АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТЕРМОДЕСОРБЕР

Полезная модель относится к автоматическим устройствам подготовки пробы при выполнении хроматографических анализов. Метод термодесорбции широко используется для определения летучих и слаболетучих соединений в объектах окружающей среды, пищевых продуктах, строительных и упаковочных материалах. Традиционные устройства имеют возможность установки только одной сорбционной трубки, а их замена должна проводиться вручную. С целью повышения производительности автоматизация процесса является актуальной задачей.
Известен автоматический термодесорбер, содержащий несколько лотков с сорбционными трубками. Лотки имеют возможность вертикального перемещения посредством винтовой передачи. Сорбционные трубки с обоих концов герметизируются диффузионными колпачками, которые не требуют съема во время работы термодесорбера (патент на полезную модель CN 209745668, МПК G01N 1/44, опубл. 06.12.2019).
Недостатками указанного устройства является сложность конструкции перемещения лотков. Также герметизация сорбционных трубок с помощью диффузионных колпачков не позволяет полностью изолировать сорбент от внешнего воздействия, что может привести к частичным потерям легколетучих компонентов и внесению загрязнений из окружающего воздуха.
Известен автоматический термодесорбер, содержащий узел размещения сорбционных трубок, выполненный в виде поворотной карусели с шаговым двигателем. Сорбционные трубки размещаются вертикально по окружности на внешних краях карусели. Роботизированный зажим осуществляет перенос сорбционных трубок из карусели в узел съема и надевания заглушек и к нагревателю (заявка US 2019/0025263, МПК G01N 30/32, опубл. 24.01.2019 - ближайший аналог).
Недостатками известного термодесорбера являются большой диаметр карусели и, соответственно, большие размеры самого устройства. Вращение тяжелой карусели может приводить к ошибкам в позиционировании. Кроме этого, съем и надевание заглушек на вертикально установленную сорбционную трубку отличается низкой надежностью и требует дополнительного датчика присутствия заглушек на трубке.
Задачей полезной модели является устранение перечисленных выше недостатков, упрощение конструкции и повышение надежности работы термодесорбера.
Эта задача решается тем, что в автоматическом термодесорбере, содержащем узел размещения сорбционных трубок, манипулятор, предназначенный для перемещения сорбционных трубок в узел съема и надевания заглушек на сорбционные трубки и к нагревателю, узел размещения сорбционных трубок выполнен в виде закрепленного на корпусе термодесорбера лотка, который содержит ряды ячеек для горизонтального размещения сорбционных трубок в ячейках противоположных рядов, а манипулятор имеет возможность перемещения сорбционных трубок по координатам X, Y и Z. Лоток может быть выполнен сменным. Каждая ячейка лотка выполнена с возможностью размещения по ее высоте по крайней мере двух сорбционных трубок.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан схематичный вид предлагаемого автоматического термодесорбера.
На фиг. 2 выделена ячейка лотка с помещенными сорбционными трубками.
На фиг. 3 изображен вид сверху узла съема и надевания заглушек.
Автоматический термодесорбер содержит корпус 1, на котором размещаются лоток 2, манипулятор 3 с захватом 4, узел 5 съема и надевания заглушек, нагреватель 6 сорбционной трубки (фиг. 1). Лоток может быть стационарным, т.е. встроенным в корпус устройства, или сменным. В последнем случае после установки в термодесорбер он фиксируется, чтобы исключить его перемещение. Лоток 2 содержит четное количество рядов ячеек 7. Сорбционные трубки 8 устанавливаются в ячейки 7 противоположных рядов в горизонтальном положении. На ячейки 7 лотка 2 нанесена нумерация 9. В каждой ячейке 7 возможно размещение по высоте по крайней мере двух сорбционных трубок с заглушками 10 (фиг. 2). Сорбционные трубки 8 располагаются друг над другом, а манипулятор 3 имеет возможность захватывать как верхнюю, так и нижнюю сорбционную трубку.
Манипулятор 3 может перемещаться в координатах X, Y и Z посредством шаговых двигателей (не показаны) и с помощью захвата 4 забирать сорбционную трубку из любой ячейки лотка и устанавливать в любую ячейку.
Узел 5 съема и надевания заглушек 10 содержит держатель 11, в который сорбционная трубка 8 устанавливается горизонтально, и два ложемента 12, в которых располагаются съемные заглушки 10 (фиг. 3).
Сорбционные трубки могут быть изготовлены из различных материалов, но типичными материалами являются стекло и нержавеющая сталь.
Заглушки 10 сорбционных трубок 8 могут быть изготовлены из различных материалов. Предпочтительным материалом для заглушек являются металлические сплавы (например, нержавеющая сталь, латунь, хастелой, никрофер и т.д.), поскольку они обеспечивают лучшую герметизацию от окружающего воздуха и легко очищаются от загрязнений.
Принцип работы предлагаемого автоматического термодесорбера заключается в следующем.
Сорбционные трубки 8 с заглушками 10 размещаются в лотке 2. Манипулятор 3 передвигается к позиции сорбционной трубки 8 и с помощью захвата 4 фиксирует сорбционную трубку 8. Затем манипулятор 3 переносит сорбционную трубку 8 в узел 5 съема и надевания заглушек 10 таким образом, чтобы сорбционная трубка располагалась в держателе 11, а заглушки 10 в ложементах 12. После съема заглушек 10 путем их продольного стягивания сорбционная трубка 8 перемещается к нагревателю 6. По завершении десорбции сорбционная трубка 8 возвращается в узел 5 съема и надевания заглушек. На сорбционную трубку 8 устанавливаются заглушки 10. Манипулятор 3 переносит сорбционную трубку 8 с заглушками 10 в лоток 2.
Описание принципа работы является примером реализации программного управления.
Предлагаемая полезная модель позволяет осуществлять процесс термодесорбции с использованием сорбционных трубок в автоматическом режиме. Применение предлагаемого технического решения повышает надежность и стабильность работы автоматического термодесорбера, а также упрощает его конструкцию.