Устройство для ввода проб в газовый хроматограф Советский патент 1985 года по МПК G01N30/04 

Устройство относится к хроматогра фическим устройствам, осуществлякнцим анализы химического состава продуктов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности. В настоянее время для автоматического управления хроматографом нашпи широкое применение золотниковые переключатели потоков. Во время работы , золотник каждого из приведенных переключателей занимает два фиксированных положения, что при использовании переключателя в хроматографе поэроляет обеспечить два варианта соединения переключаемых каждым золотником элементов . Однако реализация газовых схем на базе двухпозиционньгх переключателей при анализах сложных по химическому составу продуктов и других газовых схем, элем1енты которых имеют большее чем два количество вариантов соединения, приводит к значительному усложнению конструкции хроматографа. Наиболее близким к изобретению является устройство для ввода проб в газовый хроматограф, содержащее формирователь управлягацих сигналов и блок переключения газовых потоков, выполненный в виде пневмопровода, соединенного с переключателем, состоящим из крышки,- корпуса и размещенного между ними золотника, снабженного каналами, подключенными к хроматографу, каналом, постоянно соединенным с атмосферой, и двумя сквозными каналами, через один из которых в среднем положении золотника первый управляющий вход пневмопривода соединен с формирователем управляюирх сиг налов. Благодаря наличию каналов золотника, связывающих во время работы выход формирователя управляющих сигналов с первым управляющим входом пневмопривода, обеспечиваются автоматическое перемещение золотника и автоматическая фиксация его в каждом из трех положений, что позволяет применять устройство в хроматографах для автоматического переключения элементов газовой схемы в соответствии с фиксированными положениями золотника L2J. Однако известное устройство ограничено по своим функциональньм возможностям. Это выражается в том, что золотник устройств занимает три 11 2 фиксированных положения только при движении в прямом направлении (от первого крайнего положения к второму крайнему положению), а при движении в обратном направлении золотник перемещается из второго крайнего положения непосредственно в первое крайнее положение, не фиксируясь в среднем положении. Указанный недостаток объясняется тем, что только один вход пневмопривода (первый вход) известного устройства связан с формирователем управляющих сигналов через каналы золотника, а второй вход пневмопривода связан непосредственно с формирователем управляющих сигналов, что не позволяет при обратном ходе золотника фиксировать его в среднем положении. В то же время в хроматографах, в которых необходимо осуществлять управление подачей и дозированием анализируемого и калибровочного продукто.в по требованию, целесообразно применять устройство переключения и управления на три фиксированных положения золотника при движении его в прямом и обратном направлениях, Цель изобретения - расишрение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ввода проб в газовьй хроматограф, содержащем формирователь ущ авляю цих сигналов и блок переключения газовых потоков, вьтолненный в виде пневмопривода, соединенного с переключателем, состоящим из крьппки, корпуса и размещенного между ними золотника, снабженного каналами, подключенными к хроматографу, каналом, постоянно соединенным с атмосферой, и двумя сквозными каналами, через оди- из которых в среднем положении золотника первый управляющий вход пневмопривода соединен с формирователем управляюидих сигналов, в среднем положении золотника второй управляющий вход пневмопривода через второй сквозной канал также связан с формирователем управляющих сигналов, при этом в золотнике выполнен дополнительный канал, соединенный с атмосферой, а в крышке и корпусе напротив одна другому выполнены соединенные со сквозными к,-3налами золотника при его среднем положении две пары продольных квиалок с длппой, равной половине иолнпгс хода золотника. