RU80771U1

RU80771U1 - LIQUID FLOW DISTRIBUTOR

Info

Publication number: RU80771U1
Application number: RU2008141075/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Бару; Вадим Эдуардович Михеев; Игорь Владимирович Аркавый; Михаил Борисович Бару
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Евроком"; СинХро ГмбХ
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2009-02-27

Abstract

Изобретение относится к автоматическим плоскоповоротным распределителям потоков жидкости и может быть использовано в области синтеза биополимеров на полимерных носителях, в процессе хроматографической очистки биополимеров, в химических, биологических, медицинских исследованиях, в производстве биологически активных веществ и других областях науки и техники. Распределитель потоков жидкости содержит корпус, распределительную головку, неподвижно закрепленную на нем, и снабженную центральным и периферийными отверстиями с установленными в них штуцерами, прижатый к головке подвижный вкладыш с центральной канавкой, обеспечивающей соединение отверстия центрального штуцера с отверстием одного из периферийных штуцеров, и параболическими канавками, соединяющими отверстия соседних периферийных штуцеров, при этом центральная канавка расположена на оси симметрии двух рядом расположенных параболических канавок. Распределитель снабжен двигателем с редуктором, установленным на корпусе, соединенным с вкладышем посредством валика и обеспечивающим пошаговое угловое перемещение вкладыша в соответствии с условиями позиционирования, и устройством управления, обеспечивающим порядка соединения штуцеров.The invention relates to automatic flat-turn liquid flow distributors and can be used in the field of synthesis of biopolymers on polymer carriers, in the process of chromatographic purification of biopolymers, in chemical, biological, medical research, in the production of biologically active substances and other fields of science and technology. The fluid flow distributor comprises a housing, a distribution head fixedly mounted on it, and provided with central and peripheral holes with fittings installed therein, a movable insert pressed to the head with a central groove that connects the opening of the central fitting with the hole of one of the peripheral fittings, and parabolic grooves connecting the holes of adjacent peripheral fittings, while the Central groove is located on the axis of symmetry of two adjacent parabolas grooves. The distributor is equipped with a motor with a gearbox mounted on the housing, connected to the liner by means of a roller and providing stepwise angular movement of the liner in accordance with the positioning conditions, and a control device providing the order of connection of the fittings.

Description

Изобретение относится к автоматическим плоскоповоротным распределителям потоков жидкости и может быть использовано в области синтеза биополимеров на полимерных носителях, в процессе хроматографической очистки биополимеров, в химических, биологических, медицинских исследованиях, в производстве биологически активных веществ и других областях науки и техники.The invention relates to automatic flat-turn liquid flow distributors and can be used in the field of synthesis of biopolymers on polymer carriers, in the process of chromatographic purification of biopolymers, in chemical, biological, medical research, in the production of biologically active substances and other fields of science and technology.

В настоящее время при проведении физико-химических процессов с использованием полимерных носителей в основном применяются два типа плоскоповоротных распределителей потоков жидкости: коллекторного и инжекторного типов.Currently, when conducting physicochemical processes using polymer carriers, two types of plane-turning liquid flow distributors are mainly used: collector and injection types.

Распределители коллекторного типа переключают (фиг.2а) вход на один из выбранных выходов или наоборот. Такие распределители используются для разветвления потоков, сбора фракций, автоматической подачи различных реагентов в процессе синтеза и т.д.Distributors of the collector type switch (figa) the input to one of the selected outputs or vice versa. Such distributors are used for branching flows, collecting fractions, automatically feeding various reagents during the synthesis, etc.

В распределителях инжекторного типа периферические отверстия соединены попарно (фиг.2б). Такие распределители используются, в основном, для введения образцов на хроматографические колонки. Оба типа этих распределителей в настоящее время выпускаются отдельно. Если возникает в процессе выполнения работы необходимость использовать свойства и того и другого распределителя, то в распределителях, выпускаемых одной и той же фирмой, возможна замена вкладыша, обеспечивающего порядок соединения, и перенастройка управления. Это довольно сложная процедура, требующая определенных навыков и дополнительных затрат времени и средств.In the injector type distributors, the peripheral openings are connected in pairs (Fig.2b). Such dispensers are mainly used for introducing samples onto chromatographic columns. Both types of these valves are currently available separately. If during the execution of the work it becomes necessary to use the properties of both of the distributors, then in the distributors produced by the same company, it is possible to replace the insert that provides the connection order and reconfigure the control. This is a rather complicated procedure, requiring certain skills and additional time and money.

