Автоматическое устройство для хемилюминесцентного анализа жидких объектов Советский патент 1980 года по МПК G01N25/56 

1

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к устройствам автоматических анализаторов жидкости.

Известно устройство для химического анализа различных растворов, в котором для перелива, отмеривания, смешивания и удаления жидкости из емкости в динамических условиях используются сифоны 1 .

Однако такое устройство является конструктивно сложным.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является автоматический химический анализатор жидкости, содержащий блок измерительных ячеек, над которым расположен фотоэлектрический преобразователь, устройства для дозирования проб и реагентов, устройство .для ввода и вывода различных жидкостей из отдельных узлов уст- ройства 2.

Это устройство также является конструктивно сложным, так как для перемещения жидкостей по этапам процесса анализа требуются дополнительные устройства, такие как электроклапаны, для управления которыми необходима специальная логическая схема. Кроме того, из-за большого количества этих элементов устройство обладает малой надежностью.

Цель изобретения - упрощение конструкции с одновременным увеличением надежности его работы.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство выполнено в виде расположенных на различной высоте

10 вращающихся барабанов, подсоединенных к одному приводу, в которых выполнены измерительные ячейки, дозировочные емкости и вспомогательные каналы,по которым при совпадении их с отверс15тиями, расположенными в неподвижных частях устройства, происходит перемещение различных жидкостей по этапам процесса анализа.

На фиг. 1 изображено предлагае20мое устройство, разрез по А-А фиг.2; на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - то же, функциональная схема.

Устройство содержит привод 1 (фиг.1), вал 2 которого через группу

25 промежуточных шестерен 3 подсоединен. к дополнительным валам, накоторых смонтированы: барабан 4 дозаторов реактивов, барабан 5 камер смешивания, барабан 6 дозаторов объектов и 30 переключатель 7 объектов. Над барабаном 5 .камер смешивания установлен барабан 8 светофильтров, а над ним фотоэлектрический преобразователь - фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 9.

Барабан 6 дозаторов объектов сиди на неподвижном основании 10,. в котором выполнены: отверстие 11 слива объекта, промывочное отверстие 12 (фиг.2), соединительное отверстие 13 (фиг.1). Над барабаном 6 установлено неподвижное прижимное кольцо 14, в котором выполнены: воздушное отверстие 15, промывочное отверстие 16, переливные отверстия 17 (фиг,2) и 18 (фиг,1). В барабане 6 выполнены: дозировочная емкость 19, пpo 1ывочный канал 20 и воздушный канал 21 (фиг.2),

Под основанием 10 (фиг,1) смонтирован переключатель объектов 7, имеющий соединительную трубку 22 и сливной KaHaJi 23. В неподвижном прижимном основании 24 выполнены отверстия 25 слива промывки и приемные отверстия 26 (фиг,2),

Под барабаном 4 (фиг.1) неподвижно установлен поддон 27, в котором выполнены: сливные отверстия 28,расположенные в сливны} кольцах 29, каналы 30 и приемные отверстия 31,Прижимное кольцо 32 неподвижно установлено над барабаном 4.В барабане 4 выполнены: дозировочные емкости 33, внутри которых установлены трубки 34, и сливные трубки 35. Подвижные трубки 34 снабжены бачками 36 перелива.

Под барабаном 5 смонтировано неподвижное прижимное основание 37 со сливными отверстиями 38 и секторно-ступенчатым выступом 39, к которому с внешней стороны подходят фриционные колеса 40, своими осями соединенные с вертушками41, расположенными в камерах смешивания 42, в донных частях имеются сливные каналы 43, а в верхних частях промывоные кольца 44, где по окружности и с внутненней стороны камер 42 установлены перфорированные вставки (на чертеже не показаны), Над барабаном 5 установлена неподвижная прижимная шайба 45, имеющая промывочное отверстие 46 (фиг.2), с которым способен совпадать промывочный канал 47 (фиг.1), выполненный в барабане 5.

На фиг. 3 показана функциональна схема устройства, включающая бункер 4б объектов, бункер 49 запаса промывочной жидкости, бункеры 50 запаса реактива и измерительный блок 51.

