Газохроматографический кран

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для формирования и ввода пробы, а также переключения потоков в газовых хроматографах. Целью изобретения является повышение точности дозирования. Кран имеет корпус, на рабочих поверхностях которого выполнены с постоянным шагом отверстия. В корпусе размещен золотник, соединенный с пневмоприводом, к одному из входов которого подключен дроссель. Золотник снабжен вертикальными каналами, первый из которых в исходном положении золотника подключен к атмосфере, а второй, имеющий П- образную форму, - к хроматографу. Золотник снабжен также двумя продольными каналами, постоянно подключенными к дозирующей петле, а в исходном положении подключенными также к источнику анализируемого продукта и к атмосфере, причем эти каналы смещены один относительно другого, и сумма длин этих каналов не превышает утроенное значение шага отверстий корпуса. Точность дозирования достигается за счет неодновременности включения продольных каналов, связанных с дозирующей петлей, и вертикальных каналов, связанных с хроматографом. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1!) (51)4 G 01 N 30/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4368550/24-25 (22) 29.01.88 (46) 23. 10.89. Бюл. )1 39 (71) Научно-производственное объединение 1 Нефтехимавтоматика 1 (72) А.М.Зеликман, А.К.Давыденков, В.M.Липавский и В.И.Якушин (53) 543.441 (088.8) (56) Хаскинс Д. Газовые хроматографы — анализаторы технических процессов. — М.: Атомиздат, 1979, с. 61 °

Авторское свидетельство СССР

У 1430880, кл . G 01 N 30/18, 1 987. (54) ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ КРАН (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для формирования и ввода пробы, а также переключения потоков в газовых хроматографах. Целью изобретения является повьппение точности доэирования. Кран имеет корпус, на рабочих поверхностях которого выполнены с постоянным шагом отИзобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для формирования, ввода пробы и переключения потоков в газовых хроматографах промышленных установок нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности при определении состава многокомпонентных продуктов, находящихся в газообразном состоянии.

Целью изобретения является повьппе ние точности доэирования за счет обеспечения постоянства весового количества пробы, формируемого на вы2 верстия. В корпусе размещен золотник, соединенный с пневмоприводом, к одному из входов которого подключен дроссель. Золотник снабжен вертикальными каналами, первый иэ которых в исходном положении золотника подключен к атмосфере, а второй, имеющий

П-образную форму, — к хроматографу.

Золотник снабжен также двумя продольными каналами, постоянно подключенными к доэирующей петле, а в исходном положении подключенными также к источнику анализируемого продукта и к атмосфере, причем эти каналы смещены один относительно другого, и сумма длин этих каналов не превьппает утроенное значение шага отверстий корпуса. Точность дозирования достигается ",a счет неодновременности включения продольных каналов, связанных с доэирующей петлей, и вертикальных каналов, связанных с хроматографом. 4 ил. ходе крана и поступающего в хроматограф.

На фиг.l представлен гаэохроматографический кран, общий вид; на фиг.2 — схема взаимного расположения отверстий основания корпуса и каналов золотника; на фиг.3 и 4 — кран при исходном и рабочем положениях золотника соответственно, сечение.

Кран содержит корпус (фиг,)-3), состоящий из крышки 1 и оенования 2 (фиг.2 и 3), на рабочих поверхностях которых выполнены с IIQc TQIIHIIbI t III;ll oM

t отверстия.

l 51 6971

Между основанием 2 и крьппкой 1 размещен золотник 3, соединенный с пневмоприводом 4, к одному из входов

Р которого подключен дроссель 5 (фиг.3). Золотник 3 снабжен верти5 кальными каналами 6 и 7. Вертикальный канал 6 в исходном положении золотни— ка 3 связан с атмосферой через отверI стие 8 крышки 1 и через отверстие 8 основания 2 с хроматографом 9 (вход десорбционной колонки) . Второй вертикальный канал 7 выполнен П-образной формы и через отверстие 10 крьппки 1 связан с хроматографом 9 (выход де- f5 сорбционной колонки), а через отверстие 10 основания 2 — с источником 11 газа-носителя.

