CN101299047A - 自动进样装置 - Google Patents

Abstract

一种自动进样装置，其构件包括试管、试管托盘、机箱、试管托盘旋转驱动电机、采样头、输样管、输样截止阀、立柱、支架、采样头换圈驱动电机、采样头升降驱动机构。各构件的组装方式：试管通过试管架放置在试管托盘上，试管托盘旋转驱动电机的减速器输出轴与试管托盘连接；采样头固定在采样头安装件上，其出样端与输样管连接，输样截止阀设置在输样管的管路上；采样头换圈驱动电机安装在支架上，其减速器输出轴与采样头安装件连接；采样头升降驱动机构包括带减速器的采样头升降驱动电机和安装并带动支架上下运动的同步传输带，采样头升降驱动电机的减速器输出轴与同步传输带的主动轮连接。各驱动电机由时间继电器控制。

Description

自动进样装置

技术领域

本发明属于分析实验设备领域，特别涉及一种用于分析检测液态试样的进样装置。

背景技术

进样和换样是试样分析中的一个必不可少的环节。据了解，我国国内的分析仪器(如离子色谱分析仪，流动注射可见分光检测仪，高效液相色谱仪)普遍采用手工进样、换样，这样不仅增加分析时间，而且容易引入人为误差，影响分析精度。国外虽然有配置自动进样装置的分析仪器，但所述自动进样装置结构较为复杂，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于分析检测液态试样的自动进样装置，此种自动进样装置不仅结构简单、成本低，而且可与多种分析仪器配套使用。

本发明所述的自动进样装置，其构件包括试管、试管托盘、机箱、试管托盘旋转驱动电机、采样头、采样头安装件、输样管、输样截止阀、立柱、支架、采样头换圈驱动电机、采样头换圈限位机构、采样头升降驱动机构、采样头升降限位机构。各构件的组装方式如下：

试管托盘安装在机箱上，试管通过试管架放置在试管托盘上，试管托盘旋转驱动电机为带减速器的电机，其减速器输出轴与试管托盘连接；采样头固定在采样头安装件上，其出样端与输样管连接，输样截止阀设置在输样管的管路上，控制输样管处于输样状态或停止输样；采样头换圈驱动电机为带减速器的电机，安装在支架上，其减速器输出轴与采样头安装件连接；采样头换圈限位机构包括左限位开关、右限位开关和开关触件，开关触件与采样头换圈驱动电机的减速器输出轴连接，左限位开关和右限位开关安装在支架上；采样头升降驱动机构包括带减速器的采样头升降驱动电机和安装并带动支架上下运动的同步传输带，同步传输带的主动轮和从动轮安装在立柱上，采样头升降驱动电机的减速器输出轴与同步传输带的主动轮连接；采样头升降限位机构由安装在立柱上的上限位开关和下限位开关组成；采样头换圈驱动电机、采样头升降驱动电机和试管托盘旋转驱动电机由时间继电器控制。

上述输样截止阀可以是液压阀，也可以是机械阀，本发明中，优选机械阀。本发明中的输样截止阀包括阀体、阀座、阀片、复位弹簧、滚轮和导向块。各构件的组装方式为：阀座的一端开有与阀片厚度相匹配的凹槽，槽壁上设置有与输样管外径匹配的通孔；复位弹簧的弹簧座安装在阀座的无凹槽端，阀片和滚轮安装在同一轴上，该组件位于阀座的凹槽端，且阀片嵌入阀座的凹槽，复位弹簧的一端与弹簧座连接，另一端与阀片连接；导向块安装在立柱上，安装位置在采样头升降限位机构中的下限位开关之上且靠近下限位开关；阀座安装在阀体上，阀体与支架连接，与支架同步上下运动；输样管穿过阀座的凹槽后与进样系统中的进样泵连接。

