Термостат хроматографа

 

Изобретение относится к приборостроению , в частности к термостатам для хроматографов. Целью изобретения является понижение температурного градиента в объеме термостата. Термостат содержит корпус с дверкой и крьшкой, на которой закреплены .хроматографические колонки, расположенные в кольцевом зазоре, образованном стенками камеры и тонкостенным полым цилиндром, который закреплен на стенке центробежного вентилятора соосно с его валом. В корпусе выполнены каналы с заслонками, соединяющие камеру с атмосферой. При вращении крыльчатки вентилятора воздух , всасываемый из внутреннего об.ъема полого цилиндра, проходит через сош.о в стенке вентилятора, подогревается , проходя через нагреватель, и перемешивается в смесительной камере . В кольцевой зазор,где размещены колонки 5, попадает равномерно прогретый воздух, который проходит далее в польй цилиндр 8, и цикл повторяется . 1 з.п.ф-лы, 3 ил. с 4 О5 . СП IND I Фиг.}

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01 N 30/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4234503/24-25 (22) 24 ° 04.87 (46) 30.03.89. Бюл. У 12 (71) Опытно-конструкторское бюро приборов контроля и автоматики (72) В.А.Лапин, В.В.Вершинин и А.Ю.Загайнов (53) 543.544(088.8) (56) Патент США У 4070169,кл.55-267, 1977.

Патент СССР У 646939р кл. С 01 N 30/34, 1975. (54) ТЕРИОСТАТ ХРОИАТОГРАФА (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к термостатам для хроматографов. Целью изобретения является понижение температурного градиента в объеме термостата.

Термастат содержит корпус с дверкой

„„SU„„1469452 А 1 и крьппкойр на которой закреплены ,хроматографические колонки, расположенные в кольцевом зазоре, образованном стенками камеры и тонкостенным полым цилиндром, который закреплен на стенке центробежного вентилятора соосно с его валом. В корпусе выполнены каналы с заслонками, соединяющие камеру с атмосферой. При вращении крыльчатки вентилятора воздух, всасываемый из внутреннего объема полого цилиндра, проходит через соп..о в стенке вентилятора, подогревается, проходя через нагренательр и перемешивается в смесительной камере. В кольцевой зазор,rpe размещены колонки 5, попадает равномерно прогретый воздух, который проходит далее в полью цилиндр 8, и цикл повторяется. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1469452

Изобретение относится к приборостроению, в частности к термостатам для хроматографов.

Цель изобретения — понижение температурного градиента в объеме, эа5 нимаемом хроматографической колонкой, и увеличение надежности термостата.

На фиг. 1 изображен термостат со снятой дверцей, общий вид; на фиг,2— разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1.

Термостат размещен в каркасе 1 прибора и содержит корпус 2 с дверкой 3 и крьппкой 4, на которой закреплены хроматографические колонки 5, расположенные s равномерном кольцевом зазоре 6, образованном стенками камеры 7 термостата и тон- 20 костенным полым цилиндром 8, который закреплен на стенке 9 центробежного вентилятора 10 соосно с его валом 11. Вентилятор 10 содержит также вторую стенку 12, всасывающие 25 сопла 13 и 14, выполненные в стенках

9 и 12 соответственно, сдвоенную крыльчатку 15 с перегородкой 16 и двигатель 17, закрепленный на основании 18, соединенном с каркасом 1 30 ,прибора и корпусом 2 термостата. По периметру вентилятора IO расположен нагреватель 19. Между кольцевым зазором 6 и нагревателем 19 имеется смесительная камера 20, в которой происходит выравнивание (усреднение) температуры воздуха в воздушном потоке, создаваемом вентилятором 10, На основании 18 соосио с валом 11 вентилятора 10 закреплена втулка 21, 0 по которой передвигается заслонка

22, установленная в канале 23 корпуса 2. Канал 23 предназначен для подачи холодного воздуха в камеру 7.

