SU777570A1 - Концентратор дл газового хроматографа - Google Patents

Description

шение точности и упрощение конструкции устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что выход первой накопительной колонки соединен через клапан с хроматографнческнм анализатором и через клапан и дроссель- с регул тором давлени , а выходы нуль-органов подключены к цепи унравленн  клапана , соедин ющего вход первой накопительной колонки с доаатором анализируемого газа и цеп ми управлени  клапанов, соедин ющих выход этой колонки со второй накопительной колонкой и регул тором давлени . Дозатор анализируемого газа дополнительно подключен к входу второй накопительной колонки через клапан, цепи управленп  которого соединены с выходами нуль-органов.

В этом концентраторе легкие и т желые примеси отбираютс  из одной пробы и их концентрируют одновременно Легкие компоненты примеси скапливаютс  в дозаторе, подключенном к второй накопительной колонке , а т желые компоненты - на слое адсорбента входного участка первой накопительной колонки.

На фиг. 1 дана функцио;1альна  схема предлагаемого концентратора; на фиг. 2 - то же, вариант выполнени .

Концентратор дл  газового хроматографа содержит накопительные колонки 1 и 2, заполненные одинаковыми или различными адсорбентами, размещенные в криотермостате (не показан) и соединенные между собой клапаном 3. Вход первой колонки 1 через клапан 4 и дроссель 5 св зан с дозатором 6 анализируемого газа, содержащим калиброванную емкость объемом VQ. Через клапан 7 вход колонки 1 соединен также со стабилизированным по давлению источником 8 газа-носител , который, в свою очередь, посредством клапана 9 - с дозатором 10 легкнх примесей, подключенным через клапан 11 к выходу колонки 2, соединенному через клапан 12 с линией сброса. Выход колонки 1 соединен через клапан 13 с анализатором 14, на входном участке которого подключен дозатор 10 через клапан 15. Кроме того, выход колонки 1 св зан клапаном 16 и дросселем 17 с регул тором давлени  18. Вход колонки 2 может быть подключен через клапан 19 и дроссель 5 с дозатором 6 (фиг. 2).

Дозатор анализируемого газа 6 соединен с пр мыми входами нуль-органов 20 и 21, на инверсных входах которых поддерживаютс  посто нные давлени  PI и Р, значени  которых определ ют величины доз анализируемого газа, подаваемых в концентратор . Выходы нуль-органов 20 и 21 св заны с цеп ми управлени  клапанов 3, 4, 16 и 19.

Концентратор работает следующим образом .

На основании априорных данных о содержании легких и т желых примесей в анализируемом газе задают величины доз QI и Qa газа, которые необходимо ввести в концентратор дл  накоплени  в нем легких и т желых примесей в количествах, достаточных дл  измерени  детектирующим устройством хроматографического анализатора .

По значени м доз Qi и Qz, величине объема Ко дозатора 6 нализируемого газа и начальному давлению анализируемого газа РО в объеме Ко по уравнению газового состо ни  рассчитывают давлени  Р   PZ в

объеме Ко, при которых дозы анализируемого газа Qi и Qa ввод тс  в накопительные колонки 1 и 2. Значени  давлений PI и PZ устанавливают на инверсных входах нуль-органов 20 и 21 соответственно.

Дроссел ми 5 и 17 и регул тором давлени  18 устанавливают оптимальные скорости подачи анализируемого газа в накопительные колонки 1 и 2.

В исходном состо нии накопительные колонки 1 и 2 наход тс  в теплой зоне (300- ) криотермостата. Клапаны 3 и 11 открыты , а остальные закрыты. В начале цикла накопительные колонки 1 и 2 из теплой зоны перевод тс  в холодную (-196°С)

криотермостата, при этом в колонках и в соединенном с ними дозаторе 10 легких примесей в результате снижени  температуры создаетс  разрежение. Далее открывают клапан 4 и анализируемый газ из емкости объемом VQ дозатора 6 через дроссель 5 поступает на вход колонки 1, соединенный с колонкой 2 и дозатором легких примесей. По мере продвижени  анализируемого газа основной компонент насыщает адсорбент колонок 1 и 2, т желые примеси поглощаютс  адсорбентом входного участка колонки 1, а легкие скапливаютс  на переднем фронте движущегос  по колонкам 1 и 2 газа. При насыщении колонок

1 и 2 основным компонентом легкие примеси поступают в дозатор 10.

Давление в емкости дозатора 6 уменьщаетс  до давлени  PI, заданного на инверсном входе нуль-органа 20. Па выходе последнего сформируетс  единичный сигнал, автоматически закрывающий клапан 3 и открывающий клапан 16. На этом заверщаетс  подача дозы анализируемого газа Qi, из которой извлекаютс  легкие примеси.

Анализируемый газ из емкости объемом VQ поступает в накопительную колонку 1 и из нее через дроссель 17 и регул тор давлени  18 подаетс  на линию сброса. Т желые примеси продолжают по-прежнему поглощатьс  адсорбентом колонки 1, а основной компонент вместе с легкими примес ми поступает на сброс. Когда давление в емкости дозатора 6 снизитс  до величины PZ, заданной на инверсном входе нуль-органа

21, на выходе последнего сформируетс 

единичный сигнал, который закроет клапан 4. На этом завершаетс  подача дозы анализируемого газа Q2, из которой извлекаютс  т желые компопенты.