Устройство работает следующим образом.

Объект или группу объектов заливают в бункеры 48 запаса объектов (фиг.З) бункер 49 заправляют промывочной жидкостью, в бункеры 50 - избранными реактивами. При этом бункеры 49 необходимо шлангами

соединить с приемными отверстиями 26 (фиг.2) прижимного основания 24 ,(фиг.1), бункеры 50 (фиг.З) с каналами 30 (фиг.1) -поддона 27, а бунке 49 (фиг.З) подсоединить: к промывочному отверстию 46 (фиг.2) прижимной шайбы 45 (фиг.1), к промывочному отверстию 16 прижимного кольца 14 и к промывочному отверстию 12 (фиг.2) основания 10 (фиг.1). Патрубки бачков 36 необходимо соединить со сливными трубками 35, а сливное отверстие 28 - с емкостями для сбор реактивов (на чертеже не показаны) для возможности дальнейшего использования.

При включении двигателя привода 1 через его вал 2 через группу шест рен 3 получают вращательное движение барабаны 5, 4, 6 и переключатель 7 объектов. Вращаясь, барабан 4 своими дозировочнЕлми емкостями 33, объем которых зависит от положения подвижных трубок 34, совпадает с каналами 30 поддона 27. Реактивы по действием силы давления столба жидкости из бункеров 48 (фиг.З) входят в дозировочные емкости 33 (фиг.1) и заполняют их. Избыток реактивов попадет в бачки перелива 36 и отсюд по шлангам и сливным трубкам 35 сливаетс.н в сливные кольца 29 и через сливные отверстия 28 - в емкости дл их сбора. Продолжая вращаться между п.рижимньпл кольцом 32 и поддоном 27, дозировочные емкости 35 совмещаются с приемным отверстием 31, и отдозированные реактивы сливаются в одну из камер смешивания 42, которая в это время находится под приемным отверстием 31.

При вращении переключателя 7 соединительная трубка 22 своей нижней частью совмещается с одним из приемных отверстий 26 (фиг,2), и определенный объект под давлением своего столба жидкости из бункера 48 (фиг.З) по соединительному и1яангу, через приемное отверстие 26- (фиг.2) соединительную трубку 22 (фиг.1) и соединительное отверстие 13 поступает в дозировочную емкость 19, кототрая в этот момент совпадает с соединительным отверстием 13, Во,здуХ(,находящийся в дозировочной емкости 19, и излишек объекта выходят через переливное отверстие 18 в сливную коммуникацию. Барабан 6, продолжая вращаться между основанием 10 и прижимным кольцом 14, доходит до совмещения дозировочной емкости 19 с отверстием 11 слива объекта , через объект сливается в подошедшую, камеру смешивания 42, в которую уже ранее были отдозированы реактивы. При дальнейшем вращении барабан 6 подходит к месту совмещения дозировочной емкости 19 с промывочным отверстием 12, по которому промывочная жидкость попадает в дозировочную емкость 1,9, промывает ее и выходит через переливное отверстие 17 (фиг,2 в сливную коммуникацию. В этот же момент промывочный канал 20 (фйг.1) совмещается одним своим концом с соединительным отверстием 13, а другим с промывочным отверстием 16, а барабан переключателя 7 находится в положении, когда нижний конец соед витальной трубки 22 совмещается с отверстием 25 слива промывки.Вследствие этого промывочная жидкость через промывочное отверстие 16, промывочную трубку 20, соединительно отверстие 13 поступает в соединительную трубку 22, промывает ее и через отверстие 25 слива промывки выходит в сливную коммуникацию, В следующий момент времени барабан 6 и переключатель 7 занимают положение, при котором воздушный канал 21 (фиг.2) совмещается своими концами с соединительным отверстием 13 и воздушным отверстием 15, а нижний конец соединительной трубки 22, еще совмещен с отверстием 25 слива промывки (это достигается за счет разности скоростей вращения барабанов и разности диаметров соединительной трубки 22 и отверстия 25). В результате соединительная трубка соединяется с атмосферой, что способствует окончательному сливу промывочной жидкости из нее. При дальнейшем вращении тот же цикл операций повторяется и для следующего объекта и т.д. В случаях, когда после отбора дозы данного объекта дальнейшее его исследование излишне, в переключателе 7 выполняется сливной канал 23, через который при совмещении его с одним из приемных отверстий 26 (фиг.2) автоматически будет удаляться весь оставшийся объект и дополнительно налитая промывочная жидкость, после чего данный бункер 48 готов для приема нового объекта.