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1{устройство при среднем положении 30JjoTHHKa) ; на фиг. 3 и 4 - то же, при крайних положениях золотника. Устройство переключения, управления и дозирования для хроматографа (фиг. 1) содержит формирователь 1 уп равляюп1их сигналов и блок 2 переключения газовых потоков, вьшолненный в виде пневмопривода 3, мембраны 4 и переключателя 5. Переключатель 5 содержит корпус 6, крышку 7, снабжен ные соответствующими уплотни тельными вкладышами 8 и 9 (при переключении потоков жидкости), между которыми ра мещен золотник 10, соединенный с мем раной 4 пневмопривода 3. В золотнике 10 (фиг. 2, сечение А-А) на расстоянии его полного хода (8) один от дру гого выполнены вертикальные сквозные каналы 11 и 12 и расположенные на расстоянии от них соответствующие поперечные каналы 13 и 14, постоянно соединенные с атмосферой. В уплотнительных вкладышах 8 и 9 корпуса 6 и крышки 7 один напротив другого выпол нены две пары продольных каналов 15 и 16, 17 и 18 с длиной, равной половине полного перемещения (/2) золот ника 10. Продольные каналы 15 и 17 связаны с формирователем 1 пневмосигналов, а продольные каналы 16 и 18 подключены соответственно к пер вому (Р,) и к второму (Pj) входам пйевмопривода 3. При совмещении сквозного канала 11 золотника 10 с продольными каналами 15 и 16 корпуса 6 и крьппки 7 первый выход формирователя 1 управляющих сигналов соедйняется с первым входом (Р) пневмопривода 3, а при совмещении поперечного канала 13 золотника 10 с продольным каналом 16 первый вход (Р) пневмопривода 3 подключается к атмосфере (фиг. 2-4, сечение А-А). При совмещении вертикального канала 12 золотника 10 с продольньми каналами 17 и 18 корпуса 6 и крьшки 7 второй выход формирователя 1 управляющих сигналов соединяется с вторым входом (Р2) пневмопривода 3, а при совмещении поперечного канала 14 золотника 10 с продольным каналом 18 вход (Pj) подключается к атмосфере). Дпина продольных каналов 15-18 составляет половину полноро хода эолотиика 10 (е/2). Необходимо также отметить, что при переключении потоков газа пары продольных каналов могут быть выполнены в золотнике 10 на обеих его рабочих поверхностях, а в корпусе 6 и крышке 7 при этом выполняются ответные сквозные каналы. Это исполнение аналогично указанному и порядок работы при этом не меняется. В золотнике 10 (фиг. 2, сечение Б-Б) на расстоянии /2 один от другого вьтолнены калиброванные каналы 19 и 20 соответственно, связанные с линиями 21 и 22 анализируемого и калибровочного продуктов, а также с дренажными линиями 23 и 24. Кроме того, в золотнике 10 на расстоянии С/2 от калиброванных каналов 19 и 20 выполнены дополнительные каналы 25 и 26. В корпусе 6 и крьшке 7 выполнены соответственно центральные каналы 27 и 28, последний из которых подключен к линии 29 газа-носителя. Формирователь 1 управляющих сигналов включает трехходовые электропневматические клапаны 30 и 31, вход которых подключен к линии 32 сжатого воздуха, одни выходы (управляющие) подключены к соответствующим каналам переключателя 5, а другие выходы связаны с атмосферой. Устройство работает следующим образом. В исходном, среднем положении золотника 10 (фиг. 2, Б-Б) анализируемый продукт из линии 21, а- калибровочный продукт из линии 22 поступают через соответствующие калиброванные .каналы 19 и 20 золотника 10 в дренажные линии 23 и 24. При этом фиксация среднего положения золотника. 10 обеспечивается тем, что единичные управляющие сигналы через сквозные каналы 11 и 12 и пары продольных каналов 15 и 16, 17 и 18 поступают от формирователя 1 управляюцрнх сигналов соответственно на первый (Р. ) и второй (Р) входы пневмопривода 8, т.е. Р Pj 1 (фиг. 2, А-А). Когда необходимо подать определенную дозу анализируемого продукта на вход хроматографа (не показан), на выходе формирователя 1 управляюпр1Х сигналов устанавливаются единичный и нулевой управляющие сигналы, которые поступают соответственно на входы РТ и Pj пневмопривода 3 (Р 1, ). Нулевой сигнал на выходе формирователя 1 управляющих сигна гов устанавливается при соединении управляющего выхода клапана 31 с атмосферой, В результате золотник 10 из среднего положения перемещается влево на величину /2, достигая первое крайнее положение (фиг. 3, А-А), при котором второй вход Р через сквозной канал 12 сообщается с формирователем 1 управляющих сигналов, а первый вход Р через поперечный канал 13 соединяется с атмосферой. При этом (фиг. 3, В-Б) калиброванный канал 19, заполненный анализируемьм продуктом еще в среднем положении золотника 10, совмещается с каналами 27 и 28 корпуса 6 и крышки 7, в результате чего доза анализируемого продукта, величина которой определяется объемом калиброванного канала 19, с помощью газа-носителя (от источника 29) подается в хроматограф. Для подачи в хроматограф калибровочной смеси золотник 10 вначале необходимо вернуть в среднее (исходное) положение. Дпя этого (фиг. 3, А-А) на выходе формирователя 1 угфавляющих сигналов снова устанавливаются два единичных сигнала, один из которых через продольные каналы 17 и 18 и сквозной канал 12 поступает на вход PJ (), и мембрана 4 перемещает золотник 10 до его среднего положения, в котором (фиг. 2, А-А) другой единичный сигнал поступает на вход Р(Р 1) через продольные каналь15 и 16 и сквозной канал 11, уравновешивая при этом действие первого сигнала (Р,) и останавливая золотник 10 в среднем положении.

