CN114545014A - 双通道进样系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双通道进样系统，包括具有两个工作状态、且两个工作状态可相互切换的八通阀；八通阀定子上开设有八个孔位，不同孔位分别与第一样品环、第二样品环、蠕动泵、三通阀、化学分析仪器和样品定位移动平台连通；三通阀分别与注射泵和清洗液瓶连通，清洗液瓶与蠕动泵相连；蠕动泵、三通阀、注射泵、八通阀和样品定位移动平台均与控制器电性连接。本发明根据八通阀的通道设计，可同时实现样品分析和管路的清洗，通过八通阀转子的转动，以切换八通阀的两个工作状态，以实现样品进样的循环工作。

Description

双通道进样系统

技术领域

本发明属于化学分析仪器的技术领域，具体涉及一种双通道进样系统。

背景技术

进样系统是大多数化学分析仪器（如电感耦合等离子体质谱/光谱仪、原子吸收光谱仪等）的一个组成单元，其作用是将待测样品溶液引入化学分析仪器。

目前大多数化学分析仪器多采用单通道进样系统，即仅有一个进样通道，待测样品溶液均通过同一个通道引入化学分析仪器。因而，每测试完一个样品以后，进行下一个样品进行分析测试之前，需要用清洗液冲洗进样管路，以清洗上一个样品在进样管路中的残留，然后才能通过同样的进样通道引入下一个样品，避免对下一个样品分析测试结果的影响。由此可见，现有的单通道进样系统需要在两个不同样品之间插入一段单独的清洗进样管路过程。而清洗管路时，化学分析仪器处于闲置状态，大大降低了分析仪器的利用效率；同时维持化学分析仪器工作需要消耗必须的耗材：如电力、特殊气体（氩气、氮气、氦气或可燃气体等），这也造成这些耗材的浪费。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种双通道进样系统，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种双通道进样系统，其包括具有两个工作状态、且两个工作状态可相互切换的八通阀；八通阀包括定子和转子；定子与转子之间通过镜面接触面相互紧密贴合；八通阀定子上开设有八个孔位，不同孔位分别与第一样品环、第二样品环、蠕动泵、三通阀、化学分析仪器和样品定位移动平台连通；三通阀分别与注射泵和清洗液瓶连通，清洗液瓶与蠕动泵相连；蠕动泵、三通阀、注射泵、八通阀和样品定位移动平台均与控制器电性连接。

进一步地，八通阀定子上的八个孔位包括第一进样孔、第二进样孔、第一加载孔、第二加载孔、第一样品环孔、第二样品环孔、第三样品环孔和第四样品环孔；第一加载孔、第二样品环孔、第四样品环孔和第二进样孔位于以八通阀中心为圆心的内圆上；第一进样孔、第一样品环孔、第三样品环孔和第二加载孔位于以八通阀中心为圆心的外圆上；且每个孔位的中心分布在以八通阀中心为圆心的内圆或外圆上。

进一步地，位于以八通阀中心为圆心的同一圆上的两个相邻孔位对应的圆心角为90°。

进一步地，八通阀转子的接触面上开设两组沟槽，每组沟槽包括两个成中心对称的圆弧形的沟槽；其中一组沟槽分布于与八通阀定子孔位分布相同的内圆上，另一组沟槽分布于与八通阀定子孔位分布相同的外圆上。

进一步地，沟槽的弧宽与八通阀定子孔位的孔径相同，沟槽的弧长用以沟通以八通阀中心为圆心的同一圆上的两个相邻孔位，并截止于相邻两个孔位末端。

进一步地，八通阀的第一个状态为通过沟槽将第一加载孔与第四样品环孔连通，将第二样品环孔和第二进样孔连通，将第一进样孔和第一样品环孔连通，以及将第三样品环孔和第二加载孔连通，形成以第一加载孔、第四样品环孔、第二样品环、第三样品环孔和第二加载孔依次连通的样品加载通道，和以第一进样孔、第一样品环孔、第一样品环、第二样品环孔和第二进样孔依次连通的进样通道；