Золотник 3 снабжен также продольными каналами 12, 13 и 14, 15. Продольный канал 12 через отверстия 16 и 17 крьппки 1 в исходном положении золотника 3 подключен к источнику 11 газа-носителя и к хроматографу 9, а продольный канал 13 в этом же положе- 25 нии золотника 3 связан через отверстие 18 крышки 1 с источником 11 газаносителя. Продольные каналы 14 и 15 как в исходном, так и в рабочем положениях золотника 3 через отверстия 17 3р и 18 основания 2 соединены с дозирующей петлей 19. В исходном положении золотника 3 продольные каналы 14 и 15 через отверстия 20 и 21 основания 2 соединены с источником 22 анализируемого продукта и с атмосферой. Для исключения дополнительной ошибки дозирования, которая может возникнуть в результате изменений атмосферного давления, связь отверстия 21 с атмос- 40 ферой целесообразно осуществлять через проточную камеру пневмоповторителя (не показан), управляющая камера которого образует герметично изолированный от атмосферы объем. Про- 45 дольные каналы 14 и 15 смещены один относительно другого, при этом основные части этих каналов перекрываются (эона перекрытия 1 ), а части 1, канала 15 и 1 канала 14 выступают за

50 зону перекрытия соответственно в сторону пневмопривода 4 и в противоположную сторону (фиг.4). Иа»ссимальное смещение каналов 14 и 15, характери55 зуемое величинами 1 и 1», определяется, исходя из условия работоспособности крана, заключающегося в том, что в процессе движения золотника 3 в рабочее положение при достижении каналом 14 отверстия 10 корпуса, связанного с источником газа-носителя, канал 15 должен разорвать свою связь с отверстием 21, связанным с атмосферой. В противном случае происходит сброс пробы анализируемого продукта из дозирующей петли 19 в атмосферу.

Математически указанное условие работоспособности выражается уравне-, нием (1 г + 4) мс»кс = 2»1 (1) где 1» 1 — участки каналов 14 и 15, выступающие за зону перекрытия 1» (фиг.4); (1 +1 ) — максимальная сумма длин участков 1т и 1з

d — соответственно шаг и диаметр отверстий корпуса.

Поскольку длина 1, зоны перекрытия всегда выражается уравнением (2) то максимальная сумма длин (S +S ) продольных каналов 14 и 15 выражается как сумма длин 1„ каждого иэ каналов и суммарного смещения, взятого из уравнения (1). В результате, суммируя выражения из уравнений (1) и (2), получают уравнение для максимального допустимого значения суммы продольных каналов 14 и 15, связанных с дозирующей петлей 19: (8» + 8 ) мсикс 3 °

Это выражение показывает, что сумма длин указанных продольньм каналов не превьппает утроенное значение шага отверстий корпуса.

Поскольку каналы 14 и 15 предлагаемого крана выполняются со смещением одного относительно другого, а длина зоны перекрытия указанных каналов 1 согласно уравнению (2) выражается как

1, = (е + »1) то при проектировании крана необходимо не выходить за пределы условия„ согласно которому сумма длин S, и S каналов 14 и 15 не превышает утроенное значение шага отверстий корпуса, но больше зоны перекрытия (1 „) .

Указанное условие описывается неравенством (c+ d)(S,+ Б (3t.

Газохроматографическнй кран, содержащий корпус, на рабочих поверхностях которого выполнены с постоянным шагом отверстия, и пневмопривод, соединенный с установленным в корпусе золотником, снабженным двумя продольными каналами, постоянно подключенным к дозирующей петле, а в исход" ном положении подключенными также к источнику анализируемого продукта и к атмосфере, и двумя вертикальными каналами, первый из которых н исходном положении золотника подключен к атмосфере, а второй — к хрома. огра5 1 5169

Кран работает следующим образом.

