Устройство для автоматическогоОТбОРА и ВВОдА пРОб жидКОСТи ВАНАлизАТОР COCTABA Советский патент 1981 года по МПК G01N31/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБОРА И ВВОДА ПРОБ ЖИДКОСТИ В АНАЛИЗАТОР СОСТАВА

на поверхности которого размещены два подпружиненных зажимных кулачка, контактирующих с зубчатыми срезами втулки и выступом диска.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - поворотное устройство, вид снизу.

Устройство содержит дозирующий узел 1, в который входит жидкостной шприц 2, регулятор 3 величины дозы, пневмопривод 4, силовой пневмопривод 5, на кота$)ый одет корпус б, кассету 7 с ампулами 8, кассета имеет ось 9, ползун 10, направляющие 11, втулку 12, рычаг 13, тягу 14, упор 15 и пневмопривод 16. Поворотный механизм 17, в который входит диск 18, зажимные кулачки 19 с пластинчатой пружиной 20, рычаг 21, держатели 22 винта регулировочные винты 23, кронштейн 24 с винтом 25 и пружиной 26 винтовой упор 27 с хомутом 28 и осью 29. Узел 30 промывки и емкость 31 для тепло-вакуумной сушки имеют ползуны 32, направляющие 33, шпильки 34, пазовые ры:чаги 35, пневмоприводы 36 штуцера 37.

Кроме того, оно содержит срезы 38 выполненные во втулке рьгаага 21, кромки 39 и опорный конУс 40, выполненные в зажимном кулачке 19. Паз 41, образованный на поверхности силового пневмопривода 5. Соединительную колодку 42, которая связывается между собой шток пневмопривода 4 и шток шприца 2. Фиксатор 43, расположенный на ползуне 10. Платформу 44, испаритель 45 и пружину 46 упора 15.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха в полость А пневмопривода 16, ползун 10 расположенный в направляющих 11,совместно с осью 9, втулкой 12, кассетой 7 с ампулами 8 и поворотным механизмом 17, находятся в крайнем левом положении (показано стрелкой. При подаче сжатого воздуха в полость В пневмопривода 4, поршень шприца 2 находится в верхнем положении, так как закреплен в соединительной колодке 42 и перемещается совместно с поршнем пневмопривода 4. При подаче сжатого воздуха в полость Д силового пневмопривода 5, корпус 6 и установленный на нем дозирующий узел 1 совместно со шприцем 2, регулятором 3 величины дозы и пневмоприводом 4 находятся в крайнем верхнем положении (показано стрелкой) . При подаче сжатого воздуха в полости Ж пневмопривод 36, симметрично расположенные относительно дозирующего узла 1 и узел 30 промывк и емкость 31,установленные на ползунах 32,отведены в .крайнее правое положение. Это положение обеспечено посредством зацепления пазового рычага 35, закрепленного на штоке привода 36,

со шпилькой 34, установленной на ползуне 32. Ползуны размещены в направляющих 33.

Рычаг 21 поворотного механизма по воздействием пружин 26, поджат к винтовому упору 27, который установлен таким образом, чтобы обеспечить при контакте с рычагом 21, поворот кассеты на одну ампулу. От программного задатчика (не показан) поступают дискретные пневмосигналы, которые обеспечивают последовательную, во времени, работу пневмоприводов и соответственно перемещение всех подвижных элементов устройства.

Сбрасывается давление сжатого воздуха из полости А пневмопривода 16 и подается в полость Б. Ползун 10 перемещается по направляющим 11 к дозирующему узлу 1. Совместно с ползуном перемещаются ось 9, а вмес- те с ней втулка 12, кассета 7 с ампулами 8, поворотный механизм 17 и рычаг 13, так как последний закреплен на ползуне. Кассета в этот момент зафиксирована фиксатором 43. В результате этого, кассета устанавливается в рабочее положение (показано штрихами), при этом оси иглы штрица 2 и ампулы 8 совмещаются, а рычаг 13,сконтактирован с тягой 14, перемещает упор 15 и устанавливают его в паз 41, выполненный на наружной поверхности силового пневмопривода 5. В момент перемещения кассеты в рабочее положение происходит начальное передвижение поворотного механизма, т.е. половина его работы (возведение зажимных кулачков на определенную величину).