通过转子的转动，将第一个状态切换为第二个状态；

第二个状态为通过沟槽的转动以将第一加载孔与第二样品环孔连通，将第四样品环孔与第二进样孔连通，将第一进样孔与第三样品环孔连通，将第一样品环孔和第二加载孔连通，形成以第一加载孔、第二样品环孔、第一样品环、第一样品环孔和第二加载孔依次连通的样品加载通道，和以第一进样孔、第三样品环孔、第二样品环、第四样品环孔和第二进样孔依次连通的进样通道。

进一步地，第一样品环连接在第一样品环孔和第二样品环孔之间，第二样品环连接在第三样品环孔和第四样品环孔之间。

进一步地，三通阀的公共端与注射泵相连，三通阀的选通端分别与清洗液瓶、八通阀的第一加载孔相连；且在三通阀的常闭端与八通阀的第一加载孔中间的管路上安装气泡传感器。

进一步地，样品定位移动平台通过管路与八通阀的第二加载孔相连，用于样品定位移动平台中的待测样品定位；所述蠕动泵将清洗液瓶中的液体泵入第一进样孔，将通道内的样品推入化学分析仪器。

本发明提供的双通道进样系统，具有以下有益效果：

本发明通过八通阀转子的转动，以切换八通阀的两个工作状态，在具体作业时，在第二样品环被冲洗后接着被充填满样品的同时将存于第一样品环内的样品送入化学分析仪器，和在第一样品环被冲洗后接着被充填满样品的同时将存于第二样品环内的样品送入化学分析仪器之间转换，以实现样品进样的循环作业，本发明在通过工作状态的转换，可同时实现样品分析和管路的清洗，极大的提高了分析仪器的利用效率。

附图说明

图1为双通道进样系统八通阀的第一个状态结构示意图。

图2为双通道进样系统八通阀的第二个状态结构示意图。

图3为双通道进样系统的流程示意图。

图4为八通阀的结构示意图。

其中，1、蠕动泵；2、第一样品环；3、注射泵；4、三通阀；5、气泡传感器；6、控制器；7、第二样品环；8、样品定位移动平台；9、清洗液瓶；A、第一进样孔；a、第一加载孔；B、第一样品环孔；b、第二样品环孔；D、第三样品环孔；d、第四样品环孔；E、第二加载孔；e、第二进样孔。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1，本方案的双通道进样系统，包括蠕动泵1、八通阀、注射泵3、三通阀4、气泡传感器5、样品定位移动平台8、清洗液瓶9和控制器6。

其中，八通阀具有两个工作状态、且两个工作状态可相互切换，八通阀包括定子和转子，其具体包括八个孔位，八个孔位分别与第一样品环2、第二样品环7、蠕动泵1、三通阀4、化学分析仪器和样品定位移动平台8连通。

三通阀4分别与注射泵3和清洗液瓶9连通，清洗液瓶9与蠕动泵1相连，蠕动泵1、三通阀4、注射泵3、八通阀、气泡传感器5和样品定位移动平台8均与控制器6电性连接，控制器6用于控制蠕动泵1、三通阀4、注射泵3、八通阀和样品定位移动平台8的具体作业，气泡传感器5用于实时采集管道内的气泡信息，并上传至控制器6内。

参考图4，本发明的八通阀包括定子、转子和转子驱动，定子为图4中的上部结构，转子为图4中的下部结构，转子驱动用于驱动转子转动，定子与转子之间通过镜面接触面相互紧密贴合。

八通阀定子上的八个孔位包括第一进样孔A、第二进样孔e、第一加载孔a、第二加载孔E、第一样品环孔B、第二样品环孔b、第三样品环孔D和第四样品环孔d。

第一加载孔a、第二样品环孔b、第四样品环孔d和第二进样孔e位于以八通阀中心为圆心的内圆上。

第一进样孔A、第一样品环孔B、第三样品环孔D和第二加载孔E位于以八通阀中心为圆心的外圆上。

其中，每个孔位的中心分布在以八通阀中心为圆心的内圆或外圆上。

位于以八通阀中心为圆心的同一圆上的两个相邻孔位对应的圆心角为90°。

八通阀转子的接触面上开设两组沟槽，每组沟槽包括两个成中心对称的圆弧形的沟槽；其中一组沟槽分布于与八通阀定子孔位分布相同的内圆上，另一组沟槽分布于与八通阀定子孔位分布相同的外圆上。