В исходном положении золотника 3 (фиг.3) дозирующая петля 19 заполня- . ется анализируемым продуктом, поступающим от источника 22 через продольный канал 14 и сбрасывается в атмосферу через канал 15. При этом в исходном положении золотника 3 весовое количество вещества в дозирующей пет- 10 ле 19 зависит от давления анализируемого продукта в источнике 22. В этом же положении золотника 3 первый вертикальный канал 6 сообщает десорбционную колонку хроматографа 9 с ат- 15 мосферой, а второй вертикальный канал

7 подключает к,цесорбционной колонке хроматографа 9 гаэ-носитель источника !1. Продбльный канал 12 подключает поток газа-носителя к анализирую- 20 щей колонке хроматографа 9. При подаче к пневмоприноду 4 команд P, = l u

P = 0 золотник 3 перемещается вправо (по стрелке) в сторону рабочего положения. 25

В процессе перемещения золотника

3 вправо происходит неодновременное переключение продольных каналов 14 и 15, соединенных с дозирующей петлей

19. После перемещения золотника 3 30 вправо на величину диаметра (d) отверстий корпуса связь доэирующей петли 19 с источником 22 анализируемого продукта (газа) прерывается, но благодаря смещению канала 15 по отношению к каналу 14 на величину 1 (фиг.2) сохраняется связь петли 19 с атмосферой. Эта связь сохраняется в течение не менее 10 с, что предварительно настраивается путем регулиро- 40 вания скорости движения золотника 3 с помощью дросселя 5 при условии выбора длин каналов 14 и 15 в соответствии с уравнением (3) .

В течение указанного времени давление анализируемого газа в дозирую-, щей петле 19 успевает выравняться с атмосферным. После прерывания связи доэирующей петли 19 с атмосферой дальнейшее движение золотника 3 вправо благодаря наличию смещения 1 канала 14 по отношению к каналу 15 приводит к тому, что дозирующая петля 19 соединяется с источником газа-носителя еще до момента достижения каналом 15 отверстия

8, связанного с хроматографом 9. В результате, к моменту достижения soпотником 3 рабочего положения (фиг,4) давление в дозирующей петле 19 уста71 6 нанливается равным давлению газа-но— сителя. В то же время, поскольку вто— рой вертикаЛьный канал 7 имеет П-об— разную форму, то, благодаря более длительному его включению по сравнению с первым вертикальным каналом 6, при движении золотника 3 вправо па выходе крана, связанном с хроматогр»фом 9, — н отверстии 8 основания 2 почти непрерывно вплоть до рабочего положения (фиг.3) поддерживается давление, равное давлению газа-носителя. В результате при достижении рабочего положения на выход крана (где к этому моменту уже сформировынается давление газа-носителя) поступает точно отмеренное и приведенное к давлению газа-носителя весовое количество анализируемого продукта.

При этом, благодаря отсутствию перепада давления между давлением в дознрующей петле и давлением на выходе устройства, анализируемый продукт поступает в хроматограф 9 без "забросов по расходу.

Неодновременность включения вертикальных каналов 6 и 7 позволяет при обратном ходе золотника 3 из рабочего псЬожения в исходное осуществить такую последовательность действий, при которой вначале на выходе хроматографа 9 (вход десорбциониой колонки) формируется давление газа-носителя и только после достижения золотником 3 исходного положения выход десорбционной колонки подключается к атмосфере. Такая последовательность работы крана расширяет область его применения, так как позволяет его испольэовать в хроматографах, работающих с высокой точностью.

Формула изобретения

1516971

Составитель Е.Рожковская

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 6386/48 Тирал 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101 фу,отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования, к одному из входов пневмопривода подключен дроссель, второй вертикальный канал выполнен П-обраэной формы, а продольные каналы расположены со смещением друг относительно друга и сумма длин этих каналов не

5 превышает утроенное значение шага отверстий корпуса.