Известен плоскоповоротный распределитель (кран) (Smartline Valve Drives S-6, фирмы Knauer, публ. 09.2007), выбранный за прототип, содержащий корпус, распределительную головку, неподвижно закрепленную на нем, и снабженную центральным и периферийными отверстиями с установленными в них штуцерами, прижатый к головке подвижный вкладыш с центральной канавкой, обеспечивающей соединение отверстия центрального штуцера с отверстием одного из периферийных штуцеров, двигатель, установленный на корпусе, соединенный с вкладышем посредством валика и обеспечивающий вращение вкладыша.Known flat-turn distributor (crane) (Smartline Valve Drives S-6, Knauer, publ. 09.2007), selected for the prototype, containing a housing, a distribution head, fixedly mounted on it, and equipped with central and peripheral holes with mounted fittings, pressed to the head, a movable insert with a central groove providing a connection of the hole of the central fitting with the hole of one of the peripheral fittings, an engine mounted on the housing, connected to the insert by means of a roller and providing time schenie liner.

В указанном кране вкладыш вращается вокруг своей оси при помощи двигателя постоянного тока, а момент когда необходимо остановить вращение, определяется с In the specified crane, the liner rotates around its axis by means of a DC motor, and the moment when it is necessary to stop the rotation is determined with

помощью специального блока оптоэлектронных датчиков, в соответствии с модификацией крана (кран на 6, 12 или 16 каналов).using a special block of optoelectronic sensors, in accordance with the modification of the crane (crane for 6, 12 or 16 channels).

К недостаткам указанного крана следует отнести невозможность его использования для соединения двух любых соседних каналов (инжекторный режим работы).The disadvantages of this crane include the impossibility of using it to connect any two adjacent channels (injection mode of operation).

Система позиционирования, с использованием блока оптоэлектронных датчиков для своевременной остановки двигателя, вращающего вкладыш, требует высокой точности изготовления деталей системы позиционирования для обеспечения полного совмещения отверстий в распределительной головке с канавкой вкладыша. Отсутствие полного совмещения может привести к повышению давления в гидравлической системе, в которой используется кран, к выходу ее из строя и остановке эксперимента.The positioning system, using a block of optoelectronic sensors to stop the engine rotating the liner in a timely manner, requires high precision manufacturing of parts of the positioning system to ensure that the holes in the distribution head are fully aligned with the liner groove. The lack of full alignment can lead to an increase in pressure in the hydraulic system in which the crane is used, to its failure and the experiment to stop.

Изготовление крана на различное число каналов требует смены не только распределительной головки, в которой установлены штуцеры, но и системы позиционирования.Making a crane for a different number of channels requires changing not only the distribution head in which the fittings are installed, but also the positioning system.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей распределителя потоков жидкости.The technical result of the invention is to expand the functionality of the distributor of fluid flows.

Технический результат достигается тем, что распределитель потоков жидкости содержит корпус, распределительную головку, неподвижно закрепленную на нем, и снабженную центральным и периферийными отверстиями с установленными в них штуцерами, прижатый к головке подвижный вкладыш с центральной канавкой, обеспечивающей соединение отверстия центрального штуцера с отверстием одного из периферийных штуцеров, двигатель, установленный на корпусе, соединенный с вкладышем посредством валика и обеспечивающий вращение вкладыша, и снабжен устройством управления, обеспечивающим порядок соединения штуцеров, а вкладыш содержит параболические канавки, соединяющие отверстия соседних периферийных штуцеров, при этом центральная канавка расположена на оси симметрии двух рядом расположенных параболических канавок, а двигатель снабжен редуктором и обеспечивает пошаговое угловое перемещение вкладыша в соответствии с условиями позиционирования.The technical result is achieved in that the fluid flow distributor comprises a housing, a distribution head fixedly mounted on it, and provided with central and peripheral holes with fittings installed in them, a movable insert pressed to the head with a central groove that connects the hole of the central fitting with the hole of one of peripheral fittings, an engine mounted on the housing, connected to the liner by means of a roller and providing rotation of the liner, and is equipped with a device PTO control ensuring order fittings compound, and the insert comprises a parabolic groove connecting openings adjacent the peripheral nozzles, wherein the central groove is located on the symmetry axis of two adjacent parabolic grooves, and the engine is provided with a gear and provides incremental angular movement of the liner in accordance with the positioning conditions.

