專利名稱：液體體積計(jì)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(jì)量儀器。
在科學(xué)實(shí)驗(yàn)及化學(xué)分析等實(shí)踐工作中，常常需要精密地計(jì)量液體體積。傳統(tǒng)的液體計(jì)量器如量杯、滴定管、注射器、移液管等，因在實(shí)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(jì)量儀器。單功能計(jì)量器如美國實(shí)驗(yàn)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(dòng)活塞相聯(lián)，目視對(duì)標(biāo)定量，手推拉活塞為動(dòng)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(gè)液樣換用一個(gè)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(jì)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(gè)注射器通過一個(gè)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(duì)標(biāo)定量、電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞，但其價(jià)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(shí)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(jì)一種拆洗方便、實(shí)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(jì)量裝置。
為此，本裝置在設(shè)計(jì)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(dòng)活塞，用控制游動(dòng)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(dòng)力推動(dòng)游動(dòng)活塞在定量管中的移動(dòng)，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(gè)定量管、雙y四通活塞、液體標(biāo)定件、吸移槍、兩個(gè)不同壓力的壓力源組成。其具體細(xì)節(jié)和實(shí)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(gè)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(dòng)活塞，5和6分別為定量管1和2頂端的零點(diǎn)檔塞，7和8分別為在定量管1和2中控制游動(dòng)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(duì)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(dòng)游動(dòng)活塞3和4向零點(diǎn)擋塞5和6移動(dòng)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(dòng)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(dòng)活塞3和4密配，即能使游動(dòng)活塞3和4在定量管1和2內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)，又能隔離游動(dòng)活塞兩邊的氣液相互不相串。兩個(gè)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(dòng)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(gè)固定的零點(diǎn)擋塞5(或6)，在定量管1(或2)中安裝一個(gè)可沿定量管1(或2)軸向移動(dòng)的定量擋塞7(或8)，從而可限制游動(dòng)活塞3(或4)只能在零點(diǎn)擋塞5(或6)和定量擋塞7(或8)之間移動(dòng)，游塞3(或4)的沖程等于零點(diǎn)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(dòng)。因此可通過調(diào)整游標(biāo)15(或16)在標(biāo)尺13(或14)上的對(duì)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。活塞芯21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(dòng)。在活塞芯21上有兩個(gè)穿過軸線的y型通道，由于兩個(gè)y型通道是相對(duì)對(duì)應(yīng)于軸線的，因此在活塞芯21的周面上形成對(duì)應(yīng)的兩組軸向排列的開孔，每組開孔都是三個(gè)，其排列是等距離的。在活塞套22上有四個(gè)連接開口，其中三個(gè)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(duì)應(yīng)。另一個(gè)連接開口位于該組中間口的對(duì)面位置上。活塞套22上的四個(gè)連接口可以分別與兩個(gè)定量管及進(jìn)液管、吸移管連接，其中軸向排列的三個(gè)開口中的兩頭兩個(gè)開口應(yīng)與定量管1或2相連，中間開口及其相對(duì)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(gè)y型通道與進(jìn)液管25相連通時(shí)，定量管2就可通過另一個(gè)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(shí)，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(dòng)力來推動(dòng)游動(dòng)活塞3(或4)在定量管1(或2)中移動(dòng)。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(gè)密封出口能保證擋塞桿9(或10)來回抽動(dòng)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(shí)為保持壓力源19和28的作用下游動(dòng)活塞3(或4)在定量管1(或2)中來回移動(dòng)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(gè)彈性球泡24。當(dāng)吸移管23中充滿液體時(shí)，攝彈性球泡24會(huì)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(shí)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(shí)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(dòng)活塞、零點(diǎn)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(duì)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(shí)，在壓力源19的作用下，游動(dòng)活塞3被壓到零點(diǎn)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(dòng)活塞4移動(dòng)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(dòng)活塞3從零點(diǎn)擋塞5處移到定量擋塞7處。此時(shí)，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(shí)吸移管23的管口對(duì)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(dòng)活塞4從定量擋塞8處移向零點(diǎn)擋塞6處移動(dòng)，并推動(dòng)吸移管23中排出V2毫升液體到接液器34中。同時(shí)，由于P28＞P19，游塞3頂在定量塞5處不動(dòng)。
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(dòng)，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(gè)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(dòng)活塞固定在零點(diǎn)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(shí)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(gè)周期(2個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)，定量管1進(jìn)液，定量管2排液。旋轉(zhuǎn)活塞芯21。半周時(shí)，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(gè)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(jì)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(duì)比表，但不只限于表中規(guī)格的定量管的需要。本裝置計(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)活塞3(或4)。
2.按照權(quán)利要求1所述的液體體積計(jì)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(gè)穿過軸線并相對(duì)對(duì)應(yīng)的y型通道;在活塞套22上有四個(gè)連接開口，其中有三個(gè)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(duì)應(yīng)。另一開口在套的對(duì)面并可與活塞芯21上中間通道開孔相對(duì)應(yīng)。
3.根照權(quán)利要求1所述的液體體積計(jì)量裝置，其特征在于游動(dòng)活塞3(或4)在定量管1(或2)中的沖程等于零點(diǎn)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(diǎn)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(jì)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(duì)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(dòng)。
5.按照權(quán)利要求1所述的液體體積計(jì)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(jì)量裝置，其特征在于在吸移管23的中間應(yīng)安裝一個(gè)彈性球泡24。出口端安裝一個(gè)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(jì)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(gè)壓力源組成。雙Y四通活塞的四個(gè)出口分別與兩個(gè)定量管、進(jìn)液管和吸移管相連接，在定量管中設(shè)有游動(dòng)活塞。以壓力源為動(dòng)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(dòng)液體進(jìn)出定量管，以達(dá)到液體計(jì)量(稀釋、吸移及分配)的目的。
文檔編號(hào)G01F11/06GK1039302SQ8810530
公開日1990年1月31日 申請(qǐng)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(qǐng)人:馬德舉