专利名称：液体体积计量器的制作方法
技术领域：
本发明属于液体度量装置，是一种用于液体的稀释、吸移和分配的体积计量仪器。
在科学实验及化学分析等实践工作中，常常需要精密地计量液体体积。传统的液体计量器如量杯、滴定管、注射器、移液管等，因在实际操作中效率低、准确性差，难以满足液体快速精密稀释、吸移和分配的要求。为此，国内外一些厂家研制了多种单功能或双功能的液体计量仪器。单功能计量器如美国实验工业公司(LABINDUSTRIES)、上海求精玻璃仪器厂生产的可调定量加液器及丹阳大泊分析仪器厂生产的比例稀释器等，采用注射器与双自动活塞相联，目视对标定量，手推拉活塞为动力，拆洗换液困难，分配或稀释精度较低。又如丹阳大泊分析仪器厂生产的移液器，采用密配的活塞泵体带一组吸管，每个液样换用一个吸管，靠气体压力变化在吸管内吸液排液，由于气体易产生体积压缩差，使精度降低。双功能计量器如美国蔓劳斯坦公司(MANOSTAT)生产的稀释/分配器(Dilutor/Dispenser)采用大小两个注射器通过一个电磁阀相连，大注射器连接有单向塞的进液管，小注射器连接一定内径长度的吸液管，目视对标定量、电机驱动活塞，但其价格昂贵，精度也达不到化学常量分析的允差要求。从目前国内外同类产品来看，一般吸移和分配的精度允差为1～2%，稀释精度允差在2～5%之间，远达不到化学常量分析允差0.3%的要求。在功能上，也尚无一仪同时具有稀释、移液、分配三功能的装置。
本发明的目的就是设计一种拆洗方便、实用，即具有液体快速稀释、吸移及分配三种功能，又能达到化学常量分析允差精度要求的液体体积计量装置。
为此，本装置在设计上采用了以双y四通活塞将定量管分别与进液管和吸移管相连通，在定量管中设有游动活塞，用控制游动活塞在定量管内的冲程来标定定量管进入或排出的液体量，以压力源为动力推动游动活塞在定量管中的移动，以达到液体进出定量管的目的。
本发明装置主要由两个定量管、双y四通活塞、液体标定件、吸移枪、两个不同压力的压力源组成。其具体细节和实施方案结合附图加以说明附图是本发明装置的结构示意图。其中
图1是整个装置结构图;图2为双y四通活塞剖视图，其中a为纵剖图，b为横剖图，即a的A-A剖视图，C为a的B-B剖视图;图3为吸移枪的剖视图。
图中，1和2为定量管，3和4分别为设在定量管1和2中的游动活塞，5和6分别为定量管1和2顶端的零点档塞，7和8分别为在定量管1和2中控制游动活塞3和4的冲程的定量档塞，9和10分别为定量挡塞7和8的定位杆(挡塞杆)，11和12为定量管1和2另一端的密封套，13和14为定量管1和2的对应标尺，15和16为标定定量管1和2进出液量的游标，17和18为15和16的定位杆(游标杆)，19为能推动游动活塞3和4向零点挡塞5和6移动的压力源，20为压力源19通向定量管1和2的气管，21为双y四通活塞芯，22为双y四通活塞套，23为吸移管，24为球泡，25为进液管，26为盛放稀释剂(或待分配液)的液瓶，27为盛待稀释液(或待移液)的吸液瓶，28为推动液瓶26和吸液瓶27中液体进入定量管和吸移管的压力源，29为吸移枪的弹簧夹，30为吸移枪与压力源28的连接气管，31为吸移枪塞，32为压力源28与液瓶26的连接气管，33为液瓶塞，34为接液器。
本发明装置选用的定量管1和2，其内壁应分别与游动活塞3和4密配，即能使游动活塞3和4在定量管1和2内作轴向运动，又能隔离游动活塞两边的气液相互不相串。两个定量管1和2的大小可根据稀释、吸移及分配的工作范围及要求选定，即可选用相同规格尺寸的定量管，亦可选用不同容量的管。
为了控制游动活塞3(或4)在定量管1(或2)中的冲程，应在定量管1(或2)与双y四通活塞的连接处设有一个固定的零点挡塞5(或6)，在定量管1(或2)中安装一个可沿定量管1(或2)轴向移动的定量挡塞7(或8)，从而可限制游动活塞3(或4)只能在零点挡塞5(或6)和定量挡塞7(或8)之间移动，游塞3(或4)的冲程等于零点挡塞5(或6)到定量挡塞7(或8)的距离再减去游塞3(或4)的长度。定量挡塞7(或8)应安装在挡塞杆9(或10)的顶端，挡塞杆9(或10)的另一端应探出定量管1(或2)外并与游标杆17(或18)的一端固定在一起，(两杆不平行，同样可标定)，而在游标杆17(或18)上安装有游标15(或16)。由于将定量挡塞7(或8)、挡塞杆9(或10)、游标杆17(或18)、游标15(或16)连成一体，定量挡塞7(或8)和游标15(或16)同步移动。因此可通过调整游标15(或16)在标尺13(或14)上的对应刻度来确定定量挡塞7(或8)在定量管1(或2)中的位置，以达到标定进出定量管的液体体积。
