13 подсоединена приемная бензиновая трубка 15 с дозатором 16, для подачи топлива из бензохранилища от которого она отходит. Дозаторы 12 и 16 служат для отмеривания требуемого объема моторного масла и бензина.  От смесителя 13 отходит раздаточная гофра 4, конец которой выведен наружу, через нижнюю стенку корпуса 1. На раздаточной гофре 4, внутри корпуса 1, установлен выпускной клапан 5  для сливания готовой топливной смеси в тару 24 покупателя после нажатия на кнопку “Пуск” 2, расположенную на корпусе 1 около  блока выдачи “С” для предотвращения разливания смеси мимо тары.
Внутри корпуса 1 АПТС  также расположены контрольно-кассовый блок (ККБ) ”В”, соединённый с интерфейсом 18 электрическим проводником «F-шина» 19  и представляющие собой в совокупности систему контроля АПТС и электронный блок управления (ЭБУ) "А", который соединён с интерфейсом 17 электрическим проводником “P-шина” 23  и представляющие собой в совокупности систему управления АПТС.  ЭБУ "А"  имеет выходной управляющий «25-й интерфейс» 25 (фиг. 4), к которому подключены дозаторы 12 и 16  и выпускной клапан 5 с помощью управляющих шин 22 и 21, также  ЭБУ имеет USB-интерфейс 26 для настройки программного обеспечения ЭВМ.
На фиг. 1 показан примерный внешний вид  АПТС.
На фиг. 2 показан вид изнутри АПТС.
На фиг. 3 показана структурная схема устройства.
На фиг.4 показана функциональная схема устройства.
На фиг. 5 показано пояснение к функциональной схеме.
На фиг.6 показана функциональная схема графического интерфейса ПО.
АПТС имеет два режима работы: автоматический и ручной.
В автоматическом режиме расчёты процентного соотношения масла и бензина, а так же выбор марки моторного масла происходят автоматически, с использованием электронной вычислительной машины ЭБУ «А» после выбора предлагаемых вариантов   мототехники, производителя, и требуемого объёма через сенсорный экран 3 (фиг.1) посредством графического интерфейса программного обеспечения (ПО) АПТС. ПО имеет возможность настройки в зависимости от используемого масла, бензина и k (обслуживания) с помощью подключаемого через USB-интерфейс  26  персонального компьютера или ноутбука с соответствующим ПО. Интерфейс 26  в целях безопасности находится внутри корпуса 1 АПТС и представляет собой стандартный USB-вход в ЭБУ.
Работа АПТС в автоматическом режиме начинается с ввода определённых данных в ЭБУ «А» через интерфейс 17 в результате чего по ”P-шине” 23 поступает сигнал значения “Х”  на   электронно-вычислительную машину (фиг. 4), входящую в состав  ЭБУ «А» и представляющая собой микрокомпьютер специального назначения, который производит расчёты дозировок компонентов (масла и бензина) исходя из данных, полученных от интерфейса 17 ЭБУ   (выбранные и введённые параметры), и из стоимости используемых компонентов (бензин и масло) и других расходов.
После этого устройство информирует покупателя о цене готовой топливной смеси через графический интерфейс ПО на сенсорном экране 3, посылая сигнал Vi от ЭВМ по Р-шине 23.
Далее через  интерфейс ККБ «В» 18 вносятся денежные средства, информация о которых в виде величины - “$” поступает в счётную машину, представляющую собой арифметико-логическое устройство (АЛУ) (фиг.4), которая является частью ККБ «В», она обрабатывает эту информацию и проверяет её, формируя постоянную подтверждённую величину (сумма) “Σ”, информирующую о факте получения определённой суммы денежных средств  и передаёт её в ЭБУ «А» в устройство сравнения, которое сравнивает её со стоимостью готовой топливной смеси (величина “Cитог”), являющейся преобразованной величиной значения “Х” (фиг.5), потом, в зависимости от результата сравнения формируется управляющая команда, которая осуществляет  управление дозаторами  12 и 16   через управляющую шину «Y-шина:2» 22, подключённую одним концом к выходному управляющему интерфейсу  25, а другим концом к управляемым элементам дозаторов 12, 16. В случае, если величина “Σ” меньше рассчитанной стоимости готового продукта, то на сенсорный экран 3 выводится соответствующее сообщение с предупреждением о необходимости внести недостающую сумму или же получить топливную смесь с перерасчётом на имеющуюся сумму  и предлагается нажать на кнопку “Готово” в графическом интерфейсе (фиг. 6) после чего начинается процесс приготовления топливной смеси и печать кассового чека в ППКЧ 9.