Канавки вкладыша, соединяющие два соседних отверстия в распределительной головке, выполнены параболическими для исключения контакта с отверстиями в головке распределителя в режиме, когда центральный штуцер соединяется с выбранным периферийным штуцером (коллекторный режим). Таким образом, исключается попадание жидкости, оставшейся в параболических канавках в отверстия головки распределителя.The grooves of the liner connecting two adjacent holes in the distribution head are made parabolic to exclude contact with the holes in the distributor head in the mode when the central fitting is connected to the selected peripheral fitting (collector mode). This eliminates the ingress of liquid remaining in the parabolic grooves into the openings of the distributor head.

Применение шагового привода с редуктором и устройством управления обеспечивает в зависимости от режима использования распределителя необходимое начальное положение вкладыша и точное позиционирование канавок вкладыша относительно отверстий в распределительной головке.The use of a stepper drive with a gearbox and a control device provides, depending on the mode of use of the distributor, the necessary initial position of the insert and the exact positioning of the insert grooves relative to the holes in the distribution head.

Использование редуктора также позволяет усилить крутящий момент на валу, что обеспечивает отсутствие протечек при более высоком давлении в гидросистеме и создает возможность применения распределителя в высокоэффективной жидкостной хроматографии.The use of a gearbox also allows you to increase the torque on the shaft, which ensures the absence of leaks at a higher pressure in the hydraulic system and creates the possibility of using the distributor in high performance liquid chromatography.

Приведенный пример поясняет, но не ограничивает реализацию изобретения.The above example illustrates but does not limit the implementation of the invention.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен распределитель потоков жидкости (в разрезе).Figure 1 shows the distributor of fluid flows (in section).

На фиг.2 схематично изображен вкладыш на 6 положений с канавками:Figure 2 schematically shows an insert at 6 positions with grooves:

а) распределителя коллекторного типа;a) manifold type distributor;

б) распределителя инжекторного типа;b) an injector type distributor;

в) распределителя потоков жидкости (в соответствии с предложенным изобретением)C) the distributor of fluid flows (in accordance with the proposed invention)

Распределитель потоков жидкости содержит корпус 1 в виде стакана с центральным отверстием в дне стакана, распределительную головку 2, неподвижно закрепленную на корпусе посредством крепежных элементов и снабженную центральным и периферийными отверстиями, в которых подвижно, например, посредством резьбового соединения, установлены центральный 3 и периферийные штуцеры 4. Внутри корпуса 1 расположен вкладыш 5 (см. фиг.2В) с центральной канавкой 6, обеспечивающей соединение отверстия центрального штуцера 3 с отверстием одного из периферийных штуцеров 4, и параболическими канавками 7, обеспечивающими соединение двух соседних периферийных штуцеров 4, причем центральная канавка 6 расположена на оси симметрии двух рядом расположенных параболических канавок 7. Вкладыш 5 посредством валик 8 соединен с выходным валом редуктора шагового двигателя 9. Валик 8 центрируется подшипниками 10, один из которых упирается в цилиндрический выступ валика 8, а другой в дно стакана. Между подшипниками размещены тарельчатые пружины 11 обеспечивающие надежный прижим поверхности с канавками вкладыша 5 к внутренней поверхности распределительной головки 2. Шаговый двигатель 9 с редуктором и устройство управления 12 неподвижно закреплены на пластине 13, которая на втулках 14 установлена на фланце, закрепленном на корпусе 1. Распределитель закрыт кожухом 15.The fluid flow distributor comprises a housing 1 in the form of a glass with a central hole in the bottom of the glass, a distribution head 2 fixedly mounted on the housing by means of fasteners and provided with central and peripheral openings, in which the central 3 and peripheral fittings are mounted, for example, by means of a threaded connection. 4. Inside the housing 1 is a liner 5 (see FIG. 2B) with a central groove 6, which provides the connection of the hole of the central fitting 3 with the hole of one of the peripheral tucers 4, and parabolic grooves 7, providing the connection of two adjacent peripheral fittings 4, and the Central groove 6 is located on the axis of symmetry of two adjacent parabolic grooves 7. The liner 5 by means of a roller 8 is connected to the output shaft of the reducer of the stepper motor 9. The roller 8 is centered by bearings 10 , one of which abuts against the cylindrical protrusion of the roller 8, and the other in the bottom of the glass. Belleville springs 11 are placed between the bearings to ensure reliable clamping of the surface with the grooves of the liner 5 to the inner surface of the distribution head 2. The stepper motor 9 with the gearbox and the control device 12 are fixedly mounted on the plate 13, which is mounted on the bushings 14 on a flange mounted on the housing 1. The distributor covered by a casing 15.

