CN109212248A - 元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置及方法，包括设置在燃烧管的上端开口位置的球阀，所述球阀的阀芯为球状并具有一个沉孔，依据所述沉孔的开口朝上、朝侧面以及朝下的方位分别定义所述阀芯处于掉样位置、吹扫位置与进样位置；所述球阀连通有吹扫气路与排空气路，所述吹扫气路能够在阀芯处于吹扫位置时与所述沉孔相连通，所述排空气路能够将所述吹扫气路的高压气体排出，在排空气路上设有电磁阀。本发明通过阀芯的旋转与电磁阀的通断之间的配合，能够保证燃烧管与吹扫气路始终处于隔离状态，而且在完成吹扫功能的过程中燃烧管内部管路压力波动较小，达到对降低分析过程影响的目的。

Description

元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置及方法

技术领域

本发明涉及一种元素分析仪固体进样器，特别涉及元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置与方法。

背景技术

在元素分析仪(例如杜马斯氮分析仪)中，常常会有对固体样品的分析测试的需求。

固体进样器中关键部件为进样阀，进样阀的结构形式多种多样，有采用多个气缸的往复动作的组合形成进样腔室，达到掉样、吹扫、进样等目的；也有采用圆形球阀配合电动旋转部件，通过旋转阀内圆球(带通孔)达到掉样、吹扫和进样的目的。

气缸形式的进样阀结构复杂，密封性能较差，形成的腔室一般都较大，需要吹扫的时间比较长，耗费气源而且延长分析时间。

球阀形式的进样阀，形式上比较简单，转动角度可精确控制，密封可靠。但其吹扫功能上有一定的缺陷，通孔式球阀吹扫时相当于内部管路在球阀位置被放空，此时内部管路压力急剧降低，待吹扫完毕、关闭球阀后，内部管路压力、流量、检测器等恢复正常的时间很长，导致分析时间大大加长，而且样品在等待最终进入裂解管的这个过程中一直处于高温状态(200℃以上)，对于熔点或沸点(液体样品的)较低的样品特别不利，极有可能提前熔解或气化导致样品量的损失，使得测试结果产生较大的偏差。

基于此，一种在进样过程中能够保持内部管路压力不变的同时完成吹扫功能的装置至关重要。

发明内容

本发明提供一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置及方法，其目的在于：

1、解决进样吹扫过程中管路内部压力、流速等参数剧烈波动，导致检测器恢复时间长的问题。

2、缩短样品在进样前在高温区停留的时间。

3、避免样品在进样过程中由于内外压力不平衡形成的气流扰动导致的卡样问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，包括设置在燃烧管的上端开口位置的球阀，其特征在于：

所述球阀的阀芯为球状并具有一个沉孔，依据所述沉孔的开口朝上、朝侧面以及朝下的方位分别定义所述阀芯处于掉样位置、吹扫位置与进样位置；

所述球阀连通有吹扫气路与排空气路，所述吹扫气路能够在阀芯处于吹扫位置时与所述沉孔相连通，所述排空气路能够将所述吹扫气路的高压气体排出，在排空气路上设有电磁阀。

所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，其中：还包括载气气路，所述载气气路连通至所述球阀的阀芯下游位置。

所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，其中：所述吹扫气路与载气气路的上游连通至同一个气路入口。

所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，其中：所述掉样位置、吹扫位置与进样位置依次相差90度角。

一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫方法，采用前述元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，所述吹扫方法包括如下步骤：

掉样：所述阀芯处于掉样位置，固体样品掉落至阀芯的沉孔中，此时，所述电磁阀关闭；

吹扫：所述阀芯转动至吹扫位置，先将所述电磁阀打开，气源由吹扫气路进入阀芯的沉孔，对沉孔以及阀芯各部分进行清扫，然后由排空气路排出，一段时长后，关闭所述电磁阀，并使用载气气路在燃烧管以及后续管路形成连续稳定的载气；

进样：所述阀芯转动至进样位置，此时，固体样品在重力作用下掉入所述燃烧管中，完成固体样品的最终进样。

本发明的优点在于：能够保证样品在进样过程中(从落样、吹扫和进样)，设备内部管路压力不发生剧烈的波动，从而大大降低由于管路内部参数(压力、流速等)的波动对检测器的影响。在优选的技术方案中，吹扫气与载气同源，在完成吹扫后，球阀内部的压力与燃烧管内的压力基本相当，故此在阀芯转动进样过程中不会产生瞬时气流而对球阀内的样品产生扰动，避免气流将样品吹到球阀口处所产生的卡样现象。

