Устройство для отбора и ввода проб жидкости в анализатор состава Советский патент 1980 года по МПК G01F13/00 G01N31/08 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, в частности, для автоматического отбора и ввода проб жидкости в анализаторы состава, например в газовый хроматограф. Известно устройство для автоматического отбора и ввода проб в газовый хроматограф, содержащее цилиндрический корпус, полую иг лу, установленную по оси корпуса, и подвижный цилиндр, размещенный на корпусе, при этом конць иглы, противоположный ее остри соедкнен со входом в хроматографическую ко лонку и с каналом для подачи газа-носителя, а в подвижном вдлиндре перпендикулярнб к его оси установлена резиновая мембрана 1. Недостатками этого устройства являются сложность его конструкции и наличие подвижного уплотнителя, что снижает надежность работы устройства. Невозможность промывки внутреннего канала иглы растворителем перед отбором пробы нового состава ораничивает сферу использования устройства. Известно также аналогичное устройство, содержащее Koprryt, канал для пЬДачй газа-носителя и две полых иглы, одна из которых предназначена для отбора проб из ампул, а вторая - для ввода проб в газовьтй хроматограф 2J. Недостатком этого устройства яв ляется сложность конструкции, наличие; большого числа управляемых элементов, что снижает надежность работы устройства. Кроме того, в устройстве перед отбором следующей пробы нового состава, необходимо промьшать не только внутренние каналы полых игл, но и соединяющий их переходный канал, а промывка осуществляется в два этапа, что требует значительного количества анализируемых жидкостей и увеличивает время между вводами проб и в конечном счете удлиняет процесс анализа. Цель изобретения - повысить надежность работы устройства в автоматическом режиме дозирования. Это достигается тем, что устройство снабжено газовым эжектором, центральное сопло которого соединено с каналом подачи газаносителя, a всасьшающ й патрубок соединен Сканалом полой иглы на кояке, протавополож НОМ ее острию, причем на выходе эжектора ус тановлен управляемый запорный клапан, а в месте соединения всасывающего патрубка с каналом иглы в корпусе устройства выполнена .камера. Для обеспечения возможности регулирования скорости отбора пробы в зависимости от вязкости жвдкости на выходе зжектора уста.новлён регулируемый дроссель. Кроме того, и устройство введен дополнительный управляемый запорный клапан, установленный на входе внутренней камеры корпуса в месте соединения ее с всасывающим патрубком эжектора. На фиг. 1 изображена принципиальная схем устройства; на фиг. 2-4 предлагаемое устройство, рабочие положения при отборе пробы из алшулы; на фиг. 5-6 - то же, рабочие положения при вводе пробы в испаритель газового хроматографа; на фиг. 7 - вариант выполнения предлагаемого устройства. Устройство содеряшт полую иглу 1, один конец которой закреплен в корпусе 2. В корпусе 2 выполнена камера 3, соедш{енная с всасьтающим пат эубком 4 газового эжектора Центральное сопло 6 эжектора 5 соединено с каналом 7 для подачи газа-носителя. На выi ходе эжектора 5 последовательно установлены управляемый замерный клапан 8 и регулируемый дроссель 9. Устройство работает следующим образом. Игла 1 с помощью привода вводится в ампулу 10 с анализируемой жидкостью через уплотн11т«льйую прокладку 11 из резины. При этом острие иглы 1 с отверстием для забора жидкости погружено в слой жидкости. В этом положении (см. фиг. 2) управляемый запорный клапан 8 закрыт и raS-носител по каналу 7 через эжектор 5, камеру 3 и вну реншга канал иглы 1 поступает в ампулу 10, создавая в газовом объеме ампулы йзбьТточное давление Р, равное давлегшю газа-носителя. После того как давление в газовом объёме ампуль 10 станет равным контролируемому давлению газа-носителя (см. фиг. 3), клапан 8 автоматически открывается и газ-носитель по каналу 7 через эжектор 5, клапан 8 и дрос сель 9 поступает в атмосферу, создавая в эжек торе 5 разрежение. При этом возникает перепа давления между газовым объемом ампулы 10 и всайывающим патрубком 4 эжектора 5, за счет которого анализируемая жидкость поступа ет в канал полой иглы 1 и через него в каме ру з: Отбор заданного количества жидкости из ампулы может быть прекращен по истечении I заданного промежутка времени с момента начала отбора либо в момент выравнивания дав2 4лений в газовом объеме ампулы 10 и на выходе камеры 3. Количество отбираемой пробы может регулироваться путем изменения давления Р газа-носителя скоростью истечения газового потока через регулируемый дроссель 9 и временем отбора жидкости из ампулы 10. Внутренний объем камеры 3 выбирается таким, чтобы при отборе максимально возможного количества жидкости из ампулы 10 эта жидкость занимала небольшую ( 1/10) часть объема камеры и чтобы таким, образом исключался проскок отбираемой жидкости во всасывающий патрубок 4 эжектора 5. В момент; прекращения отбора жидкости игла 1 автоматически извлекается из ампулы 10. При этом вся отобранная шщкость собирается в нижней части камеры 3 и через нее барботируются пузырбки воздуха из атмосферы. После извлечения иглы 1 из ампулы 10, последняя убирается из-поц иглы путем перемещения кассеты, в которой она ; установлена (на фиг не показана), и игла вводится на вход анализатора состава (на фиг. не пЪказана). В варианте вьшолнения устройства (фиг. 1-6) ввод иглы 1 в испаритель 12 газового хроматографа производится в два этапа. На первом этапе игла 1 вводится в тело резиновой уплот- нительной Прокладки 13 до фиксированного положения (см. фиг. 5), при котором входное отверстие канала иглы 1 оказывается перекрытым., В этом положении управляемый клапан 8 перекрывается и газ-носитель по каналу 7 через эжектор 5 и всасывающий патрубок 4 поступает в камеру 3, создавая в ней давление Р, превыщающее давление РЗ в испарителе 12 газового хроматографа. После достижения в камере 3 давления Р игла 1 переводится на новое положение (см. фиг. 6), при котором канал иглы сообщается с внутренним объемом испарителя. Поток газа-носителя по каналу 7 через зжектор 5 и камеру 3 поступает на вход испарителя 12, выталкивая пробу жидкости из канала иглы 1 в испаритель 12. Пары анализируемой жидкости поступают в хроматографическую колонку (на фиг. не показана) и далее в детектор. После ввода пробы игла 1 извлекается из испарителя 12. Перед отбором и вводом в анализатор состава следующей пробы жидкости нового со- . стай производится промывка внутреннего канала иглы I и объема камерЬ 3 растворителем, отбираемым из ампулы с уплотнительной резиновой прокладкой, в которой хранится растворитель для пррмывки и которая периодич.ески в промежутках времени между отборами проб анализируемых жидкостей подводится под иглу I данного устройства.

