RU1776998C

RU1776998C - Liquid microbatching apparatus

Info

Publication number: RU1776998C
Application number: SU904847780A
Authority: RU
Inventors: Лев Иссахарович Лейбович; Олег Дмитриевич Паленко
Original assignee: Центральный научно-исследовательский и проектный институт "Тайфун"
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-11-23

Abstract

Использование: в средствах автоматического дозировани и испарени проб, а также при дозировании микропримесей , имитирующих химические нагрузки в барокамерах глубоководных водолазных комплексов. Сущность изобретени : новым в устройстве вл етс то, что в верхней части корпуса выполнен. Г-образный канал, один конец которого расположен между двум парами соосных отверстий и прилегает к плунжеру, а другой св зан с атмосферой и своей внутренней поверхностью ограничивает по высоте отверстие второй пары, объем которой заполнен пористым материалом, при этом нижнее отверстие этой пары св зано с линией подачи доз. 1 ил.Usage: in means of automatic dosing and evaporation of samples, as well as in dosing microimpurities that simulate chemical loads in pressure chambers of deep-sea diving complexes. SUMMARY OF THE INVENTION: New in the device is that in the upper part of the housing is made. The L-shaped channel, one end of which is located between two pairs of coaxial holes and is adjacent to the plunger, and the other is connected with the atmosphere and its inner surface, which limits the height of the hole of the second pair, the volume of which is filled with porous material, while the lower hole of this pair is connected with a dose line. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к средствам автоматического дозировани и испарени проб, и может быть использовано при дозировании микропримесей, имитирующих химические нагрузки в барокамерах глубоководных водолазных комплексов.The invention relates to means for automatic dosing and evaporation of samples, and can be used for dosing microimpurities that simulate chemical loads in pressure chambers of deep-sea diving complexes.

Известен микродозатор жидкости поршневого типа, содержащий поршень, имеющий на конце лыску, который приводитс во вращение электродвигателем с фиксированной частотой вращени (см. Абилов А.Г. и Лютфамеев К.А. Автоматические микродозаторы дл жидкостей. М.: Энерги , 1975, с.7-8). При всасывании лыска находитс против впускного отверсти , а при нагнетании - против выходного отверсти . Вал двигател соединен с поршнем посредством втулки с прорезью и шпильки. Возвратно-поступательное движение поршн при вращении двигател вызываетс взаимодействием пружин и упора, по которому скользит своим скосом втулка. Выдача дозыA piston type liquid microdoser is known, comprising a piston having a flange at the end that is driven by a fixed speed electric motor (see Abilov A.G. and Lyutfameyev K.A. Automatic microdosers for liquids. M: Energi, 1975, p. .7-8). When sucked, the flat is against the inlet, and when injected, it is against the outlet. The motor shaft is connected to the piston via a slotted sleeve and studs. The reciprocating movement of the piston during rotation of the engine is caused by the interaction of the springs and the stop, along which the sleeve slides with its bevel. Dose

осуществл етс за счет выдавливани жидкости поршнем.carried out by squeezing out the fluid with a piston.

Недостатком устройства вл етс низка точность дозировани , т.к. при дозировке инертной жидкости с растворенными в ней микропримес ми не все количество последних десорбируетс из жидкости при поступлении в гипербарическую среду. А также необходимость достаточно мощного двигател дл обеспечени вытеснени дозы в гипербарическую среду.The disadvantage of this device is the low accuracy of dosing, because when dosing an inert liquid with trace elements dissolved in it, not all of the latter are desorbed from the liquid upon entry into the hyperbaric medium. As well as the need for a sufficiently powerful motor to allow dose displacement into the hyperbaric medium.

Наиболее близким по технической сущности к дальнейшему техническому решению вл етс устройство дл дозировани и испарени проб жидкости (1), выбранное в качестве прототипа.The closest in technical essence to the further technical solution is a device for dispensing and evaporating liquid samples (1), selected as a prototype.

Известное устройство содержит корпус с расточкой, первой и второй парами соосно расположенных отверстий, размещенный в расточке корпуса зологник с калиброванным отверстием, св занный с приводом, испаритель , расположенный соосно с первойThe known device comprises a housing with a bore, the first and second pairs of coaxially arranged holes, a zolog with a calibrated hole located in the housing bore, connected to the drive, an evaporator located coaxially with the first

ЁYo

VI XI OsVI XI Os

Ю О 00U O 00

парой отверстий корпуса и соединенный с нижним отверстием этой пары, линию подачи дозируемой жидкости, соединенную с отверстием второй пары и линию подачи газа, соединенную с верхним отверстием первой пэры, причет испаритель св зан с линией подачи газа.a pair of housing openings and connected to the lower opening of this pair, a dosing liquid supply line connected to the opening of the second pair and a gas supply line connected to the upper opening of the first peer, the vaporizer being connected to the gas supply line.

