УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА И ВВОДА ПРОБ В АНАЛИЗАТОР СОСТАВА Российский патент 2000 года по МПК G01N30/18 

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

Известны шприцевые микродозаторы, например, фирмы Hewlett-Packard. В процессе работы игла пробивает пробку и погружается в жидкость. Затем поршень делает несколько возвратно-поступательных движений для промывки шприца, после чего происходит отбор пробы и введение ее в хроматограф. (Метцнер К., Штруппе X. Г. и др. Руководство по газовой хроматографии: В 2-х ч. Под ред. Э. Лейбница, Х.Г. Штруппе. М.: Мир, 1988. Ч. 1, стр. 158).

Недостатки этих дозаторов следующие: 1) начальное наличие сухого трения между поршнем и поверхностью корпуса, образующей рабочую полость шприца, что приводит к износу пары поршень - корпус и снижению точности дозирования; 2) необходимость многократных возвратно-поступательных движений поршня шприца для его смачивания (вначале) и, далее, для промывки шприца от остатков предыдущей пробы, что, однако, не гарантирует полного удаления остатков пробы, проникшей в зазор между поршнем и корпусом шприца.

Известно устройство для отбора и ввода проб в анализатор состава, содержащее дозирующий узел с узлом промывки и дозирующим шприцем, на боковой поверхности поршня которого выполнен продольный паз, через который промывочная жидкость поступает во внутренний объем шприца (а. с. СССР N 1578641, М. кл. G 01 N 30/18) - прототип.

Применение данного устройства ограничено малыми дозами вводимого вещества (долями мкл) из-за ввода поршня в иглу шприца и невозможности использования всего рабочего объема шприца. Кроме того, данное устройство принципиально может работать только при наличии зазора между поршнем и внутренним объемом иглы, что неизбежно приводит к образованию паразитного объема и, как следствие, к уменьшению точности дозирования. В этом устройстве также присутствует сухое трение.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение точности дозирования и надежности устройства, а также возможность использования стандартных, серийно выпускаемых шприцев.

Эта задача решается тем, что в устройстве для отбора и ввода проб в анализатор состава, содержащем дозирующий узел с узлом промывки и дозирующим шприцем, узел промывки дозирующего узла содержит полую насадку, установленную на корпусе шприца со стороны ввода его поршня, при этом полость насадки сообщается с рабочей полостью шприца и емкостью с промывочной жидкостью.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг. 2 - выноска А на фиг. 1.

Устройство содержит кассету 1 с приводом (не показан) и контейнерами 2 с анализируемыми веществами и пустыми (для слива промывочной жидкости), дозирующий узел 3, перемещаемый приводом (не показан) относительно входа в анализатор состава 4. В дозирующий узел 3 входят шприц 5 с рабочей полостью 6, полой иглой 7 и поршнем 8 и привод 9 поршня 8. На корпусе шприца 5 со стороны ввода поршня 8 установлена насадка 10 с промывочной полостью 11, соединенной с рабочей полостью 6 шприца 5 и емкостью 12 с промывочной жидкостью, через которую без зазора проходит поршень 8 шприца 5.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом отбора пробы из контейнера 2 и ввода ее в анализатор состава 4 производится промывка рабочей полости 6, полости иглы 7 и поршня 8 шприца 5. Для промывки кассета 1 с помощью привода (не показан) переводится в положение, при котором контейнер 2, предназначенный для слива промывочной жидкости, устанавливается напротив иглы 7 шприца 5. Игла 7 шприца 5 перемещением дозирующего узла 3 с помощью привода (не показан) вводится в контейнер 2.

После этого поршень 8 поднимается программно-управляемым приводом 9 в положение промывки, при котором поршень 8 выходит из рабочей полости 6 шприца 5 через полость 11 насадки 10, образуя при этом зазор s между торцем поршня 8 и верхней границей рабочей полости 6 шприца 5. Величина промываемой зоны поршня 8 определена конструкцией насадки 10 и величиной зазора s, которая выбирается в зависимости от вязкости промывочной жидкости, давления в промывочной емкости 12 и требуемой для качественной промывки скорости течения промывочной жидкости через рабочую полость 6 шприца 5 (размер Н).

Промывочная жидкость (обычно чистый растворитель) из емкости 12 (в которую может подаваться избыточное давление) поступает через соединенную с ней полость 11 насадки 10, зазор s в рабочую полость 6 шприца 5 и через иглу 7 шприца 5 проходит в контейнер 2, омывая при этом также поверхность поршня 8, находящуюся в полости 11 насадки 10, рабочую полость 6 и полость иглы 7 шприца 5. При этом рабочий объем 6 и полость иглы 7 шприца 5 заполняются чистым растворителем.

По истечении заданного времени промывки поршень 8 шприца 5 приводом 9 опускается вниз (до предела или до заданного объема рабочей полости), перекрывая зазор s (прерывая поток промывочной жидкости) и вытесняя промывочную жидкость из рабочего объема 6 шприца 5 в контейнер 2, предназначенный для слива промывочной жидкости, затем игла 7 перемещением привода (не показан) дозирующего узла 3 выводится из контейнера 2 и кассета 1 с помощью привода (не показан) переводится в положение, при котором напротив иглы 7 устанавливается контейнер 2 с анализируемой пробой. Игла 7 перемещением дозирующего узла 3 вводится в контейнер 2. Отбор и дозирование пробы осуществляется перемещением поршня 8 программно-управляемым приводом 9 до положения, соответствующего дозируемому объему пробы. При этом проба за счет разрежения, создаваемого перемещающимся поршнем 8, через иглу 7 поступает в рабочий объем 6 шприца 5.

После отбора пробы игла 7 перемещением дозирующего узла 3 выводится из контейнера 2 с пробой. Кассета 1 с помощью привода переводится в положение, при котором контейнеры удаляются из зоны движения дозирующего узла 3. Игла 7 перемещением дозирующего узла 3 вводится в анализатор состава 4. Перемещением поршня 8 с помощью привода 9 на расстояние, соответствующее дозируемому объему пробы, осуществляется ввод пробы в анализатор 4. Затем перемещением дозирующего узла 3 игла 7 выводится из анализатора 4.

После окончания анализа цикл работы устройства, включающий промывку, отбор пробы и ввод пробы, повторяется.

Отсутствие сложных для доступа промывочной жидкости мест делает возможным качественную промывку поверхностей поршня и полости шприца, что повышает качество вводимой в анализатор состава пробы.

Промывка всей рабочей полости шприца исключает сухое трение пары поршень - корпус шприца, повышая надежность устройства.

Устройство позволяет использовать стандартные, серийно выпускаемые шприцы, например МШ-10М, шприцы фирм Hewlett-Packard, Hamilton и другие.

Изобретение позволяет повысить качество вводимой пробы и надежность устройства. Узел промывки содержит полую насадку 10, установленную на корпусе шприца 5 со стороны ввода поршня 8. Промывочная жидкость из емкости 12 поступает через полость 11 насадки 10, зазор между торцом поршня 8 и верхней границей рабочей полости 6 шприца 5 в полость 6 и через иглу 7 проходит в контейнер 2 для слива промывочной жидкости, омывая при этом поверхность поршня 8, рабочую полость 6 и полость иглы 7 шприца 5. 2 ил.

Устройство для отбора и ввода проб в анализатор состава, содержащее дозирующий узел с узлом промывки и дозирующим шприцем, отличающееся тем, что узел промывки содержит полую насадку, установленную на корпусе шприца со стороны ввода его поршня, при этом полость насадки сообщается с рабочей полостью шприца и емкостью с промывочной жидкостью.