SU697825A1 - Дозатор жидкости,преимущественно дл газоанализаторов - Google Patents

Abstract

ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ, содержащий поршень, каналы всасывани  и сброса дозы, резервуар дл   шдкссти, гильзу, выполненную с возможностью.перемещени  своей рабочей поверхности по рабочей поверхности поршн , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности дозировани , нижний конец рабочей части поршн  расположен под уровнем дни- .ща резервуара, а каналы всасывани  и сброса дозы расположены в теле поршн , причем вход канала всасывани  выведен на боковую поверхность поршн  на уровне дна резервуара, а выход - на верхний торец, снабженный обратным клапаном перекрыти  канала всасывани , вход канала сброса выведен на боковую поверхность поршн  вьше уровн  крьш1ки резервуара в верхней части рабочей поверхности гильзы выполнена расточка и помещен регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрьшающий упор, а дпина нерасточенной части (L) гильзы определ етс  неравенствомh < L < S,где h - рассто ние между входами каналов всасьгоани  и сброса дозы;S - расстон ие от нижнего конца рабочей части поршн  до входа канала сброса дозы.

Description

Изобретение относитс  к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано в газоанализаторах основанных на фотоколориметрических методах количественной оценки содержани  анализируемого газообразного вещества , например, вредных веществ, содержащихс  в окружающей атмосфере.

При фотоколориметрическом -методе определени  микроконцентраций газообразных веществ с прикапыванием на ленту з мдких реактивов, ойнованном на измерении скорости химической реакции , необходимо обеспечивать высокую точность дозировани  (прикапывание ) жидких реактивов например, |С точностью ± 3 мкл ;« выше. При это совершенно недопустимо, во-первых, прохождение анализируемой газовой смеси через торщу раствора реактива в виде пузырьков воздуха - аэрации, во-вторых, присутствие в магистрали сброса дозы остаточных порций растворов . Если в первом случае необходимо исключить отравление растворов анализируемыми компонентами газовой смеси, то во втором - исключить присыхание растворов в магистрали сброса дозы, что в противном случае приводит к сужению отверсти  или к его закупорке.

Известен дозатор жидкости дл  газоанализатора содержащий поршень, каналы всасьшани  и сброса дозы, ре .зервуар дп  жидкости, гильзу, выполненную с возможностью перемещени  своей рабочей поверхностью по рабочей поверхности поршн  устройство дп  дозировани  жидких продуктов выполнено в виде шприца с клапанами по забору и сбросу дозы, что не обеспечивает требуемой точности дозировани  и не позвол ет вьшолнить указанные выше требовани , предь вл емым к дозаторам жидкости дп  газоанализаторов, т.е. отсутствует, например, продувка канала сброса дозы в процессе работы дозатора . Кроме того, при формировании малых доз практически невозможно обеспечить необходимую точность дозировани  из-за неустойчивой работы примененных в устройстве ниппельных клапансГв.

Другое устройство дл  дозировани  жидких и в зких веществ выполнено в виде полного цилиндра, внутри которого перемещаютс  два поршн  - один дл  всасывани , а другой дл  сброса

жидкости через выхлопной клапанt27. Существенным недостатком дозаторов указанного типа  вл етс  присущее им подтекание дозы по каналу сброса дозы в услови х вибрационных и ударных нагрузок. Кроме того отсутствует продувка канала сброса дозы.

Еще одно устройство дл  дозировани  малых порций жидкость  вл етс  дозатором поршневого типа, т.е. выполнено в виде цилиндрического корпуса , внутри которогоперемещаютс  два поршн  со штоками, св занными между собой траверсами и микрометрическим винтом. Причем один из поршней соединен с траверсой посредством фрикционной передачи. Недостатками данного устройства  вл ютс , во-первых, сложность конструкции , требующа  высокого класса обработки и притирки поршневых пар, во-вторых, канал сброса также как и в других известных устройствах не освобождаетс  от остатков дозы, что при больших интервалах между дозами может привести из-за высыхани  раствора к непроходимости канала сброса, в-третьих, в услови х вибрации не исключаетс  срыв капли с канала сброса, например, на индикаторную ,енту, что неизбежно будет зарегистрировано измерительным трактомкак ложньй сигнал.

Наиболее близким к описываемому изобретению  вл етс  дозатор, упом нутый вьипе первым.