沟槽的弧宽与八通阀定子孔位的孔径相同，沟槽的弧长沟通以八通阀中心为圆心的同一圆上的两个相邻孔位，截止于相邻两个孔位末端。每个沟槽的弧长刚好可连通八通阀定子同圆上的两个相邻孔位。

本发明的第一样品环2连接在第一样品环孔B和第二样品环孔b之间，第二样品环7连接在第三样品环孔D和第四样品环孔d之间。

本发明的三通阀4的公共端与注射泵3相连，三通阀4的选通端（常开、常闭端）分别与清洗液瓶9、八通阀的第一加载孔a相连；且在三通阀4的常闭端与八通阀的第一加载孔a中间的管路上安装气泡传感器5，用以监测该段管路中的气泡，以控制样品加载通道中的样品溶液不进入注射泵3中。

本发明的样品定位移动平台8通过管路与八通阀的第二加载孔E相连，用于样品定位移动平台8中的待测样品定位，以将待测样品与八通阀的样品加载通道相连，另外将样品加载通道的清洗液排入废液桶中。

蠕动泵1将清洗液瓶9中的液体泵入第一进样孔A，将通道内的样品推入化学分析仪器。

本发明包括两个工作状态，八通阀的第一个状态为：

通过沟槽将第一加载孔a与第四样品环孔d连通，将第二样品环孔b和第二进样孔e连通，将第一进样孔A和第一样品环孔B连通，以及将第三样品环孔D和第二加载孔E连通，形成以第一加载孔a、第四样品环孔d、第二样品环7、第三样品环孔D和第二加载孔E依次连通的样品加载通道，和以第一进样孔A、第一样品环孔B、第一样品环2、第二样品环孔b和第二进样孔e依次连通的进样通道。

通过转子的转动，将第一个状态切换为第二个状态；

第二个状态为通过沟槽的转动以将第一加载孔a与第二样品环孔b连通，将第四样品环孔d与第二进样孔e连通，将第一进样孔A与第三样品环孔D连通，将第一样品环孔B和第二加载孔E连通，形成以第一加载孔a、第二样品环孔b、第一样品环2、第一样品环孔B和第二加载孔E依次连通的样品加载通道，和以第一进样孔A、第三样品环孔D、第二样品环7、第四样品环孔d和第二进样孔e依次连通的进样通道。

本发明的双通道进样系统的工作原理为：

第一个状态，其工作原理为：

参考图1，第二样品环7被冲洗后接着被充填满样品，同时，已经充填满样品的第一样品环2通过蠕动泵1推动清洗液瓶9中的液体将存于环内的样品推入化学分析仪器。三通阀4的公共端与常开端连通，注射泵3通过三通阀4连通的流路将清洗液瓶9中的液体抽入注射泵3的针筒内，三通阀4切换为公共端与常闭端相通，注射泵3将针筒内的清洗液沿着三通阀4、样品加载通道、样品定位移动平台8的方向推动。冲洗第二样品环7后，固定于样品定位移动平台8的采样针插入到目标样品管位置，注射泵3将样品管中的样品抽入第二样品环7，利用气泡传感器5完成充填满第二样品环7后停止注射泵3的抽入动作。同时，蠕动泵1泵入清洗液瓶9中的液体将存于第一样品环2的样品沿着进样通道推入化学分析仪器。在样品被完全推入化学分析仪器后，蠕动泵1推动过量（多余）的清洗液沿着进样通道进入化学分析仪器，其目的是消除进样过程中样品的残留。

在系统开始运行时，即第一个样品充填第一样品环2，此时第二样品环7应是空的（第二样品环7内未存有样品），以至于只有蠕动泵1将清洗液推入化学分析仪器。

参考图3，通过转子的转动，切换为第二个状态，具体包括：

八通阀切换成第二个状态后，第一样品环2被冲洗后接着被充填满样品，在同时，已充填满样品的第二样品环7由蠕动泵1推动清洗液瓶9中的液体将存于环内的样品推入化学分析仪器。