附图说明

图1是本发明提供的球阀吹扫装置的结构原理图；

图2是本发明提供的球阀吹扫装置另一个角度的结构示意图；

图3A、图3B、图3C分别是本发明提供的球阀吹扫方法的分步骤示意图。

附图标记说明：气路入口1；吹扫气路2；固体样品3；球阀4；电磁阀5；排空气路6；燃烧管7；载气气路8。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明提供一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，包括设置在燃烧管7的上端开口位置的球阀4，其中：

所述球阀4的阀芯为球状并具有一个沉孔，依据所述沉孔的开口朝上、朝侧面以及朝下的方位分别定义所述阀芯处于掉样位置、吹扫位置与进样位置；

气路入口1分为两路，一路为吹扫气路2，另一路为载气气路8，所述吹扫气路2能够在阀芯处于吹扫位置时与所述沉孔相连通，所述球阀4还连接有用于将所述吹扫气路2的高压气体排出的排空气路6，在排空气路6上设有电磁阀5，所述载气气路8连通至所述球阀4的阀芯下游位置。

如图3A-图3C所示，本发明提供一种元素分析仪固体进样器的球阀4吹扫方法，包括如下步骤：

掉样：如图3A所示，所述阀芯处于掉样位置，使得固体样品3能够顺利掉落至阀芯的沉孔中，此时，所述电磁阀5关闭，所述吹扫气路2压阻较大，气源由载气气路8进入燃烧管7以及后续管路中，形成连续稳定的载气；

吹扫：所述阀芯转动90度，所述阀芯处于如图3B所示的吹扫位置，此时，先将所述电磁阀5打开，由于排空气路6的压阻较小，气源由吹扫气路2进入阀芯的沉孔，对沉孔以及阀芯各部分进行清扫，然后由排空气路6排出，一段时长后，关闭所述电磁阀5，使排空气路6压阻增大，气源由载气气路8进入燃烧管7以及后续管路中，形成连续稳定的载气；

进样：所述阀芯继续转动90度，所述阀芯处于如图3C所示的进样位置，此时，固体样品3在重力作用下掉入所述燃烧管7中，完成固体样品3的最终进样。

整个过程中，通过阀芯的旋转与电磁阀5的通断之间的配合，能够保证燃烧管7与吹扫气路2始终处于隔离状态，而且在完成吹扫功能的过程中燃烧管7内部管路压力波动较小，达到对降低分析过程影响的目的。

本发明最显著的效果是能够保证样品在进样过程中(从落样、吹扫和进样)，设备内部管路压力不发生剧烈的波动，从而大大降低由于管路内部参数(压力、流速等)的波动对检测器的影响；同时由于吹扫气与载气同源，在完成吹扫后，球阀4内部的压力与燃烧管7内的压力基本相当，故此在阀芯转动进样过程中不会产生瞬时气流而对球阀4内的样品产生扰动，避免气流将样品吹到球阀4口处所产生的卡样现象。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，包括设置在燃烧管的上端开口位置的球阀，其特征在于：

所述球阀的阀芯为球状并具有一个沉孔，依据所述沉孔的开口朝上、朝侧面以及朝下的方位分别定义所述阀芯处于掉样位置、吹扫位置与进样位置；

所述球阀连通有吹扫气路与排空气路，所述吹扫气路能够在阀芯处于吹扫位置时与所述沉孔相连通，所述排空气路能够将所述吹扫气路的高压气体排出，在排空气路上设有电磁阀。

2.根据权利要求1所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，其特征在于：还包括载气气路，所述载气气路连通至所述球阀的阀芯下游位置。

3.根据权利要求2所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，其特征在于：所述吹扫气路与载气气路的上游连通至同一个气路入口。

4.根据权利要求1所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，其特征在于：所述掉样位置、吹扫位置与进样位置依次相差90度角。

5.一种元素分析仪固体进样器的球阀吹扫方法，采用如权利要求1-4中任一项所述的元素分析仪固体进样器的球阀吹扫装置，所述吹扫方法的特征是包括如下步骤：

掉样：所述阀芯处于掉样位置，固体样品掉落至阀芯的沉孔中，此时，所述电磁阀关闭；

吹扫：所述阀芯转动至吹扫位置，先将所述电磁阀打开，气源由吹扫气路进入阀芯的沉孔，对沉孔以及阀芯各部分进行清扫，然后由排空气路排出，一段时长后，关闭所述电磁阀，并使用载气气路在燃烧管以及后续管路形成连续稳定的载气；

进样：所述阀芯转动至进样位置，此时，固体样品在重力作用下掉入所述燃烧管中，完成固体样品的最终进样。