上述采样头换圈驱动电机、采样头升降驱动电机和试管托盘旋转驱动电机还设置有手动控制开关。

本发明所述自动进样装置具有以下有益效果：

1、本发明所述自动进样装置不仅主体结构简单，而且设计了结构简单的闸刀式输样截止阀，不需配备任何动力源，即可在采样头上升时关闭，使输样管停止输样，在采样头下降到采样位置时开启，使输样管处于输样状态。

2、制作成本低，其成本仅为国外同功能进样装置的1/8～1/4。

3、本发明所述自动进样装置可取代手工进样和换样，使用本发明所述自动进样装置，可提高实验室分析工作的自动化程度，提高分析精度。

4、设置有手动控制开关，既便于调试，又可保证在自动控制线路出现故障时不影响分析工作的进行。

5、本发明所述自动进样装置可与多种分析仪器配套使用，例如离子色谱分析仪，流动注射可见分光检测仪，高效液相色谱仪、原子吸收分光光度计等。

附图说明

图1是本发明所述自动进样装置的结构简图；

图2是立柱、采样头升降驱动机构、采样头升降限位机构和输样截止阀的安装示意图；

图3是支架、采样头、采样头安装件、采样头换圈驱动电机、采样头换圈限位机构的安装示意图；

图4是构成输样截止阀的阀体、阀座、阀片、滚轮和复位弹簧的组装示意图及输样管与输样截止阀的组装示意图；

图5是图4的一种俯视图，该图中，输样截止阀处于关闭状态，输样管处于非输液状态；

图6是图4的另一种俯视图，该图中，输样截止阀处于开启状态，输样管处于输液状态；

图7是试管、试管托盘、机箱、试管托盘旋转驱动电机的组装示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是本发明所述自动进样装置实现自动控制的电路框图。

图中，1-采样头换圈驱动电机、2-开关触件、3-支架、4-立柱、5-采样头安装件、6-采样头、7-输样管、8-导向块、9-试管、10-试管架、11-试管托盘、12-机箱、13-采样定时显示屏、14-进样泵、15-采样时间设置拨盘、16-采样头下降手动控制按钮、17-采样头上升手动控制按钮、18-试管托盘旋转手动控制按钮、19-采样头换圈手动控制按钮、20-自动/手动控制转换按钮、21-采样头换圈指示灯(兼手动换圈启动功能)、22-试管管数归零按钮、23-自动进样装置工作/暂停按钮、24-试管管数设置拨盘、25-试管管数显示屏、26-上限位开关、27-复位弹簧、28-下限位开关、29-同步传输带、30-采样头升降驱动电机、31-左限位开关、32-右限位开关、33-阀座、34-阀片、35-阀体、36-滚轮、37-试管托盘旋转驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述自动进样装置的结构和使用方法作进一步说明。

本实施例中，试管架10为圆板状，在该圆板的周边，设置了两圈试管安装孔，各试管插装在试管架上设置的试管安装孔中，形成了外圈试管9-1和内圈试管9-2(如图8所示)；试管通过试管架10放置在试管托盘11上，试管托盘旋转驱动电机37为带减速器的电机，安装在机箱12内，其减速器输出轴与试管托盘11连接(如图1、图7所示)。

采样头安装件5为一杆状件，采样头6固定在采样头安装件5上，其采样端为自由端，其出样端与输样管7连接，输样管将试样输送至进样泵14(如图1、图3所示)。采样头换圈驱动电机1为带减速器的电机，安装在支架3上，其减速器输出轴与采样头安装件5连接；采样头换圈限位机构包括左限位开关31、右限位开关32和开关触件2，开关触件2为一圆杆，与采样头换圈驱动电机1的减速器输出轴连接，左限位开关31和右限位开关32安装在支架3上(如图1、图3所示)。