Поворотный механизм в первой половине работает следующим образом.

При перемещении кассеты вправо, рычаг 21, под воздействием пружины 26, одетой на кронштейн 24, поджимается к винтовому упору 27, при этом происходит одновременно линейное перемещение кассеты 7 и поворот рычага 21. Рычаг 21 имеет с одной стороны втулку, которая насажена на шейку диска 18 и свободно по ней скользит. На наружной поверхности втулки образованы зубчатые срезы 38 и размещены держатели 22 винта. При повороте рычага 21 (по часовой стрелк и соответственно его втулки, зубчатые срезы 38 начинают как бы отрываться от опорных конусов 40 зажимны кулачков 19, но этого не происходит так как в держателе 22 расположен винт 23, который при повороте рычага 21 касается пластинчатой пружины 20, а пластинчатая пружина, за счет своей упругости, держит в контакте опорный конус 40 зажимного кУлачка 19 с зубчатым срезом 38. В результате кулачок 19, опираясь своим конусом о зубчатый срез 38 втулки рычага 21, воспринимает усилия пластинчатой пружины 20 и свободно скользит по выступу на окружности диска 18 и тем самым отслеживает поворот 21 (происходит взведение кулачка). Поворот рычага 21 и взведение кулачков происходит до тех пор, пока рычаг при перемещении кассеты не повернется на определенный угол (угол расположения ампул в кассете). При достижении необходимого угла поворот и взведения кулачков, рычаг 21 отрывается от винтового упора 27 и спи- рается на предварительно настроенный винт 25 расположенный в кронштейне 24, который закреплен на оси 9. После этого поворот рычага прекращается а кассета перемещается дальше, до рабочего положения, т.е. до совмещения оси ампулы 8 с осью иглы шприца 2 и удерживается в этом положении давлением сжатого воздуха в полости Б пневмопривода 16. Следующим этапом работы устройства, является работа дозирующего узла 1. Из полости Д силового пневмопривода 5 сбрасывается давление сжатого воздуха и подается в полость Б. При этом корпус 6, связанный со штоком поршня силового пневмопривода 5, перемещается по поверхности цилиндра вниз до соприкосновения с упором 15. Совместно с корпусом 6, перемещается и дозирующий узел 1, так как он жест ко прикреплен к корпусу. В результате этого перемещения происходит вкалывание иглы шприца 2 в ампулу 8. За тем происходит работа пневмопривода 4 для отбора пробы. Давление сжатого воздуха сбрасывается из полости В и подается в полость Г. При этом перемещается вниз поршень пневмопривода 4 и соответственно его шток. А шток пневмопривода, имея связь через соединительную колодку 42 со штоком пор ня шприца 2, перемещает его одновременно вместе с собой. В момент перемещения вниз поршня шприца из иглы выдавливается воздух, а в момент перемещения вверх в иглу всасывается проба. С этой целью давление в полостях привода 4 реверсируется несколько раз, что обеспечивает прокачку шпри ца. Последней операцией для отбора пробы является перемещение поршня шприца в верхнее положение до -упора соединительной колодки 42 в регулято 3 величины дозы, что и определяет объем дозы. Таким образом пробаоста ется в игле шприца. Затем игла шприц выходит из ампулы. Это обеспечиваетс сбросом давления сжатого воздуха из полости Е привода 5 и подачей его в полость Д. При этом корпус 6 совмест но с дозирующим узлом 1 переместится вверх. Как только закончится эта опе рация, сбрасывается давление сжатого воздуха из полости Б привода 16 и подается в полость А. Кассета 7 с ам пулами 8 начнет перемещаться влево, при этом рычаг 13 выходит из контакта с тягой 14,упор 15 под действием пружины 46 выходит из паза 41 и становится в исходное положение. В момент движения кассеты влево происходит вторая половина работы и поворотного механизма. Происходит это следукядим образом. Рычаг 21, как было сказано выше, уже взвел зажимные кулачки и опирается на винт 25. При -возвратном движении кассеты рычаг 21 наталкивается на винтовой упор 27, а кассета продолжает свой ход дальше. При этом рычаг 21 начинает поворачиваться против часовой стрелки. В это время растягивается пружина 26, рычаг снимается с винта 25, а зубчатые срезы 38 втулки рычага 21 начинают упираться в опорные конусы 40 зажимных кулачков 19. Одновременно держатели 22 с винтами 23 отходят от пластинчатой пружины 20 и винт 23 не касается пружины. Зажимные кулачки 19, при таком свободном состоянии, за счет упора зубчатых срезов 38 в опорный конус 40, начинают перекашиваться в месте расположения хулачка 19 на выступе диска 18. При этом происходит мгновенный зажим кромками 39, выполненными в кулачке выступа диска 18 и диск начинает поворачивать втулку 12,так как жестко с ней связан, а втулка 12 поворачивает уже кассету 7 с ампулами 8, так как она в свою очередь так же жестко связана со втулкой. Таким образом происходит поворот кассеты ровно на одну ампулу, т.е. на определенный угол поворотами кассета при этом снимается с фиксатора 43 и затем вновь фиксируется, но уже на следующей точке. После того, как кассета придет в исходное положение и закончится ее поворот, происходит ввод иглы шприца в испаритель 45. При этом давление сжатого воздуха подается в полость Б привода 5 и сбрасывается на полости д. Корпус 6 и дозирующий узел 1 совместно со шприцем 2 перемещается вниз, (в рабочее положение ) до упора поршня привода 5 в основание цилиндра. Корпус 6 при этом проходит мимо упора 15, так как он оттянут в сторону пружиной 46 и И1ла шприца входит в испари- . тель 45. В момент нахождения иглы шприца в испарителе из нее выталкивается проба за счет перемещения вниз поЕяаня привода 4, и соответственно поршня шприца 2. Происходит ввод пробы. Затем поршень привода 4 и соответственно поршень шприца перемеаются в обратном направлении, а дозирующий узел 1 при помощи так же обатного перемещения поршня привода однимается вверх и игла шприца 2 ыходит из испарителя. Таким образом