В верхней части корпуса 2 расположен канал 24, предназначенный для сброса горячего воздуха иэ камеры 7. Канал 24 перекрывается заслонкой 25.

На втором конце вала 1.1 двигателя

17 вентилятора 10 установлен осевой вентилятор 26, помещенный в канал

27 каркаса 1 прибора, Вентилятором

26 производится удаление из внутреннего объема прибора воздуха, нагреваемого наружными стенками термостата, и нагретого воздуха,выбрасываемого из камеры 7 термостата.

Термостат работает следующим образом.

Воздух, всасываемый при вращении крыльчатки 15 вентилятора 10 иэ внутреннего объема полого цилиндра

8, проходит через всасывающее сопло

13 в стенке 9 вентилятора 10 и выбрасывается к,концам крыльчатки 15.

Затем воздух подогревается, проходя через нагреватель 19, и попадает в смесительную камеру 20, где происходит перемешивание воздуха. Равномерно подогретый воздух иэ смесительной камеры 20 попадает в равномерный кольцевой зазор 6, образованный полым цилиндром 8 и стенками камеры 7. Из кольцевого зазора

6 воздух через зазор между торцом полого цилиндра 8 и дверкой 3 поступает во внутреннюю часть полого цилиндра 8, откуда вновь поступает в вентилятор 10, и цикл повторяется. Объем перекачиваемого вентилятором 10 воздуха составляет 15-20 объемов камеры 7 термостата в минуту. Температура воздуха, выходящего в кольцевой зазор б иэ смесительной камеры 20, одинакова по всему периметру смесительной камеры 20 и кольцевого зазора 6, так как нагреватель

19 выполнен в виде кольца, охватывающего вентилятор 10, и количество тепла, выделяемое в единицу времени на единице длины нагревателя 19, одинаково по всему его периметру.

Отсутствие градиента температур по периметру .колонки 5 и разности температур колонки 5 и воздуха в камере 7 достигается эа счет обеспечения одинаковых условий теплообмена и интенсификации теплообмена между колонкой 5 и воздухом по всему периметру колонки. Одинаковые условия теплообмена по всему периметру колонки

5 обеспечены тем, что она размещена в середине кольцевого зазора 6 и обдувается равномерным интенсивным потоком воздуха, имеющим одинаковую скорость и температуру по всему периметру кольцевого зазора 6.

Схема циркуляции воздушного потока в камере 7 показана стрелками на фиг.2.

Поддержание в камере 7 температур от 80 С до температуры, превьппающей температуру окружающей среды на

10-15 С, осуществляется следующим образом. Заслонка 22, расположенная . в канале 23, открывается, а заслонка 25, установленная в -канале 24, 9452

Формула изобретения

1 ° термостат хроматографа, содержащий теплоизоляционный корпус, крышку, колонку в виде трубки, свернутой в цилиндрическую спираль, впускной и выпускной каналы для воздуха, центробежный вентилятор с двигателем и открытую цилиндрическую юбку, рас-! положенную коаксиально внутри цилин- . дрической спирали соосно с вентилята50

55 з 146 остается закрытой. Соединение всасывающего сопла 14 вентилятора 10 с атмосферой приводит к повьппению давления в камере 7, эа счет чего через неплотнос ти в уплотнениях двери 3, крьппки 4 и специально сформированные зазоры между корпусом 2 и заслон кой 25 небольшая часть теплового воздуха сбрасывается иэ камеры 7 в атмосферу. Количество тепла, уносимого сбрасываемым воздухом, соответствует количеству тепла, отдаваемого в камеру 7 испарителем и детектором (не показаны), нагретыми до максимальной рабочей температуры, т.е. температура испарителя и детектора не влияет на работу термостата в данном диапазоне температур. Небольшое количество холодного воздуха, поступающего в камеру 7 через канал 23, проходя через нагреватель

19, подогревается и в смесительной камере 20 перемешивается с потоком воздуха, циркулирующего в .камере 7.

