[发明专利]一种液体原料精确微量进样装置及进样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型流化床反应分析仪液体原料进样装置及进样方法，适合于微型流化床反应分析仪液体原料的微量瞬时进样。

背景技术

液相原料的裂解反应广泛应用于各种物质转化过程，其反应动力学参数的求算及反应机理的研究是化工、能源、环境、冶金、材料等领域研究开发工作的基础。

微型流化床反应分析仪可以实现任意温度下原料的瞬时进样、裂解，并通过后续在线质谱对关键气体组分进行定性定量分析，根据气体浓度变化求算反应动力学参数及其反应机理，突破了传统动力学研究设备原理与结构的限制。

微型流化床反应分析仪的液相原料进样装置必须满足快速、微量精确进给，目前还未有相关进样装置及进样方法。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种液体原料精确微量进样装置及进样方法，其能满足快速、微量精确进给。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种液体原料精确微量进样装置，包括往复运动机构、注射进样机构和进样量控制机构，往复运动机构推动注射进样机构沿轨道槽直线运动，往复运动机构和注射进样机构通过一弹簧相连；进样量控制机构设置于沿注射进样机构前进方向的轨道槽一端外部，进样量控制机构能调节注射进样机构定量直线位移距离；

所述往复运动机构为一曲柄滑块机构，其中滑块位于轨道槽中，且滑块在轨道槽中能够定向往复直线运动，滑块一端通过连杆和曲柄安装于支座上，曲柄通过步进电机驱动，步进电机由单片机控制，使步进电机每次快速转动一圈。

所述滑块的俯视投影成十字型，十字型的一端与连杆通过销轴连接，相对的另一端与注射进样机构的注射器推杆相对应。

与注射进样机构的注射器推杆相对应的滑块端部下方与弹簧一端相连。

所述滑块底部设有滚轮。

所述注射进样机构包括一个能沿轨道槽往复直线运动的块体，该块体上固定有一个与滑块相对应的注射器，且该块体一侧面通过弹簧与滑块相连。

所述块体为方形空心体，其底部相对的两侧设有向外突出部分，该突出部分卡在轨道槽中相对两侧边的导槽中，且能沿导槽往复直线移动。

所述进样量控制机构与轨道槽之间有间隙，进样量控制机构包括一挡板，挡板上设置有至少一个与所述滑块相对应的调节螺钉。

所述进样量控制机构、轨道槽和往复运动机构均固定安装于可调基础台上，所述可调节基础台的上台面包括一水平部分和与水平部分相连的向下倾斜部分，所述往复运动机构的支座固定于水平部分上，往复运动机构的滑块、轨道槽和进样量控制机构均设置于向下倾斜部分上。

一种利用液体原料精确微量进样装置的进样方法，过程包括：

1）安装调节好进样装置，注射器中充填液体原料，且使注射器前端的进样针与微型流化床反应分析仪中的石英反应器的进液口相对应；

2）首次原料进样：开启步进电机，由单片机控制步进电机转动，电机带动曲柄滑块机构运动，曲柄滑块机构推动注射进样机构初始前进时，由于弹簧具有弹力，使得弹簧处于未完全压缩状态，且滑块与注射进样机构之间未直接相互接触，即两者之间有间距，仅依靠滑块推动弹簧前行，同时推动注射进样机构的块体沿轨道槽向前移动，滑块没有推动注射器，未发生进样行为；当注射进样机构的块体前行顶到进样量控制机构的调节螺钉时，曲柄滑块机构尚未达到其最大行程，因此弹簧被压缩，使得滑块与注射进样机构的注射器推杆发生直接接触，并推动注射器推杆直线前移，使曲柄滑块机构达到最大行程，完成预定液体进样量，注射器中还有剩余液体原料；随着曲柄滑块机构中曲柄的继续转动，注射进样机构在弹簧的拉力下向后移动，完成注射进样机构的一次快速、精确注样；

3）再次进样量控制：完成步骤2）的首次原料进样后，注射器及进样针中仍然剩余有液体原料，由于调节螺钉的螺距已知，因此可以根据螺距与旋转螺钉的圈数相乘得到注射器推杆的进给距离，确定注射器中液体原料的进料量，从而通过调节螺钉转动的圈数来达到精确微量控制进样量的目的；

4）多次重复步骤2）的螺钉调节，只要保证注射器中液体原料量足够和调节螺钉的距离足够长，就能够实现多次不同进样量的精确微量控制。

一种利用液体原料精确微量进样装置的进样方法，结构包括：

本发明主要由往复运动机构、注射进样机构以及进样量控制及基础台架四部分组成，其中往复运动机构通过步进电机控制注射进样机构的往复运动，注射进样机构用于完成液体原料的注射进样，进样量控制部分通过调节螺钉来精确控制进样量。