Дозатор жидкости,преимущественно для газоанализаторов

 

ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ, содержащий поршень, каналы всасывания и сброса дозы, резервуар для яшдкссти, гильзу, выполненную с возможностью.перемещения своей рабочей поверхности по рабочей поверхности поршня, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности дозирования, нижний конец рабочей части поршня расположен под уровнем дни- .ща резервуара, а каналы всасывания и сброса дозы расположены в теле поршня, причем вход канала всасывания выведен на боковую поверхность поршня на уровне дна резервуара, а выход - на верхний торец, снабженный обратным клапаном перекрытия канала всасывания, вход канала сброса выведен на боковую поверхность поршня вьше уровня крьш1ки резервуара в верхней части рабочей поверхности гильзы выполнена расточка и помещен регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрьшающий упор, а дпина нерасточенной части (L) гильзы определяется неравенствомh < L < S,где h - расстояние между входами каналов всасьгоания и сброса дозы;S - расстоняие от нижнего конца рабочей части поршня до входа канала сброса дозы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ

hC?(SI

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2188134/25 (гг) 10,11.75 (46) 15,11. 79, Бюл. № 42 (7l) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) А,В.Коробейник, P.Т.Франко и Б.К.Горковенко (53) 681.121:66.028 (088.8) (56) Патент США № 3730398 кл. G 01 F 11/06 опублик. 1971.

Патент Франции № 2043887, кл. G Ol F 1/00, опублик. 1971.

Авторское свидетельство СССР № 394668, кл. G 01 F 11/16, 1973. (54)(57) ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ ПРЕИМУП@СТВЕННО ДЛЯ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ, содержащий поршень, каналы всасывания и сброса дозы, резервуар для жидкости, гильзу, выполненную с возможностью перемещения своей рабочей поверхности по рабочей поверхности поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования, нижний конец рабочей части поршня расположен под уровнем дни- .

3(б)) С 01 Р ll/16; G 01 М 21/02 ща резервуара, а каналы всасывания и сброса дозы расположены в теле поршня, причем вход канала всасывания выведен на боковую поверхность поршня на уровне дна резервуара, а выход — на верхний торец, снабженный обратным клапаном перекрытия канала всасывания, вход канала сброса выведен на боковую поверхность поршня вьппе уровня крышки резервуара в верхней части рабочей поверхности гильзы выполнена расточка и помещен регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрывакиций упор, а длина нерасточенной части (L) гильзы определяется неравенством е где h — расстояние между входами каналов всасывания и сброса дозы 1

S — - расстоняие от нижнего конца рабочей части поршня до входа канала сброса дозы, .

69

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано в гаэоаналиэатарах основанных на фотоколориметрических методах количественной оценки содержания анализируемого газообразного вещества, например, вредных веществ, содержащихся в окружающей атмосфере °

При фотоколориметрическом:методе определения микроконцентраций газообразныхх веществ с прикапыванием на

1 ленту жидких реактивов, основанном на измерении скорости химической ре. акции, необходимо обеспечивать высокую точность дозирования (прикапывание) жидких реактивов например, с точностью 3 мкл :и вьнпе, При этом

I совершенно недопустимо, во-первых, прохождение анализируемой газовой смеси через толщу раствора реактива в виде пузырьков воздуха - аэрации, во-вторых, присутствие в магистрали сброса дозы остаточных порций растворов. Если в первом счучае необходимо исключить отравление растворов анализируемыми компонентами газовой смеси, то во втором — исключить присыхание растворов в магистрали сброса дозы, что в противном случае приводит к сужению отверстия или к его закупорке, Известен дозатор жидкости для газоаналиэатора содержащий поршень, каналы всасывания и сброса дозы, ре.зервуар для жидкости, гильзу, выполненную с воэможностью перемещения своей рабочей поверхностью по рабочей поверхности поршня 12.

Это устройство для доэирования жидких продуктов выполнено в виде шприца с клапанами по забору и сбросу дозы, что не обеспечивает требуемой точности дозирования и не позволяет выполнить указанные выше требования, предъявляемым к доэаторам жидкости для газоанализаторов, т.е. отсутствует, например, продувка канала сброса дозы в процессе работы дозатора. Кроме того, при формировании малых доз практически невозможно обеспечить необходимую точность дозирования иэ"за неустойчивой работыпримененных в устройстве ниппельных

I клапанов.

Другое устройство для дозирования жидких и вязких веществ выполнено в виде полного цилиндра, внутри которого перемещаются два поршня — один для всасывания, а другой для сброса

7825 2 жидкости через выхлопной клапан 12l, Существенным недостатком дозаторов указанного типа является присущее им подтекание дозы по каналу сброса

5 дозы в условиях вибрационных и ударных нагрузок, Кроме того отсутствует продувка канала сброса дозы.

