一种气体吹扫样品用纯化针和执行系统

1.本实用新型涉及化学分析技术领域，特别是涉及一种气体吹扫样品用纯化针和执行系统。


背景技术：

2.传统的氮气吹扫纯化样品通常采用以下两种方式：第一种采用双针进行吹扫，具体的，如图1a所示，在样品瓶口的密封垫上插入长短不同的两根细针，然后将样品瓶倒置，一根短针伸入样品溶液内，吹入氮气，另外一根长针伸出样品溶液，排出样品瓶内杂质气体；第二种采用复合套针进行吹扫，具体的，如图1b所示，复合套针包括一根粗针和嵌套在所述粗针内部的细针，所述粗针和细针的针头通过焊接或粘接密封固定在一起，粗针的侧壁上开设侧孔，使用时，将所述复合套针插入到样品瓶口的密封垫上，针头伸入到样品瓶内的液面下方，侧孔位于液面上方，向细针内吹入氮气，尾气通过侧孔排出。
3.第一种采用双针进行吹扫，双针的设置会增加针孔，加速密封垫的破损，影响其密封性，另外还需倒置样品瓶，会使样品溶液与橡胶垫接触，增加污染样品的可能性，除此之外双针吹气的方式无法使用多样品同时自动控制操作，增加了实验操作的复杂程度和难度，增加了操作时间，一致性差；第二种采用复合套针进行吹扫，复合针吹气方式会导致针孔过大，加速密封垫的破损，影响密封性，除此之外复合针造价昂贵，成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的样品吹扫纯化用针容易损坏密封垫的问题，而提供一种气体吹扫样品用纯化针。
5.本实用新型的另一个目的是提供一种基于所述纯化针的执行系统。
6.为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
7.一种气体吹扫样品用纯化针，包括针体，所述针体的顶部设有供吹扫气体进入的进口，底部的针尖上设有供吹扫气体流出的出口，所述针体的中心开设通长贯穿的空腔，所述进口和出口分别位于所述空腔的两端，所述针体的侧壁上设有至少一个供尾气流出的凹陷的气槽，所述气槽在针体长度方向的长度大于样品瓶上密封垫的长度。
8.在上述技术方案中，所述气槽为方槽或者圆槽，所述气槽的深度小于所述侧壁的厚度。
9.在上述技术方案中，所述气槽设有n个，n个所述的气槽以所述针体的轴心为对称轴对称排布,n为大于等于2的自然数。
10.在上述技术方案中，所述气槽的长度为密封垫厚度的2至5倍。
11.本实用新型的另一方面，一种气体吹扫样品纯化执行系统，包括定位框架、驱动装置、样品支架、以及气针分流模块，其中：
12.所述定位框架包括从下到上依次设置的下定位板、针引导板和上定位板，所述气针分流模块位于所述上定位板和所述针引导板之间，所述气针分流模块的底部固定有呈矩
阵排布的所述的纯化针；
13.所述针引导板上设有呈矩阵排布的引导孔，所述纯化针的底部穿过对应的引导孔，所述样品支架放置在所述下定位板上，所述气针分流模块受所述驱动装置的驱动，带动所述纯化针上下移动以插入样品支架上样品瓶内或从样品瓶内脱出。
14.在上述技术方案中，所述气针分流模块上设有进气模块，所述进气模块上设有一个吹扫气体入口，所述进气模块上连接有n路气路，每一个气路上设有一个流量计，每一个气路与所述气针分流模块内的分流气路相连接，每一个所述分流气路上连接m个出气口，所述纯化针通过气体接头一一对应固定在所述气针分流模块底部的所述出气口上。
15.在上述技术方案中，所述样品支架的顶板上设有呈矩阵排布的上定位孔、中板上均设有呈矩阵排布的下定位孔、底板上设有呈矩阵排布的定位凹槽，所述上定位孔、下定位孔和所述定位凹槽一一上下对应设置，每一组上下对应设置的上定位孔、下定位孔和所述定位凹槽构成一个固定位以固定一个样品瓶。
16.在上述技术方案中，所述下定位板上设有固定槽以固定所述样品支架，所述样品支架放置在所述下定位板和所述针引导板之间，所述引导孔和所述固定位一一对应设置；
17.所述固定槽包括背板以及相对设置的两个侧板，所述侧板和所述背板连接形成“п”字形结构，从所述固定槽开口的位置抽拉所述样品支架。
18.在上述技术方案中，所述驱动装置包括气缸，所述气缸的缸体固定在所述上定位板上，所述气缸的活塞穿过所述上定位板后端部固定在所述气针分流模块的顶部。
19.在上述技术方案中，所述上定位板通过四个竖直设置的导向杆固定所述针引导板的上方，所述气针分流模块的四个边角分别穿过一个所述导向杆；
20.所述针引导板通过四个固定设置的立柱固定在所述下定位板的正上方。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.1.本实用新型的纯化针气体置换回路简洁，可有效实现用氮气或其它纯化气体吹扫纯化样品的目的；
