|
Изобретение относится к химической технологии, а именно, к дозирующим устройствам, используемым в лабораторных приборах для анализа газообразных веществ. Известны петлевые дозаторы, применяемые в лабораторных хроматографах, обычно изготовленные из металла (К.Геккелер, Х.Экштайн. «Аналитические и препаративные лабораторные методы», Москва: Химия, 1994, стр.179). В известных кранах-дозаторах такого типа ввод пробы на анализ производится либо поступательным перемещением штока, либо переключением потоков газов путем поворота пробки относительно корпуса. Проба анализируемого газа отбирается в петлю, выполненную из отрезка трубки небольшого диаметра и подсоединенную к крану снаружи. Герметичность подсоединения частей крана обеспечивается путем прокладок и уплотнений, изготовленных из резины, пластика или мягкого металла. Недостатком известных металлических устройств является их низкая устойчивость к коррозии. Например, при необходимости анализировать галогенсодержащие газовые смеси, особенно в режиме on-line, такое оборудование не подходит из-за низких антикоррозионных свойств материалов, из которых оно изготовлено. Известны аналогичные 6-ти ходовые стеклянные краны-дозаторы, используемые в лабораторных установках (П.П.Коростелев, Лабораторные приборы технического анализа. Справочник Москва: Металлургия. 1987, стр.149). Петля для отбора пробы подсоединяется снаружи. Известен 4-ходовой кран, состоящий из муфты и пробки (Альбом стеклодувных изделий, часть 2, ИК СОАН СССР, Новосибирск, 1974 г., стр.3.) Для отбора пробы анализируемого газа служат соединительные дугообразные трубки-ходы внутри пробки крана. Герметичность в стеклянных кранах обеспечивается смазкой, вакуумной или крахмальной, в зависимости от состава анализируемых газов. Недостатком известных 4-ходовых кранов является то, что смазка обычно портится при работе с агрессивными веществами и загрязняет анализируемые газы. Этот недостаток решается в известных 1-, 2-х и 3-х ходовых кранах с фторопластовыми пробками и стеклянными муфтами, которые устойчивы к воздействию агрессивных реагентов и не требуют смазки, так как фторопластовая масса действует сама как смазка (Б.Д.Стенин. Техника лабораторного эксперимента в химии. Москва, "Химия". 1999, стр.78.). Однако, дозирующее устройство, изготовленное с использованием петли фиксированного объема и комбинации этих простых кранов, оказывается громоздким и неудобным для использования в лабораторных микроустановках. Большая длина газовых линий, ведущих к вводу пробы в хроматограф, приводит к "размыванию" пробы и ухудшению результатов анализа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стеклянный 4-х ходовой кран с дугообразными трубками-ходами внутри стеклянной пробки. Недостатком известного крана является то, что он хрупкий, так как изготовлен из стекла, что сокращает срок его службы, делает его небезопасным в эксплуатации, а также необходимость использования в подвижной части крана смазки, которая обычно портится при работе с агрессивными компонентами реакционной среды, приводит к загрязнению анализируемых газов. Кроме того, он громоздкий и не удобен в эксплуатации. Задачей изобретения ставилось разработать кран-дозатор, обладающий коррозионной стойкостью в отношении агрессивных газов, без использования смазки, с приемлемыми размерами для возможности встраивания в технологическую схему микроустановки, удобным расположением входных и выходных отверстий для подсоединения газовых линий, простотой изготовления и безопасным при эксплуатации. Задача решается тем, что в кране-дозаторе, включающем неподвижный корпус, в котором расположены два входных и два выходных канала для подключения анализируемого и хроматографического газов, вращающуюся пробку, в которой выполнены два независимых непересекающихся сквозных канала. Корпус и пробка выполнены из фторопласта, корпус - в виде прямоугольного параллелепипеда со сквозной выемкой по центру наименьшей грани в виде усеченного конуса, а пробка - в виде усеченного конуса. Отверстия входных и выходных каналов корпуса расположены на противоположных боковых гранях поверхности корпуса, при этом центры отверстий входного и выходного каналов для каждого газа расположены по вертикали на одинаковом расстоянии относительно верхней грани корпуса, а независимые непересекающиеся сквозные каналы расположены в пробке крестообразно относительно друг друга, причем центры их входных и выходных отверстий разнесены по вертикали относительно друг друга на расстояние, равное расстоянию между центрами входных и выходных отверстий каналов корпуса соответственно. При этом дополнительно пробка снабжена расположенным на ее верхнем торце узлом поворота пробки относительно корпуса и прижимным устройством, расположенным на нижнем торце пробки. Узел поворота пробки относительно корпуса выполнен в виде прямоугольной пластины и является единым с ней целым. Кроме того, узел поворота пробки относительно корпуса может быть выполнен в виде пневмопривода либо в виде механического рычага. Технический эффект заключается в том, что заявляемое изобретение обеспечивает возможность работать с агрессивными средами, обладает прочностью и безопасностью при работе. Кроме того, оно позволяет значительно уменьшить объем подводных газовых линий технологической схемы установки и тем самым повысить точность анализа, а также позволяет уменьшить габариты крана и использовать его в микроустановках. Сущность изобретения поясняется фиг.1, на котором представлена блок-схема заявляемого крана-дозатора, где 1 - это корпус крана-дозатора, 2 - пробка с выточенными каналами внутри пробки, 3 - входной канал корпуса для подсоединения входящего анализируемого газа, 4 - первый канал в пробке 5 - выходной