Еще одно устройство для доэирования малых порций жидкость является

10. доэатором поршневого типа, т.е. выполнено в виде цилиндрического корпуса, внутри которого перемещаются два поршня со штоками, связанными между собой траверсами и микромет15 рическим винтом. Причем один из поршней соединен с траверсой посредством фрикционной передачи. Недостатками данноrо устройства являются, во-первых, сложность конст20 рукции, требующая высокого класса обработки и притирки поршневых пар, во-вторых, канал сброса также как и в других известных устройствах не освобождается от остатков дозы, 25 что при больших интервалах между дозами может привести из-эа высыхания раствора к непроходимости канала сброса, в-третьих, в условиях вибрации не исключается срыв капли с канала сброса, например, на индикаторную пенту, что незбежно будет зарегистрировано измерительным трактом как ложный сигнал.

Наиболее близким к описываемому изобретению является дозатор, упо35 мянутый выше первым.

Целью изобретения являтеся повышение точности дозирования, что достигается тем, что у дозатора жид40 кости преимущественно для газоанализаторов, содержащего поршень, каналы всасывания и сброса дозы, резервуар для жидкости, гильзу, выполненную с возможностью перемещения своей рабочей поверхностью по рабо45 чей поверхности поршня, нижний конец рабочей части поршня .расположен под

° ° уровнем днища резервуара, а каналы всасывания и сброса дозы расположены в теле поршня, причем вход канала всасывания выведен на боковую поверхность поршня на уровне дна резервуара, а выход — на верхний торец, снабженный обратным клапаном перекрытия канала всасывания, вход канала сброса вы55 веден на. боковую поверхность поршня выше уровня крьппки резервуара, в верхней части рабочей поверхности гильзы выполнена расточка и помещен

3 697825 регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрывающий упор, а длина нерасточенной части (Ь) гильзы определяется неравенством:

Нижний конец рабочей части поршня расположен под уровнем днища резервуара, а каналы всасывания 2 и сброса дозы 3 расположены в теле поршня, причем вход канала всасывания выведен на боковую поверхность поршня на уровне дна стакана

15, а выход — на верхний торец, вход канала сброса выведен на боковую поверхность поршня выше уровня крышки стакана, в верхней части рабочей по- верхности гильзы выполнена расточка и помещен регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрывающий упор в виде пальца 9 и гаек 10 и 11.

Длина нерасточенной части (Ь) гильзы определяется неравенством: (Ь

S — расстояние от нижнего конца рабочей части поршня до входа канала сброса дозы, Блок-схема содержит (фиг,2): два дозатора 21 и 22, заполняемые различными реактивами; лентопротяжный механизм 23; фотоприемник 24, подключенный к стабилизатору тока 25; осветитель 26; терморегулятор 27, под держивающий постоянную температуру в блоке; который содержит перечисленные выше узлы от 21 до 26 кроме 25; блок коррекции "0" — нуля 28; за "0" принят начальный уровень информативного сигнала); элемент памяти 29; компаратор 30; программное устройство 31; автоматический регулятор 32; побудитель расхода 33; блок индикации 34.

Н > S

rpe H — ход гильзы, где h — расстояние между входами каналов всасывания и сброса дозы; 10

S - расстояние от нижнего конца рабочей части поршня до входа канала сброса дозы, Конструкция и принцип действия предложения поясняется чертежами, где на фиг..1 изображен дозатор, а на фиг.2 — блок-схема фотокалориметра с дозаторами.

Дозатор жидкости (фиг,1) содержит: неподвижный, двухканальный пор- 20 шень 1; канал всасывания дозы 2; канал сброса дозы 3; обратный клапан перекрытия канала всасывания 2, выполеннный в виде тонкой пленки 4, которая крепится к верхнему торцу поршня кнопкой 5; подвижную гильзу 6, выполненную с возможностью перемешения своей внутренней рабочей поверхностью 7, переходящей в расточенную нерабочую поверхность 8, по ра- ЗО бочей поверхности поршня; упорный палец 9, который садится в нижнем положении гильзы на кнопку 5; накидную гайку 10, уплотняющую верхний торец гильзы 6, поводковую гайку 11, связанную через систему толкателей

12 и кулачок 13 с приводным механиз-. мом 14; резервуар для жидкости, выполенный в виде стакана 15 для запол нения необходимым реактивом с нак- 40 лонным днищем для исключения влияния наклонов на эффективность всасывания дозы особенно при небольших уровнях раствора; крышку 16 (направляющей) с уплотнителем 17 исключающим Выте 45 кание раствора из стакана при наклонах; втулку 18 и прижимную гайку 19 для фиксации поршня 1, направляющую капиллярную трубку 20 — выход канала сброса дозы.

Для исключения подтекания раствора необходимо вход канала сброса располагать над уровнем жидкости, т. е. выступающим над крышкой.