采样头升降驱动机构包括带减速器的采样头升降驱动电机30和安装并带动支架3上下运动的同步传输带29，同步传输带的主动轮和从动轮安装在立柱4上，采样头升降驱动电机30的减速器输出轴与同步传输带29的主动轮连接，立柱4的安放位置应保证采样头下降到采样位置时能准确的插入试管中；采样头升降限位机构由安装在立柱上的上限位开关26和下限位开关28组成(如图1、图2所示)。

采样截止阀为闸刀式结构，如图2、图4、图5、图6所示，阀座33为矩形板状体，其一端开有与阀片34厚度相匹配的凹槽，槽壁上设置有与输样管外径匹配的通孔；复位弹簧27的弹簧座安装在阀座的无凹槽端，阀片34和滚轮36安装在同一轴上，该组件位于阀座的凹槽端，且阀片34嵌入阀座的凹槽，复位弹簧27的一端与弹簧座连接，另一端与阀片34连接；导向块8安装在立柱4上，安装位置在采样头升降限位机构中的下限位开关28之上且靠近下限位开关28。输样管7从阀座33槽壁上的通孔穿过，当采样头6下降到下极限位置(采样位置)时，滚轮36位于导向块8外侧，阀片34绕其安装轴向外转动，即可解除对输样管的挤压，使输样管处于输样状态，此时复位弹簧27被拉伸长(见图6)；当采样头6上升时，只要滚轮36脱离导向块8，阀片34在复位弹簧27的作用下复位，对输样管7形成挤压，即可使输样管停止输样(见图5)。

采样头换圈驱动电机1、采样头升降驱动电机30和试管托盘旋转驱动电机37由时间继电器实现自动控制，如图9所示。时间继电器配置有采样时间设置拨盘15、采样定时显示屏13、试管管数设置拨盘24、试管管数显示屏25、试管管数归零按钮22、自动进样装置工作/暂停按钮23，所述各拨盘、显示屏、按钮安装在机箱12上，如图1所示。

本实施例中，还设置有自动/手动控制转换按钮20(对应于图9中的K)、采样头换圈指示灯(兼手动换圈启动功能)21及采样头换圈手动控制按钮19、试管托盘旋转手动控制按钮18、采样头下降手动控制按钮16、采样头上升手动控制按钮17，所述各手动按钮安装在机箱13上(如图1所示)，并与采样头换圈驱动电机1、采样头升降驱动电机30和试管托盘旋转驱动电机37的控制电路连接。

本实施例所述自动进样装置的使用方法和工作模式：

1、将需分析的液态试样分别装入各试管中，试管通过试管架10放置在试管托盘11上(如图1所示)；

2、打开电源，根据装有试样的试管数量，操作试管管数设置拨盘24设置需取样的试管数，试管管数显示屏25显示已取样的管数；

3、根据试样分析需要，操作采样时间设置拨盘15，设置采样头6从下极限位置A上升至上极限位置B的时间和在上极限位置B持续的时间(在上极限位置B持续的时间＝试管托盘11转动一个试管间距的时间)，以及设置采样头6从上极限位置B下降至下极限位置A的时间和在下极限位置A持续的时间(在下极限位置A持续的时间＝采样时间)，采样定时显示屏14显示已用过的时间；

4、在启动自动分析仪工作的同时开启自动进样装置工作/暂停按钮23，自动进样装置按以下模式工作：

(1)采样头6从上极限位置B下降至下极限位置A并触动下限位开关28，在时间继电器KT2作用下，采样头升降驱动电机30停止工作，采样头6进入一试管采样，所采试样通过输样管7输送至进样泵14，设置的采样时间到了时，采样头6从下极限位置A上升至上极限位置B并触动上限位开关26，在时间继电器KT2作用下，采样头升降驱动电机30停止工作，与此同时，时间继电器KT2向时间继电器KT3发出信号，时间继电器KT3使试管托盘旋转驱动电机37工作，带动试管托盘11转动一个试管间距；

(2)试管托盘11转动到位，时间继电器KT3向时间继电器KT2发出信号，时间继电器KT2使采样头升降驱动电机30工作，采样头6从上极限位置B下降至下极限位置A进行采样，重复(1)中的工作模式；

