Термостат для газового хроматографа

Термостат для газового хроматографа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз COBOTCNNX

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 120780 (21) 2940673/23-25 с присоединением заявки.йв(23) Приоритет(5l)M. Кл.

G 01N31/08 тоеудеротеанные комнтет

СССР во делам нзеоретеннй н открытий (публиковало 300482. тзтоллетень .нв 16 (53) УВК 543.544. (088. 8) Дата опубликования описания 300482

В.M.Ïîøåìàíñêèé и В.И.Романов,. (72) Авторы изобретения

Г -:

Й т т

Специальное конструкторское бюро газовбя хроматографии (71) Заявитель 54) тВРИОСтдт дЛя ГдЗОВОГО ХРОМдтОГРдфд

Изобретение относится к газовой хроматографии и может найти примене- . ние для поддержания заданного,температурного режима работы хроматографических колонок при анализе смесей органических и неорганических веществ.

Известен термостат для газового хроматографа, содержащий корпус, рабочую камеру, образованную прямоугольным металлическим коробом, слой теплоизоляции, размещенный между прямоугольным металлическим коробом и корпусом, нагреватель и турбину для перемешивания воздуха в рабочей камере, размещенные в рабочей камере, крышку с механизмом ее перемещения (1),.

Недостатком известного термоста та является сложность его конструкции, обусловленная специальной конструкцией крышки термостата, снабженной механизмом ее автоматического открывания в момент, предшествующими охлаждению хроматографических колонок, размещенных в рабочей камере.

Кроме того, при работе в режиме программирования температуРы, когда после завершения цикла хроматографического анализа необходимо охладить колонки до температуры, близкой к комнатной температуре, требуется значительное время вывода хроматог1О рафа на режим.

Это обусловлено тем, что при открытой крышке термостата необходимо за счет принудительной вентиляции не только окладить внутренний объем тер15 мостата, но и снять тепло со слоя теплоизоляции, окружающей рабочую ка-. меру термостата.

Известен также термостат. для газового хроматографа, содержащий корпус, рабочую камеру, образованную прямоугольным металлическим коробом, слой теплоизоляции, размещенный между прямоугольным металлическим коробом и корпусом, нагреватель

3 92456 и турбину для перемешивания воздуха в рабочей камере, размещенные в пространстве, отделенном от рабочей камеры металлической решеткой, крышку с механизмом ее перемещения (2) .

Этому термостату присущи те же недостатки, что и описанному выше термостату.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к le предлагаемому термостату является термостат для хроматографа, содержащий корпус, рабочую камеру, размещенную в теплоизолирующем кожухе, выполненном в виде установленных !Ю друг в друге с воздушным зазором между ними тонкостенных металлических оболочек, нагреватель и турбину, вентилятор, отверстия для всасывания и выброса охлаждающего воздуха, расположенные в корпусе и кожухе (3) .

Хотя известный термостат используется для решения большинства задач хроматографического анализа, однако конструкция его рабочей камеры ограни-уу чивает. возможности дальнейшего улучшения динамических характеристик термостата.

Цель изобретения — повышение динамических характеристик термостата. щ

Указанная цель обеспечивается тем, что в термостат для газового хроматографа, содержащий корпус, в котором размещен теплоиэолирующий кожух, выполненный в виде установленных друг в друге с воздушным зазором меж" ду ними тонкостенных металлических оболочек рабочую камеру, размещенную внутри кожуха, нагреватель, вентилятор, турбину, отверстия для всасывания и выброса охлаждающего воздуха, выполненные в корпусе и теплоиэолирующем кожухе, введен П-образный полый тонкостенный металлический короб, подвешенный внутри теплоиэолирующего

45 кожуха, причем вентилятор.для циркуляции нагретого воздуха и нагреватель размещены внутри стенок П-образного короба, внутренние стенки которого . имеют отверстия для циркуляции нагМ ретого воздуха в рабочей камере.

На фиг. 1 изображен предлагаемый термостат, аксонометрическая проекция с частичным вырезом; на фиг. 2термостат без крышки и колонок, общий вид; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2 термостат с крышкой и колонкама..

4 4

Термостат включает в себя корпус

1, в котором установлен теплоизолирующий кожух 2, состоящий иэ двух оболочек 3 и 4, разделенных воздушным зазором. В воздушном зазоре между оболочками 3 и 4 установлена турбина 5 для циркуляции охлаждающего воздуха. Воздушный зазор между. оболочками 3 и ч сообщается через отверстие 6 в оболочке 4 с внутренним объемом теплоиэолирующего кожуха 2 и через щели 7 в оболочке 3 с помещением. Внутренний объем теплоизолирующего кожуха 2 сообщается с перемещением через патрубок 8 и холодильник

9.

Во внутреннем объеме теплоизолирующего кожуха 2 подвешен на угловых упорах 10 П-образный короб ll состоящий из двух оболочек 12 и 13, разделенных воздушным зазором, В воздушном зазоре между оболочками 12 и 13 установлен вентилятор 14 для циркуляции нагретого воздуха и нагреватель 15.

Воздушный зазор между оболочками 12 и 13 сообщается через отверстия 16 и

17 в оболочке 13 с объемом рабочей камеры l8, в котором располагаются колонки 19. Сверху теплоизолирующий кожух 2 закрыт крышкой 20 с установленными на ней устройствами 21 ввода проб и детекторами 22, к которым подсоединены колонки 19.

Термостат работает следующим образом.

Вентилятор 14 для циркуляции нагретого воздуха засасывает через отверстие 16 воздух из объема ртоочей камеры 18 в. воздушный зазор между оболочками 12 и 13 П-образного короба 11.

