УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ПРОБ В ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ Российский патент 1995 года по МПК G01N30/16 

Изобретение относится к газоаналитическим измерениям, а более конкретно - к устройствам для ввода проб в хроматограф.

Известно устройство для дозирования проб в газовый хроматограф [1], с помощью которого можно вводить в колонну малые количества газа. Устройство содержит корпус с каналами для газа-носителя и анализируемого газа и подвижный шток с диаметрально расположенными каналами. Величина вводимой пробы определяется объемом отверстия. Для расширения диапазонов вводимых проб анализируемых газов изменяют не только диаметр отверстия, но и диаметр штока. Однако при смене штока одного диаметра на другой создаются трудности в герметизации устройства и за счет этого снижаются точность и надежность его работы.

Известно устройство для дозирования проб в газовый хроматограф [2].

Устройство содержит корпус и головку, жестко скрепленные между собой и снабженные каналами для ввода и вывода газов, и расположенный между ними поворотный диск с осевыми калибровочными отверстиями различных объемов, расположенными по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга.

Недостатками этого устройства являются его низкая надежность и точность, связанные с необходимостью поддержания его в герметичном состоянии путем создания значительного сжимающего усилия пружины и обеспечения надежного контакта фторопластовых шайб с диском. Размер усилия пружины пропорционален площади поверхности шайб. При достижении необходимого сжимающего усилия пружины требуется затратить значительное усилие оператора для осуществления поворота диска из одного положения в другое, что снижает удобство эксплуатации и приводит к снижению точности дозирования проб за счет неполного совпадения осевых калибровочных отверстий диска с рабочими каналами корпуса. Снижение сжимающего усилия пружины ведет к потере герметичности, что обуславливает низкую надежность устройства.

Целью изобретения является повышение точности, надежности и удобства эксплуатации устройства для дозирования проб в газовый хроматограф.

Цель достигается тем, что в устройстве для дозирования проб в газовый хроматограф, содержащем корпус с рабочими каналами для ввода и вывода газов, диск, закрепленный на валу с возможностью поворота с осевыми калибровочными отверстиями, и уплотнительные элементы, корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра, разъемного по боковой поверхности в средней ее части, внутренняя полость цилиндра сообщена с источником инертного газа, диск расположен внутри корпуса, между диском и корпусом симметрично рабочим каналам расположены шайбы с пазами, в которых расположены эластичные прокладки, контактирующие с корпусом, шайбы выполнены овальной формы, причем меньшая горизонтальная ось шайбы составляет не менее двух диаметров наибольшего калибровочного отверстия диска, а большая горизонтальная ось - не менее расстояния между осями рабочих каналов, сложенного с длиной, меньшей оси.

Данное устройство за счет создания герметичного корпуса и обеспечения локальной герметизации рабочей пары калиброванных отверстий диска позволяет значительно снизить осевое сжимающее усилие сопряжения поверхностей шайб и диска и тем самым обеспечить точную и надежную фиксацию положений устройства путем полного совпадения калибровочных отверстий диска с рабочими каналами корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - уплотнительная шайба вид сверху.

Устройство для дозирования проб включает в себя герметичный корпус 1 в виде пустотелого цилиндра с двумя донышками 2 и 3, закрепленный на конце вала 4 соосно, при этом вал вращается, а корпус неподвижен. В донышках 2 и 3 корпуса 1 в одном квадранте имеются два рабочих канала 5, параллельных валу 4, для входа и выхода анализируемого газа и газа-носителя, расположенные на равном удалении от вала 4, а в другом квадранте размещен канал 6 для входа и выхода инертного газа, идентичного по природе газу-носителю. Внутри корпуса 1 на валу 4 закреплен с возможностью осевого вращения, например с помощью шлицов, диск 7 с осевыми калибровочными отверстиями, расположенными по окружности на равных расстояниях друг от друга и в рабочем положении совпадающими с каналами 5. Между диском 7 и донышками 2,3 корпуса 1 в зоне рабочих каналов 5 симметрично осям рабочих каналов расположены фторопластовые шайбы 8, прикрепленные к донышкам 2 и 3, с пазами, в которых расположены эластичные прокладки 9, например резиновые, причем эти прокладки контактируют с донышками корпуса 1 и обеспечивают герметичность каналов 5. Размеры шайб 8 выбраны конструктивно из условия обеспечения герметичности рабочих каналов внутри корпуса. Меньшая горизонтальная ось шайбы 8 составляет не менее двух диаметров наибольшего калибровочного отверстия диска, а большая - не менее расстояния между осями рабочих каналов, сложенного с длиной меньшей оси шайбы.

