一種帶有防塵塞的油樣色譜分析定量進樣裝置的製作方法
2023-05-23 13:35:34
本發明涉及一種帶有防塵塞的油樣色譜分析定量進樣裝置。
背景技術：
電力變壓器在日常運行過程中，絕緣油受強電場、電磁環境以及各種外部環境作用會產生溶解於絕緣油中的氣體，絕緣油色譜分析法是一種對充油設備進行狀態評估的診斷技術。它對電氣設備提供有效的絕緣監督，確保電氣設備的安全穩定運行。具體是用氣相色譜法測定絕緣油中溶解氣體的組分含量，測量結果供供電企業判斷運行中的充油電力設備是否存在潛伏性的過熱、放電等故障，以保障電網安全有效運行，這也是充油電氣設備製造廠家對其設備進行出廠檢驗的必要手段。
目前使用的注射器其構造是普通的醫用玻璃注射器。試驗中需要將樣品打入色譜儀的氣化室,氣化並經分離後,再進行色譜分析。進樣時速度要求要快，如果注射速度慢時會使樣品的汽化過程變長，導致樣品進入色譜柱的初始譜帶變寬，影響分析；另外，現有的手動進樣，手指容易傳熱到針筒，影響了樣品溫度，進而影響分析結果；同時色譜儀的進樣口存在一定的壓力，大約0.2Mpa左右，很容易將注射器活塞頂出，致使試驗操作失敗，無法按照要求精確定量,嚴重情況如果操作人員不小心可能會導致高壓氣體推動注射器活塞，活塞衝出砸傷人，造成人身傷害。
所以現在急需一種進樣安全方便、進樣準確的進樣裝置，以避免樣品浪費，提高試驗數據的準確性和進樣效率。
中國專利授權公開號CN104614473A公開了一種絕緣油色譜分析進樣裝置，本發明由注射器、固定夾件、定量卡件、防滑圈構成。此發明僅能解決手動的定量取樣和防止進樣時注射器活塞被頂出的問題,不能解決自動進樣,及進樣完後的自動退出問題,同時使用時間長後定量卡杆鬆動,取樣體積產生誤差,造成測量結果不準確。
中國專利授權公開號CN101639420A公開了一種液體或流體的定量取樣裝置,包括安裝架、注射器、取樣閥和位移控制機構，其中，注射器固定在安裝架上，位移控制機構作用於注射器的活塞上而控制活塞的移動。此發明能夠自動取樣和進樣，但是不能方便的與儀器相固定，並且只能推動活塞，不能將注射器與色譜儀等儀器自動插入或拔出，智能化程度低。
技術實現要素：
本發明針對背景技術要解決的技術問題，提供一種帶有防塵塞的油樣色譜分析定量進樣裝置，安全方便，進樣準確，有效解決樣品浪費，實驗數據偏差及效率低的問題，同時還可應用於油樣的取樣，適用面廣，易於推廣。
本發明解決其上述問題所採用的技術方案是：包括橫截面為匚形的包含頂板、側板和底座的支架，所述側板內側面設置有縱向T形的滑槽和縱向齒條，所述底座呈Y型結構，在所述底座上設置有吸附裝置，在頂板和底座之間縱向設置有圓柱形非導磁材料構成的支撐杆。
所述支撐杆上滑動套設有活動塊和中空的下壓絲槓，在所述活動塊面向側板的一側設置有與所述滑槽匹配的滑塊，所述活動塊可在滑塊的引導下在滑槽中縱向滑動，所述活動塊上設置有縱向傳動裝置，所述縱向傳動裝置包括縱向設置的縱向電機，所述縱向電機輸出軸上安裝有縱向渦輪齒輪，一縱向齒輪固定安裝在活動塊上，所述縱向齒輪分別與縱向渦輪齒輪和縱向齒條相嚙合配合，推動活動塊在支撐杆上縱向移動，所述活動塊上設置有安裝座，所述安裝座上開有縱向貫通的U型開口，U型開口內設置有U型的安裝腔，注射器的支耳卡設在所述U型開口的安裝腔內，所述活動塊上設置有夾持裝置，所述夾持裝置設置在安裝座的下方，當注射器支耳卡設在安裝腔後，夾持裝置用於將注射器的筒身夾持固定，所述活動塊上設置有接近開關，所述接近開關位於安裝座和夾持裝置之間，所述接近開關的工作面方向與U型開口的開口方向相同，並指向U型開口的中心軸線，所述活動塊上側設置有下壓電機，所述下壓電機輸出軸上設置有下壓渦輪齒輪。
