МИКРОУПАРИВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к выпарным аппаратам и может быть использована при проведении работ с жидкими образцами в медицине, сельском хозяйстве, судебно-медицинской экспертизе, санитарно-эпидемиологической службе, аналитической химии, микробиологии, вирусологии, биохимии и аналогичных областях науки и технологий.
Из предшествующего уровня техники известен аналог микроупаривателя - Sample concentrator (№ FSC400D в каталоге компании Techne на сайте www.techne.com). Конструкция Sample concentrator состоит из газовой камеры с соплом для подвода газа, в которой закрепляются иглы. Газовая камера закрепляется на каретке с помощью фиксатора, которая может перемещаться по вертикальной направляющей, тем самым меняя высоту расположения игл. Направляющая с помощью винта закреплена на основании, на котором расположено твердотельное луночное термостатирующее устройство, в котором размещают контейнеры с испаряемой жидкостью.
Недостатками рассмотренного устройства являются необходимость использования в качестве источника рабочего тела баллона со сжатым газом, риск перекрестного загрязнения (контаминации) упариваемых образцов.
Из предшествующего уровня техники известен аналог микроупаривателя - Vortex evaporator (патент US 5569357). Vortex evaporator состоит из камеры, корпуса, панели управления, крышки-нагревателя, системы подачи газа и приводного механизма, предназначенного для обеспечения вращения. В камере размещается, по меньшей мере, один контейнер с испаряемой жидкостью. Для увеличения скорости упаривания в Vortex evaporator может быть использована подача инертного газа или вакуумирование.
Недостатками рассмотренного концентратора является невысокая скорость упаривания, риск перекрестного загрязнения жидких образцов, сложность мобильного использования, сложность подогрева упариваемого образца.
Из предшествующего уровня техники известен ближайший аналог микроупаривателя - Evaporator with hot air bath (патент US 6357141). Evaporator with hot air bath состоит из сушильной камеры с множеством каналов для направления рабочего газа, основания, регулируемого по высоте с закрепленным на нем луночным блоком и нагревателя. В луночном блоке размещают контейнеры с жидкостью. Для увеличения скорости упаривания в Evaporator with hot air bath может быть использована подача подогретого инертного газа по спиральной траектории и нагревание упариваемого образца.
Недостатками рассмотренного устройства являются необходимость обеспечения высокого давления газа на входе в сушильную камеру, необходимость использования в качестве источника рабочего тела баллона со сжатым газом, высокий риск перекрестного загрязнения упариваемых образцов.
Задачами, на решение которых направлена заявленная полезная модель, являются: повышение скорости упаривания жидкостей; обеспечение защиты от перекрестного загрязнения одновременно упариваемых образцов; возможность использования в качестве рабочего газа атмосферного воздуха, воздуха прошедшего предварительною подготовку (осушенного, обеспыленного, обескислороженного и т.д.), инертного газа; возможность выпаривания из образцов едких жидкостей (летучие минеральные и органические кислоты, аммиак) и различных органических растворителей.
Техническим результатом полезной модели является: снижение массы и габаритов микроупаривателя, предотвращение просачивания паров из одного образца в другой (контаминации) для одновременно упариваемых образцов, увеличение скорости упаривания жидкостей.
Для решения задач и достижения технического результата предлагается микроупариватель, состоящий из основания, планшета, нижнего и верхнего корпуса и направляющей пластины, с закрепленными в ней трубками. На основании закрепляется планшет, выполненный в виде пластины с отверстиями для установки пробирок с жидкими образцами. К планшету крепится нижний корпус, на одной из сторон которого находится входной фланец. В нижнем корпусе закрепляется направляющая пластина с трубками, обеспечивающими оптимальное направление движение рабочего газа в микроупаривателе, что предотвращает просачивание паров из одного образца в другой (контаминации) для одновременно упариваемых образцов и увеличивает скорость упаривания жидкостей. На нижнем корпусе закрепляется верхний корпус, на одной из сторон которого находится выхлопной фланец. В качестве основания возможно использование твердотельного термостата. Возможно подсоединение к входному фланцу переходной пластины для дальнейшего подключения с микроупаривателю устройств подготовки рабочего газа (фильтров, осушителей и т.д.). Возможно заполнение планшета или твердотельного термостата пробирками с упариваемыми образцами полностью или частично. Возможно упаривание из пробирок едких жидкостей (летучие минеральные и органические кислоты, аммиак) и различных органических растворителей.
На фиг. 1 представлен общий вид микроупаривателя.
На фиг. 2 представлено конструктивное выполнение микроупаривателя.
На фиг. 3 представлен принцип работы микроупаривателя.
Микроупариватель (см. фиг. 1) состоит из основания 1, планшета 2, нижнего корпуса 3, в котором закреплена направляющая пластина 4 с отверстиями, в которых закреплены трубки 5 и верхнего корпуса 6. Планшет 2 выполнен в виде пластины с отверстиями для установки пробирок. На одной из сторон нижнего корпуса 3 находится входной фланец. На одной из сторон верхнего корпуса 6 находится выхлопной фланец. Возможно в качестве основания 1 использование твердотельного термостата. Возможно подсоединение к входному фланцу переходной пластины 7 (см. фиг. 2) для дальнейшего подключения к микроупаривателю устройств подготовки рабочего газа (фильтров, осушителей и т.д.).
Принцип работы микроупаривателя поясняется на фиг.3. В исходном состоянии в отверстия планшета 2, закрепленного на основании 1, устанавливают пробирки 8 с жидкими образцами. На планшет 2 надевают нижний корпус 3 с закрепленной в нем направляющей пластиной 4 с трубками 5 и прикрепленным к нему верхним корпусом 6. Поток газа 10, поступающий через входной фланец протекает через кольцевые зазоры между трубками 5 и пробирками 8 перпендикулярно свободной поверхности упариваемых образцов. Протекая вдоль пробирок 8, поток газа 10 разворачивается на 180 градусов, захватывая поток 11 паров жидкостей из пробирок 8. Поток парогазовой смеси 12 через трубки 5 выходит из пробирок и через выхлопной фланец удаляется из микроупаривателя.
В предлагаемом микроупаривателе возможно получить высокие скорости упаривания за счет удаления паров из пробирок потоком газа, сокращения расстояния между потоком газа и свободной поверхностью жидкости и уменьшения парциального давления паров жидкости. Конструкция прибора имеет малые габариты и не требует подключения к дополнительным коммуникациям кроме источника электрического питания, что делает ее автономной и позволяет использовать в полевых условиях. Конструкция прибора и наличие переходной пластины позволяет использовать в качестве рабочего газа атмосферный воздух или воздух, прошедший предварительную обработку. Использование твердотельного термостата препятствует охлаждению жидкостей в процессе упаривания, что увеличивает скорость испарения. Высокостойкий материал (полипропилен), из которого изготовлен прибор, позволяет упаривать из пробирок едкие жидкости (летучие минеральные и органические кислоты, аммиак) и различные органические растворители.