Автоматический жидкостный дозатор Советский патент 1984 года по МПК G01F13/00 G01N31/08 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частност к средствам автоматического дозирования проб жидких веществ, вводимых из потока в анализатор состава, например в газовый хроматограф, и может найти применение в жидкостной хроматографии, аналитической химии, а также для приготовления растворов заданной концентрации в медицине и биологии. Известен автоматический жидкостный дозатор, содержащий блок пробоотборной камеры, через сальниковые уплотнения которого пропущена трубка с заглушенным концом и радиальными отверстиями, связанная с дозир ющим устройством, включанщим корпус поршень и канал для выхода жидкости основной пневмопривод и испаритель l. Однако в дозаторе объем рабочей жидкости дозы определяется положени ем поршня дозирующего устройства по отношению к его корпусу и во время отбора пробы часто происходит дегазация жидкого продукта за счет создания разрежения в дозируннцем объем Это снижает точность дозирования и, следовательно, сходимость результатов анализа. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является автоматический жидкостный дозатор, содержащи испаритель, пробоотборную камеру, установленную на входе в испаритель и снабженную каналом для подвода анализируемой жидкости, полую иглу с заглушенным торцом и боковым от- верстием, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в сальниковых уплотнениях, размещенных в пробоотборной камере, дозирующую камеру, соедин нную с концом полой иглы, противоположным заглушенному ее торцу, вх дящему в испаритель, поршень, имеюпщ центральный канал и установленный в дозирукнцей камере, камеру для выво да анализируемой жидкости, соединенную с дозирующей камерой со стороны противоположной месту соединения ее с полой иглой, и Ьнабженную запор ным клапаном для прерывания потока анализируемой жидкости и упором, ограничивающим ее перемещение в направлении, противоположном испарителю, приспособление для регулировани внутреннего объема дозирующей камеры и пневмопривод для перемещения полой иглы и дозирующей камеры С 2J. Недостатком известного устройства является относительно малая надеж,ность его работы, обусловленная сложностью конструкции, связанной в первую очередь с наличием трех пневмоприводов со своими системами управления доя перемещения поршня, дозирующей камеры и полой иглы и управления закрыванием и открыванием запорного клапана соответственно. Цель изобретения - повьш1ение Н 1дежности работы дозатора. Указанная цель достигается тем, что автоматический жидкостный дозатор, содержащий испаритель, пробоотборную камеру, установленную на входе в испаритель и снабженную каналом для подвода анализируемой жидкости, полую иглу с заглушенным торцом и боковым отверстием, установленную с возможностью возвратйо-поступательного перемещения в сальниковых уплотнениях, дозирующую камеру, соединенную с концом полой иглы, противоположным заглушенному ее торцу, поршень с осевым каналом, установленный в дозирующей камере, камеру для вывода анализируемой жидкости, соединенную с дозирующей камерой и снабженную запорным клапаном и о граничит ел )Ьным упором, приспособление для регулирования внутреннего объема дозирую щей камеры, пневмопривод для перемещения полой иглы и дозирующей камеры, снабжен двумя тарированными пружинами, дополнительной полой иглой с боковым отверстием и заглушенным торцом, который расположен в сальниковом уплотнении, размещенном в камере для вывода анализируемой жидкости, а другой торец иглы -установлен в осевом канале поршня, пневмопривод выполнен в виде пневматических цилиндров, штоки которых посредством поперечной планки жестко соединены с поршнем. Приспособление для регулирования внутреннего объема дозирующей камеры выполнено в виде дополнительных упоров, установленных с возможностью перемещения на внешних стенках дозирующей камеры, тфичем поперечная планка сн-абжена захватами, взаимодействующими с указанными упорами, а тарированные пружины установлены соответственно между поперечной планкой и камерой для вывода анализируемой жидко.сти и между поперечной гранкой и дополнительными упорами. Кроме того, пневматические цилин ры пневмопривода закреплены на флан це, жестко связанным с пробоотборной камерой, и установлены симметри но и параллельно оси дозирукицей камеры. При этом штоки пневмоцилиндров служат направляющими при взаимном перемещении дозирующей камеры и поршня, а также nortbix игл и сальниковых уплотнений, в которых они установлень, 4to дополнительно повышает надежность работы дозатора. На фиг. 1 изображен дозатор, момент отбора проб; на фиг, 2 - то же, момент отсечки дозы; на фиг. 3 то же, момент впрыскивания пробы в испаритель газового хроматографа. Дозатор содержит испаритель 1, служащий для испарения дозируемой жидкости, которая подводится по каналу 2, выполненному в части испарителя 1, служащей пробоотборной камерой. Испарившаяся жидкость-поступает в хроматографическую колонку (не показана) с потоком газа-носителя, поступакицего в испаритель 1 по каналу 3. Дозирующий объем 4 для дозируемой жидкости образуется при движении поршня 5 относительно дози рующей камеры 6, заканчиванидейся полой иглой 7 с боковым отверстием 8на конце, через которое дозируема жидкость поступает в дозируемьм объем 4. Поршень 5 в верхней части заканчивается полой иглой 9 с боковым отверстием 10 на конце. В полых иглах 7 и 9 торцы, расположенные около боковых отверстий 8 и 10, заглушены. Над верхней частью иглы 9расположена камера 11 для вывода анализируемой жидкости, имеющая кан 12, предназначенный для протока шга лизируемой жидкости через дозатор. Камера 11 имеет возможность перемещаться вверх по игле 9 под действие пружины 13 до ограничительного упора 15. Перемещение дозатора осуществля ется при помощи пневматических цилиндров 16, работающих совместно. Штоки 17 пневмоцилиндров 16 связан поперечной планкой 18 с поршнем 5 и двумя захватами 19. Захваты 19 при движении вверх цепляются за до полнительные упоры 20, выполненные в виде гаек, навинчивакш9{хся на резьбу внешних стенок дозирующей камеры 6 и имекицих возможность перемещаться вдоль корпуса дозирующей камеры 6. Между упорами 20 и поперечной планкой .18 расположена пружина 21,, предназначенная для создания усилия, при котором перемещение поршня 5 и введение пробы в испаритель осуществляется после перемещения иглы 7 в нижнее положение. Дозатор работает следующим образом. В момент, предшествующий отбору пробы (фиг. 1), поток жидкой пробы непрерывно протекает по каналу 2. через отверстие 8 иглы 7 в объем 4,по каналу в поршне 5 в иглу 9 и через отверстие 10 поступает на выход в канал 12 и далее в дренаж. В момент OT6qpa пробы штоки 17 пневмоцилиндров 16 перемещаются из крайнего верхнего положения вниз, увлекая за собой поперечную планку 18, в которую упираются пружины 13 и 21. При этом игла 9 также перемещается вниз и отверстие 10 перекрывается сальниковым уплотнением 14, запирая таким образом выход потока анализируемой жидкости из дозатора в дренаж (фиг. 2). При движении вниз штоков 17 игла 7 входит в испаритель 1, а корпус дозирующей камеры 6 в нижнем положении упирается в корпус пробоотборлой камеры испарителя 1 и останавливается (фиг. 2). При дальнейшем перемещении штоков 17 в крайнее нижнее положение происходит сжатие пружины 21 и движение вниз поршня 5, который выталкивает . анализируемую жидкость из объема 4 дозирующей камеры 6 в объем испарителя 1 (фиг. 3). При двякении вверх из крайнего нижнего положения штоков 17 усилие приводов 16 и пружины 21 перемещает вверх поршень 5, переводя дозатор из полоясния, изображенного на фиг. 3, в положение, изображенное на фиг. 2. При дальнейшем движении вверх штоков 17 игла 7 выходит из испарителя .р положение, когда боковое отверстие 8 иглы встает напротив канала 2. В этот момент камера 1 1 для вывода анапизируемо т жидкости упирается в ограт1чительный упор 15, а конец иглы 9 с отверстием 10 выхода1т из сальникового уплотнения 14, что дает возможность потоку жидкости свободно протекать через дозатор и промывать его от остат ков предыдущей дозы. Таким образом, дозатор приходит в исходное положение и подготавливается к дозированию и вводу следукицей пробы. Следует отметить, что все фазы работы дозатора осуществляются при переводе штоков 17 из крайнего вердснего положения (фиг. 1) в крайнее, нижнее (фиг. 3) и обратно. При этом в промежуточном положении (фиго 2) автоматически за счет дейст вия пружины 13 осуществляется прерывание потока анализируемой жидкости и отсечка дозы. Роль запорного клапана в предлагаемой конструкции доза 1