参考图2，三通阀4的公共端与常开端连通，注射泵3通过三通阀4连通的流路将清洗液瓶9中的液体抽入注射泵3的针筒内，然后三通阀4切换为公共端与常闭端相通，注射泵3推动针筒内的清洗液沿着三通阀4、样品加载通道、样品定位移动平台8的方向流动。冲洗第一样品环2后，固定在样品定位移动平台8的采样针插入目标样品管位置，注射泵3将样品抽入第一样品环2，并利用气泡传感器5来完成充填满第一样品环2后停止注射泵3的抽入动作。同时，蠕动泵1通过泵入清洗液瓶9中的液体推动存于第二样品环7内的样品沿进样通道进入化学分析仪器。在样品被完全推入化学分析仪器后，蠕动泵1推动过量（多余）的清洗液沿着进样通道进入化学分析仪器，其目的是消除进样过程中样品的残留。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种双通道进样系统，其特征在于：包括具有两个工作状态、且两个工作状态可相互切换的八通阀；所述八通阀包括定子和转子；所述定子与转子之间通过镜面接触面相互紧密贴合；所述八通阀定子上开设有八个孔位，不同孔位分别与第一样品环、第二样品环、蠕动泵、三通阀、化学分析仪器和样品定位移动平台连通；所述三通阀分别与注射泵和清洗液瓶连通，清洗液瓶与蠕动泵相连；所述蠕动泵、三通阀、注射泵、八通阀和样品定位移动平台均与控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的双通道进样系统，其特征在于：所述八通阀定子上的八个孔位包括第一进样孔、第二进样孔、第一加载孔、第二加载孔、第一样品环孔、第二样品环孔、第三样品环孔和第四样品环孔；所述第一加载孔、第二样品环孔、第四样品环孔和第二进样孔位于以八通阀中心为圆心的内圆上；所述第一进样孔、第一样品环孔、第三样品环孔和第二加载孔位于以八通阀中心为圆心的外圆上；且每个孔位的中心分布在以八通阀中心为圆心的内圆或外圆上。

3.根据权利要求2所述的双通道进样系统，其特征在于：位于以八通阀中心为圆心的同一圆上的两个相邻孔位对应的圆心角为90°。

4.根据权利要求3所述的双通道进样系统，其特征在于：所述八通阀转子的接触面上开设两组沟槽，每组沟槽包括两个成中心对称的圆弧形的沟槽；其中一组沟槽分布于与八通阀定子孔位分布相同的内圆上，另一组沟槽分布于与八通阀定子孔位分布相同的外圆上。

5.根据权利要求4所述的双通道进样系统，其特征在于：所述沟槽的弧宽与八通阀定子孔位的孔径相同，沟槽的弧长用以沟通以八通阀中心为圆心的同一圆上的两个相邻孔位，并截止于相邻两个孔位末端。

6.根据权利要求5所述的双通道进样系统，其特征在于：所述八通阀的第一个状态为通过沟槽将第一加载孔与第四样品环孔连通，将第二样品环孔和第二进样孔连通，将第一进样孔和第一样品环孔连通，以及将第三样品环孔和第二加载孔连通，形成以第一加载孔、第四样品环孔、第二样品环、第三样品环孔和第二加载孔依次连通的样品加载通道，和以第一进样孔、第一样品环孔、第一样品环、第二样品环孔和第二进样孔依次连通的进样通道；

通过转子的转动，将第一个状态切换为第二个状态；

第二个状态为通过沟槽的转动以将第一加载孔与第二样品环孔连通，将第四样品环孔与第二进样孔连通，将第一进样孔与第三样品环孔连通，将第一样品环孔和第二加载孔连通，形成以第一加载孔、第二样品环孔、第一样品环、第一样品环孔和第二加载孔依次连通的样品加载通道，和以第一进样孔、第三样品环孔、第二样品环、第四样品环孔和第二进样孔依次连通的进样通道。

7.根据权利要求2所述的双通道进样系统，其特征在于：所述第一样品环连接在第一样品环孔和第二样品环孔之间，第二样品环连接在第三样品环孔和第四样品环孔之间。

8.根据权利要求2所述的双通道进样系统，其特征在于：所述三通阀的公共端与注射泵相连，三通阀的选通端分别与清洗液瓶、八通阀的第一加载孔相连；且在三通阀的常闭端与八通阀的第一加载孔中间的管路上安装气泡传感器。

9.根据权利要求2所述的双通道进样系统，其特征在于：所述样品定位移动平台通过管路与八通阀的第二加载孔相连，用于样品定位移动平台中的待测样品定位；所述蠕动泵将清洗液瓶中的液体泵入第一进样孔，将通道内的样品推入化学分析仪器。

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