Устройство для автоматическогоотбора и ввода проб жидкости ванализатор coctaba

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИЛЬСТВУ

<>800869 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено01. 07. 77 (21) 2503488/18-10 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 30.01р1. Бюллетень ЙВ 4

Дата опубликования описания 300181 (51)М. Кл

G 01 N 31/08

Государствеииый комитет

СССР по дедам изобретеиий и открытий (53) УДК 543.544 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Я. Баранов, В. В. Бражников и В. Л. г" ааараФии

Специальное конструкторское бюро газовой (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБОРА И ВВОДА

ПРОБ ЖИДКОСТИ В АНАЛИЗАТОР СОСТАВА

Изобретение относится к аналити- . .ческому приборостроению и может найти применение в устройствах для отбора и ввода проб жидкости, например в газовый хроматограф.

Известно устройство для отбора и ввода жидких проб в газовый хроматограф (1)

Недостатками этого устройства, работа которого основана на принципе перемещения дозирующего узла в двух плоскостях — вертикальной и горизонтальной, являются невысокая точность отбора проб и недостаточная надежность дозирующего узла за счет постоянного передвижения.его от ампул к испарителю.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее дозирующий узел со шприцем, установленный с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно входа в анализатор, кассету с ампулами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения к дозирующему узлу, поворотный механизм кассеты и узел промывки (2)

Однако размещение в кассете одно.-, временно ампул с пробой и промывочной жидкостью ограничивает количество проб, и соответственно сокращает число анализов при автоматическом режиме работы устройства.

Целью изобретения — повышение точ— ности отбора проб и увеличение длительности работы устройства в антоматическом режиме. укаэанная цель достигается тем, что устройство снабжено емкостью для тепло-вакуумной сушки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца доэирующего узла, при этом узел

15 промывки установлен автономно от кассеты и выполнен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца дозирующего узла.

20 кроме того, поворотный механизм кассеты состоит из винтового упора, диска с центральной шейкой и выступом по окружности, установленного на осевой втулке кассеты, и подпружиненного рычага, один конец которого взаимодействует с винтовым упором а на другом установлена втулка с двумя зубчатыми срезами и двумя регулировочными винтами, причем втулка рас30 положена на центральной шейке диска, 800869 на понерхности которого размещены два подпружиненных зажимных кулачка, контактирующих с зубчатыми срезами втулки и выступом диска.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 — нид сверху; на фиг. 3 — поворотное устройство, вид снизу, Устройство содержит доэирующий узел 1, в который входит жидкостной шприц 2, регулятор 3 величины дозы, пневмопринод 4, силовой пневмопривод 5, на который одет корпус б, кассету 7 с ампулами 8, кассета имеет ось 9, ползун 10, направляющие 11, втулку 12, рычаг 13, тягу 14, упор

15 и пневмопривод 16. Поворотный механизм 17, в который входит диск 18, зажимные кулачки 19 с пластинчатой пружиной 20, рычаг 21, держатели 22 винта регулироночные винты 23, кронштейн 24 с винтом 25 и пружиной 26, 20 винтовой упор 27 с хомутом 28 и осью

29. Узел 30 промывки и емкость 31 для тепло-вакуумной сушки имеют ползуны

32, направляющие 33, шпильки 34, пазовые рычаги 35, пневмоприводы 36 штуцера 37.

Кроме того, оно содержит срезы

38 выполненные во втулке рычага 21, кромки 39 и опорный конус 40, выполненные в зажимном кулачке 19. Паз 41 образованный на поверхности силового пневмопривода 5. Соединительную колодку 42, которая связывается между собой шток пневмопривода 4 и шток шприца 2. Фиксатор 43, расположенный на ползуне 10. Платформу 44, испаритель

45 и пружину 46 упора 15.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха в полость A пневмопривода 16, ползун 10> 40 расположенный в направляющих 11,совместно с осью 9,втулкой 12, кассетой

7 с ампулами 8 и поворотным механиз— мом 17, находятся в крайнем левом по- . ложении (показано стрелкой). При по- 45 даче сжатого воздуха в полость В пнев— мопривода 4, поршень шприца 2 находится в верхнем положении, так как закреплен в соединительной колодке

42 и перемещается совместно с поршнем go пневмопривода 4. При подаче сжатого воздуха в полость Д силового пневмопривода 5, корпус 6 и установленный на нем дозирующий узел 1 совместно со шприцем 2, регулятором 3 величины дозы и пневмопринодом 4 находятся в крайнем верхнем положении (покаэано стрелкой) . При подаче сжатого воздуха в полости Ж невмопривод 36, симметрично расположенные относительно дсзирующего узла 1 и узел 30 промывки 60 и емкость 31,установленные на ползунах 32,отведены в,крайнее правое положение. Это положение обеспечено посред.ством зацепления пазового рычага 35, закрепленного на штоке привода Зб, Я со шпилькой 34, установленной на ползуне 32. Ползуны размещены н направляющих 33.