所述下壓絲槓位於活動塊的上側並與活動塊轉動連接，所述下壓絲槓上成型有絲槓齒輪，所述絲槓齒輪與下壓渦輪齒輪相嚙合配合，所述活動塊上側設置有與下壓絲槓平行的導向軸，所述導向軸兩端設置有可調節的上限位開關和下限位開關，所述下壓絲槓和導向軸的末端設置有端板，所述端板和下壓絲槓轉動連接，所述端板和導向軸固定連接，所述端板的上側面設置有端板開關，所述端板開關的觸發部件可與頂板相觸碰，在下壓絲槓和導向軸上滑動設置有下壓滑塊，所述下壓滑塊在上限位開關和下限位開關之間運動，所述下壓滑塊與下壓絲槓螺紋滾動連接，所述下壓滑塊與導向軸緊密滑動連接，在所述下壓滑塊上設置有橫向的壓杆，所述壓杆上設置有控制器，所述壓杆面向夾持裝置一側設置有微動開關，所述微動開關的觸發部件、U型開口的中心軸線和夾持爪的夾持面中心軸線在縱向方向重合，在所述支撐杆上還設置有可以縱向調節的下壓開關，所述下壓開關處於所述活動塊和底座之間，所述下壓開關的觸發部件可與活動塊相觸碰,當下壓開關被活動塊觸發時，卡設在安裝腔內的注射器的針頭插入色譜儀的進樣口中。
所述支撐杆上在下壓開關的下方設置有導槽,所述導槽呈螺旋狀四分之一圈設置,在所述支撐杆上固定有極性方向相反的上磁鐵環和下磁鐵環，在所述支撐杆上套設有可上下滑動的防塵電磁線圈，所述防塵電磁線圈固定在橫截面為工字形的內鐵芯外側，所述內鐵芯滑動套設在上磁鐵環和下磁鐵環之間的支撐杆上，所述防塵電磁線圈為雙向電磁線圈,在防塵電磁線圈上設置有支撐臂,支撐臂面向底座一側設置有圓錐柱狀的防塵塞,內鐵芯的內面上設置有卡設在導槽中的導塊,所述內鐵芯在上下運動過程中,導塊沿導槽滑動,所述導塊在導槽下端位置時，所述防塵塞的中心軸線與U型開口中心軸線重合，防塵塞的下側與色譜儀的進樣口相貼合,內鐵芯下側面與下磁鐵環相磁吸貼合，所述導塊在導槽上端位置時，所述防塵塞在水平面方向轉動90度，內鐵芯上側面與上磁鐵環相磁吸貼合，
所述接近開關、下壓電機、微動開關、上限位開關、下限位開關、端板開關、縱向電機、下壓開關和防塵電磁線圈分別與控制器電性連接。
優選的，所述吸附裝置為設置在底座內的帶銜鐵的底座電磁線圈，所述底座電磁線圈與控制器電性連接。
優選的，所述吸附裝置為設置在底座下側的一組或多組真空吸盤。
優選的，所述夾持裝置包括設置在活動塊上的固定座，所述固定座上設置有水平的以U型開口中心軸線為中心對稱軸的燕尾槽，在所述燕尾槽中滑動設置有對稱的夾持爪，所述固定座一側設置有夾持電機，所述夾持電機輸出軸上設置有穿過固定座的夾持絲槓，所述夾持絲槓上螺紋滾動連接有夾持滑塊，在所述夾持滑塊和夾持爪之間設置有連接杆，每側所述連接杆設置有相平行的兩組，夾持爪的夾持面內設置有橡膠層，並在至少其中一個所述夾持爪的夾持面內側設置有壓力傳感器，所述夾持電機和壓力傳感器分別與控制器電性連接。
優選的，所述下壓電機和夾持電機採用伺服電機。
本發明具有以下有益效果：
1、壓杆裝置起到了對注射器活塞的限位作用，有效防止活塞被色譜儀進樣口內的高壓頂出的情況；
2、夾持固定裝置可以在注射器在插入和拔出中起到良好的縱向定位功效，避免針頭與進樣口之間發生偏差；
3、整個裝置可以方便的與色譜儀相緊密固定，防止裝置在使用時發生晃動，影響被測樣品的進樣；
4、在使用時精確確定進樣量，減少實驗數據的偏差，提高測量準確度，減少浪費；
5、適合多種規格的注射器，提高裝置的利用率；
6、注射器在插入和拔出過程中快速準確，縮短了進樣的時間，提高了效率；
7、本裝置不僅適用於色譜儀的定量進樣檢測，也適用於定量取樣檢測；
8、本裝置可以在注射器取出後，對色譜儀的進樣口進行密封防塵，放置掉落灰塵，影響測量結果。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明；
