Термостат хроматографа Советский патент 1992 года по МПК G01N30/34 G05D23/30 

Изобретение относится к газовой хроматографии, преимущественно к колоночной хроматографии, в частности к конструкциям термостата хроматографа, и может быть использовано при проведении исследований, точность которых зависит в значительной степени от градиентов температуры рабочих камер термостатов хроматографов и скорости нагрева или охлаждения колонок до заданной температуры.

Известен термостат для хроматографа, состоящий из теплоизолирующей камеры, внутри которой расположены колонки. нагревательный элемент с вентилятором, причем теплоизолирующая камера расположена внутри наружной камеры, к нижней части которой прикреплены дополнительный вентилятор и заслонка, соединенная с приводом крышки.

Недостатком данного технического решения является то, что его конструкция не обеспечивает равномерной температуры в рабочей камере термостата при охлаждении и выдержке при низких температурах. При открытой крышке термостата происходит неравномерное охлаждение колонок, т.к. в их зону холодный наружный воздух попадает, не смешиваясь с внутренним, это вызывает большой градиент температуры в различных точках рабочей камеры, что приводит к низкой точности работы термостата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к предлагаемому является термостат для хроматографа, представляющий собой корпус, в котором размещены кассеты колонок, нагреватель, крыльчатка и воздушная заслонка, с помощью которых осуществляется воздушное термостатироVJ

О

о го

вание с принудительной циркуляцией воздуха, всасывание и выброс которого происходит через соответствующие каналы корпуса.

Недостаток известного термостата заключается в следующем: его конструкция предусматривает циркуляцию воздуха по внутренней траектории даже при открытой воздушной заслонке, в результате этого поступление наружного охлаждающего воздуха внутрь термостата в единицу времени не обеспечивает достаточной скорости охлаждения для соблюдения режима охлаждения термостата.

Цель изобретения - ускорение охлаждения внутреннего объема термостата при выходе на режим и снижение градиента температур в зоне установки колонок, что позволяет сократить продолжительность выхода на режим и повысить точность работы термостата благодаря интенсивному обмену с окружающей средой и обеспечению минимального градиента температуры воздуха внутри термостата.

Указанная цель достигается тем, что в термостате хроматографа с программированием температуры, содержащем теплоизолированный корпус с каналами всасывания и выброса воздуха, перекрываемыми поворотной заслонкой, и установленные в корпусе кассеты с колонками, обечайку с отверстиями в стенке, снаружи которой размещен нагреватель, а внутри - крыльчатка вентилятора, снабженная ограждающим ее ободом, имеется золотник, размещенный внутри обечайки нагревателя между крыльчаткой и каналом всасывания наружного воздуха и кинематически связанный с механизмом поворота заслонки, причем золотник выполнен в виде полого цилиндра с отбортованным фланцем.

Вследствие этого при открывании воздушной заслонки синхронно с помощью золотника перекрывается циркуляция воздуха по внутренней траектории и его поток направляется по одному каналу наружу, а холодный воздух извне поступает по другому каналу в термостат, обеспечивая быстрое охлаждение термостата и вывод его на заданный температурный режим, а также повышение точности работы термостата путем обеспечения минимального градиента температуры воздуха внутри рабочего объема термостата при закрытом положении воздушной заслонки и золотника благодаря тому, что золотник в данном случае служит дополнительным препятствием на пути движения наружного воздуха в рабочую зону, исключая возможность подсоса его в эту зону через возможные щели при закрытой

воздушной заслонке и создавая условия для равномерного перемешивания поступившего наружного воздуха с внутренним перед подачей его в зону размещения

колонок.

На чертеже изображен термостат хроматографа, разрез.

Термостат хроматографа содержит теплоизолированный корпус 1, в котором раз0 мещены кассеты колонок 2, под которыми установлена крыльчатка 3.вентилятора, огражденная ободом 4. Ниже расположен на- греватель с обечайкой 5, имеющей отверстия в стенке, и нагревательным эле5 ментом 6. В основании корпуса 1 имеются каналы 7 всасывания и 8 выброса воздуха, перекрываемые поворотной заслонкой 9. Внутри обечайки 5 нагревателя между крыльчаткой 3 и каналом 7 всасывания на0 ружного воздуха размещен золотник 10, выполненный в виде цилиндра с отбортованным фланцем. Золотник 10 кинематически связан с механизмом поворота заслонки 9, сообщающим синхронное пере5 мещение поворотной заслонке 9 и золотнику 10 по крайней мере на одном участке траектории их движения. Это может быть реализовано следующим образом. Поворотная заслонка 9 установлена на валу 11 и