(риг. 1 66 тора выполняют конец иглы 9 с боковым отверстием 10 и сальниковое уплотнение 14. Это не только повышает надежность работы дозатора, но и уменьшает его мертвый объем. Верхняя часть испарителя I, шлполняющая функции пробоотборной камеры, снабжена системой водяного охлаждения, предотвращающей перегрев уплотнения, в котором установлена игла 7. Благодаря упрощению конструкции предлагаемого дозатора значительно повысилась надежность его работы, а количество циклов непрерывной работы (наработка на отказ) в 5 раз превышает соответствующий показатель дозатора-прототипа. 15 L

(Риг. 2

фиг.З

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЖИДКОСТНЫЙ ДОЗАТОР, содержащий испаритель, пробоотборную камеру, установленную на входе в испаритель и снабженную .каналом для подвода анализируемой жидкости, полую иглу с заглушенным торцом и боковым отверстием, установленную ( возможностью возвратнопоступательного перемещения в сальниковых уплотнениях, дозирующую камеру, соединенную с концом полой иглы, противоположным заглушенному торцу, поршень с осевым каналом, камеру для вывода анализируемой жидкости, соединенную с дозирующей камерой и снабженную запорным клапаном и ограничительным упором, приспособление для регулирования внутреннего объема дозирующей камеры, пневмопривод для перемещения полой иглы и дозирующей камеры, отличаю- Щ и и с я тем, что, с целью пошшения надежности работы за счет уменьшения числа автономных органов привода, он снабжен двумя тарированными пружинами, дополнительной полой иглой с боковым отверстием и заглушенным торцом, который установлен в сальниковом уплотнении, размещенном в камере для вывода анализируемой жидкости, а другой торец иглы установлен в осевом канале поршня, пневмопривод выполнен в виде пневматических цилиндров, штоки которых посредством поперечной планки жестко соедине1й с поршнем, приспособление для регулирования внутреннего объема i дозирующей камеры выполнено в виде дополнительных упоров, размещенных (Л с возможностью перемещения на внешних стенках дозирующей камеры, причем поперечная планка снабжена захватами, установленными с возможностью взаимодействия с дополнительными упорами, а тарированные пружины установлены соответственно между поперечной планкой и камерой для 00 .вывода анализируемой жидкости и со между поперечной планкой и дополниN тельными упорами. 2.Дозатор по п. 1, отлиО) чающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, пневматические цилиндры пневмопривода закреплены на фланце, жестко связанном с пробоотборной камерой. 3.Дозатор по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что пневматические цилиндры пневмопривода установлены симметрично и параллельно оси дозирующей камеры.