圖1是本發明優選實施例的結構剖面示意圖；
圖2是本發明優選實施例的結構正視圖；
圖3是本發明優選實施例的A剖面視圖；
圖4是本發明優選實施例的B剖面視圖；
圖5是本發明優選實施例的C剖面視圖。
附圖中：
100、支架，110、頂板，120、側板，121、縱向齒條，130、底座，131、底座電磁線圈，
200、支撐杆，210、導槽，
300、活動塊，
310、安裝座，311、安裝腔，312、U型開口，313、接近開關，
320、夾持裝置，321、固定座，322、夾持電機，323、夾持絲槓，324、夾持滑塊，325、夾持爪，326、連接杆，
330、下壓電機，331、下壓渦輪齒輪，
400、下壓絲槓，401、絲槓齒輪，402、下壓滑塊，403、壓杆，404、微動開關，
410、導向軸，411、上限位開關，412、下限位開關，413、端板，414、端板開關
500、縱向電機，501、縱向渦輪齒輪，502、縱向齒輪，503、下壓開關，
600、防塵電磁線圈，601、內鐵芯，602、支撐臂，603、防塵塞，604、上磁鐵環，605、下磁鐵環，
700、控制器；
具體實施方式
現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
此外,需要說明的是,除非特別說明或者指出,否則說明書中的可能涉及的術語「上」、「下」等描述僅僅用於區分說明書中的各個組件、元素、步驟等,而不是用於表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關係或者順序關係等。
夾持電機322、下壓電機330和縱向電機500的「正向轉動」「反向轉動」的相關詞語僅是用於描述的方便，不代表電機的具體運行方向。
防塵電磁線圈600的「正向通電」「反向通電」的相關詞語僅是用於描述的方便，不代表電磁線圈的具體通電電流方向。
一種帶有防塵塞的油樣色譜分析定量進樣裝置，包括橫截面為匚形的包含頂板110、側板120和底座130的支架100，在側板120內側面設置有縱向T形的滑槽和縱向齒條121，底座130呈Y型結構，在底座130上設置有吸附裝置，進一步的，吸附裝置為設置在底座130內的帶銜鐵的底座電磁線圈131；進一步的，吸附裝置也可以是設置在底座130下側的一組或多組真空吸盤。
在頂板110和底座130之間縱向設置有圓柱形非導磁材料構成的支撐杆200。
在支撐杆200上滑動套設有活動塊300和中空的下壓絲槓400。
在活動塊300面向側板120的一側設置有與滑槽匹配的滑塊，在滑塊的引導下活動塊300在滑槽中縱向滑動。
活動塊300上設置有縱向傳動裝置，縱向傳動裝置包括縱向設置的縱向電機500，縱向電機500輸出軸上安裝有縱向渦輪齒輪501，一縱向齒輪502固定安裝在活動塊300上，縱向齒輪502分別與縱向渦輪齒輪501和縱向齒條121相嚙合配合，隨著縱向電機500的轉動，齒輪間的相互傳動推動活動塊300在支撐杆200上縱向移動。
活動塊300上設置有安裝座310，安裝座310上開有縱向貫通的U型開口312，U型開口312內設置有U型的安裝腔311，注射器的支耳卡設在U型開口312的安裝腔311內。
活動塊300上設置有在安裝座310下方的夾持裝置320，夾持裝置320包括設置在活動塊300上的固定座321，固定座321上設置有水平的以U型開口312中心軸線為中心對稱軸的燕尾槽，在燕尾槽中滑動設置有對稱的夾持爪325，固定座321一側設置有夾持電機322，夾持電機322輸出軸上設置有穿過固定座321的夾持絲槓323，夾持絲槓323上螺紋滾動連接有夾持滑塊324，在夾持滑塊324和夾持爪325之間設置有連接杆326，每側的連接杆326設置有相平行的兩組，夾持爪325的夾持面內設置有橡膠層，並在至少其中一個夾持爪325的夾持面內側設置有壓力傳感器，當注射器支耳卡設在安裝腔311後，夾持裝置320用於將注射器的筒身夾持固定。