Целью изобретени   вл тес  повышение точности дозировани , что достигаетс  тем, что у дозатора жидкости преимущественно дл  газоанализаторов , содержащего поршень, каналы всасывани  и сброса дозы, резервуар дл  жидкости, гильзу, выполненную с возможностью перемещени  своей рабочей поверхностью по рабочей поверхности поршн , нижний конец рабочей части поршн  .расположен под уровнем днища резервуара, а каналы всасьгоани  и сброса дозы расположены в теле поршн , причем вход канала всасьюани  выв.еден на боковую поверность поршн  на уровне дна резервуар а выход - на верхний торец, снабженный обратньж клапаном перекрыти  канла всасывани , вход канала сброса выведен , на. боковую поверхность поршн  ыше уровн  крьш1ки резервуара, в верхней части рабочей поверхности . гильзы йыпо нена расточка и помещен регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрывающий упор, а длина нерасточенной части (L) гильзы определ етс  неравенством: h L S, где h - рассто ние между входами каналов в-сасывани  и сброса дозы; S - рассто ние от нижнего конца рабочей части поршн  до входа канала сброса дозы. Конструкци  и принцип действи  предложени  по сн етс  чертежами, где на фиг.. 1 изображен дозатор, а на фиг.2 - блок-схема фотокалориметра с дозаторами. Дозатор жидкости (фиг,1) содержит неподвижный, двухканальный поршень 1; к&нал всасывани  дозы 2; канал сброса дозы 3; обратньш клапан перекрыти  канала всасывани  2, вьтоленнньй п виде тонкой пленки 4, котора  крепитс  к верхнему торцу поршн  кнопкой 5; подвижную гильзу 6 выполненную с возможностью перемещени  своей внутренней рабочей поверхностью 7, переход щей в расточен ную нерабочую поверхность 8, по рабочей поверхности поршн ; упорный па лед 9, который садитс  в нижнем поТтожении гильзы на кнопку 5; накидную гайку 10, уплотн ющую верхний то рец гильз.ы 6, поводковую гайку 11, св занную через систему толкателей 12 и кулачок 13 с приводным механизмом 14; резервуар дл  жидкости, выполенный в виде стакана 15 дл  запол нени  необходимым реактивом с наклонным днищеи дл  исключени  вли ни  наклонов на эффективность всасы ни  дозы особенно при небольших уро )acтв6pa; крьшку 16 (направл ющ с уплотнителем 17, исключающим выте кание раствора из стакана при накло нах; втулку 18 и прижимную гайку 19 дл  фиксации поршн  1, направл ющую капилл рную трубку 20 - выход кана сброса дозы. Дл  исключени  подтекани  раство необходимо вход канала сброса распо лагать над уровнем жидкости, т.е. выступаюш 1м над крьшжой. Дозирование обеспечиваетс  в слу чае, если Н S - h. где Н - ход гильзы. Нижний конец рабочей части порщн  расположен -под уровнем днища резервуара , а каналы всасьгоани  2 и сброса дозы 3 расположены в теле поршн , причем вход канала всасывани  вьтеден на боковую поверхность поршн  на уровне дна стакана 15, а выход - на верхний торец, вход канала сброса выведен на боковую поверхность поршн  вьш1е уровн  крьшки стакана, в верхней части рабочей поверхности гильзы выполнена расточка и помещен регулируемый по высоте гильзы и герметично ее закрывающий упор в виде пальца 9 и. гаек 10 и 11. Длина нерасточенной части (L) гильзы определ етс  неравенством: h L S, где h - рассто ние между входами каналов всасывани  и сброса дозы; S - рассто ние от нижнего конца рабочей части поршн  до входа канала сброса дозы. Блок-схема содержит (фиг.2): два дозатора 21 и 22, заполн емые различными реактивами; лентопрот жный механизм 23; фотоприемник 24, подключенный к стабилизатору тока 25; осветитель 26; терморегул тор 27, поддерживающий посто нную температуру в блоке; который содержит перечисленные вьщ1е узлы от 21 до 26 кроме 25; блок коррекции О - нул  28; за О прин т начальный уровень информативного сигнала); элемент пам ти 29; компаратор 30; программное устройство 31; автоматический регул тор 32; побудитель расхода 33; блок индика11ии 34. Дозатор работает следующим образом , В исходном нижнем положении гильзы 6 вход канала всасывани  дозы 2 перекрыт боковой рабочей поверх-, ностью 7, а вход канала сброса дозы 3 открыт и сообщаетс  с окружающей атмсоферой. При подъеме гильзы вверх посредством приводного кулачка 13 на участке прохолздени  рассто ни  расточенной части гильзы происходит всасьшание в надпоршневое пространство воздуха по каналу сброса дозы 3, после чего данный канал перекрываетс  боковой рабочей