EA011626B1

EA011626B1 - Chromatograph thermostat

Info

Publication number: EA011626B1
Application number: EA200700278A
Authority: EA
Inventors: Валерий Генрихович Гринкевич
Original assignee: Валерий Генрихович Гринкевич
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2009-04-28
Also published as: EA200700278A3; EA200700278A2

Abstract

There developed a design of a chromatograph thermostat comprising a heat-insulating body including an outer 1 and inner 2 walls, a heating element 7, a centrifugal fan 9, a stream organizer 6 as a hollow metal pipe, characterized in that the rotation speed of the centrifugal fan 9 is different at different moments of the chromatographic process. The use of the claimed invention permits to reduce the thermostat thermal inertia, to maintain uniform temperature over the whole volume thereof, as well as to reduce noise level and power consumption.

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к газовой хроматографии.The invention relates to instrumentation, in particular to gas chromatography.

При проведении хроматографического анализа достоверность и точность получаемых при анализе результатов в значительной степени зависит от наличия либо отсутствия градиентов в камере термостата хроматографа, где располагаются хроматографические колонки, от точности поддержания температуры, в особенности при подъеме или снижении температуры. Для ускорения выхода хроматографа на режим и повышения точности поддержания температуры в камере термостата применяют различные приемы, например вдувание воздуха извне (патент Японии 1Р2005214972, опубликован 08.11.2005), различные средства и клапаны для продувки термостата (Европатент ЕР 0 894 267 А1, опубликован 03.02.2005; авторское свидетельство СССР 1741062 А1, опубликовано 15.06.1992).When conducting a chromatographic analysis, the accuracy and accuracy of the results obtained in the analysis depends largely on the presence or absence of gradients in the chromatographic chamber of the chromatograph, where the chromatographic columns are located, on the accuracy of temperature maintenance, especially when the temperature rises or falls. To accelerate the output of the chromatograph to the mode and improve the accuracy of maintaining the temperature in the thermostat chamber, various techniques are used, for example, blowing air from the outside (Japanese Patent 1Р2005214972, published 08.11.2005), various means and valves for blowing the thermostat (Europatent EP 0 894 267 A1, published 03.02 .2005; USSR author's certificate 1741062 A1, published 06/15/1992).

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение по авт.св. 8И 1469452 А1, опубликованному 30.03.1989. В соответствии с этим решением термостат содержит корпус, тонкостенный цилиндр - организатор потока, вентилятор, каналы с заслонками для притока и оттока воздуха извне, причем организатор потока расположен коаксиально с боковыми стенками термостата.The closest to the proposed is the technical solution for auth. 8I 1469452 A1, published 03/30/1989. In accordance with this solution, the thermostat comprises a housing, a thin-walled cylinder — the flow organizer, a fan, channels with flaps for the inflow and outflow of air from the outside, and the flow organizer is located coaxially with the side walls of the thermostat.

Существенным недостатком упомянутого решения является инерционность температуры в и возникновение зон перегрева воздуха вследствие недостаточного его перемешивания во внутреннем объеме в момент подъема температуры. При увеличении же мощности вентилятора возрастает уровень шумов, связанный с вибрацией вентилятора, что отрицательно сказывается на потребительских свойствах термостата. Растет при этом и энергопотребление термостата.A significant drawback of this solution is the inertia of temperature in and the occurrence of air overheating zones due to insufficient mixing in the internal volume at the moment of temperature rise. As the fan power increases, the noise level increases due to the vibration of the fan, which adversely affects the consumer properties of the thermostat. At the same time, the thermostat's power consumption is growing.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение однородности температуры во внутреннем объеме, уменьшение инерционности термостата, снижение его энергопотребления и уровня шумов.The technical problem to which the invention is directed, is to increase the uniformity of temperature in the internal volume, reducing the inertia of the thermostat, reducing its energy consumption and noise level.

Решение указанной технической задачи обеспечивается тем, что центробежный вентилятор приводится во вращение в различные моменты хроматографического процесса с разной скоростью.The solution of this technical problem is ensured by the fact that the centrifugal fan is driven into rotation at different points of the chromatographic process at different speeds.

При выполнении, например, нагрева вентилятор вращается быстрее, а в тот период времени, когда температура внутри него должна быть постоянной, медленнее.When performing, for example, heating, the fan rotates faster, and during that period of time when the temperature inside it should be constant, slower.

На чертеже изображена схема возможного исполнения термостата в соответствии с предлагаемым изобретением.The drawing shows a diagram of the possible execution of the thermostat in accordance with the invention.