Конструкци этого дозатора содержит испаритель, в котором происходит испарение определенного количества жидкости, и не требует мощного привода, т.к. не требуетс преодоление сопротивлени противодавлени гипербарической среды. Однако недостатком устройства-прототипа вл етс то, что оно неработоспособно в услови х замкнутой системы подачи дозируемой жидкости: газ - носитель под давлением вноситс в пробу (дозу), нарушаетс состо ние равновеси газ-жидкость, измен етс концентраци дозируемого вещества в жид- кости. Это в свою очередь ведет к тому, что нельз проводить чистый эксперимент, дозировать жидкость с посто нным элементным составом. Так что стабильность дозировани , а значит точность и надеж- ность работы этого устройства в услови х замкнутой системы высокого давлени не обеспечены.The design of this dispenser contains an evaporator in which a certain amount of liquid is vaporized and does not require a powerful drive, because no overpressure resistance of the hyperbaric medium is required. However, the disadvantage of the prototype device is that it is inoperative under the conditions of a closed dosing liquid supply system: the carrier gas under pressure is introduced into the sample (dose), the gas-liquid equilibrium state is violated, the concentration of the dosed substance in the liquid changes . This, in turn, leads to the fact that it is impossible to conduct a clean experiment, to dose a liquid with a constant elemental composition. Therefore, the dosing stability, and therefore the accuracy and reliability of this device in the conditions of a closed high pressure system, are not ensured.

Целью изобретени вл етс повышение точности за счет исключени смешиоа- ни .The aim of the invention is to increase accuracy by eliminating mixing.

Указанна цель достигаетс тем, что в микродозатор жидкости, введен пористый элемент, лини подачи дозируемой жидкости выполнена с термостатированным бач- ком, испаритель выполнен со штуцером, непосредственно соединенным с линией подачи газа, в корпусе со стороны верхних отверстий выполнен Г-образный канал, вход которого расположен между парами соосных отверстий, а выход св зан с атмосферой , пористый элемент размещен между золотником и Г-образным каналом, а ниже отверстие второй пары соосных отверстий корпуса соединено с линией подачи дозиру- емой жидкости. Наличие в корпусе со стороны верхних отверстий Г-образного канала, вход которого расположен между парами соосных отверстий, а выход св зан с атмосферой , обеспечивает сброс давлени гипербарической среды в калиброванном отверстии. Это дает возможность полностью заполнить калиброванное отверстие дозируемым веществом, исключить смешивание газа-носител с дозируемой жидко- стью и тем самым сохранить посто нным ее молекул рный состав, а значит повысить точность дозировани . Размещение пористого элемента между золотником и Г-образным каналом обеспечивает надежнуюThis goal is achieved by the fact that a porous element is introduced into the liquid microdoser, the dosing liquid supply line is made with a thermostatically controlled tank, the evaporator is made with a nozzle directly connected to the gas supply line, a L-shaped channel is made in the housing from the side of the upper holes, inlet which is located between pairs of coaxial openings, and the outlet is connected to the atmosphere, a porous element is placed between the spool and the L-shaped channel, and below the hole of the second pair of coaxial openings of the casing is connected to the feed line dosing liquid. The presence of a L-shaped channel in the housing from the side of the upper openings, the inlet of which is located between pairs of coaxial openings and the outlet is connected to the atmosphere, provides pressure relief of the hyperbaric medium in the calibrated opening. This makes it possible to completely fill the calibrated hole with a dosed substance, to exclude mixing of the carrier gas with the dosed liquid, and thereby to keep its molecular composition constant, and thereby increase the accuracy of dosing. The placement of the porous element between the spool and the L-shaped channel provides reliable

работу пористого материала как регул тора заполнени дозой калиброванного отверсти , снижает потери дозируемого вещества и расшир ет диапазон изменени уровн жидкости в термостатированном бачке при стабильном уровне потерь дозируемого вещества .the operation of the porous material as a regulator of filling with a dose of a calibrated orifice reduces the loss of the dosed substance and expands the range of the liquid level in the thermostatic tank with a stable level of loss of the dosed substance.

Наличие термостатированного бачка на линии подачи позвол ет регулировать подачу дозируемого вещества за счет изменени абсорбиненных характеристик жидкости при изменении ее температуры, что существенно повышает точность дозировани .The presence of a thermostatically controlled reservoir on the supply line makes it possible to control the flow of the dosed substance by changing the absorbed characteristics of the liquid when its temperature changes, which significantly increases the accuracy of dosing.

На чертеже схематично представлен микродозатор жидкости.The drawing schematically shows a microdosing fluid.