поверхностью гильзы. Дальнейший подъем гильзы создает в надпоршневом -пространстве разрежение, что в момент рткрыва-ни  канала всасывани  дозы приводит к впрыскиванию дозы в надпоршневое пространство. Набранна  в надпоршневое пространство доза  вл етс  частью общей дозы, которую необходимо сформировать . Недостающа  часть дозы добираетс  за счет дальнейшего подъема гильзы Высота подъема гильзы регулируема и строго фиксируетс  с одной стороны при подъеме - высотой или диаметром кулач1 а 13, ас другой стороны при опускании - кнопкой 5,,на которую ложитс  упорный палец 9, Объем сформированной дозы пропорционален высоте подъема дН И -(S - h) . При движении гильзы вниз клапан 4 перекрывает выходной канал 2 всасывани  дозы И набранна  (сформиро)г ванна ) доза оказываетс  закупоренной в надпоршневом пространстве. Дальнейшее опускание гильзы приводит к частичному сжатию воздуха, заключенного в надпоршневом пространстве , на величину пропорциональную ходу ЛН. В момент приоткрьшани  входного канала сброса дозы 3 сформированна  доза выпрыскиваетс  через направл ющую капилл рную трубку 20 наружу (на индикаторную ленту) в виде стру кк, выталкиваемойосжатым воздухом, Регулирование дозы осуществл ет с  за счет изменени  хода гильзы, которьй выставл етс  путем перемеще ни  поводковой галки 11, св занной с корпусом гильзы резьбовым соединением . Полный объем (V) сформированной в иадпоршневом пространстве дозы мо жет быть определен по формуле: V Ki|- АН, где , К - коэффициент пропорциональ ности, устанавливаемый экс периментально в зависимост от качества и точности из готовлени  рабочих поверхностей гильзы и поршн , а также от выбранного матери ла трущихс  пар, от свойс жидкости и др; d - диаметр рабочей части поршн , Примером использовани  описываемого дозатора может быть фотокалориметр с прикапыванием на ленту, блоксхема которого изображена на фиг,2, Принцип действи  указанной блоксхемы состоит . в следующем. Анализируемый продукт просасываетс  через носитель, обладающий повьш1енной сорбционной способностью. Носитель нанос т на бумажную или тканевую ленту, хорошо поглощающую анализируемый газ, С целью полного исключени  сорбировани  анализируемого газа на элементах транспортировани  пробы, последние изготавливаютс  из слабосорбирующих материалов с применением подогрева, Дл  обеспечени  прососа равных количеств воздуха через носитель применен автоматический регул тор расхода 32, Лента с носителем, встроенна  в лентопрот жный механизм . 23, продуваетс  на определённом участке анализируемым газом в течение строго отведенного интервала времени , который задаетс  программным устройством 31, После прососа на данный участок ленты с носителем производитс  прикапывание первого индикаторного продукта с дозатором 21, который взаимодействует с анализируемым продуктом, например, фермент биокаталитической реакции. Через определенный интервал на то же место производитс  прикапьшание второго индикаторного продукта с дозатором, который взаи-г модействует с одной из .составл ющих первого реактива, кинетический . процесс взаимодействи  которого ускор етс  присутствующим ферментом. Степень активности фермента определ етс  наличием анализируемого компонента и., как следствие, характеризуетс  скоростью реакции, (например , колориметрической реакцией или реакцией, сопровождающейс  люминесценцией ) при уменьшении вли ни  дестабилизирующих факторов на процесс ее протекани . Эффективность протекани  реакции должна быть согласована с выбором оптимальной величины стабилизированной температуры, характерной дл  данного типа реакции - колориметриче скбй или люминесцентной, Скорость реакции в очень сильной степени зависит от соотношений величин . дозируемых реактивов, измен ющихс  во времени. Отсюда и вытекают столь повышенные требовани  к дозированию .

С целью более линейного преобразовани  светового потока в электрический сигнал, питание фотоприемника осуществл етс  от стабилизатора тока 25. Элемент пам ти 29 запомина1

IV-20

ет напр жение, соо ветствующее началь: ному уровню-реакции. Далее, это напр жение сравниваетс  с текущим значением напр жени  на фотоприемнике в

компараторе 30. В посто нный момент времени от начала реакции. Результат сравнени  характеризует степень вли ни  анализируемого продукта на ходскорость , например биокаталитической реакции.

15

Фи2.