Рычаг 21 поворотного механизма под воздействием пружин 26, поджат к винтовому упору 27, который установлен таким образом, чтобы обеспечить при контакте с рычагом 21, поворот кассеты на одну ампулу. От программного эадатчика (не показан) поступают дискретные пневмосигналы, которые обеспечивают последовательную, но времени, работу пневмоприводон и соответственно перемещение всех подвижных элементов устройства.

Сбрасывается давление сжатого воздуха из полости A пневмопривода

16 и подается в полость Б. Ползун

10 перемещается по направляющим 11 к дозирующему узлу 1. Совместно с ползуном перемещаются ось 9, а нмес— те с ней втулка 12, кассета 7 с ампулами 8, поворотный механизм 17 и рычаг 13, так как последний закреплен на ползуне. Кассета в этот момент зафиксирована фиксатором 43.

B результате этого, кассета устанавливается в рабочее положение (показано штрихами ), при этом оси иглы штрица 2 и ампулы 8 совмещаются, а рычаг 13 сконтактирован с тягой 14, перемещает упор 15 и устанавливают

его в паз 41, выполненный на наружной поверхности силового пненмопривода 5. В момент перемещения кассеты в рабочее положение происходит начальное передвижение поворотного механизма, т.е. половина его работы (возведение зажимных кулачков на определенную величину).

Поворотный механизм в первой половине работает следующим образом.

При перемещении кассеты вправо, рычаг 21, под воздействием пружины

26, одетой на кронштейн 24,поджи— мается к винтовому упору 27, при этом происходит одновременно линейное перемещение кассеты 7 и поворот рычага 21. Рычаг 21 имеет с одной стороны втулку, которая насажена на шейку диска 18 и свободно по ней скользит. На наружной поверхности втулки образованы зубчатые срезы 38 и размещены держатели 22 винта. При повороте рычага 21(по часовой стрелке) и соответственно его втулки, зубчатые срезы 38 начинают как бы отрываться от опорных конусон 40 зажимных кулачков 19, но этого не происходит, так как в держателе 22 расположен нинт 23, который при повороте рычага 21 касается пластинчатой пружины

20, а пластинчатая пружина, эа счет своей упругости, держит в контакте опорный конус 40 зажимного кулачка

19 с зубчатым срезом 38. В результате кулачок 19, опираясь своим конусом о зубчатый срез 38 втулки рычага 21, воспринимает усилия пластин800869 чатой пружины 20 и свободно скользит по выступу на окружности диска

18 и тем самым отслеживает поворот 21 (происходит взведение кулачка}.

Поворот рычага 21 и взведение кулачков происходит до тех пор, пока рычаг при перемещении кассеты не повернется на определенный угол (угол расположения ампул в кассете). При достижении необходимого угла поворота и взведения кулачков, рычаг 21 отрывается от винтового упора 27 и опи-, рается на предварительно настроенный винт 25 расположенный в кронштейне

24, который закреплен на оси 9. После этого поворот рычага прекращается а кассета перемещается дальше, до 15 рабочего положения, т.е. до совмещения оси ампулы 8 с осью иглы шприца 2 и удерживается в этом положении давлением сжатого воздуха в полости

Б пневмопривода 16. Следующим эгапом работы устройства, является работа дозирующего узла 1.

Из полости Д силового гневмопривода 5 сбрасывается давление сжатого воздуха и подается в полость Б. При этом корпус 6, связанный со штоком поршня силового пневмопривода 5, перемещается по поверхности цилиндра вниз до соприкосновения с упором 15.

Совместно с корпусом 6, перемещается и дозирующий узел 1, так как он жест † ко прикреплен к корпусу. В результате этого перемещения происходит вкалывание иглы шприца 2 в ампулу 8. За— тем происходит работа пневмопривода

4 для отбора пробы. Давление сжатого З5 воздуха сбрасывается из полости В и подается в полость Г. При этом перемещается вниз поршень пневмопривода

4 и соответственно его шток. А шток пневмопривода, имея связь через сое- 4g динительную колодку 42 со штоком поршня шприца 2, перемещает его одновременно вместе с собой. В момент перемещения вниз поршня шприца из иглы выдавливается воздух, а в момент перемещения вверх в иглу всасывается проба.