После промывки внутреннего канала иглы 1 и камеры 3 растворителем производится сушка внутренних объемов камеры 3 и иглы 1 потоком газа-носите ля, поступающего по каналу 7 через зжектор 5 и патрубок 4 при закрытом клапане 8 в камеру 3 и внутренний канал иглы 1. При этом игла может быть помещена в камеру для термовакуумной сущки (на фиг, не показана).

В варианте выполнения изобретения по фиг.7 предусмотрено наличие дополнительного управляемого клапана 14, установленного на входе в камеру 3 в месте ее соединения со всасьтающим патрубком 4 эжектора 5. Клапаи 14 может быть выполнен в виде пневматически управляемого мембранного клапана, мембрана 15 которого пе рекрьшает выход камеры 3 при подаче давления управляющего воздуха. Клапан 8 может быть вьшолнен аналогично клапану 14 и управляется от единого программирующего устройств Предлагаемое устройство допускает и другие формы вьтолнения. Так пневматически управляемые клапаны 8, 14 могут быть заменены на электромагнитные клапаны. Полая игла 1 может быть выполнена сменной для обеспечения возможности изменегшя величины дози|руемой пробы. Эжектор 5 может быть заменен двумя газовь1ми каналами, один из которых через управляемый клапан связан с источником давления газа-носителя, а другой - с приспособлением для создания разрежения. Полую иглу 1 в данном устройстве - предпочтительно выполнить с боковым входным отверстием, а корпус 2 из прозрачного материала, например из стекла. Предлагаемое устройство обладает более простой конструкцией по сравнению с известны ми устройствами для автоматического отбора и ввода проб в анализаторы состава. Оно не

имеет подвижных трущихся элементов, что по вышает надежность его в работе. Устройство может быть использовано в комплекте с лабораториым газовым хроматографом для непрерывного анализа большого количества проб жидкостей различного состава, например при проведении физико-химических исследова1гий.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора и ввода проб жидкости в анализатор состава, содержащее корпус, установленную в нем одним концом полую иглу, и Katian для подачи газа-носителя, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности работы в автоматическом режиме дозирования, оно снабжено газовым эжектором, центральное сопло которого соединено с каналом для подачи газа-носителя, а всасывающий патрубок соединен с каналом полой иглы на конце, противоположном ее острию, причем на выходе эжектора установлен управляемый запорный J клапан, а в месте соединения всасывающего патрубка с каналом иглы в корпусе устройства выполнена камера. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что на выходе эжектора установлен регулируемый дросс«ль. 3.Устройство по пп. 1и2, отличающ е ее я тем, что на входе внутренней камеры корпуса в месте соединения ее с всасывающим патрубком эжектора установлен дополнителеиый управляемый запорный клапан. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1284660, кл. 42 f 4/16 (G 01 N 31/08), 1968. .г 2.Патент Англии № 1469173, кл. В I X, 1977. /