Устройство управления представляет собой, например, стандартный контроллер для управления модификацией шагового двигателя, использованного в распределителе потоков жидкости.The control device is, for example, a standard controller for controlling the modification of a stepper motor used in a fluid flow distributor.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

К центральному штуцеру 3 и периферийным штуцерам 4 подключают капилляры в соответствии с гидравлической схемой установки, в которой используется распределитель.Capillaries are connected to the central fitting 3 and the peripheral fittings 4 in accordance with the hydraulic circuit of the installation in which the distributor is used.

Далее распределитель подключают к управляющему его работой персональному компьютеру через стандартный интерфейс, например RS-232. В соответствии с необходимым режимом работы «коллекторного типа» или «инжекторного типа» вкладыш распределителя устанавливается в нужное положение, на устройство управления 12 подается команда поворота вала двигателя на определенное число шагов, которое суммарно соответствует заданному углу в градусах (для модификации с распределителем на 6 периферийных каналов угол равен 60 градусам). Для выбора второго канала вкладыш повернется на 60 градусов, для выбора 3 канала на 120 градусов и.т.д., при этом центральная канавка вкладыша соединяет отверстие центрального штуцера 3 с отверстием соответствующего периферийного штуцера 4.Next, the distributor is connected to a personal computer controlling its operation through a standard interface, for example RS-232. In accordance with the required operating mode of the “collector type” or “injector type”, the distributor insert is set to the desired position, the control unit 12 is instructed to rotate the engine shaft by a certain number of steps, which in total corresponds to a given angle in degrees (for modification with a distributor of 6 peripheral channels, the angle is 60 degrees). To select the second channel, the insert will rotate by 60 degrees, to select 3 channels by 120 degrees, etc., while the central groove of the insert connects the hole of the central fitting 3 with the hole of the corresponding peripheral fitting 4.

При работе распределителя в режиме «инжекторного типа» в центральный штуцер устанавливается заглушка и по команде компьютера и управляющим командам с устройства управления 12 вкладыш поворачивается в начальное положение (параболические канавки соединяют штуцеры 1-2; 3-4; 5-6), затем для выбора нужной пары вкладыш поворачивается шаговым двигателем на нужный угол, кратный 60 градусам.When the distributor is in the “injector type” mode, a plug is installed in the central fitting and, upon computer command and control commands from the control device 12, the insert is rotated to its initial position (parabolic grooves connect the fittings 1-2; 3-4; 5-6), then for choosing the right pair, the liner is rotated by a stepper motor to the desired angle, a multiple of 60 degrees.

Для распределителей потоков жидкости на другое количество каналов принцип работы остается прежним, изменится только угол поворота вкладыша.For distributors of fluid flows to a different number of channels, the principle of operation remains the same, only the angle of rotation of the liner changes.

Claims

A fluid flow distributor comprising a housing, a distribution head fixedly mounted on it, and provided with central and peripheral openings with fittings installed therein, a movable insert pressed to the head with a central groove that connects the openings of the central fitting to the opening of one of the peripheral fittings, an engine, mounted on the housing, connected to the liner by means of a roller and providing rotation of the liner, characterized in that it is equipped with a control device printing the order of connecting the fittings, and the liner contains parabolic grooves connecting the holes of adjacent peripheral fittings, while the central groove is located on the symmetry axis of two adjacent parabolic grooves, and the engine is equipped with a gearbox and provides stepwise angular movement of the liner in accordance with the positioning conditions.