С этой целью давление в полостях привода 4 реверсируется несколько раз, что обеспечивает прокачку шприца. Последней операцией для отбора пробы является перемещение поршня шприца в верхнее положение до .упора соединительной колодки 42 в регулятор

3 величины дозы, что и определяет объем дозы. Таким образом проба оста- ется в игле шприца. Затем игла шприца выходит из ампулы. Это обеспечивается сбросом давления сжатого воздуха иэ полости Е привода Ъ и подачей его в полость Д. При этом корпус 6 совмест- gy но с дозирующим узлом 1 переместится вверх. Как только закончится эта операция, сбрасывается давление сжатого воздуха из полости Б привода 16 и подается в полость А. Кассета 7 с ам- gg пулами 8 начнет перемещаться влево, при этом рычаг 13 выхоцит из контакта с тягой 14, упор 15 под действием пружины 46 выходит из паза 41 и становится в исходное положение .

В момент движения кассеты влево происходит вторая половина работы и поворотного механизма. Происходит это следующим образом. Рычаг 21, как было сказано выше, уже взвел зажимные кулачки и опирается на винт

25. При возвратном движении кассеты рычаг 21 наталкивается на винтовой упор 27, а кассета продолжает свой ход дальше. При этом рычаг 21 начинает поворачиваться против часовой стрелки. В это время растягивается пружина 26, рычаг снимается с винта

25, а зубчатые срезы 38 втулки рычага 21 начинают упираться в опорные конусы 40 зажимных кулачков 19. Одновременно держатели 22 с винтами

23 отходят от пластинчатой пружины

20 и винт 23 не касается пружины. Зажимные кулачки 19, при таком свободном состоянии, за счет упора зубчатых срезов 38 в опорный конус 40, начинают перекашиваться в месте расположения кулачка 19 на выступе диска 18.

При этом происходит мгновенный зажим кромками 39, выполненными в кулачке выступа диска 18 и диск начинает поворачивать втулку 12, так как жестко с ней связан, а втулка 12 поворачивает уже кассету 7 с ампулами 8, так как она в свою очередь так же жестко связана со втулкой.

Таким образом происходит поворот кассеты ровно на одну ампулу, т.е. на определенный угол поворота,и кассета при этом снимается с фиксатора

43 и затем вновь фиксируется, но уже на следующей точке. После того, как кассета придет в исходное положение и закончится ее поворот, происходит ввод иглы шприца в испаритель

45. При этом давление сжатого воздуха подается в полость Б привода 5 и сбрасывается на полости Д. Корпус

6 и дозирующий узел 1 совместно со шприцем 2 перемещается вниз, (в рабочее положение ) до упора поршня привода 5 в основание цилиндра. Корпус 6 при этом проходит мимо упора 15, так как он оттянут в сторону пружиной

46 и игла шприца входит в испаритель 45. В момент нахождения иглы шприца в испарителе иэ нее выталкивается проба эа счет перемещения вниз поршня привода 4, и соответственно поршня шприца 2. Происходит ввод пробы. Затем поршень привода 4 и соответственно поршень шприца перемещаются в обратном направлении, а дозирующий узел 1 при помощи так же обратного перемещения поршня привода поднимается вверх и игла шприца 2 выходит из испарителя. Таким образом

800869 дозирующий узел 1 опять устанавливается н исходное положение.

Затем начинает работать узел про мывки шприца. В этот момент сбрасывается давление сжатого воздуха иэ полости Ж привода 36 и подается в по лость 3, Проий одит перемещение поршня привода 36 и его штока влево, который тянет эа собой через пазовый рычаг 35 и шпильку 34 ползун 32. Ползун скользит в направляющих 33. На ползуне закреплен узел 30 промывки, который совместно с ползуном движется по радиусу и подается под иглу шприца(показано штрихами ее рабочее положение ). В конце хода их оси совмещаются. Когда узел 30 промывки ус— танавливается под иглу шприца, то упор 15 перемещается и занимает положение в паэе 41 привода 5.

После установки емкости в нее через резиновую прокладку происходит 26 вход иглы шприца 2. Эта операция повторяется аналогичным образом, что и при вкалывании иглы в ампулу с пробой. Когда игла шприца находится в подвижной емкости, в потоке промывоч- щ ной среды происходит многократная переменная работа поршня привода 4, что обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня шприца 2.

Это в свою очередь обеспечивает многократное всасывание во внутренний объем иглы, н выдавливание из него промывочной жидкости. Таким образом происходит промынка шприца от остатков предыдущей пробы, которые потоком выносятся н дренаж и промывочная среда остается не загрязненной.