дозирующий узел 1 опять устанавливается в исходное положение.

Затем начинает работать узел про мывки шприца. В этот момент сбрасывается давление сжатого воздуха из полости Ж привода 36 и подается в по лость 3, Происходит перемещение поршня привода 36 и его штока влево, который тянет за собой через пазовый рычаг 35 и шпильку 34 ползун 32. Ползун скользит в направляющих 33. На ползуне закреплен узел 30 промывки, который совместно с ползуном движется по радиусу и подается под иглу шприца(показано штрихами ее рабочее положение), в конце хода их оси совмещаются. Когда узел 30 промывки устанавливается шприца, то упор 15 перемещается и занимает положение в пазе 41 привода 5.

После установки емкости в нее через резиновую прокладку происходит вход иглы шприца 2. Эта операция повторяется аналогичным образом, что и при вкалывании иглы в ампулу с пробой . Когда игла шприца находится в подвижной емкости, в потоке промывоч ной среды происходит многократная переменная работа поршня привода 4, что обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня шприца 2. Это в свою очередь обеспечивает многократное всасывание во внутренний объем иглы, и выдавливание из него промывочной жидкости. Таким образом происходит промывка шприца от остатков предьадущей пробы, которые потоком выносятся в дренаж и промывочная среда остается не загрязненной.

