CN113504384B - 一种元素分析仪的密封进样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种元素分析仪的密封进样装置，包括进样座，进样座内设有第一隔离室以及第二隔离室；第一隔离室的顶端设有第一进样端，第一隔离室的底端设有第一出样端；第二隔离室的顶端设有第二进样端；第二隔离室的底端设有第二出样端；磁流体密封件，磁流体密封装置包括磁流体密封阀、磁性密封流体以及第一转轴，磁流体密封阀设于第一出样端以及第二进样端之间；磁流体密封阀的两端均设有第一进样凹槽以及密封凹槽，密封凹槽围设于第一进样凹槽外周；磁性密封流体填充于密封凹槽内，并用于密封于第一出样端以及第二进样端；第一转轴与磁流体密封阀连接；第一驱动件。本发明可实现进样过程中有效的空气隔离、热量隔离。

Description

一种元素分析仪的密封进样装置

技术领域

本发明涉及元素分析仪设备技术领域，尤其涉及一种元素分析仪的密封进样装置。

背景技术

元素分析仪常用作有机物中C、H、N、O、S等主元素成分分析，是化学分析中重要的仪器设备，在燃料化工、节能环保、科研等领域有广泛应用。元素分析仪的进样装置属于进样系统，其作用是将待测样品自动流转至样品反应炉，是样品反应前的准备阶段。

因空气及样品中的游离水(物理附着，受热易分离)含有可对样品元素分析结果产生干扰的C、H、N、O等元素，因此进样装置一般需具备有实现空气隔离、阻止热量传导至样品及自动进样的功能。

目前国内生产的元素分析仪进样装置主要使用气动滑块模组实现自动进样，其原理是：气动滑块动作后退使滑块上的通孔与下方吹扫隔离室联通，进样盘落下的样品通过滑块通孔落入下方的吹扫隔离室炉门上，同时气动滑块复位将隔离室关闭；待隔离室用惰性气体吹扫后炉门打开样品落入下方反应炉，完成进样过程，而上述进样过程，具有以下缺点：

1、滑块孔隙间无相应密封措施，反应炉与外部空气无法有效隔离，惰性气体吹扫隔离室时可能混入空气。这将增加系统空白分析及待机吹扫时间，同时空气的混入将直接影响测量结果准确性。

2、单隔离室设计，隔离室与反应炉中间只有一道金属炉门，反应炉中的热量极容易传递至隔离室造成隔离室高温，当样品在隔离室吹扫等待时，样品在高温环境下水分急速丢失直接影响H、O元素测量准确性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种元素分析仪的密封进料装置，其可实现进样过程中有效的空气隔离、热量隔离，提高样品测量准确性和测量效率。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种元素分析仪的密封进样装置，包括，

进样座，所述进样座内设有第一隔离室以及第二隔离室，所述第一隔离室与第二隔离室在进样座的高度方向上对应上下分布；所述第一隔离室的顶端设有第一进样端，所述第一隔离室的底端设有第一出样端；所述第二隔离室的顶端设有第二进样端；所述第二隔离室的底端设有第二出样端；所述第一进样端用于进样；所述第二出样端用于出样；

磁流体密封件，所述磁流体密封装置包括磁流体密封阀、磁性密封流体以及第一转轴，所述磁流体密封阀设于第一出样端以及第二进样端之间；所述磁流体密封阀的两端均设有第一进样凹槽以及密封凹槽，所述密封凹槽围设于第一进样凹槽外周；所述第一进样凹槽用于与第一出样端或第二进样端连通；所述磁性密封流体填充于所述密封凹槽内，并用于密封于第一出样端以及第二进样端；所述第一转轴与磁流体密封阀连接；

第一驱动件，所述第一驱动件用于带动所述第一转轴转动。

进一步地，所述第一隔离室的底端侧壁设有第一进气通道，所述第一隔离室的顶端侧壁设有第一抽气通道，所述第一抽气通道与第一进气通道位于第一隔离室相对的两个侧壁上；所述第一进气通道用于导入惰性气体至所述第一隔离室并对第一隔离室进行吹扫，所述第一抽气通道用于导出惰性气体。