канал корпуса для подсоединения выходящего анализируемого газа, 6 - входной канал корпуса для подсоединения входящего хроматографического газа, 7 - второй канал в пробке, 8 - выходной канал корпуса для подсоединения выходящего хроматографического газа, 9 - узел поворота, 10 - металлическая пружина, 11 - шайбы, 12 - регулирующий винт. Корпус 1 крана-дозатора представляет собой прямоугольный параллелепипед (брусок или куб) со сквозной выемкой по центру наименьшей грани в виде усеченного конуса, предназначенной для пробки 2. В корпусе 1, прямоугольном параллелепипеде из фторопласта с двух противоположных боковых сторон расположены каналы для подвода газов, по два с каждой стороны - 3 и 6 с одной стороны параллелепипеда для входа газов и 5 и 8 с противоположной стороны параллелепипеда для выхода газов. Отверстия входных каналов 3 и 6 корпуса 1 и выходных каналов 5 и 8 корпуса 1 выполнены на противоположных боковых гранях поверхности корпуса, при этом центры отверстий входных каналов 3 и 6 и выходных каналов 5 и 8 для каждого газа совпадают по вертикали относительно верхней грани корпуса. Расположение входных каналов с одной стороны корпуса и соответственно выходных с противоположной стороны позволяет существенно упростить схему подвода газов и уменьшить размеры и рабочий объем установки. Пробка 2 крана-дозатора выполнена из сплошного куска фторопласта и представляет собой усеченный конус по размеру и форме, соответствующий выемке в корпусе крана-дозатора. Выполнение корпуса и пробки из фторопласта позволяет работать с агрессивными газами. В пробке 2 выполнены два независимых непересекающихся сквозных канала 3 и 7. Каналы 3 и 7 в пробке 2 расположены крестообразно относительно друг друга, причем центры их входных и выходных отверстий разнесены по вертикали относительно друг друга на расстояние, равное расстоянию между центрами входных и выходных каналов корпуса. Пробка 2 снабжена узлом поворота 9, расположенным на торце. Узел поворота 9 пробки 2 относительно корпуса 1 представляет собой расположенный на торце, перпендикулярно к поверхности пробки, выступ в виде прямоугольной пластины, который является единым целым с пробкой и служит рычагом для поворота пробки внутри корпуса крана-дозатора. Узел поворота может быть выполнен в виде пневмопривода либо в виде механического рычага Прижимное устройство осуществляет поджим пробки 2 к корпусу 1 при помощи пружины 10 с двумя фиксирующими шайбами 11 и регулирующего винта 12, вкручивающегося в пробку 2. Кран-дозатор работает следующим образом. Есть два положения пробки 2 относительно корпуса 1, отличающиеся вращательным поворотом пробки внутри корпуса на 180° относительно ее оси. В положении крана "отбор пробы" анализируемый газ поступает во входной канал корпуса 3, далее в канал пробки 4, выходной канал корпуса 5, хроматографический газ проходит по входному каналу 6, каналу пробки 7, выходному каналу корпуса 8. При этом канал 4 служит рабочей дозой для отбора пробы анализируемого газа. При повороте пробки крана на 180° в положение крана "анализ пробы" каналы 4 и 7 меняются местами. Проба анализируемого газа, находящаяся в канале 4, попадает в поток хроматографического газа, занимая положение 7, для подачи на хроматографическую колонку и детектор. Преимущество заявляемого изобретения. Заявляемый кран-дозатор прост в изготовлении и удобен в эксплуатации. Во фторопласте проще изготовить проходы желаемой конфигурации и нужного размера. Кроме того, оба канала 4 и 7 в пробке 2 поочередно служат дозой для отбора пробы и могут быть одинакового или разного размера, в зависимости от концентрации и состава анализируемого газа. Кроме того, размещение технологических линий входа анализируемого и хроматографического газов с одной стороны крана-дозатора позволяет максимально уменьшить рабочий объем установки.
1. Кран-дозатор, включающий неподвижный корпус, на котором расположены два входных и два выходных канала для подсоединения анализируемого и хроматографического газов, вращающуюся пробку, в которой выполнены два независимых, непересекающихся сквозных канала, отличающийся тем, что корпус и пробка выполнены из фторопласта, корпус в виде прямоугольного параллелепипеда со сквозной выемкой по центру наименьшей грани в виде усеченного конуса, а пробка в виде усеченного конуса, отверстия входных и выходных каналов корпуса выполнены соответственно на противоположных боковых гранях поверхности корпуса, при этом центры отверстий входного и выходного канала для каждого газа расположены по вертикали на одинаковом расстоянии относительно верхней грани корпуса, а независимые непересекающиеся сквозные каналы в пробке расположены крестообразно относительно друг друга, причем центры их отверстий, находящиеся на одной боковой стороне, разнесены по вертикали относительно друг друга на расстояние, равное расстоянию между центрами входных или, соответственно, выходных каналов корпуса, при этом дополнительно пробка снабжена расположенным на ее верхнем торце узлом поворота пробки относительно корпуса и прижимным устройством, расположенным на нижнем торце пробки. 2. Кран-дозатор по п.1, отличающийся тем, что прижимное устройство выполнено в виде пружины с двумя шайбами и регулирующим винтом, вкручивающимся в пробку. 3. Кран-дозатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел поворота пробки относительно корпуса, выполненный в виде прямоугольной пластины, являющейся единым целым с пробкой. 4. Кран-дозатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел поворота пробки относительно корпуса выполнен в виде пневмопривода. 5. Кран-дозатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел поворота пробки относительно корпуса выполнен в виде механического рычага. 
|