После окончания процесса наполнения/смешивания бензина и масла в топливном смесителе 13, ЭБУ переходит в режим ожидания нажатия на кнопку “Пуск”2. После нажатия на “Пуск” открывается выпускной клапан 5 и готовая топливная смесь самотёком сливается по раздаточной гофре 4 в канистру 24 покупателя.
В ручном режиме, управление происходит через тот же графический интерфейс ПО на сенсорном экране 3, что и в автоматическом режиме, где самостоятельно выбирается марка моторного масла, в зависимости от производителя используемого двухтактного двигателя, имеющегося в наличие и процентное соотношение бензина окно «F» (фиг.6), а также требуемый объём готовой  топливной смеси окно «G».  Ручной режим необходим в случае приготовления топливной смеси для неизвестного  АПТС типа мототехники.
Пример приготовления топливной смеси  автоматического режима (фиг.6):
- вначале на дисплее выбирается «Тип техники» нажав на кнопку ”Инструмент” (бензопилы, мотокосы и другой инструмент) окно «D»
- далее в первом открывшемся окне графического интерфейса (ГИ) «Выбора производителя» нажимаем, например, кнопку  ”Husqvarna”   окно «E»  (фиг.6)
- затем во втором раскрывающемся окне ГИ ПО выбираем  модель  устройства, окно «F»;
- потом выбирается  объём получаемой смеси, например, 3,5литра, окно «G»
- одновременно с выбором типа, производителя, модели и объёма на дисплее в информационно-командном окне «H»  высвечиваются выбранные параметры и стоимость готовой топливной смеси  (в рублях), далее  АПТС переходит в режим ожидания поступления денежных средств через денежный приемник 7; 8 или через ридер 6 пластиковых карт;
- по мере внесения платежа на экране 3 в информационном окне «H» происходит отображение внесённой суммы, для перехода к процессу приготовления и выдачи топливной смеси в тару 24 покупателя, предлагается нажать на кнопку «Готово» (в случае если внесена неполная сумма стоимости заданного продукта, то при нажатии на кнопку «Готово» АПТС производит выдачу перерасчитанного объёма  топливной смеси. Выдача смеси в тару 24 происходит только после нажатия на кнопку “Пуск” 2 на передней панели корпуса 1 АПТС, которая начинает светиться, сигнализируя об окончании процесса приготовления.
После выполнения всех этих операций и нажатия кнопки «Готово», из определенной масленой емкостей 10, через выходной патрубок 11 в смеситель 13 подается моторное масло, объем подачи которого регулируется дозатором 12.  После этого, через бензиновую трубку 15, в смеситель 13 заливается бензин, объем подачи которого регулируется дозатором 16, при этом бензин подается под напором,  в результате  этого, за счёт разбавления малого количества моторного масла большим объёмом бензина, происходит  более интенсивное перемешивание компонентов, что позволяет получить однородную топливную смесь. После этого, загорается светодиодная кнопка “Пуск” 2 сигнализируя окончание процесса приготовления смеси и приглашающая покупателя вставить конец раздаточной гофры в горлышко канистры и  нажать на нее, сразу же открывается выпускной клапан 5 и готовая топливная смесь поступает через раздаточную гофру 4 в тару 24 покупателя.
Заявляемое устройство (АПТС) благодаря электромеханическим дозаторам масла и бензина, управляемых ЭВМ (микрокомпьютер спец. назначения) встроенной в сам АПТС позволяет приготовить топливную смесь с высокой точностью необходимого процентного соотношения моторного масла и бензина для  требуемого объёма готовой топливной смеси.
Технический эффект от применения данного устройства:
1) экономия времени при приготовлении топливной смеси;
2) повышение качества приготавливаемой топливной смеси;
3) простота и удобство приготовления топливной смеси;
4) отсутствие необходимости в покупке  лишнего моторного масла (минимальная ёмкость которой составляет 500мл, которого требуется на  приготовление от 15-ти литров смеси) при необходимости приготовления топливной смеси гораздо меньшего объёма ,что создаёт возможность покупки смеси при ограниченном бюджете покупателя.
Таким образом, поставленная перед автором задача, выполнена.