23.2.本实用新型的纯化针相比多针和复合针，减少了针孔数量和大小，减少样品瓶密封垫的破损以保证密封性；
24.3.本实用新型的纯化针使用过程中无需倒置样品瓶，避免了样品溶液和密封垫(一般密封垫使用橡胶材质)的接触，减少了样品污染的可能性；
25.4.本实用新型相比复合针大大降低了制作成本，便于市场化推广应用；
26.5.由于本实用新型的纯化针的外壁气槽长度和位置合适，拔针过程中可以有效保持密封性，防止拔针过程环境气体对样品的侵污。
27.6.利用本实用新型的执行系统，可提高样品处理的一致性，可自动完成批量样品的吹扫纯化，省时省力。
附图说明
28.图1a是背景技术中双针吹扫的示意图，图1b是背景技术中复合套针吹扫的示意图。
29.图2是纯化针装配于样品瓶上的结构示意图。
30.图3a是纯化针的气槽为方槽的截面示意图，图3b是纯化针的气槽为圆槽的截面示
意图。
31.图4是气体吹扫样品纯化执行系统的结构示意图(未放置样品瓶，仰视)。
32.图5是气体吹扫样品纯化执行系统的结构示意图(未放置样品瓶，俯视)。
33.图6是气体吹扫样品纯化执行系统的结构示意图(放置样品瓶，纯化针未扎入样品瓶)。
34.图7是气体吹扫样品纯化执行系统的结构示意图(放置样品瓶，纯化针扎入样品瓶))。
35.图8a是吹扫样品时位置尺寸图，图8b是拔针时位置尺寸图。
36.图中：1-针体，2-进口，3-出口，4-空腔，5-气槽，6-密封垫，7-样品瓶，8-驱动装置，9-样品支架，10-气针分流模块，11-下定位板，12-针引导板，13-上定位板，14-引导孔，15-进气模块，16-吹扫气体入口，17-流量计，18-出气口，19-气体接头，20-上定位孔，21-下定位孔，22-定位凹槽，23-固定槽，24-背板，25-侧板，26-气缸，27-导向杆，28-立柱，29-密封板。
具体实施方式
37.以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
38.实施例1
39.一种气体吹扫样品用纯化针，包括针体1，所述针体1的顶部设有供吹扫气体进入的进口2，底部的针尖上设有供吹扫气体流出的出口3，所述吹扫气体可采用氮气或者其他纯化气体，所述针体1的中心开设通长贯穿的空腔4，所述进口2和出口3分别位于所述空腔4的两端，吹扫气体通过所述的进口2进入到所述空腔4内，并通过所述出口3排出，构成进气通路，所述针体1的侧壁上设有至少一个供尾气流出的凹陷的气槽5。使用时将一根或多根所述的纯化针插在样品瓶7顶部的密封垫6上，所述针体1的针尖进入到液面下方，所述气槽5的底部伸入密封垫6下方，顶部伸出密封垫6上方。
40.所述气槽5的深度小于所述侧壁的厚度，所述气槽5在针体1长度方向的长度大于样品瓶7上密封垫6的厚度，所述气槽5构成穿过样品瓶7密封垫6的放气通路，样品瓶7内的尾气从气槽5的底部进入气槽5，尾气从气槽5的顶部排出所述瓶体，所述空腔4用于进气，所述气槽5用于排气，两者形成气体置换回路。置换完成后，依次提起每一根所述纯化针，使得气槽5均脱离所述的密封垫6位于所述样品瓶7外侧，实现样品瓶7内外气体隔绝密封，当所述纯化针整体拔出时，所述密封垫6恢复密封状态。
41.所述气槽5的长度为密封垫6的厚度的2至5倍，可确保吹气过程中样品瓶7内含杂质的混合气体可通过放气通路排出。
42.当所述气槽5设有多个时，多个所述的气槽5以所述针体1的轴心为对称轴对称排布。所述气槽5个数的设置，由需要排气的速率决定，当排气速率较大时，可选用多开槽的样品纯化针，当排气速率较小时，可选用单开槽的样品纯化针，所述气槽5对应外周的弧度为20-40
°
，如图3a所示，所述气槽5对应外周的弧度为25
°
，如图3b所示，三个气槽5对应外周的弧度均相同，具体为25
°
。
43.所述气槽5为方槽或者圆槽：
44.如图3a所示，当所述气槽5为方槽时，可采用切割成槽的方式，所述针体1中心的空腔4的截面为圆形，所述气槽5的槽深小于所述侧壁的厚度，防止所述进气通路与所述放气通路直接连通。
45.如图3b所示，当所述气槽5为圆槽时，可采用挤压成槽的方式加工所述气槽5，针体1中心的空腔4的截面与所述针体1侧壁的截面形状相同。
46.所述气槽5位于所述针体1的中上部，具体为扎针吹氮气(或其他纯化气体)过程中，所述气槽5穿过样品瓶7密封垫6。
47.实施例2