Доэирование обеспечивается в случае, если

Дозатор работает следующим образом.

l3 исходном нижнем положении гильзы 6 вход канала всасывания дозы 2 перекрыт боковой рабочей поверх-. ностью 7, а вход канала сброса дозы 3 открыт и сообщается с окружающей атмсоферой. При подъеме гильзы вверх посредством приводного кулачка 13 на участке прохождения расстояния расточенной части гильзы происходит всасывание в надпоршневое пространство воздуха по каналу сброса дозы 3, после чего данный канал перекрывается боковой рабочей поверхностью гильзы.

697825

Ч К вЂ” — Н

М

Дальнейший подъем гильзы создает в надпоршневом пространстве разрежение, что в момент открыва-ния канала всасывания дозы приводит к впрыскиванию дозы в надпоршневое пространство.

Набранная в надпоршневое пространство доза является частью общей дозы, которую необходимо сформировать.

Недостающая часть дозы добирается за счет дальнейшего подъема гильзы, Высота подъема гильзы регулируема и строго фиксируется с одной стороныпри подъеме — высотой или диаметром кулачка 13, à с другой стороны— при опускании:- — кнопкой 5,,на которую ложится упорный палец 9. Объем сформированной дозы пропорционален высоте подъема "дН = Н -(S - h).

При движении гильзы вниз клапан

4 перекрывает выходной канал 2 всасывания дозы и набранная (сформиро, ванная) доза оказывается "закупоренной" в надпоршневом пространстве.

Дальнейшее опускание гильзы приводит к частичному сжатию воздуха, заключенного в надпоршневом пространстве, на величину пропорциональную ходу ьН, В момент приоткрывания входного канала сброса дозы 3 сформированная доза выпрыскивается через направляющую капиллярную трубку 20 наружу (на индикаторную ленту) в виде струйки, выталкиваемой сжатым воздухом.

Регулирование дозы осуществляется за счет изменения хода гильзы, который выставляется путем перемещения поводковой галки l l, связанной с корпусом гильзы резьбовым соединением.

Полный объем (V) сформированной в иадпоршневом пространстве дозы может быть определен по формуле: где; К вЂ” коэффициент пропорциональности, устанавливаемый экспериментально в зависимости от качества и точности изготовления рабочих поверхностей гильзы и поршня, а также от выбранного материала трущихся пар, от свойст жидкости и др;

d — диаметр рабочей части поршня.

Примером и с пол ьз ов ания опи сыв аемого дозатора может быть фотокалориметр с прикалыванием на ленту, блоксхема которого изображена на фиг.2, Принцип действия указанной блоксхемы состоит в следующем, Анализируемый продукт просасывает10 ся через носитель, обладающий повышенной сорбционной способностью, Носитель наносят на бумажную или тканевую ленту, хорошо поглощающую анализируемый гаэ. С целью полного исключения сорбирования анализируемого газа на элементах транспортирования пробы, последние изготавливаются из слабосорбирующих материалов с применением подогрева.

Для обеспечения прососа равных количеств воздуха через носитель применен автоматический регулятор расхода 32. Лента с носителем, вст- роенная в лентопротяжный механизм

25 23, продувается на определенном участке анализируемым газом в течение строго отведенного интервала времени, который задается программным устройством 3l.

После прососа на данный участок ленты с носителем производится прикапывание первого индикаторного продукта с дозатором 2l, который взаимодействует с .анализируемым продуктом, например, фермент биокаталитичес35 кой реакции. Через определенный интервал на то же место производится прикапыв ание второго индикаторного продукта с дозатором, который вэаи; модействует с одной из .составляющих

40 . первого реактива, кинетический процесс взаимодействия которого ускоряется присутствующим ферментом.

Степень активности фермента опоеделяется наличием анализируемого

45 компонента и., как следствие, характеризуется скоростью реакции, (например, колориметрической реакцией. или реакцией, сопровождающейся люминесценцией) при уменьшении влияния дестабилизирующих факторов на процесс ее протекания. Эффективность протекания реакции должна быть согласована с выбором оптимальной величины стабилизированной температуры, характер55 ной для данного типа реакции - колориметрической или люминесцентной.

Скорость реакции в очень сильной степени зависит от соотношений велиС целью более линейного преобразования светового потока в электрический сигнал, питание фотоприемника осуществляется от стабилизатора тока 25. Элемент памяти 29 запоминаГ фиг 2

Тираж 65

Подписное

ВНИКАЯ Зак аз 4951

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 чин . дозируемых реактивов, изменяющихся во времени. Отсюда и вытекают столь повьппенные требования к дозированию, 697825 ет напряжение, соответствующее началь-, ному уровню реакции. Далее, это напряжение сравнивается с текущим значением напряжения на фотоприемнике в

5 компараторе 30. В постоянный момент времени от начала реакции. Результат сравнения характеризует степень влия. ния анализируемого продукта à ходскорость, например биокаталитичес10 кой реакции.