專利名稱：液體體積計量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液體度量裝置，是一種用于液體的稀釋、吸移和分配的體積計量儀器。
在科學(xué)實驗及化學(xué)分析等實踐工作中，常常需要精密地計量液體體積。傳統(tǒng)的液體計量器如量杯、滴定管、注射器、移液管等，因在實際操作中效率低、準(zhǔn)確性差，難以滿足液體快速精密稀釋、吸移和分配的要求。為此，國內(nèi)外一些廠家研制了多種單功能或雙功能的液體計量儀器。單功能計量器如美國實驗工業(yè)公司(LABINDUSTRIES)、上海求精玻璃儀器廠生產(chǎn)的可調(diào)定量加液器及丹陽大泊分析儀器廠生產(chǎn)的比例稀釋器等，采用注射器與雙自動活塞相聯(lián)，目視對標(biāo)定量，手推拉活塞為動力，拆洗換液困難，分配或稀釋精度較低。又如丹陽大泊分析儀器廠生產(chǎn)的移液器，采用密配的活塞泵體帶一組吸管，每個液樣換用一個吸管，靠氣體壓力變化在吸管內(nèi)吸液排液，由于氣體易產(chǎn)生體積壓縮差，使精度降低。雙功能計量器如美國蔓勞斯坦公司(MANOSTAT)生產(chǎn)的稀釋/分配器(Dilutor/Dispenser)采用大小兩個注射器通過一個電磁閥相連，大注射器連接有單向塞的進(jìn)液管，小注射器連接一定內(nèi)徑長度的吸液管，目視對標(biāo)定量、電機(jī)驅(qū)動活塞，但其價格昂貴，精度也達(dá)不到化學(xué)常量分析的允差要求。從目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品來看，一般吸移和分配的精度允差為1～2%，稀釋精度允差在2～5%之間，遠(yuǎn)達(dá)不到化學(xué)常量分析允差0.3%的要求。在功能上，也尚無一儀同時具有稀釋、移液、分配三功能的裝置。
本發(fā)明的目的就是設(shè)計一種拆洗方便、實用，即具有液體快速稀釋、吸移及分配三種功能，又能達(dá)到化學(xué)常量分析允差精度要求的液體體積計量裝置。
為此，本裝置在設(shè)計上采用了以雙y四通活塞將定量管分別與進(jìn)液管和吸移管相連通，在定量管中設(shè)有游動活塞，用控制游動活塞在定量管內(nèi)的沖程來標(biāo)定定量管進(jìn)入或排出的液體量，以壓力源為動力推動游動活塞在定量管中的移動，以達(dá)到液體進(jìn)出定量管的目的。
本發(fā)明裝置主要由兩個定量管、雙y四通活塞、液體標(biāo)定件、吸移槍、兩個不同壓力的壓力源組成。其具體細(xì)節(jié)和實施方案結(jié)合附圖加以說明附圖是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中
圖1是整個裝置結(jié)構(gòu)圖;圖2為雙y四通活塞剖視圖，其中a為縱剖圖，b為橫剖圖，即a的A-A剖視圖，C為a的B-B剖視圖;圖3為吸移槍的剖視圖。
圖中，1和2為定量管，3和4分別為設(shè)在定量管1和2中的游動活塞，5和6分別為定量管1和2頂端的零點檔塞，7和8分別為在定量管1和2中控制游動活塞3和4的沖程的定量檔塞，9和10分別為定量擋塞7和8的定位桿(擋塞桿)，11和12為定量管1和2另一端的密封套，13和14為定量管1和2的對應(yīng)標(biāo)尺，15和16為標(biāo)定定量管1和2進(jìn)出液量的游標(biāo)，17和18為15和16的定位桿(游標(biāo)桿)，19為能推動游動活塞3和4向零點擋塞5和6移動的壓力源，20為壓力源19通向定量管1和2的氣管，21為雙y四通活塞芯，22為雙y四通活塞套，23為吸移管，24為球泡，25為進(jìn)液管，26為盛放稀釋劑(或待分配液)的液瓶，27為盛待稀釋液(或待移液)的吸液瓶，28為推動液瓶26和吸液瓶27中液體進(jìn)入定量管和吸移管的壓力源，29為吸移槍的彈簧夾，30為吸移槍與壓力源28的連接氣管，31為吸移槍塞，32為壓力源28與液瓶26的連接氣管，33為液瓶塞，34為接液器。