Таким образом, количество накопленных в дозаторе 10 легких примесей, извлеченных из дозы анализируемого газа Qi, пропорционально перепаду давлени  РО-PI, а количество накопленных на входном участке накопительной колонки 1 т желых иримесей пропорционально перепаду давлени 

Ро-Р2.

Далее закрывают клапан Ни открывают клапаны 7, 9 и 15. Легкие примеси из дозатора 10 потоком газа-носител  перенос тс  в хроматографический анализатор 14 на про вительный анализ. На вход накопительной колонки 1 также поступает поток газа-носител , посредством которого проводитс  отдувка колонки 1, т. е. освовождение ее от основного компонента, который вместе с газом-носителем сбрасываетс  через дроссель 17, регул тор давлени  18 на линию сброса. После завершени  отдувки колонки закрывают клапан 16 и открывают клапаны 12 и 13, соедин   выход колонки 2 с линией сброса, а выход колонки 1 с хроматографическим анализатором 14. Колонки 1 и 2 перевод т из холодной в теплую зону криотермостата.

Под воздействием теплового пол , которое измен етс  по длине колонок 1 и 2 при переходе их из холодной в теплую зону, и потока газа-носител  т желые примесньте компоненты концентрируютс  на выходе колонки 1 в виде узкой полосы, и затем они поступают в хроматографический анализатор 14 на анализ. Одновременно колонка 2 регенерируетс  и в ней при нагреве происходит десорбци  поглощенного адсорбентом газа и его сброс в дренаж.

После поступлени  т желых примесных компонентов с выхода колонки 1 на анализ и завершени  регенерации колонки 2, клапаны 7, 9, 12, 13 и 15 закрывают, а клапан

3и 11 открывают, подготавлива  устройство к очередному циклу.

В накопительные колонки 1 и 2 дозы Ql и Q2 могут вводитьс  последовательно и величины их не завис т друг от друга (фиг. 2). Это позвол ет осуш;ествить концентрирование и анализ примесей в тех газах , в которых уровни концентраций легких и т желых примесей отличаютс , в частности уровень концентраций легких примесей ниже уровн  концентраций т желых примесей .

В исходном состо нии клапан 3 закрыт и колонки 1 и 2 разобщены между собой. Сначала анал1|зируемый газ через клапан

4и 16 подаетс  в накопительную колонку 1, где накопл ютс  т желые примеси, легкие же вместе с основным компонентом сбрасываютс  из колонки 1. После того как через колонку 1 пропускаетс  доза Ql и

давление в емкости дозатора 6 снижаетс  до значени  PI, клапаны 4 и 16 автоматически закрываютс  и открываетс  клапан 19 Анализируемый газ поступает в колонку 2, где т желые примеси сорбируютс  на входе колонки, а легкие примеси скапливаютс  па переднем фронте движущегос  по колонке газа.

При снижеиии давлени  в емкости объемом УО дозатора 6 до величины Ра, когда в колонку 2 ввод т требуемую дозу Q2, клапан 19 автоматически закрываетс . При регенерации колонки 2 накопленные в ней т желые примеси удал ютс  на линию сброса.

Количество накопленных в колонке 1 т желых примесей извлекаетс  из дозы Ql и пропорционально перепаду давлени  РО- РЬ а количество накопленных в дозаторе 10 легких примесей извлекаетс  из дозы Q2 и пропорционально перепаду давлени  PI-PS.

Предлагаемый концентратор осуществл ет одновременное концентрирование легких и т желых примесей, содержащихс  в пробе анализируемого газа, и производит анализ сконцентрированных примесей на одном хроматографическом анализаторе. Это повыщает точность анализов, упрощает аппаратуру дл  анализа и облегчает ее эксплуатацию . Кроме того, он обеспечивает независимую настройку доз анализируемого газа дл  извлечени  легких и т желых примесей.

Claims (2)

1. Концентратор дл  газового хроматографа , содержащий размещенные в криотермостате две соединенные через клапан накопительные колонки, вход первой из которых св зан через клапан с источником газа-носител  и через клапан и дроссель с дозатором анализируемого газа, соединенным с пр мьши входами нуль-органов, инверсные входы которых подключены к источникам задани  посто нных сигналов, а выход второй накопительной колонки св зан через клапаны с линией сброса и дозатором легких примесей, подключенным через клапаны к источнику газа-носител  и к анализатору, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности одновременного концентрировани  легких и т желых примесей, повыщени  точности и упрощени  конструкции устройства, выход первой накопительной колонки соединен через клапан с анализатором и через клапан и дроссель-с регул тором давлени , а выходы нуль-органов подклк)чены к цепи управлени  клапана, соедин ющего вход первой накопительной колонки с дозатором анализируемого газа и цеп ми управлени  клапанов, соедин ющих выход этой колонки с,о .второй накопительной колонкой и регул тором давлени .

2. Концентратор по п. 1, отлнчающийс   тем, что дозатор анализируемого газа дополнительно подключен к входу второй накопительной колонки через клапан, цепи управлени  которого соединены с выходами нуль-органов.

Дстрчники информации, прин тые во вниман ие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 602857, кл. G ОШ 31/08, 1976.

2 Авторское свидетельство СССР № 600440, кл. G 01N 31/08, 1975 (прототип ) .