Термостат имеет термоизолирующие стенки - наружную 1 и внутреннюю 2, ограничивающую камеру 3, ограниченной наружными стенками 1 и внутренними 2 термостата. В верхней части термостата расположен узел ввода пробы 4 и детектор 5. Во внутренней полости 3 расположена полая тонкостенная труба 6 - организатор потока. Внутри организатора потока 6 расположен нагревательный элемент 7. Организатор потока 6 и внутренние стенки 2 расположены коаксиально друг относительно друга, образуя кольцевой зазор, в который помещена хроматографическая колонка 8. На оси симметрии термостата и внутри его полости расположен центробежный вентилятор 9, насаженный на вал 10, приводимый в движение электродвигателем 11. Электродвигатель 11 управляется электронной системой 12, соединенной с двигателем проводником 13.The thermostat has a thermally insulating wall - the outer 1 and inner 2, bounding the chamber 3, bounded by the outer walls 1 and the inner 2 thermostats. In the upper part of the thermostat there is a sample entry unit 4 and a detector 5. In the inner cavity 3 there is a hollow thin-walled tube 6 - a flow organizer. Inside the flow organizer 6 there is a heating element 7. The flow organizer 6 and the inner walls 2 are located coaxially relative to each other, forming an annular gap in which the chromatographic column 8 is placed. On the axis of symmetry of the thermostat and inside its cavity is a centrifugal fan 9 mounted on the shaft 10 driven by an electric motor 11. The electric motor 11 is controlled by an electronic system 12 connected to the engine by a conductor 13.

Термостат работает следующим образом.The thermostat works as follows.

В изотермическом режиме электродвигатель 11, управляемый электронной системой 12 по проводнику 13, посредством вала 10 приводит в движение вентилятор 9 с небольшой скоростью. Воздух внутри камеры 3 приводится в движение лопастями вентилятора 9 таким образом, что по кольцевому зазору между внутренними стенками 2 и организатором потока 6 поднимается вверх, проходит мимо узла ввода пробы 4 и детектора 5 и опускается внутри организатора потока 6 вниз, проходя мимо электрического нагревателя 7 и принимая заданную температуру. Затем поток воздуха выходит из организатора потока 6, попадая в вентилятор 9 и процесс повторяется. Хроматографическая колонка 8 при этом равномерно обдувается ламинарным потоком воздуха. Шумы вентилятора 9 минимальны вследствие невысокой скорости его вращения. По этой же причине снижено энергопотребление термостата.In the isothermal mode, the motor 11, controlled by the electronic system 12 through the conductor 13, drives the fan 9 at low speed through the shaft 10. The air inside the chamber 3 is driven by the fan blades 9 so that the annular gap between the inner walls 2 and the flow organizer 6 rises, passes by the sample introduction unit 4 and the detector 5 and goes down inside the flow organizer 6, passing by the electric heater 7 and taking the set temperature. Then the air flow out of the stream 6 organizer, falling into the fan 9 and the process repeats. In this case, the chromatographic column 8 is uniformly blown over with laminar air flow. The noise of the fan 9 is minimal due to the low speed of its rotation. For the same reason, reduced thermostat power consumption.

В тот момент, когда необходимо увеличить температуру воздуха внутри полости 3 термостата, включают электрический нагреватель 7, а с помощью электронной системы 12 через проводник 13 увеличивают скорость вращения электродвигателя 11. Воздух внутри полости 3 термостата начинает двигаться быстрее, вследствие чего не возникает зон перегрева в области электрического нагревателя 7, воздух быстро принимает одинаковую внутри объема температуру, инерционность термостата уменьшена. Шумы термостата возрастают только на непродолжительное время.At that moment, when it is necessary to increase the temperature of the air inside the cavity 3 of the thermostat, the electric heater 7 is turned on, and with the help of an electronic system 12 through the conductor 13 they increase the speed of rotation of the electric motor 11. The air inside the cavity 3 of the thermostat starts to move faster, resulting in no overheating zones the area of the electric heater 7, the air quickly takes the same temperature inside the volume, the inertia of the thermostat is reduced. Thermostat noise increases only for a short time.

Благодаря применению предлагаемого изобретения удается снизить тепловую инерционность термостата, сделать равномерной температуру по всему объему внутри его, а также снизить уровень шумов и энергопотребление.Thanks to the application of the invention, it is possible to reduce the thermal inertia of the thermostat, to make the temperature uniform throughout the entire volume inside it, as well as to reduce the level of noise and power consumption.

Claims

CLAIM

A chromatograph thermostat containing a heat-insulating casing, a heater, a centrifugal fan, a hollow tube flow organizer, characterized in that the centrifugal fan is rotated at different speeds at different moments of the chromatographic process, and the centrifugal fan is located inside the thermostat chamber.