进一步地，所述第二隔离室的顶端侧壁设有第二进气通道，所述第二进气通道用于导入惰性气体至所述第二隔离室并对第二隔离室进行吹扫。

进一步地，所述进样座上设有进样阀以及第二转轴，所述进样阀的两端均设有第二进样凹槽以及密封件，所述密封件围设于所述第二进样凹槽外周，并用于与第一进样端密封；所述第二进样凹槽用于与所述第一进样端连通；所述第二转轴与进样阀连接；所述第一驱动件用于带动所述第二转轴转动。

进一步地，所述进样阀为球阀。

进一步地，所述第一驱动件包括电机以及齿轮，所述第一转轴以及第二转轴上均设有所述齿轮，第一转轴上的齿轮与第二转轴上的齿轮啮合；电机的转轴与其中一个齿轮连接。

进一步地，所述齿轮上设有触控件，所述进样座上设有位置传感器，所述触控件用于在齿轮转动过程中触控位置传感器。

进一步地，所述第一隔离室内设有进样通道，进样通道的两侧通过连接片与第一隔离室的内壁连接；所述进样通道的顶端与第一出样端连通，所述进样通道的底端与第一进样凹槽连通。

进一步地，所述第二出样端设有门板以及第二驱动件，所述第二驱动件用于带动门板靠近或者远离所述第二出样端运动。

进一步地，第二进样端的端面设有密封胶圈。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过第一隔离室和第二隔离室与磁流体密封件密封配合，实现进样过程中有效的空气隔离、热量隔离，提高样品测量准确性和测量效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：10、第一隔离室；11、第一进气通道；12、第一抽气通道；13、进样通道；20、第二隔离室；21、第二进气通道；22、密封胶圈；30、磁流体密封阀；31、第一进样凹槽；32、磁性密封流体；33、第一转轴；40、第一驱动件；41、齿轮；50、进样阀；51、第二进样凹槽；52、密封件；60、位置传感器；70、门板；80、第二驱动件；90、样品反应炉；91、第二抽气通道。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

如图1所示的一种元素分析仪的密封进样装置，包括进样座、磁流体密封件52以及第一驱动件40。在进样座上设有第一隔离室10以及第二隔离室20，第一隔离室10和第二隔离室20均为密封隔离，且第一隔离室10与第二隔离室20在进样座的高度方向上对应上下分布。具体第一隔离室10的顶端设有第一进样端，而第一隔离室10的底端设有第一出样端，同样的。第二隔离室20的顶端设有第二进样端；第二隔离室20的底端设有第二出样端，上述第一进样端用于进样；第二出样端用于出样。

另外，上述磁流体密封装置包括磁流体密封阀30、磁性密封流体32以及第一转轴33，将磁流体密封阀30设于第一出样端以及第二进样端之间，且该磁流体密封阀30可转动，上述第一转轴33与磁流体密封阀30连接，第一驱动件40带动第一转轴33转动，便可带动磁流体密封阀30转动。

在磁流体密封阀30的两端均设有第一进样凹槽31以及密封凹槽，上述密封凹槽围设于第一进样凹槽31外周，第一进样凹槽31可在磁流体密封阀30转动过程中，交替与第一出样端或第二进样端连通。而上述磁性密封流体32填充于密封凹槽内，并用于密封于第一出样端以及第二进样端；第一转轴33与磁流体密封阀30连接。

在上述结构基础上，使用本发明的元素分析仪的密封进样装置时，可通过在第一进样端加样，第一进样端的样本可经第一隔离室10的第一出样端导出至与之对应的第一进样凹槽31，此后第一驱动件40带动第一转轴33转动，位于上方的第一进样凹槽31在接样后，可转动至下方，空的第一进样凹槽31可转动至与第一出样端连通，而接样后的第一进样凹槽31则可转动至与第二进样端连通，并在重力作用下掉落至第二隔离室20内，再经第二隔离室20的第二出样端导致至样品反应炉90，在样品反应炉90内反应即可，整个进样过程中，样品在第一隔离室10和第二隔离室20内流动，有效隔离空气、热量，将影响测量结果的因素(空气、游离水)引入的不确定度分量降低都最低。

此外，在进样过程中，磁流体密封阀30的转动可使两端的第一进样凹槽31交替进行接样以及出样，即第一隔离室10内可持续进样，第二隔离室20可持续出样，提高进样反应效率。