При необходимости поддержания температур, близких к комнатной, оТкрываются заслонки 22 и 25 одновременно, Охлаждение термоста- а осуществляется следующим образом. Заслонки

22 и 25 открываются, и за счет разрежения, создаваемого второй половиной крыпьчатки 15 вентилятора 10, холодный воздух через всасывающее сопло 14, канал 23 и сообщающийся с атмосферой зазор между задней стенкой корпуса 2 и основанием 18 поступает в камеру 7 термостата. Горячий воздух за счет давления, создаваемого вентилятором 10, выбрасывается из камеры 7 через канал 24. Три четверти объема поступающего холодного воздуха продувается через камеру

7 термостата, охлаждая ее, а одна четверть вместе с горячим воздухом выбрасывается из камеры 7 через канал 24. Благодаря высокой производительности вентилятора 10 происходит интенсивная продувка камеры 7 холодным воздухом и выброс горячего воздуха из камеры 7. Время охлажо дения термостата от 400 до 50 С составляет. 9-10 мин. Перегородка 16, разделяющая крыльчатку 15 вентилятора 10 на две части, смещена отно-. сительно центра крыльчатки 15 в направлении двигателя 17, т.е. прьиз5

1О

ЗО

45 водительность крыльчатки, обеспечи†. вающей циркуляцию воздуха в камере

?, в 3-4 раза выше, чем производительность крыльчатки для забора холодного воздуха. С целью исключения холостого вращения второй половины крыльчатки 15 в режиме поддержания температуры всасывающее сопло 13 вентилятора 10 имеет диаметр, больший диаметров перегородки 16 и всасывающего сопла 14. 3а счет этого лопасти второй половины крыльчатки

15, являющиеся продолжением лопастей первой половины крыльчатки 15, также используются для обеспечения циркуляции воздуха в.камере 7 в режиме поддержания температуры.

Горячий воздух иэ камеры 7 термостата попадает внутрь каркаса 1 прибора, откуда вместе с потоком воздуха, формируемым осевым вентилятором 26,выбрасывается через канал

27 в атмосферу. Поток воздуха, движущийся в зазоре между термостатом и каркасом 1 прибора, создаваемый вентилятором 26, исключает передачу тепла от колонок термостата к другим устройствам, находящимся в каркасе 1 прибора. Кроме того, потоком воздуха, создаваемым вентилятором

26, охлаждается радиатор испарителя и выходные разъемы детектора, что, в свою очередь, позволяет улучшить условия их эксплуатации. Схема движения воздуха при охлаждении показана стрелками на фиг.3.

Применение предлагаемого термо" стата позволяет создать равномерное поле распределения температур в объеме, занимаемом хроматографической колонкой; обеспечить соответствие температур колонки и воздуха в камере термостата как в изотермическом ревиме, так и в режиме программирования температуры; повысить надежность термостата за счет снижения температуры двигателя вентилятора.

452 6

ro в задней стенке корпуса термостата и снабженного управляемой заслонкой.

1469 (Рю. 4

Составитель Н.Погонин

Редактор И.Рыбченко Техред И.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 1355/52 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 ром, отличающийся тем, что, с целью понижения температурного градиента в объеме термостата, колонка размещена.в центре образованного наружным кожухом и цилиндрической юбкой равномерного кольцевого зазора, сообщающегося через кольцеобразную смесительную камеру с выходом вентилятора, снабженного равномерно распределенным кольцеобраэным нагревателем и дополнительной крыльчаткой, взаимодействующей с выходным соплом впускного канала, выполненно2. Термостат по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что заслонка впускного канала выпоянена из теплоиэоляционного материала в виде усеченного конуса и установлена с возможностью перемещения по втулке, закрепленной на основании соосно с валом вентилятора, при этом форма канала повторяет форму заслонки.