(3)如图8所示，当外圈试管9-1中的试样被采集完后，采样头6从下极限位置A上升至上极限位置B，时间继电器KT2在控制采样头升降驱动电机30停止工作的同时，向时间继电器KT1发出信号，时间继电器KT1使采样头换圈驱动电机1工作，带动采样头6摆动至内圈试管9-2中的一试管所处位置；

(4)采样头6换圈到位后，时间继电器KT1向时间继电器KT2发出信号，在时间继电器KT2作用下，采样头升降驱动电机30工作，采样头6从上极限位置B下降至下极限位置A进行采样，重复(1)中的工作模式。

若需手动操作，则通过自动/手动控制转换按钮20转换后，操作有关的手动按钮。

本实施例中的采样头换圈驱动电机1、采样头升降驱动电机30和试管托盘旋转驱动电机37及时间继电器KT1、时间继电器KT2、时间继电器KT3均为市售商品。

Claims (3)

1、一种自动进样装置，其特征在于包括试管(9)、试管托盘(11)、机箱(12)、试管托盘旋转驱动电机(37)、采样头(6)、采样头安装件(5)、输样管(7)、输样截止阀、立柱(4)、支架(3)、采样头换圈驱动电机(1)、采样头换圈限位机构、采样头升降驱动机构、采样头升降限位机构；

试管托盘安装在机箱(12)上，试管通过试管架(10)放置在试管托盘上，试管托盘旋转驱动电机(37)为带减速器的电机，其减速器输出轴与试管托盘连接；

采样头(6)固定在采样头安装件(5)上，其出样端与输样管(7)连接，输样截止阀设置在输样管(7)的管路上；

采样头换圈驱动电机(1)为带减速器的电机，安装在支架(3)上，其减速器输出轴与采样头安装件(5)连接；

采样头换圈限位机构包括左限位开关(31)、右限位开关(32)和开关触件(2)，开关触件(2)与采样头换圈驱动电机(1)的减速器输出轴连接，左限位开关(31)和右限位开关(32)安装在支架(3)上；

采样头升降驱动机构包括带减速器的采样头升降驱动电机(30)和安装并带动支架(3)上下运动的同步传输带(29)，同步传输带的主动轮和从动轮安装在立柱(4)上，采样头升降驱动电机(30)的减速器输出轴与同步传输带(29)的主动轮连接；

采样头升降限位机构由安装在立柱上的上限位开关(26)和下限位开关(28)组成；采样头换圈驱动电机(1)、采样头升降驱动电机(30)和试管托盘旋转驱动电机(37)由时间继电器控制。

2、根据权利要求1所述的自动进样装置，其特征在于输样截止阀包括阀体(35)、阀座(33)、阀片(34)、复位弹簧(27)、滚轮(36)和导向块(8)；

阀座(33)的一端开有与阀片(34)厚度相匹配的凹槽，槽壁上设置有与输样管外径匹配的通孔；复位弹簧(27)的弹簧座安装在阀座的无凹槽端，阀片(34)和滚轮(36)安装在同一轴上，该组件位于阀座的凹槽端，且阀片(34)嵌入阀座的凹槽，复位弹簧(27)的一端与弹簧座连接，另一端与阀片(34)连接；导向块(8)安装在立柱(4)上，安装位置在采样头升降限位机构中的下限位开关(28)之上且靠近下限位开关(28)；

阀座(33)安装在阀体(35)上，阀体(35)与支架(3)连接，与支架同步上下运动；输样管(7)穿过阀座(33)的凹槽后与进样系统中的进样泵(14)连接。

3、根据权利要求1或2所述的自动进样装置，其特征在于采样头换圈驱动电机(1)、采样头升降驱动电机(30)和试管托盘旋转驱动电机(37)还设置有手动控制开关。

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