После того, как калиброванный канал 20 в среднем положении золоткика 10 заполнится 1{алиброванньЕм продуктом (фиг. 2, Б-Б), на выходе формирователя 1 управляющих сигналов устанавливаются нулевой и единичный

сигналы, поступающие соответственно (фиг. 2, А-А) через сквозные каналы 11 и 12 золотника 10 на входы Р и Р (, Pj 1). Нулевой сигнал на выходе формирователя 1 управляющих сигналов устанавливается при соединении управляющего выхода клапана 30 с атмосферой. При этом золотник 10 из среднего положения перемещается вправо на величину /2 во второе i крайнее положение (фиг. 4, А-А), при котором второй вход Pj через поперечный канал 14 также сообщается с атмосферой, а первый вход Р при этом через сквозной канал 11 вновь сообщается с выходом формирователя 1 управляющих сигналов.

Во втором крайнем положении золотника 10 (фиг. 4, Б-Б) калибровочный продукт из калиброванного канала 20 с помощью газа-носителя из линии 29 подается в хроматограф.

Таким образом, благодаря описанным отличительным признакам предложенного устройства оба входа пневмопривода связаны с формирователем пневмосигналов через каналы золотника. В результате, золотник предложенного устройства по соответствующим управляющим сигналам, подаваемым к входам пневмопривода ( Р 0; ) может по требованию быть установлен в одно из трех положений при прямом и обратном ходе, что расширяет функциональные возможности устройства. Причем наличие продольных каналов длиной, равной половине полного хода золотника обеспечивает непрерывную связь входо пневмопривода и формирователя управляющих сигналов и тем самым исключает образование :.ертвь х зон при движении золотника.

Фиг..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ПРОБ В ГАЗОШЙ ХРОМАТОГРАФ, соде1иса1дее формирователь управляющих сигналов и блок переключения газовых потоков, вьтолненный в виде пневмопривода, соединенного с переключателем, состоящим из крышки, корпуса и размещенного между ними золотника, снабженного каналами, подключенными к хроматографу, каналом, постоянно соединенным с атмосферой, и двумя сквозными каналами, через один из которых в среднем положении золотника первый управляющий вход пневмопривода соединен с формирователем управляющих сигналов, о т личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в среднем положении золотника второй управляющий вход пневмопривода через второй сквозной канал также связан с формирователем управляющих сигналов , при этом в золотнике выполнен дополнительный канал, связанный с атмосферой, а в крышке и корпусе на(Л против одна другому выполнены соединенные со сквозными каналами золотника при его среднем положении две пары продольных каналов с длиной, рав.ной половине полного хода золотника. сд 00 ю