0 получает вращательное движение от реверсивного тихоходного электродвигателя 12, выполняющего функции электродвигателя и редуктора. На другом конце вала 11 установлена вилка 13, в прорези которой за5 креплен палец 14, входящий в прорезь, выполненную в одном из концов двуплечего рычага 15. На другом конце его в аналогичной прорези перемещается другой палец 16, неподвижно соединенный со штоком 17

0 золотника 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В режиме разогрева термостата -золотник 10 занимает нижнее положение, а воз5 душная заслонка 9 перекрывает каналы 7 и 8 соответственно всасывания и выброса воздуха, в результате чего воздух в термостате циркулирует по замкнутой траектории через кассеты колонок 2 и нагревательный эле0 мент 6. В это время происходит либо нагрев термостата, либо выдержка при заданной температуре. При поступлении команды на охлаждение от программирующего устройства на электродвигатель 12 вал 11 сообща5 ет вращающий момент воздушной заслонке 9, в результате чего она занимает вертикальное положение, открывая оба канала 7 и 8, в то же время при повороте вала 11 поворачивается вилка 13, укрепленная на этом валу, палец 14 движется по пазу двуплечего

рычага 15. поворачивая последний в новое положение, при этом второй конец рычага 15 перемещает палец 16 вверх, толкая шток 17 также вверх. Шток 17 сообщает движение золотнику 10, который, поднимаясь, занимает верхнее положение, под крыльчаткой 3. При таком положении золотника 10 и воздушной заслонки 9 воздушный поток в термостате меняет свою траекторию. Золотник 10 перекрывает поток воздуха через нагревательный элемент 6 к крыльчатке 3, открывая к ней путь наружному воздуху. Крыльчятка 3. вращаясь, засасывает наружный воздух через канал 7, а нагретый воздух выбрасывает через канал 8. Таким образом происходит охлаждение термостата или выдержка его при низких температурах. Быстрое охлаждение достигается тем, что при открывании воздушной заслонки 9 синхронно происходит перемещение золотника 10 в верхнее положение, при этом перекрывается движение воздуха внутри термостата по замкнутой траектории, благодаря чему вся мощность крыль,- чатхиЗ используется для выброса теплого воздуха в атмосферу и для всасывания холодного воздуха в термостат. При промежуточном положении золотника 10 и воздушной заслонки 9 происходит программированное охлаждение до низких температур при обеспечении в тоже время минимального градиента температуры воздуха внутри термостата, т.к. холодный воздух, поступающий через канал 7 всасывания, и теплый воздух, поступающий через нагреватель 6 к крыльчатке 3, перемешиваются и только после этого смесь поступает к колонкам 2.

Использование предлагаемого термостата хроматографа по сравнению с прототипомпозволяетсократитьпродолжительность выхода на режим и по5 высить точность работы термостата благодаря интенсивному воздушному обмену с окружающей средой и обеспечению минимального градиента температуры воздуха внутри термостата. При охлаждении с 300

0 до 70°С затраты времени снижаются с 16 до 7 мин, т.е. на 55-60% при снижении температурного градиента в зоне колонок на 38- 40%. В результате эффективного режима охлаждения в течение рабочего дня удается

5 сэкономить около 1,5-2 ч рабочего времени.

Формула изобретения Термостат хроматографа с программированием температуры, содержащий телло0 изолированный корпус с каналами всасывания и выброса воздуха, перекрываемыми поворотной заслонкой и установленными в корпусе, кассеты с колонками, обечайку с отверстиями в стенке, снаружи

5 которой размещен нагреватель, а внутри - крыльчатка вентилятора, снабженная ограж- дающим ее ободом, отличающийся тем, что. с целью ускорения охлаждения внутреннего объема термостата при выходе на ре0 жим и снижения градиента температур в зоне установки колонок, он снабжен золотник, размещенным внутри обечайки нагревателя между крыльчаткой и каналом всасывания наружного воздуха и кинемати5 чески связанным с механизмом поворота заслонки, причем золотник выполнен в виде полого цилиндра с отбортованным фланцем.

Изобретение относится к газовой хроматографии и позволяет ускорить выход на режим и повысить точность работы термостата. Термостат хроматографа с программированием температуры содержит корпус с каналами всасывания и выброса воздуха, перекрываемыми воздушной заслонкой, расположенными в нем кассетами колонок, нагревателем и крыльчаткой, золотник, выполненный в форме полого цилиндра с отбортованным фланцем, расположенный внутри обечайки нагревателя между крыльчаткой и каналом всасывания наружного воздуха, и механизм, кинематически связывающий привод заслонки с золотником. 1 ил.