Воздух проходит через нагреватель 15 и вновь попадает в объем рабочей камеры 18 через отверстия 17. Поток воздуха, нагретый до заданной температуры, непрерывно циркулирует через объем рабочей камеры 18, нагревают колонки 19 до заданной температуры и поддерживают ее с высокой стабильностью. В этом режиме работы термостата осуществляется программированное и изотермическое регулирование температуры в рабочей камере 18 в интервале, от 50 до 450 С.

Для охлаждения рабочей камеры 18 и термостатирования ниже 50 С одновременно с вентилятором 14 для цирку" ляции нагретого воздуха 16 включается турбина 5 для циркуляции охлаждающеТермостат конструктивно прост, технологичен в изготовлении, имеет малую металлоемкость, не содержит дорогостоящих теплоизоляционных материалов и требуемых механических узлов.

Термостат при использовании термически стойких сталей и сплавов может без переделки конструкции обеспечить максимальную рабочую температуру до

600 С.

Формула изобретения

Термостат для газового хроматографа, содержащий корпус в котором размещен теплоиэолирующий кожух, вы5 9245

ro воздуха. Воздух из помещения заса". сывается через холодильник 9 и патрубок 8 во внутренний объем теплоизо лирующего кожуха 2, затей через отверстие 6 попадает в воздушный зазор между оболочками 3 и 4 и выходит через щели 7 в помещение. Поток холодного воздуха из комнаты проходит че" рез внутреннее пространство теплоизолирующего кожуха 2, нагревается от . 10 стенок П-образного короба 11, крышки

20 и оболочки 3, за счет чего снижается их температура и температура потока воздуха в рабочей камере 18, Наиболее интенсивно охЛаждается короб 1

ll, поскольку он имеет незначительную массу, практически не имеет теплового контакта с теплоизолирующим кожухом 2 и крышкой 20, активно омывается потоком охлаждающего воздуха и пото- 2в ком воздуха, циркулирующего в объеме рабочей камеры 18, Включение холодильника 9 ускоряет процесс охлаждения и.обеспечивает возможность достижения температуры zs ниже комнатной при использовании в качестве хладагента водопроводной во ды.

Предлагаемый термостат обладает следующими преимуществами: конструктивное исполнение рабочей камеры

20 в виде объема, ограниченного

П-ббразным коробом 12, обеспечивает резкое улучшение динамики охлаждения и нагрева колонок. Это объясняется тем, что темп нагрева и охлаждения колонок определяется в первую очередь темпом нагрева и охлаждения короба 12, а короб 12 имеет минимальную массу, практически не имеет теплового контакта с основной массой термостата и все его элементы находятся в непосредственном контакте с интенсивно циркулирующим потоком воздуха. Кроме того, в процессе охлаждения рабочая камера 20 непосредственно контактирует llo трем плоскостям с потоком охлаждающего воздуха, в результате чего охлаждающий воздух интенсивно перемешивается с воздухом, циркулирующим в объеме рабочей камеры 20, что также способствует ускорению охлаждения короба 11, камеры 20 и колонок 21.

Размещение турбины для циркуля5S ции охлаждающего воздуха в зазоре между оболочками 3 и 4 теплоизолирующего кожуха 2 обеспечивает упрощение конструкции термостата за счет совме64 6 щения теплоиэолирующего воздушного зазора с вентиляционной камерой.

Кроме того, в этом случае улучшается динамика охлаждения термостата, так как вентиляционная камера и турбина вентилятора для охлаждения находятся в потоке отработанного нагретого воздуха, а не на входе в термостат. В этом случае комнатный воздух поступает во внутренний объем термоиэолирующего кожуха 2 с минимальной температурой.

Кроме того в предлагаемом термостате имеется возможность использования для понижения температуры термостатирования и сокращения времени охлаждения рабочей камеры 18 внешнего холодильника 9 и водопроводной воды в качестве хладоагента, термостат может работать в режиме постоянной вентиляции теплоизолирующего кожуха 2 комнатным воздухом, что обеспечивает возможность реализации режима термостатирования при температуре рабочей- камеры 18 на 10 С превышающей комнатную температуру при температуре устройств 21 ввода проб и детекторов 22 равной 450 С.

Термостат обладает следующими динамическими характеристиками. скорость нагрева колонок в рабочей ка" мере термостата от комнатной температуры до +450 С стабилизируется за

7 мин (в прототипе 12 мин), скорость охлаждения от 450 до 50 С (при температуре испарителей и детекторов

450 С) стабилизируется за 10 мин (в прототипе 15 мин), потребляемая мощо ность в стационарном режиме при 450 С не более 1 кВт.

7 92456 полненный в виде установленных одна в другую с воздушным зазором между ними тонкостенных Ъ еталлических оболочек, рабочую камеру, размещенную внутри кожуха, нагреватель, вентилятор, турбину, отверстия для .всасыванию и выброса охлаждающего воздуха, выполненнле в корпусе и теплоизолирующем кожухе, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улуч- 10 шения динамических характеристик, в него введен П-образный полый тонкостенный металлический короб, подвешенный внутри теплоизолирующего кожуха, причем вентилятор и нагреватель размещены внутри стенок короба, внутренние стенки которого снабжены отверстиями для циркуляции воздуха, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент США 0 4050911, кл. 55-197, опублик. 1977.

2.-Патент ClllA 4070169,êë.55- 197, опублик. 1978.

3. Авторское свидетельство по заявке И 2624169/25, кл. G 0 1 М 31/08, 1979 (прототип).

924564

fE

17

Составитель Л.Жаркова

Редактор С.Юско Техред Д. Бабинец Корректор И.Пожо

Заказ 2806/60 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, M-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4