本發(fā)明裝置選用的定量管1和2，其內(nèi)壁應(yīng)分別與游動活塞3和4密配，即能使游動活塞3和4在定量管1和2內(nèi)作軸向運(yùn)動，又能隔離游動活塞兩邊的氣液相互不相串。兩個定量管1和2的大小可根據(jù)稀釋、吸移及分配的工作范圍及要求選定，即可選用相同規(guī)格尺寸的定量管，亦可選用不同容量的管。
為了控制游動活塞3(或4)在定量管1(或2)中的沖程，應(yīng)在定量管1(或2)與雙y四通活塞的連接處設(shè)有一個固定的零點擋塞5(或6)，在定量管1(或2)中安裝一個可沿定量管1(或2)軸向移動的定量擋塞7(或8)，從而可限制游動活塞3(或4)只能在零點擋塞5(或6)和定量擋塞7(或8)之間移動，游塞3(或4)的沖程等于零點擋塞5(或6)到定量擋塞7(或8)的距離再減去游塞3(或4)的長度。定量擋塞7(或8)應(yīng)安裝在擋塞桿9(或10)的頂端，擋塞桿9(或10)的另一端應(yīng)探出定量管1(或2)外并與游標(biāo)桿17(或18)的一端固定在一起，(兩桿不平行，同樣可標(biāo)定)，而在游標(biāo)桿17(或18)上安裝有游標(biāo)15(或16)。由于將定量擋塞7(或8)、擋塞桿9(或10)、游標(biāo)桿17(或18)、游標(biāo)15(或16)連成一體，定量擋塞7(或8)和游標(biāo)15(或16)同步移動。因此可通過調(diào)整游標(biāo)15(或16)在標(biāo)尺13(或14)上的對應(yīng)刻度來確定定量擋塞7(或8)在定量管1(或2)中的位置，以達(dá)到標(biāo)定進(jìn)出定量管的液體體積。
在本裝置上采用的雙y四通活塞是由活塞芯21和活塞套22組成?；钊?1和活塞套22之間為同軸研磨密配聯(lián)接，活塞芯21可在活塞套22中沿芯軸作周向轉(zhuǎn)動。在活塞芯21上有兩個穿過軸線的y型通道，由于兩個y型通道是相對對應(yīng)于軸線的，因此在活塞芯21的周面上形成對應(yīng)的兩組軸向排列的開孔，每組開孔都是三個，其排列是等距離的。在活塞套22上有四個連接開口，其中三個開口是軸向排列并可以與活塞芯21上的兩組開孔中的任一組相對應(yīng)。另一個連接開口位于該組中間口的對面位置上。活塞套22上的四個連接口可以分別與兩個定量管及進(jìn)液管、吸移管連接，其中軸向排列的三個開口中的兩頭兩個開口應(yīng)與定量管1或2相連，中間開口及其相對的開口可分別與進(jìn)液管和吸移管連接。從而可保證當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞芯21使定量管1通過一個y型通道與進(jìn)液管25相連通時，定量管2就可通過另一個y型通道與吸移管23相連通;當(dāng)活塞芯21再旋轉(zhuǎn)一定角度(如180°)時，定量管1就通過y型通道與吸移管23相連通，定量管2通過y型通道與進(jìn)液管25相連通。
本發(fā)明是采用壓力作為動力來推動游動活塞3(或4)在定量管1(或2)中移動。壓力源19是通過氣管20與定量管1(或2)連通，氣管20應(yīng)連接在定量管1(或2)插擋塞桿9(或10)端，為了不使氣體從定量管1(或2)上插入的擋塞桿9(或10)處漏出，應(yīng)在定量管1(或2)的頂端安裝有密封套11(或12)，該密封套11(或12)上頂中心有一個密封出口能保證擋塞桿9(或10)來回抽動而不漏壓，氣管20亦應(yīng)連在密封套11(或12)上。壓力源28通過氣管30與吸移槍相連，通過氣管32與液瓶26相通。工作時為保持壓力源19和28的作用下游動活塞3(或4)在定量管1(或2)中來回移動的速度相等，應(yīng)控制壓力源28的靜壓力約為壓力源19靜壓力的兩倍。工作中，壓力源19一般無壓力損失，可選用壓力球等具有恒定壓力的壓力源;而壓力源28的壓力損失較快，可選用大容量壓力球、壓力泵等。
本裝置的吸移槍由吸移管23、彈簧夾29、氣管30、吸移槍塞31組成。在吸移管23的中間亦應(yīng)安裝一個彈性球泡24。當(dāng)吸移管23中充滿液體時，攝彈性球泡24會使吸移管23中液體在管口排出少許，并吸入一段氣體。當(dāng)本裝置用于液體分配時可將該彈性球泡以及其下的部分吸移管和吸移槍取下。