且由于第二隔离室20与样品反应炉90直接连通，通过第一隔离室10配合两个第一进样凹槽31进行流转，反应炉中的热量不易容易传递至第一隔离室10内，可隔离高温。

需要说明的是，上述的磁流体密封阀30为铁磁性物质制成，上述磁流体填充于密封凹槽内后，为圆环形永久磁铁，与磁流体密封阀30和第一转轴33所构成的磁性回路，第一转轴33转动的过程中，在磁场作用下，位于磁流体密封阀30与第一出样端以及第二进样端之间的间隙的磁流体加以集中，使其形成一个环形磁性密封结构，将缝隙通道堵死而达到密封的目的，实现真空密封，且隔离空气，密封效果好。

进一步地，还可在第一隔离室10的底端侧壁设有第一进气通道11，对应的第一隔离室10的顶端侧壁设有第一抽气通道12，具体第一抽气通道12与第一进气通道11位于第一隔离室10相对的两个侧壁上，在第一进气通道11用于导入惰性气体至第一隔离室10并对第一隔离室10进行吹扫，第一抽气通道12用于导出惰性气体。

在上述结构基础上，进行进样作业时，可先通过第一进气通道11导入惰性气体，本实施例中惰性气体为氦气，同时通过配合第一抽气通道12抽出惰性气体，可对第一隔离室10内进行吹扫，可有效将第一隔离室10内的空气吹出，且惰性气体吹扫隔离室时可能混入空气，有效降低空气对测量结果的影响，提高测量结果准确性。且惰性气体由顶端导入，底端导出，对第一隔离室10由上至下进行清扫，效果更好。

同样的，可在第二隔离室20的顶端侧壁设有第二进气通道21，该第二进气通道21用于导入惰性气体至第二隔离室20，并对第二隔离室20进行吹扫。具体的是，第二进气通道21可在第二出样端与样品反应炉90导通时，进样后导入惰性气体，惰性气体吹扫的同时还可将第二隔离室20以及样品反应炉90的空气排出，防止混入空气。

需要说明的是，样品反应炉90的侧壁可以设置第二抽气通道91，配合上述第二进气通道21实现惰性气体的导入以及排出。

进一步地，还可在进样座上设有进样阀50以及第二转轴，该进样阀50的两端均设有第二进样凹槽51以及密封件52，将密封件52围设于第二进样凹槽51外周，并用于与第一进样端密封。该第二进样凹槽51可与第一进样端连通。此外，第二转轴与进样阀50连接，在上述第一驱动件40的带动下第二转轴转动。

在此结构基础上，可通过进样管导入样品至位于上方的第二进样凹槽51内，第二进样凹槽51接样后，第一驱动件40可带动第一转轴33转动，位于接样后的第二进样凹槽51转动至与第一进样端连通，并将样品导入第一隔离室10，而空的第二进样凹槽51转动至上方继续进行接样作业，如此，进样阀50的两个第二进样凹槽51交替进行接样以及出样，进一步提高效率。当然，第一驱动件40同时带动进样阀50以及磁流体密封阀30同步转动，保证第一进样凹槽31和第二进样凹槽51的同步性，进样以及出样同步。

此外，在进样阀50转动过程中，密封件52可对第一进样端进行密封，有效防止空气进入第一隔离室10内。需要说明的是，密封件52可选用为现有技术中的聚四氟乙烯橡塑材质制成，形成较好的密封。

进一步地，上述进样阀50为球阀，球阀外表面可配合密封件52使用，进行较好的密封。

进一步地，第一驱动件40包括电机以及齿轮41，在第一转轴33以及第二转轴上均设有齿轮41，且第一转轴33上的齿轮41与第二转轴上的齿轮41啮合；电机的转轴与其中一个齿轮41连接，如此，在进行驱动时，电机的转轴可带动其中一个齿轮41转动，两个齿轮41啮合可传动，即第一转轴33以及第二转轴便可同步转动，实现磁流体密封阀30以及进样阀50的同步转动，使第一进样凹槽31和第二进样凹槽51的交替同步。

当然，上述第一驱动件40也可选用电机配合同步带传动机构来实现。

更具体的是，可在齿轮41上设有触控件，对应在进样座上设有位置传感器60，触控件可在齿轮41转动过程中触控位置传感器60，本实施例中的位置传感器60为霍尔传感器检测，霍尔传感器可在齿轮41转动一圈后发送控制信号使电机停机，即第一进样凹槽31与第二进样凹槽51刚好与对应的第一出样端、第二进样端以及第一进样端对应，此后，进样完成后，再次启动电机即可，每次转动位置由霍尔传感器进行控制，使进样以及出样的间隔时间刚好。

