Устройство для автоматическогоотбора и ввода проб жидкости ванализатор coctaba

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01, 07, 77 (21) 2503488/18-10с присоединением заявки Йо(51)М. Клз С 01 Н 31/08 ГосударствеииыИ комитет СССР по аедам изобретеииИ и открытий) Заявител ециальное конструкторское бюро газов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБОРА И ВВОД ПРОБ ЖИДКОСТИ В АНАЛИЗАТОР СОСТАВА дли- антоИзобретение относится к аналитическому приборостроению и может найти применение в устройствах для отбора и ввода проб жидкости, например в газовый хроматограф.Известно устройство для отбора и ввода жидких проб в газовый хроматограф 1Недостатками этого устройства, работа которого основана на принципе перемещения дозирующего узла в двух плоскостях - вертикальной и горизонтальной, являются невысокая точность отбора проб и недостаточная надежность дозирующего узла за счет постоянного передвижения.его от ампул к испарителю.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее дозирующий узел со шприцем, установленный с воэможнбстью возвратно-поступательного перемещения относительно входа в анализатор, кассету с ампулами, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения к дозирующему узлу, поворотный механизм кассеты и узел проьывки 2Однако размещение в кассете одно;, временно ампул с пробой и промывочной жидкостью ограничивает количество проб, и соответственно сокращаетчисло анализов при автоматическомрежиме работы устройства,Целью изобретения - повышение точ -ности отбора проб и увеличениетельности работы устройства вматическом режиме.укаэанная цель достигается тем,что устройство снабжено емкостью длятепло-вакуумной сушки, установленнойс возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца доэирующего узла, при этом узел15 промывки установлен автономно откассеты и выполнен с воэможностьювозвратно-поступательного перемещения относительно шприца дозирующегоузла.20 Кроме того, поворотный механизмкассеты состоит из винтового упора,диска с центральной шейкой и выступом по окружности, установленногона осевой втулке кассеты, и подпру 2 к жиненного рычага, один конец которого взаимодействует с винтовым упором,а на другом установлена втулка с двумя зубчатыми срезами и двумя регулы"ровочными винтами, причем втулка рас 30 положена на центральной шейке диска, 800869на 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 доэирующий узел 1, в который входит жидкостной шприц 2, регулятор 3 величины дозы, пневмоприаод 4, силовой пневмопривод 5, на который 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 винтарегулировочные винты 23, крон - штейн 24 с винтом 25 и пружиной 26, 20 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 рычаги 35, пневмоприводы 36 штуцера 37.Кроме того, оно содержит срезы 38 выполненные во втулке рычага 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 40 расположенный в направляющих 11,совместно с осью 9,втулкой 12, кассетой 7 с ампулами 8 и поворотным механизмом 17, находятся в крайнем левом по-ложении (показано стрелкой. При по даче сжатого воздуха в полость В пнев - мопривода 4, поршень шприца 2 находится в верхнем положении, так как закреплен в соединительной колодке 42 и перемещается совместно с поршнем 5 О пневмопривода 4. При подаче сжатого воздуха в полость Д силового пневмопривода 5, корпус б и установленный на нем дозирующий узел 1 совместно со шприцем 2, регулятором 3 величины дозы и пневмоприводом 4 находятся в крайнем верхнем положении (покаэано стрелкой) . При подаче сжатого воздуха в полости Ж пневмопривод 36, симметрично расположенные относительно дсзирующего узла 1 и узел 30 промывки 60 и емкость 31,установленные на ползунах 32,отведены в,крайнее правое положение, Это положение обеспечено посред. .ством зацепления пазового рычага 35, закрепленного на штоке привода Зб, 65 со шпилькой 34, установленной на ползуне 32. Ползуны размещены в направляющих 33.Рычаг 21 поворотного механизма подвоздействием пружин 26, поджат к винтовому упору 27, который установлентаким образом, чтобы обеспечить приконтакте с рычагом 21, поворот кассеты на одну ампулу. От программногоэадатчика (не показан) поступают дискретные пневмосигналы, которые обеспечивают последовательную, во времени, работу пневмоприводов и соответственно перемещение всех подвижных элементов устройства,Сбрасывается давление сжатоговоздуха из полости А пневмопривода16 и подается в полость Б. Ползун10 перемещается по направляющим 11к дозирующему узлу 1, Совместно сползуном перемещаются ось 9, а вмес -те с ней втулка 12, кассета 7 сампулами 8, поворотный механизм 17и рычаг 13, так как последний закреплен на ползуне. Кассета в этотмомент зафиксирована фиксатором 43.