На другом конце вала 4 неподвижно закреплена ручка 10. На ручке 10 со стороны корпуса 1 установлен фиксатор 11, а на донышке 2, со стороны ручки 10, имеются углубления для фиксатора, обеспечивающие надежную фиксацию диска 7 в одном из рабочих положений.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для дозирования проб устанавливают в линию газа-носителя хроматографа перед хроматографической колонкой. В рабочем положении устройства один из рабочих каналов 5 продувают газом-носителем, а другой - анализируемым газом. Одно из осевых калибровочных отверстий диска 7 сначала устанавливают в канале анализируемого газа, а затем - в канале газа-носителя и тем самым вводят пробу анализируемого газа в хроматографическую колонку. Для этого диск 7 с помощью ручки 10 поворачивают таким образом, чтобы одно из его осевых калибровочных отверстий совпало с одним из соосных каналов 5, проходящих через донышки 2,3 корпуса 1. Поскольку диск 7 расположен на валу 4 с возможностью осевого вращения, то шайбы 8 с эластичными прокладками 9 обеспечивают локальную герметизацию рабочих каналов 5.

Канал 6 служит для подачи инертного газа, используемого для вытеснения воздуха из герметичного корпуса устройства, попадающего в него в момент сборки устройства и герметизации его корпуса.

В опытном образце устройства для дозирования проб в газовый хроматограф диапазон объемов вводимых проб, определяемый толщиной диска и диаметрами калиброванных отверстий в нем, составляет 0,5-70,0 мм³. Сходимость результатов дозирования, определяющая точность и оцениваемая значением относительного среднего квадратического отклонения, не превышает ±0,5% при числе наблюдений равном 6, и доверительной вероятности 95%. Надежность устройства подтверждена испытанием его опытного образца в течение 3 мес. Устройство для ввода проб удобно в эксплуатации, так как при нормированном существующими документами усилии ручного привода обеспечивает четкую фиксацию положений диска.

Использование: в газоаналитических измерениях. Сущность изобретения: устройство содержит герметичный корпус, закрепленный на конце вала соосно. На валу закреплен с возможностью продольного перемещения диск с осевыми калибровочными отверстиями. Между диском и донышками корпуса в зоне рабочих каналов, симметрично осям рабочих каналов, расположены фторопластовые шайбы с пазами, в которых расположены резиновые прокладки. Эти прокладки контактируют с донышками корпуса и обеспечивают локальную герметичность каналов, шайбы выполнены овальной формы. Меньшая горизонтальная ось шайбы составляет не менее двух диаметров наибольшего калибровочного отверстия диска, а большая горизонтальная ось шайбы составляет не менее расстояния между осями рабочих каналов, сложенного с длиной горизонтальной оси шайбы. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ПРОБ В ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ, содержащее корпус с каналами ввода и вывода газов, диск, закрепленный на валу с возможностью поворота, с осевыми калибровочными отверстиями и уплотнительные элементы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, надежности и удобства эксплуатации, корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра, разъемного по боковой поверхности в средней ее части, внутренняя полость цилиндра сообщена с источником инертного газа, диск расположен внутри корпуса, между диском и корпусом симметрично рабочим каналам расположены шайбы с пазами, в которых расположены эластичные прокладки, контактирующие с корпусом, шайбы выполнены овальной формы, причем меньшая горизонтальная ось шайбы составляет не менее двух диаметров наибольшего калибровочного отверстия диска, а большая горизонтальная ось - не менее расстояния между осями рабочих каналов, сложенного с длиной меньшей оси.