当然，上述位置传感器也可选用现有技术中的光栅开关等。

进一步地，还可在第一隔离室10内设有进样通道13，进样通道13的两侧通过连接片与第一隔离室10的内壁连接；进样通道13的顶端与第一出样端连通，进样通道13的底端与第一进样凹槽31连通，如此，第一进样通道13的内径可与第一进样凹槽31以及第二进样凹槽51的内径对应，防止过大而出现漏样的情况。

进一步地，在第二出样端设有门板70以及第二驱动件80，第二驱动件80用于带动门板70靠近或者远离第二出样端运动，即在出样时，第二驱动件80可带动门板70远离第二出样端，使第二出样端与样品反应炉90导通，实现出样，在出样后，第二驱动件80带动门板70靠近第二出样端，使第二出样端和样品反应炉90隔断，防止样品反应炉90的高温影响第二隔离室20内的样品。

进一步地，第二进样端的端面设有密封胶圈22，密封胶圈22可有效密封第二出样端与样品反应炉90的衔接间隙进行密封，反应效果更好。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，包括，

进样座，所述进样座内设有第一隔离室以及第二隔离室，所述第一隔离室与第二隔离室在进样座的高度方向上对应上下分布；所述第一隔离室的顶端设有第一进样端，所述第一隔离室的底端设有第一出样端；所述第二隔离室的顶端设有第二进样端；所述第二隔离室的底端设有第二出样端；所述第一进样端用于进样；所述第二出样端用于出样；

磁流体密封装置，所述磁流体密封装置包括磁流体密封阀、磁性密封流体以及第一转轴，所述磁流体密封阀设于第一出样端以及第二进样端之间；所述磁流体密封阀的两端均设有第一进样凹槽以及密封凹槽，所述密封凹槽围设于第一进样凹槽外周；所述第一进样凹槽用于与第一出样端或第二进样端连通；所述磁性密封流体填充于所述密封凹槽内，并用于密封于第一出样端以及第二进样端；所述第一转轴与磁流体密封阀连接；

第一驱动件，所述第一驱动件用于带动所述第一转轴转动；

所述第一隔离室的底端侧壁设有第一进气通道，所述第一隔离室的顶端侧壁设有第一抽气通道，所述第一抽气通道与第一进气通道位于第一隔离室相对的两个侧壁上；所述第一进气通道用于导入惰性气体至所述第一隔离室并对第一隔离室进行吹扫，所述第一抽气通道用于导出惰性气体；

所述第二隔离室的顶端侧壁设有第二进气通道，所述第二进气通道用于导入惰性气体至所述第二隔离室并对第二隔离室进行吹扫；

所述进样座上设有进样阀以及第二转轴，所述进样阀的两端均设有第二进样凹槽以及密封件，所述密封件围设于所述第二进样凹槽外周，并用于与第一进样端密封；所述第二进样凹槽用于与所述第一进样端连通；所述第二转轴与进样阀连接；所述第一驱动件用于带动所述第二转轴转动。

2.如权利要求1所述的元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，所述进样阀为球阀。

3.如权利要求1所述的元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，所述第一驱动件包括电机以及齿轮，所述第一转轴以及第二转轴上均设有所述齿轮，第一转轴上的齿轮与第二转轴上的齿轮啮合；电机的转轴与其中一个齿轮连接。

4.如权利要求3所述的元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，所述齿轮上设有触控件，所述进样座上设有位置传感器，所述触控件用于在齿轮转动过程中触控位置传感器。

5.如权利要求1所述的元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，所述第一隔离室内设有进样通道，进样通道的两侧通过连接片与第一隔离室的内壁连接；所述进样通道的顶端与第一出样端连通，所述进样通道的底端与第一进样凹槽连通。

6.如权利要求1所述的元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，所述第二出样端设有门板以及第二驱动件，所述第二驱动件用于带动门板靠近或者远离所述第二出样端运动。

7.如权利要求1所述的元素分析仪的密封进样装置，其特征在于，第二进样端的端面设有密封胶圈。

Images