В результате этого, кассета устанавливается в рабочее положение (показано штрихами ), при этом оси иглыштрица 2 и ампулы 8 совмещаются, арычаг 13 сконтактирован с тягой 14,перемещает упор 15 и устанавливаютего в паз 41, выполненный на наружной поверхности силового пневмопривода 5, В момент перемещения кассетыв 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 пружины26, одетой на кронштейн 24,поджи -мается к винтовому упору 27, приэтом происходит одновременно линейное перемещение кассеты 7 и поворотрычага 21. Рычаг 21 имеет с однойстороны втулку, которая насаженана шейку диска 18 и свободно по нейскользит. На наружной поверхностивтулки образованы зубчатые срезы 38и размещены держатели 22 винта. Приповороте рычага 21(по часовой стрелкеи соответственно его втулки, зубчатые срезы 38 начинают как бы отрываться от опорных конусов 40 зажимныхкулачков 19, но этого не происходит,так как в держателе 22 расположенвинт 23, который при повороте рычага 21 касается пластинчатой пружины20, а пластинчатая пружина, эа счетсвоей упругости, держит в контактеопорный конус 40 зажимного кулачка19 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 поворота и взведения кулачков, рычаг 21 отрывается от винтового упора 27 и опи-, 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 15 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 эгапом 2 О работы устройства, является работа дозирующего узла 1.Из полости Д силового гневмопривода 5 сбрасывается давление сжатого воздуха и подается в полость Б. При этом корпус б, связанный со штоком поршня силового пневмопривода 5, перемещается по поверхности цилиндра вниз до соприкосновения с упором 15. Совместно с корпусом б, перемещается и дозирующий узел 1, так как он жест вко прикреплен к корпусу. В результате этого перемещения происходит вкалывание иглы шприца 2 в ампулу 8За - тем происходит работа пневмопривода 4 для отбора пробы. Давление сжатого 35 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 сое О динительную колодку 42 со штоком поршня 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 прокачкушприца. Последней операцией для отбора пробы является перемещение поршня шприца в верхнее положение до упора соединительной колодки 42 в регулятор 3 величины дозы, что и определяет объем дозы. Таким образом проба оста ется в игле шприца. Затем игла шприца выходит из ампулы. Это обеспечивается сбросом давления сжатого воздуха иэ полости Е привода 1 и подачей его в полость Д. При этом корпус б совмест- д но с дозирующим узлом 1 переместится вверх. Как только закончится эта операция, 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 выхоцит 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 следующим 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 кулачка 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 поворота,и 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 б и дозирующий узел 1 совместно со шприцем 2 перемещается вниз, (в рабочее положение ) до упора поршня привода 5 в основание цилиндра. Корпус б при этом проходит вимо упора 15, так как он оттянут в сторону пружиной 46 и игла шприца входит в испаритель 45В момент нахождения иглы шприца в испарителе иэ нее выталкивается проба эа счет перемещения вниз поршня привода 4, и соответственно поршня шприца 2. Происходит ввод пробы. Затем поршень привода 4 и соответственно поршень шприца перемещаются в обратном направлении, а дозирующий узел 1 при помощи так же обратного перемещения поршня привода поднимается вверх и игла шприца 2 выходит из испарителя. Таким образомдозирующий узел 1 опять устанавливается в исходное положение.Затем начинает работать узел промывки шприца. В этот момент сбрасывается давление сжатого воздуха иэполости Ж привода 36 и подается в полость 3, Проийодит перемещениепоршня привода 36 и его штока влево,который тянет эа собой через пазовыйрычаг 35 и шпильку 34 ползун 32. Ползун скользит в направляющих 33, Наползуне закреплен узел 30 промывки,который совместно с ползуном движется по радиусу и подается под иглушприца показано штрихами ее рабочееположение ). В конце хода их оси совмещаются. Когда узел 30 промывки устанавливается под иглу шприца, тоупор 15 перемещается и занимает положение в паэе 41 привода 5.После установки емкости в нее через резиновую прокладку происходит 26вход иглы шприца 2. Эта операция повторяется аналогичным образом, что ипри вкалывании иглы в ампулу с пробой. Когда игла шприца находится вподвижной емкости, в потоке промывоч- щной среды происходит многократнаяпеременная работа поршня привода 4,что обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня шприца 2.