在本装置上采用的双y四通活塞是由活塞芯21和活塞套22组成。活塞芯21和活塞套22之间为同轴研磨密配联接，活塞芯21可在活塞套22中沿芯轴作周向转动。在活塞芯21上有两个穿过轴线的y型通道，由于两个y型通道是相对对应于轴线的，因此在活塞芯21的周面上形成对应的两组轴向排列的开孔，每组开孔都是三个，其排列是等距离的。在活塞套22上有四个连接开口，其中三个开口是轴向排列并可以与活塞芯21上的两组开孔中的任一组相对应。另一个连接开口位于该组中间口的对面位置上。活塞套22上的四个连接口可以分别与两个定量管及进液管、吸移管连接，其中轴向排列的三个开口中的两头两个开口应与定量管1或2相连，中间开口及其相对的开口可分别与进液管和吸移管连接。从而可保证当旋转活塞芯21使定量管1通过一个y型通道与进液管25相连通时，定量管2就可通过另一个y型通道与吸移管23相连通;当活塞芯21再旋转一定角度(如180°)时，定量管1就通过y型通道与吸移管23相连通，定量管2通过y型通道与进液管25相连通。
本发明是采用压力作为动力来推动游动活塞3(或4)在定量管1(或2)中移动。压力源19是通过气管20与定量管1(或2)连通，气管20应连接在定量管1(或2)插挡塞杆9(或10)端，为了不使气体从定量管1(或2)上插入的挡塞杆9(或10)处漏出，应在定量管1(或2)的顶端安装有密封套11(或12)，该密封套11(或12)上顶中心有一个密封出口能保证挡塞杆9(或10)来回抽动而不漏压，气管20亦应连在密封套11(或12)上。压力源28通过气管30与吸移枪相连，通过气管32与液瓶26相通。工作时为保持压力源19和28的作用下游动活塞3(或4)在定量管1(或2)中来回移动的速度相等，应控制压力源28的静压力约为压力源19静压力的两倍。工作中，压力源19一般无压力损失，可选用压力球等具有恒定压力的压力源;而压力源28的压力损失较快，可选用大容量压力球、压力泵等。
本装置的吸移枪由吸移管23、弹簧夹29、气管30、吸移枪塞31组成。在吸移管23的中间亦应安装一个弹性球泡24。当吸移管23中充满液体时，摄弹性球泡24会使吸移管23中液体在管口排出少许，并吸入一段气体。当本装置用于液体分配时可将该弹性球泡以及其下的部分吸移管和吸移枪取下。
吸移管23的内径及长度应以定量管1和2中小容量的管的容量确定。为了使在工作时压入吸移管23的待稀释液或待移液不进入定量管，一般选择吸移管23的液体容量大于小容量定量管的额定最大容量。
本装置选用的定量管、双y四通活塞、游动活塞、零点挡塞、接口等可以采用石英玻璃、高分子工程塑料制造，也可用不易变型的硬质材料制成。
以下分别对本装置进行液体的稀释、吸移及分配的操作及工作原理加以说明一、液体的稀释调整定量管1和2的游标15和16在标尺13和14分别为V1毫升和V2毫升。使V2/V1＝n(n≥2)稀释倍数，开启双y四通活塞，使定量管1与吸移管23相通，吸移管23中应充满稀释剂，定量管2与进液管25相通。此时，在压力源19的作用下，游动活塞3被压到零点档塞5处，因P28＞P19，在压力源28的作用下，液瓶26中的稀释剂通过进液管25被压到定量管2中，游动活塞4移动到定量档塞8处，定量管2中进入V2毫升稀释剂。
将吸移枪插入待稀释液瓶27中并用枪塞31把瓶27的瓶口密封，开启吸移枪夹29使压力源28与瓶27相通，同上瓶27中的待稀释液被压入吸移管23中V1毫升、游动活塞3从零点挡塞5处移到定量挡塞7处。此时，关闭弹簧夹29，使压力源28与待稀释液瓶27不通，旋转活塞芯21大约90°处于中向态，使定量管1和2与吸移管23和进液管25各路皆不通。然后取出吸移枪置于接液器34，再将活塞芯21顺原旋转方向旋转约90°使定量管1与进液管25相通，定量管2与吸移管23相通。因此时吸移管23的管口对大气，而压力源19的压力大于1大气压，所以在压力源19的作用下游动活塞4从定量挡塞8处移向零点挡塞6处移动，并推动吸移管23中排出V2毫升液体到接液器34中。同时，由于P28＞P19，游塞3顶在定量塞5处不动。
然后将吸移枪置于废液器上，旋转活塞芯21回原处。定量管1排液并清管，定量管2进液。重复以上步骤，再次稀释。
二、液体的吸移调整游标15和16在标尺13和14上的读数分别为V1毫升和V2毫升，V2和V1分别是吸移管吸入和排出的待移液量，为了保证移液浓度不变，排出的V1ml，不包括前端扩散稀释部分，应使吸入的V2略大于排出的V1ml。