Устройство состоит из электропривода 1 и дозатора 2. Золотник 3 с калиброванным отверстием 4 плотно установлен в корпусе 5 дозатора 2 и подсоединен к передаточному механизму 6 электропривода 1. В корпусе 5 выполнены две пары соосных отверстий соответственно 7, 8 и 9, 10 на рассто нии, равном шагу золотника 3, причем в исходном положении калиброванное отверстие 4 золотника 3 совпадает с первой парой соос- иых отверстий 8-7. К ним примыкают с одной стороны трубопровод 11 линии подачи высокого давлени , а с другой стороны - испаритель 12. При этом лини подачи высокого давлени имеет обводной трубопровод 13, диаметр которого меньше диаметра трубопровода 11, который подключен не посредственно к трубопроводу 11 и через штуцер 14 к испарителю 12 Отверстие 10 второй пары, расположено в нижней части корпуса 5 и св зано с трубопроводом 15 линии подачи доз Отверстие 9 расположено в верхней части корпуса 5 и ограничено по высоте внутренней полостью канала 16, а весь объем этого отверсти заполнен вставкой 17 из пористого материала Канал 16 выполнен 1 образной формы в верхней части корпуса 5 дозатора 2. Один конец канала 16 в промежутке между соосными отверсти ми 7 и 9 повернут в сторону золотника 3 и опираетс на него, второй конец канала 16 св зан сатмосферой.Трубопровод 15линии подачи доз, соединенный с нижним отверстием 10, подключен к дну 18 термостатированного бачка 19, который заполнен дозируемой жидкостью 20.The device consists of an electric drive 1 and a dispenser 2. A spool 3 with a calibrated hole 4 is tightly mounted in the housing 5 of the dispenser 2 and connected to the transmission mechanism 6 of the electric drive 1. In the housing 5 there are two pairs of coaxial holes 7, 8 and 9, 10, respectively, at a distance equal to the pitch of the spool 3, and in the initial position, the calibrated hole 4 of the spool 3 coincides with the first pair of coaxial holes 8-7. They are adjoined on one side by a pipe 11 of the high-pressure supply line, and on the other hand by an evaporator 12. The high-pressure supply line has a bypass pipe 13, the diameter of which is smaller than the diameter of the pipe 11, which is connected directly to the pipe 11 and through the fitting 14 to the evaporator 12 The hole 10 of the second pair is located in the lower part of the housing 5 and is connected to the pipeline 15 of the dose line. The hole 9 is located in the upper part of the housing 5 and is limited in height by the internal cavity of the channel 16, and the entire volume of this the hole is filled with an insert 17 of porous material. The channel 16 is made 1 shaped in the upper part of the housing 5 of the dispenser 2. One end of the channel 16 in the gap between the coaxial holes 7 and 9 is turned towards the spool 3 and rests on it, the second end of the channel 16 is connected satosphere. The pipe 15 of the dose line connected to the lower hole 10 is connected to the bottom 18 of the thermostatically controlled tank 19, which is filled with the dosed liquid 20.

Микродозатор жидкости работает следующим образом.Microdosing fluid works as follows.

Исходное положение - золотник 3 находитс в крайнем левом положение Калиброванное отверстие 4 золотника 3 совпадает с первой соосных отверстий 7-8 корпуса 5 дозатора 2. При этом газ высокого давлени , поступающий по трубопроводу 11, свободно проходит через отверсти 7-4-8 в испаритель 12. При срабатывании электропривода 1 через передаточный механизм б приходит в движение золотник 3. Во врем перемещени золотника 3 в крайнее положение из его калиброванного отверсти 4 в момент прохождени им канала 16 сбрасываетс в атмосферу избыточного давлени . В калиброванном отверстии А устанавливаетс атмосферное давление. В то же врем проход газа высокого давлени через дозатор перекрываетс золотником 3 и этот газ поступает по обводному трубопроводу 13 через штуцер 14 в испаритель 12, обеспечива при этом необходимый перепад давлений в линии высокого давлени и испарител 12.Starting position - spool 3 is in the leftmost position. The calibrated hole 4 of the spool 3 coincides with the first coaxial holes 7-8 of the housing 5 of the dispenser 2. In this case, the high-pressure gas entering through the pipe 11 freely passes through the openings 7-4-8 to the evaporator 12. When the actuator 1 is triggered through the transmission mechanism b, the spool 3 is moved. During the movement of the spool 3 to its extreme position from its calibrated hole 4 at the time of passage of the channel 16, the overpressure is released into the atmosphere . At calibrated hole A, atmospheric pressure is established. At the same time, the passage of the high pressure gas through the dispenser is blocked by the spool 3 and this gas flows through the bypass pipe 13 through the nozzle 14 to the evaporator 12, while ensuring the necessary pressure difference in the high pressure line and the evaporator 12.