Это в свою очередь обеспечивает многократное всасывание во внутреннийобъем иглы, н выдавливание из негопромывочной жидкости. Таким образомпроисходит промывка шприца от остатков предыдущей пробы, которые потоком выносятся в дренаж и промывочнаясреда остается не загрязненной,Затем происходит вывод иглы шприца из емкости с промывочной жидкостью.Эта операция аналогична той, что ипри выводе иглы шприца из ампулы с 40пробой. После вывода иглы из промывочной емкости происходит обратнаяработа привода 36. Ползун 32 с расположенной на ней узел 30 промывкивозвращается в первоначальное (исходное) положение, Одновременно освобождается от воздействия нажимнойскобы упор 15 и он выходит из паза41. Только после этих операций поршеньшприца 2 переместится вверх. До этого давление сжатого воздуха находит.ся в полости Р и удерживает, поршеньшприца внизу. Это необходимо для того,чтобы шприц вышел иэ промывочной емкости без промывочной жидкости вовнутренней полости иглы, во избежаниезахвата загрязнений. Если по окЬнчаниипромывки 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 емкость31.Подвижная емкость 31 представляетсобой элемент для обеспечения тепло- Я вакуумной сушки иглы шпоииа и имееттаких же размеров цилиндр, что и ци -линдр узла 30 промывки, Цилиндр также включает в себя одинаковую резьбовую крышку с отверстием для прохода иглы и так же прикреплен к ползуну 32. При включении узла тепловакуумной сушки повторяется работаузла промывки шприца. Срабатываетпривод 36, при этом переключаетсяподача давления сжатого воздуха вполости Ж и 3 и под иглу шприца перемещается подвижная емкость 31. Вэтот момент аналогичным образом,что и при перемещении узла 30 промывки происходит передвижение упора 15, под воздействием такой женажимной скобы, и он заходит в паз41. Дозирующий узел вновь опускается вниз и игла через резиновую прокладку заходит в тепло-вакуумную емкость. Разница заключается тольков том, что после захода иглы шприца в емкость, не включается в работупоршень привода 4 и естественно поршень шприца остается в верхнем положении. Такое положение необходимодля того, чтобы был свободен внутренний объем иглы и более эФФективнойбила вакуумная сушка, т.е. происходила окончательная его очистка отнеудаленных промывкой следов предыдущей пробыВыдержка иглы,в тепло-вакуумнойемкости происходит при определеннойтемпературе и вакууме. Время выдержки иглы в емкости устанавливается взависимости от необходимости. По окон -чании сушки шприца в вакууме, иглашприца выходит иэ нее и доэирующийузел 1 занимает исходное положение,Затем ползун 32 и подвижная емкость31 уходит из-под шприца в первоначальное исходное положение, так какпроисходит обратная работа привода36. Повторяется то же самое, что ипри промывке. Упор 15 так же при этоьвыходит из паза 41 и занимает своеисходное положение,На этом заканчивается один полныйцикл работы устройства. После окончания анализа цикл повторяется.Формула изобретения1. Устройство для автоматического отбора и ввода проб жидкости в анализатор состава, содержащее доэирующий узел со шприцем, установленный с возм 6 жностью возвратно-поступательного перемещения относительно входа в.анализатор, кассету с ампулами, установленную с возможностью возвратю-поступательного перемещения к дозирующему узлу, поворотный механизм кассеты иузел промывки, о т л и ч аю щ е е с я 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 доэирующего узла, нри этом узел промывки установлен автономно от кассеты и .выполнен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шприца доэирующего узла.2. устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поворотный механизм кассеты состоит иэ винтового упора, диска с центральной шейкой и выступом по окружности, ус.тановленного на осевой втулке кассетыи подпружиненного рычага, один конецкоторого взаимодействует с винтовымупором, а на другом установлена втулка с двумя зубчатыми срезами и двумярегулировочными винтами, причем втулка расположена на центральной шейке.дискана поверхности которого размещены два подпружиненных зажимных кулачка, контактирующих с зубчатымисрезами втулки и выступом диска.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Газовый хроматограф, Проспектфирмы "Руе 1 осаа", Англия.2. Патент СОИ М 35504531 кл. 73-422, опублик. 1970 прототип ,800869 ие.,У Составитель Н. Ермолаевае акто Ю. Ковач Тех е С,Миг нова Ко екто . И, М ска аказ 10410 8 илиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектна/59 Тираж 91ВНИИПИ ГосудаРпо селам иэо113035 Моеква Подписное венного комитета СССР ретений и открытий ЖРаушская наб.