При вращении барабана 5 фрикционные колеса 40, катясь по секторно-ступенчатому выступу 39, через свои валы вращают вертушки 41, чем тщательно перемешивают смесь в камерах смешивания 42. При вращении камера, куда отдозированы реактивы и объекТ; попадает под фотоэлектронны умножитель 9, где между последним и камерой смешивания установлен барабан 8 светофильтров, путем поворота которого можно установить любой из необходимых светофильтров. Таким образом световой сигнал реакции, протекающей в камере смешивания, являющейся одновременно и измерительной ячейкой, преобразовывается фотоумножителем в электрический сигнал.

который поступает в измерительный блок 51 (фиг.З). В тот период вращения барабана 5 (фиг.1), когда в. камеру смешивания 42 подаются реактивы, пробы и когда он находится под фотоэлектронным умножителем 9, сливной канал 43 скользит по высокой части сёкторно-ступенчатого выступа 39 чем предотвращается вливание жидкости из камеры смешивания,Когда же камера смешивания 42 выходит

0 из-под фотоэлектронного умножителя 9, высокая часть выступа 39 заканчивается, сливной канал 43 сказывается не прикрытым, в него сливается реакционная смесь и через сливные от5верстия 38 удаляется за пределы устройства.

При дальнейшем вращении барабана 5 промывочный канал 47 совпадает с промывочным отверстием 46 (фиг,2),

0 по которому промывочная жидкость поступает в промывочное кольцо 44 (фиг,1) и через перфорированную прокладку (на чертеже не показана) камера смешивания 42, обмыв стенки

5 камеры, по ранее указанным путям выходит за пределы устройства. Шестерни 3 выставлены и подобраны с таким расчетом, что в то время,когда в одну из камер смешивания 42 дози0руются реактивы, во вторую к реактивам добавляется объект, третья; находится под фотоэлектронным умножителем, четвертая промывается.

Таким образом, устройство обеспечивает проведение автоматического

5 анализа жидкостей. Увеличение точности и быстродействия такого типа устройства можно достичь за счет использования транспортирующего газа для перемещения жидкостей по этапам

0 процесса анализа.

Использование принципа построения устройстваВ виде ряда вращающихся барабанов, в которых перемещение жидкостей по этапам процесса анализа

5 происходит за счет совмещения емкостей и каналов, выполненных в них, с отверстиями и каналами, расположенными в неподвижных частях устройства, значительно упрощает кон0струкцию и увеличивает надежность его работы, что создает возможность его использования для создания- на его основе автоматических анализаторов жидкости, используемых в лаборато-.

5 риях и в производственных условиях, например, для хемилюминесцентного определения пораженности картофеля болезнями и гнилью.

Формула изобретения

0

Автоматическое устройство для хемилюминесцентного анализа жидких объектов, содержащее блок измерительных ячеек, над которыми расположен

5

Фотоэлактрический преобразователь, устройства для дозирования проб и реагентов, устройство для ввода и вывода различных жидкостей из отдельных узлов устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения надежности его работы оно выполнено в виде расположенных на различной высоте вращающихся барабанов, подсоединенных к одному приводу, в которых размещены измерительные ячейки, дозировочные

емкости и вспомога-тельные каналы, по которым при совпадении их с отве стиями, расположенными в неподвижных частях устройства, происходит перемещение различных жидкостей по этапа, процесса анализа.

Источники информации, принятыё во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 2038025, кл. G 01 N 21/00, 1971.

2.Патент США № 3560161, кл. G 01 N 31/00, 1971.

14 18 16 15

/ / / /