Затем происходит вывод иглы шприца из емкости с промывочной жидкость Эта операция аналогична той, что и при выводе иглы шприца из ампулы с пробой. После вывода иглы из промывочной емкости происходит обратная работа привода 36. Ползун 32 с расположенной на ней узел 30 промывки возвращается в первоначальное (исходное) положение. Одновременно освобождается от воздействия нажимной скобы упор 15 и он выходит из паза 41. Только после этих операций порше шприца 2 переместится вверх. До это го давление сжатого воздуха находит г ся в полости Г и удерживает .поршень шприца внизу. Это необходимо для тог чтобы шприц вышел из промывочной емкости Сез промывочной жидкости во внутренней полости иглы, во избежани эахвата загрязнений. Если по окбнчан промывки иглы шприца потребуется дополнительная его очистка методом тепло-вакуумной сушки, то .в работу включается узел, симметрично расположенный с противоположной стороны дозирующего узла, т.е. подвижная емкость 31,

Подвижная емкость 31 представляет собой элемент для обеспечения тепловакуумной сушки иглы шпоииа и имеет таких же размеров цилиндр, что и цилиндр узла 30 промывки. Цилиндр так же включает в себя одинаковую резьбовую крышку с отверстием для прохода иглы и так же прикреплен к ползуну 32. При включении узла тепловакуумной сушки повторяется работа узла промывки шприца. Срабатывает привод 36, при зтом переключается подача давления сжатого воздуха в полости Ж и 3 и под иглу шприца перемещается подвижная емкость 31. В этот момент аналогичным образом, что и при перемещении узла 30 промивки происходит передвижение упора 15, под воздействием такой же нажимной скобы, и он заходит, в паз 41. Доэирунлдий узел вновь опускается вниз и игла через резиновую прокладку заходит в тепло-вакуумную емкость. Разница заключается только в том, что после захода иглы шприца в емкость, не включается в работу поршень привода 4 и естественно поршень шприца остается в верхнем положении . Такое положение необходимо для того, чтобы был свободен внутренний объем иглы и более эффективной была вакуумная сушка, т.е. происходила окончательная его очистка от неудаленных промывкой следов предыдущей пробы.

Выдержка иглы .в тепло-вакуумной емкости происходит при определенной температуре и вакууме. Время выдержки иглы в емкости устанавливается в зависимости от необходимости. По окочании сушки шприца в вакууме, игла шприца выходит из нее и дозирующий узел 1 занимает исходное положение. Затем ползун 32 и подвижная емкость 31 уходит из-под шприца в первоначальное исходное положение, так как происходит обратная работа привода 36. Повторяется то же самое, что и при промывке. Упор 15 так же при это выходит из паза 41 и занимает свое исходное положение.

На этом заканчивается один полный цикл работы устрюйства. После окончания анализа цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического отбора и ввода проб жидкости в анализатор состава, содержащее дозирующий узел со шприцем, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно входа в. анашизатор, кассету с ампулами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения к дозируквцему узлу, поворотный механизм кассеты и узел промывки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отбора проб и увеличения длительности работы устройства в автоматическом режиме, оно снабжено емкостью для тепло-вакуумной сушки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца дозирующего узла при этом узел промывки установлен автономно от кассеты и .выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца дозирующего узла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поворотный механизм кассеты состоит из винтового упора, диска с центральной шейкой и выступом по окружности, установленного на осевой втулке кассеть и подпружиненного рычага, один конец которого взаимодействует с винтовым упором, а на другом установлена втулка, с двумя зубчатыми срезами и двумя регулировочными винтами, причем втулка расположена на центральной шейке диска на поверхности которого размещены два подпружиненных зажимных кулачка, контактирующих с зубчатыми срезгц и втулки и выступсм диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Газовый хроматограф. Проспект фирмы Pyellnicam , АнгЛия.

2.Патент США 3550453.

5 кл. 73-422, опублик. 1970 (прототип).

х

/

У#

п i.rJ ftlf r r fffffWy

,JH

/J т V /

/

ts

иг. f jij / 31 /333S ГТТ 3f 32 33

1