48.如图8a-8b，将4ml目标样品保存在12ml的样品瓶7内，样品瓶7高度100mm，瓶身高度78.1mm，密封垫6厚度为11mm。
49.本实施例的纯化针的外径0.6mm，内径0.3mm，长度120mm，纯化针的材质为不锈钢，纯化针的外壁上开设三个平行设置的气槽5，所述气槽5为圆槽，三个气槽5的设置可保证排气速率，圆槽宽0.1mm，长50mm，气槽5位置为顶端距离针顶端30mm处，开槽处横截面如图3b所示。
50.实施例3
51.一种气体吹扫样品纯化执行系统，包括定位框架、驱动装置8、样品支架9、以及气针分流模块10，其中：
52.所述定位框架包括从下到上依次设置的下定位板11、针引导板12以及上定位板13，所述气针分流模块10位于所述上定位板13和所述针引导板12之间，所述气针分流模块10的底部固定有呈矩阵排布的如实施例1所述的纯化针，吹扫气体经过所述气针分流模块10的分流后分别进入到每根纯化针内；
53.所述针引导板12上设有呈矩阵排布的引导孔14，所述纯化针的底部穿过对应的引导孔14，针引导板12主要作用是防止扎针拔针过程中针晃动导致漏气污染；
54.所述样品支架9放置在所述下定位板11上，带有密封垫6的样品瓶7分别放置在样品支架9上，所述气针分流模块10受所述驱动装置8的驱动，带动所述纯化针上下移动以插入样品瓶7内或从样品瓶7内脱出，纯化针插入所述样品瓶7时，气槽5穿过密封垫6，并且气槽5的底部位于所述样品瓶7内，顶部位于所述样品瓶7外。
55.所述气针分流模块10上设有进气模块15，吹扫气体通过进气模块15第一次分流后，进入到气针分流模块10内，再通过气针分流模块10的第二次分流进入到每一个纯化针内，所述进气模块15上设有一个吹扫气体入口16，本实施例中，将氮气瓶接入进气模块15的吹扫气体入口16，接口密封，打开氮气瓶，氮气通过进气模块15分成8路，经流量计17控制流量后进入气针分流模块10，再经过气针分流模块10分6路进入每一根纯化针。
56.所述进气模块15上连接有n路气路，每一个气路上设有一个流量计17，每一个气路与所述气针分流模块10内的一个分流气路相连接，所述气针分流模块10由密封板29密封，每一个所述分流气路上连接m个出气口18，所述纯化针通过气体接头19一一对应固定在所述出气口18上，本实施例中采用48根纯化针，将48根纯化针以6*8矩阵，通过气针接头固定在气针分流模块10底部的出气口18上，接头处密封，如图6所示，n＝8，m＝6，所述进气模块15上连接有8路气路，所述气针分流模块10内设有8路分流气路，所述气针分流模块10上设有8列纯化针，每一个分流支路给一列纯化针供气，每一列上设置6个纯化针。
57.所述样品支架9的顶板上设有呈矩阵排布的上定位孔20、中板上均设有呈矩阵排布的下定位孔21、底板上设有呈矩阵排布的定位凹槽22，所述上定位孔20、下定位孔21和所述定位凹槽22一一上下对应设置，每一组上下对应设置的上定位孔20、下定位孔21和所述定位凹槽22构成一个固定位以固定一个样品瓶7。本实施例中的样品支架9上设有48个固定位，将48个样品瓶7以6*8矩阵放入样品支架9上。
58.所述下定位板11上设有固定槽23以固定所述样品支架9，所述样品支架9放置在所述下定位板11和所述针引导板12之间，所述引导孔14和所述固定位一一对应设置，每一个所述纯化针在引导孔14的限位作用下扎入样品瓶7或从样品瓶7内脱出。
59.所述固定槽23包括背板24以及相对设置的两个侧板25，所述侧板25和所述背板24连接形成“п”字形结构，从所述固定槽23开口的位置抽拉所述样品支架9。
60.所述驱动装置8包括气缸26，所述气缸26的缸体26-1固定在所述上定位板13上，所述气缸26的活塞杆26-2穿过所述上定位板13后端部固定在所述气针分流模块10的顶部，活塞杆26-2伸出时，带动气针分流模块10向下移动，所述纯化针穿过引导孔14后扎入样品瓶7，活塞杆26-2回退时，带动气针分流模块10向上移动，所述纯化针从样品瓶7内脱出。
61.上定位板13通过四个竖直设置的导向杆27固定在所述针引导板12的上方，所述气针分流模块10的四个边角分别穿过一个所述导向杆27，气针分流模块10向下移动，移动方向由导向杆27固定，使得气针分流模块10在气缸26的驱动下，可以直上直下，避免出现偏斜。所述针引导板12通过四个固定设置的立柱28固定在所述下定位板11的正上方。
62.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。