吸移管23的內(nèi)徑及長度應(yīng)以定量管1和2中小容量的管的容量確定。為了使在工作時壓入吸移管23的待稀釋液或待移液不進(jìn)入定量管，一般選擇吸移管23的液體容量大于小容量定量管的額定最大容量。
本裝置選用的定量管、雙y四通活塞、游動活塞、零點擋塞、接口等可以采用石英玻璃、高分子工程塑料制造，也可用不易變型的硬質(zhì)材料制成。
以下分別對本裝置進(jìn)行液體的稀釋、吸移及分配的操作及工作原理加以說明一、液體的稀釋調(diào)整定量管1和2的游標(biāo)15和16在標(biāo)尺13和14分別為V1毫升和V2毫升。使V2/V1＝n(n≥2)稀釋倍數(shù)，開啟雙y四通活塞，使定量管1與吸移管23相通，吸移管23中應(yīng)充滿稀釋劑，定量管2與進(jìn)液管25相通。此時，在壓力源19的作用下，游動活塞3被壓到零點檔塞5處，因P28＞P19，在壓力源28的作用下，液瓶26中的稀釋劑通過進(jìn)液管25被壓到定量管2中，游動活塞4移動到定量檔塞8處，定量管2中進(jìn)入V2毫升稀釋劑。
將吸移槍插入待稀釋液瓶27中并用槍塞31把瓶27的瓶口密封，開啟吸移槍夾29使壓力源28與瓶27相通，同上瓶27中的待稀釋液被壓入吸移管23中V1毫升、游動活塞3從零點擋塞5處移到定量擋塞7處。此時，關(guān)閉彈簧夾29，使壓力源28與待稀釋液瓶27不通，旋轉(zhuǎn)活塞芯21大約90°處于中向態(tài)，使定量管1和2與吸移管23和進(jìn)液管25各路皆不通。然后取出吸移槍置于接液器34，再將活塞芯21順原旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)約90°使定量管1與進(jìn)液管25相通，定量管2與吸移管23相通。因此時吸移管23的管口對大氣，而壓力源19的壓力大于1大氣壓，所以在壓力源19的作用下游動活塞4從定量擋塞8處移向零點擋塞6處移動，并推動吸移管23中排出V2毫升液體到接液器34中。同時，由于P28＞P19，游塞3頂在定量塞5處不動。
然后將吸移槍置于廢液器上，旋轉(zhuǎn)活塞芯21回原處。定量管1排液并清管，定量管2進(jìn)液。重復(fù)以上步驟，再次稀釋。
二、液體的吸移調(diào)整游標(biāo)15和16在標(biāo)尺13和14上的讀數(shù)分別為V1毫升和V2毫升，V2和V1分別是吸移管吸入和排出的待移液量，為了保證移液濃度不變，排出的V1ml，不包括前端擴(kuò)散稀釋部分，應(yīng)使吸入的V2略大于排出的V1ml。
將活塞芯21旋轉(zhuǎn)使定量管2與移液管23相通，吸移管充滿液體，擠壓球泡24，使吸移管23管口排出少量液體并在管口形成一小段氣泡。將吸移槍插塞入吸液瓶27中，開啟彈簧夾29，在P28的作用下待移液被壓入吸移管23中，V2ml。吸移管中氣泡在待移液與水之間起間隔作用，以下操作與稀釋相同。當(dāng)旋轉(zhuǎn)活塞芯21使定量管1和2分別與進(jìn)液管25和吸移管23相通。在P28作用下，吸移管23中吸入V2毫升待移液，進(jìn)液管25則輸入V1毫升水。旋活塞芯21處于中間態(tài)。將吸移槍放入接液器34，再旋活塞芯21，使定量管1和2分別與吸移管23和進(jìn)液管25相通，在P19的作用下，定量管1從吸移管23口中共排出V1毫升的待移液于接液器34中。定量管2內(nèi)液體不動，然后再逆原旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)活塞芯21于初始態(tài)，使定量管1通過25進(jìn)液、定量管2排出吸移管23中殘留待移液、氣泡和部分水、清洗了吸移管23。以此完成了一次液體的吸移(移液)。重復(fù)以上操作，再次移液。
三、液體的分配方法(一)，設(shè)一大一小定量管，根據(jù)液體分配量的大小，選擇其中一個定量管為工作管，定量為V毫升，另一定量管為非工作管，調(diào)整非工作管中的定量檔塞使游動活塞固定在零點擋塞處，即游標(biāo)定在標(biāo)尺刻度為零處。調(diào)整活塞芯21，使工作管與進(jìn)液管25連通，在P28作用下工作管進(jìn)液。旋活塞芯21半周使工作管與吸移管23連通，此時在P19作用下，在吸移管23口排出V毫升分配液。再旋轉(zhuǎn)活塞芯21半周，工作管又進(jìn)液。這樣活塞芯21每往返旋轉(zhuǎn)一個周期(2個半周)完成一次液體的等量分配。