将活塞芯21旋转使定量管2与移液管23相通，吸移管充满液体，挤压球泡24，使吸移管23管口排出少量液体并在管口形成一小段气泡。将吸移枪插塞入吸液瓶27中，开启弹簧夹29，在P28的作用下待移液被压入吸移管23中，V2ml。吸移管中气泡在待移液与水之间起间隔作用，以下操作与稀释相同。当旋转活塞芯21使定量管1和2分别与进液管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，进液管25则输入V1毫升水。旋活塞芯21处于中间态。将吸移枪放入接液器34，再旋活塞芯21，使定量管1和2分别与吸移管23和进液管25相通，在P19的作用下，定量管1从吸移管23口中共排出V1毫升的待移液于接液器34中。定量管2内液体不动，然后再逆原旋转方向旋转活塞芯21于初始态，使定量管1通过25进液、定量管2排出吸移管23中残留待移液、气泡和部分水、清洗了吸移管23。以此完成了一次液体的吸移(移液)。重复以上操作，再次移液。
三、液体的分配方法(一)，设一大一小定量管，根据液体分配量的大小，选择其中一个定量管为工作管，定量为V毫升，另一定量管为非工作管，调整非工作管中的定量档塞使游动活塞固定在零点挡塞处，即游标定在标尺刻度为零处。调整活塞芯21，使工作管与进液管25连通，在P28作用下工作管进液。旋活塞芯21半周使工作管与吸移管23连通，此时在P19作用下，在吸移管23口排出V毫升分配液。再旋转活塞芯21半周，工作管又进液。这样活塞芯21每往返旋转一个周期(2个半周)完成一次液体的等量分配。
方法(二)，要求两定量管为相同或者相近管，两个管都为工作管，将两定量管的游标都定在V毫升处，使两个定量管的进出液量相同。转活塞芯21，当定量管1与进液管25连通，定量管2与吸移管23连通时，定量管1进液，定量管2排液。旋转活塞芯21。半周时，则定量管1排液，定量管2进液。再旋转活塞芯21半周，定量管1又进液，定量管2排液，这样活塞芯每往返旋转一个周期，完成两次液体的等量分配。
本发明装置解决了液体的稀释、吸移，分配三种功能间的设计上的矛盾，使一装置同具有三种功能。在适当选择两定量管的比例规格的前提下，能满足2～100倍范围的精密稀释，0.5～50ml范围精密移液。0.5～100ml范围内精密分配的需要。表1为本装置选用的几种规格比例的定量管的对比表，但不只限于表中规格的定量管的需要。本装置计量精度达到化学常量分析的精度要求，结构简单，维修方便，可广泛应用于化学分析、生化、医药等领域的液体体积计量。
权利要求
1.一种用于液体稀释、吸移及分配的液体体积计量装置，其特征在于采用双y四通活塞将定量管1和2分别与吸移管23和进液管25相连通，在定量管1(或2)中设有游动活塞3(或4)。
2.按照权利要求1所述的液体体积计量装置，其特征在于所说的双y四通活塞是由活塞芯21和活塞套22组成，活塞芯21和活塞套22之间为同轴研磨密配联接。在活塞芯21上有两个穿过轴线并相对对应的y型通道;在活塞套22上有四个连接开口，其中有三个连接开口为轴上均布并可与活塞芯21上y型通道形成的开孔相对应。另一开口在套的对面并可与活塞芯21上中间通道开孔相对应。
3.根照权利要求1所述的液体体积计量装置，其特征在于游动活塞3(或4)在定量管1(或2)中的冲程等于零点档塞5(或6)到定量挡塞7(或8)的距离再减去游塞3(或4)长度的差，零点挡塞5(或6)是固定在定量管1(或2)上靠双y四通活塞连接处，定量挡塞7(或8)固定在挡塞杆9(或10)的顶端。
4.按照权利要求3所述的液体体积计量装置，其特征在于挡塞杆9(或10)的探出定量管1(或2)端与游标杆17(或18)的一端固定在一起，在游标杆、17(或18)的另一端上设有对应标尺分度的游标15(或16)。定量挡塞7(或8)和游标15(或16)同步移动。
5.按照权利要求1所述的液体体积计量装置，其特征在于压力源19通过气管20与定量管1和2相连通，压力源28由气管30和32分别与吸移枪和液瓶26相连。
6.按照权利要求1所述液体体积计量装置，其特征在于在吸移管23的中间应安装一个弹性球泡24。出口端安装一个吸移枪。
全文摘要
本发明装置是一种用于液体的稀释、吸移及分配的体积计量仪器，它主要由定量管、双Y四通活塞、液体体积标定件、吸移枪及两个压力源组成。双Y四通活塞的四个出口分别与两个定量管、进液管和吸移管相连接，在定量管中设有游动活塞。以压力源为动力，通过旋转双Y四通活塞芯和开启弹簧夹使定量管分别与进液管或吸移管的连通，由压力推动液体进出定量管，以达到液体计量(稀释、吸移及分配)的目的。
文档编号G01F11/06GK1039302SQ8810530
公开日1990年1月31日 申请日期1988年7月11日 优先权日1988年7月11日
发明者马德举 申请人:马德举