В крайнем правом положении калиброванное отверстие 4 устанавливаетс соосно с второй парой отверстие 9-10 Дозируема жидкость 20, заполн юща нижнее отверстие 10, при совмещении этих отверстий (9-10) из отверсти 10 (за счет гидростатического столба жидкости) поднимаетс и полностью заполн ет калиброванное отверстие 4. Газ, заполн ющий отверстие 4;сво- бодно вытесн етс через вставку 17 из пористого материала в полость канала 16, св занного с атмосферой Дозируема жидкость 20 поступает и в пористую вставку 17, однако за счет капилл рных сил движение ее прекращаетс , т.к. гидростатический столб жидкости между термостатированным бачком 19 и пористой вставкой меньше капилл рного давлени жидкости в пористой вставке 17. Истечение жидкости в Г-образный канал 16 не происходит. После заполнени калиброванного отверсти 4 дозой срабатывает привод 1 и золотник 3 перемещаетс в крайнее левое положение до совмещени отверсти 4 с соосным отверсти ми 7 и 8 первой пары корпуса, в результате чего газ высокого давлени выдавливает жидкость из отверсти 4 в испаритель 12, в котором до этого поддерживалось пониженное давление При движении золотника 3 к первой паре соос- ных отверстий 7-8 и обратно дозируема In the extreme right position, the calibrated hole 4 is installed coaxially with the second pair of the hole 9-10. The dosing liquid 20 filling the lower hole 10, when these holes (9-10) are combined, from the hole 10 (due to the hydrostatic column of liquid) rises and completely fills calibrated orifice 4. Gas filling the orifice 4; it is freely displaced through the insert 17 from the porous material into the cavity of the channel 16 connected to the atmosphere. The dosed liquid 20 enters the porous insert 17, however, due to capillary forces it ceases because the hydrostatic column of fluid between the thermostatically controlled reservoir 19 and the porous insert is less than the capillary pressure of the fluid in the porous insert 17. No fluid flows into the L-shaped channel 16. After filling the calibrated hole 4 with a dose, the actuator 1 is actuated and the spool 3 moves to the leftmost position until the hole 4 is aligned with the coaxial holes 7 and 8 of the first pair of the housing, as a result of which high-pressure gas squeezes the liquid from the hole 4 into the evaporator 12, in which of this, a reduced pressure was maintained. When the spool 3 moves to the first pair of coaxial holes 7-8 and is dosed back

жидкость 20 к пористой вставке 17 не поступает . После подачи дозы в гипербарическую среду срабатывает привод 1 и золотник 3 с заполненным калиброванным отверстием 4liquid 20 does not enter the porous insert 17. After the dose is supplied to the hyperbaric medium, actuator 1 and spool 3 are actuated with a calibrated hole 4 filled

газом высокого давлени перемещаетс в сторону крайнего правого положени . При совмещении калиброванного отверсти 4 с концом канала 16, повернутого в сторону золотника 3, газ высокого давлени из отверсти 4 поступает в Г-образный канал 16 и, проход над пористой вставкой 17, удал ет из нее излишки жидкости, обеспечива при этом открытие капилл рных каналов дл прохода остатков газа из калиброванного отверсти 4 при заполнении его дозой в момент совмещени отверстий 9-10-4. Затем цикл работы дозирующего устройства повтор етс .high-pressure gas moves towards the extreme right position. When combining the calibrated hole 4 with the end of the channel 16, turned toward the spool 3, the high-pressure gas from the hole 4 enters the L-shaped channel 16 and, passing over the porous insert 17, removes excess fluid from it, while opening the capillary channels for the passage of gas residues from the calibrated hole 4 when filling it with a dose at the time of alignment of the holes 9-10-4. Then, the dosing device cycle is repeated.

Claims

The claims

Microdosing liquid containing

a housing with a bore, first and second pairs of coaxially spaced holes, a spool in the housing bore with a calibrated hole associated with

a drive, an evaporator arranged coaxially with the first pair of openings of the housing and connected to the lower opening of the pair, a dosing liquid supply line connected to the opening of the second pair, and

a gas supply line connected to the upper opening of the first pair, the evaporator being connected to a gas supply line, characterized in that, in order to increase accuracy by eliminating mixing,

it introduced a porous element, the dosing liquid supply line is made with a thermostatically controlled tank, the evaporator is made with a fitting directly connected to the gas supply line, a L-shaped channel is made in the housing from the side of the upper holes, the input of which is located between the pairs of coaxial holes, and the output is connected with the atmosphere, the porous element is placed between the gold-plated box and the L-shaped channel, and the lower hole of the second pair of coaxial openings of the housing is connected to the supply line of the dosed liquid.

From Masters

f

we will call

Carrier gas AR