方法(二)，要求兩定量管為相同或者相近管，兩個管都為工作管，將兩定量管的游標(biāo)都定在V毫升處，使兩個定量管的進(jìn)出液量相同。轉(zhuǎn)活塞芯21，當(dāng)定量管1與進(jìn)液管25連通，定量管2與吸移管23連通時，定量管1進(jìn)液，定量管2排液。旋轉(zhuǎn)活塞芯21。半周時，則定量管1排液，定量管2進(jìn)液。再旋轉(zhuǎn)活塞芯21半周，定量管1又進(jìn)液，定量管2排液，這樣活塞芯每往返旋轉(zhuǎn)一個周期，完成兩次液體的等量分配。
本發(fā)明裝置解決了液體的稀釋、吸移，分配三種功能間的設(shè)計上的矛盾，使一裝置同具有三種功能。在適當(dāng)選擇兩定量管的比例規(guī)格的前提下，能滿足2～100倍范圍的精密稀釋，0.5～50ml范圍精密移液。0.5～100ml范圍內(nèi)精密分配的需要。表1為本裝置選用的幾種規(guī)格比例的定量管的對比表，但不只限于表中規(guī)格的定量管的需要。本裝置計量精度達(dá)到化學(xué)常量分析的精度要求，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、生化、醫(yī)藥等領(lǐng)域的液體體積計量。
權(quán)利要求
1.一種用于液體稀釋、吸移及分配的液體體積計量裝置，其特征在于采用雙y四通活塞將定量管1和2分別與吸移管23和進(jìn)液管25相連通，在定量管1(或2)中設(shè)有游動活塞3(或4)。
2.按照權(quán)利要求1所述的液體體積計量裝置，其特征在于所說的雙y四通活塞是由活塞芯21和活塞套22組成，活塞芯21和活塞套22之間為同軸研磨密配聯(lián)接。在活塞芯21上有兩個穿過軸線并相對對應(yīng)的y型通道;在活塞套22上有四個連接開口，其中有三個連接開口為軸上均布并可與活塞芯21上y型通道形成的開孔相對應(yīng)。另一開口在套的對面并可與活塞芯21上中間通道開孔相對應(yīng)。
3.根照權(quán)利要求1所述的液體體積計量裝置，其特征在于游動活塞3(或4)在定量管1(或2)中的沖程等于零點檔塞5(或6)到定量擋塞7(或8)的距離再減去游塞3(或4)長度的差，零點擋塞5(或6)是固定在定量管1(或2)上靠雙y四通活塞連接處，定量擋塞7(或8)固定在擋塞桿9(或10)的頂端。
4.按照權(quán)利要求3所述的液體體積計量裝置，其特征在于擋塞桿9(或10)的探出定量管1(或2)端與游標(biāo)桿17(或18)的一端固定在一起，在游標(biāo)桿、17(或18)的另一端上設(shè)有對應(yīng)標(biāo)尺分度的游標(biāo)15(或16)。定量擋塞7(或8)和游標(biāo)15(或16)同步移動。
5.按照權(quán)利要求1所述的液體體積計量裝置，其特征在于壓力源19通過氣管20與定量管1和2相連通，壓力源28由氣管30和32分別與吸移槍和液瓶26相連。
6.按照權(quán)利要求1所述液體體積計量裝置，其特征在于在吸移管23的中間應(yīng)安裝一個彈性球泡24。出口端安裝一個吸移槍。
全文摘要
本發(fā)明裝置是一種用于液體的稀釋、吸移及分配的體積計量儀器，它主要由定量管、雙Y四通活塞、液體體積標(biāo)定件、吸移槍及兩個壓力源組成。雙Y四通活塞的四個出口分別與兩個定量管、進(jìn)液管和吸移管相連接，在定量管中設(shè)有游動活塞。以壓力源為動力，通過旋轉(zhuǎn)雙Y四通活塞芯和開啟彈簧夾使定量管分別與進(jìn)液管或吸移管的連通，由壓力推動液體進(jìn)出定量管，以達(dá)到液體計量(稀釋、吸移及分配)的目的。
文檔編號G01F11/06GK1039302SQ8810530
公開日1990年1月31日 申請日期1988年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月11日
發(fā)明者馬德舉 申請人:馬德舉