Затем происходит вывод иглы шприца из емкости с промывочной жидкостью.

Эта операция аналогична той, что и при выводе иглы шприца из ампулы с 40 пробой. После вывода иглы из промывочной емкости происходит обратная работа привода 36. Ползун 32 с расположенной на ней узел 30 промывки возвращается в первоначальное (исходное) положение. Одновременно освобождается от воздействия нажимной скобы упор 15 и он выходит Hs паза

41. Только после этих операций поршень шприца 2 переместится вверх. До это го давление сжатого воздуха находит ся в полости Р и удерживает, поршень шприца внизу. Это необходимо для того, чтобы шприц вышел иэ промывочной емкости без промывочной жидкости во внутренней полости иглы, во избежание захвата загрязнений. Если по окЬнчании промывки иглы шприца потребуется дополнительная его очистка методом теп лО-вакуумной сушки, то в работу включается узел, симметрично расположен- Я) ный с противоположной стороны дозирующего узла, т.е. подвижная емкость

31.

Подвижная емкость 31 представляет собой элемент для обеспечения тепло- Я вакуумной сушки иглы шприца и имеет таких же размеров цилиндр, что и ци— линдр узла 30 промывки. Цилиндр так же включает в себя одинаковую резьбовую крышку с отверстием для прохода иглы и так же прикреплен к полэуну 32. При включении узла тепловакуумной сушки повторяется работа узла промывки шприца. Срабатывает привод 36, при этом переключается подача данления сжатого воздуха н полости Ж и 3 и под иглу шприца перемещается подвижная емкость 31. B этот момент аналогичным образом, что и при перемещении узла 30 промывки происходит передвижение упора 15, под воздействием такой же нажимной скобы, и он заходит н паз

41. Дозирующий узел вновь опускается вниз и игла через резиновую прокладку заходит в тепло-вакуумную емкость . Разница заключается только в том, что после захода иглы шприца в емкость, не включается в работу поршень привода 4 и естественно поршень шприца остается в верхнем положении. Такое положение необходимо для того, чтобы был свободен внутренний объем иглы и более эффективной била вакуумная сушка, т.е. происходила окончательная его очистка от неудаленных промывкой следов предыдущей пробы.

Выдержка иглы .в тепло-вакуумной емкости происходит при определенной температуре и вакууме. Время выдержки иглы в емкости устанавливается в зависимости от необходимости. По окон— чании сушки шприца в вакууме, игла шприца выходит иэ нее и доэирующий узел 1 занимает исходное положение.

Затем ползун 32 и подвижная емкость

31 уходит и"-под шприца в первоначальное исходное положение, так как происходит обратная работа привода

36. Повторяется то же самое, что и при промывке. Упор 15 так же при этоь выходит из паза 41 и занимает свое исходное положение .

На этом заканчивается один полный цикл работы устройства. После окончания анализа цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического отбора и ввода проб жидкости н анализатор состава, содержащее доэирующий узел со шприцем, установленный с возм6жностью возвратно-поступательного перемещения относительно входа в.анализатор, кассету с ампулами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения к дозирующему узлу, поворотный механизм кассеты и узел промынки, о т л и ч af. ю щ е е с я тем, что, с целью повы-

800869

10 шения точности отбора проб и увеличения длительности работы устройства в автоматическом режиме, оно снабжено емкостью для тепло-вакуумной сушки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца доэирующего узла, нри этом узел промывки установлен автономно от кассеты и .выполнен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца доэирующего узла.

2. устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поворот.ный механизм кассеты состоит иэ винтового упора, диска с центральной шейкой и выступом по окружности, установленного на осевой втулке кассеты и подпружиненного рычага, один конец которого взаимодействует с винтовым упором, а на другом установлена втулка с двумя зубчатыми срезами и двумя регулировочными винтами, причем втулка расположена на центральной шейке .диска на поверхности которого размещены два подпружиненных зажимных кулачка, контактирующих с зубчатыми срезами втулки и выступом диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Газовый хроматограф. Проспект фирмы "Руе 1)вiсав", АнгЛия.

2. Патент CtOA М 3550453

1$ кл. 73-422, опублик. 1970 (прототип ).

800869

Составитель Н. Ермолаева

Ре акто Ю. Ковач Тех е С.Миг нова Ко екто И. М ска

Заказ 10410/59 Тираж 918 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по галам изобретений и открытий

113035 Иоеква Ж-35 Раушская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4