活動塊300上設置有接近開關313，接近開關313位於安裝座310和夾持裝置320之間，接近開關313的工作面方向與U型開口312的開口方向相同，並指向U型開口312的中心軸線。
活動塊300上側設置有下壓電機330，下壓電機330輸出軸上設置下壓渦輪齒輪331。
下壓絲槓400位於活動塊300的上側並與活動塊300轉動連接，下壓絲槓400上設置有絲槓齒輪401，絲槓齒輪401與下壓渦輪齒輪331相嚙合配合。
活動塊300上側設置有與下壓絲槓400平行的導向軸410，導向軸410兩端設置有可調節的上限位開關411和下限位開關412，下壓絲槓400和導向軸410的末端設置有端板413，端板413和下壓絲槓400轉動連接，端板413和導向軸410固定連接，端板413的上側面設置有端板開關414，端板開關414的觸發部件可與頂板110相觸碰。
在下壓絲槓400和導向軸410上滑動設置有下壓滑塊402，下壓滑塊402在上限位開關411和下限位開關412之間運動，下壓滑塊402與下壓絲槓400螺紋滾動連接，下壓滑塊402與導向軸410緊密滑動連接，在下壓滑塊402上設置有橫向的壓杆403，壓杆403上設置有控制器700，壓杆403面向夾持裝置320一側設置有微動開關404，其中，微動開關404的觸發部件、U型開口312的中心軸線和夾持爪325的夾持面中心軸線在縱向方向重合。
在支撐杆200上還設置有可以縱向調節的下壓開關503，下壓開關503處於活動塊300和底座130之間，下壓開關503的觸發部件可與活動塊300相觸碰,當下壓開關503被活動塊300觸發時，安裝在安裝腔311內的注射器針頭插入色譜儀的進樣口中。
在支撐杆200上在下壓開關503的下方設置有導槽210,導槽210呈螺旋狀四分之一圈設置,在支撐杆200上固定有極性方向相反的上磁鐵環604和下磁鐵環605，在支撐杆200上套設有可上下滑動的防塵電磁線圈600，防塵電磁線圈600固定在橫截面為工字形的內鐵芯601外側，內鐵芯601滑動套設在上磁鐵環604和下磁鐵環605之間的支撐杆200上，防塵電磁線圈600為雙向電磁線圈,在防塵電磁線圈600上設置有支撐臂602,支撐臂602面向底座130一側設置有圓錐柱狀的防塵塞603,內鐵芯601的內面上設置有卡設在導槽210中的導塊,內鐵芯601在上下運動過程中,導塊沿導槽210滑動,導塊在導槽210下端位置時，防塵塞603的中心軸線與U型開口312中心軸線重合，防塵塞603的下側與色譜儀的進樣口相貼合，內鐵芯601與下磁鐵環605相磁吸貼合，導塊在導槽210上端位置時，防塵塞603在水平面方向旋轉90度，內鐵芯601上側面與上磁鐵環604相磁吸貼合。
其中，底座電磁線圈131、接近開關313、夾持電機322、壓力傳感器、下壓電機330、微動開關404、上限位開關411、下限位開關412、端板開關414、縱向電機500、下壓開關503和防塵電磁線圈600分別與控制器700電性連接。
進一步的，下壓電機330和夾持電機322採用伺服電機。
進一步的，為更好的理解本發明，還提供了本發明的使用方法，包括如下步驟：
步驟1：進樣裝置的安裝固定
將進樣裝置放置到色譜儀的進樣口附近，調整進樣裝置的位置，使防塵塞603與色譜儀的進樣口重合，並緊密貼合，隨後開啟吸附裝置，即通過控制器700控制底座電磁線圈131通電，底座電磁線圈131產生磁場力，吸附在色譜儀的外殼上，如果底座電磁線圈131無法吸附在色譜儀的外殼上，則採用真空吸盤與色譜儀外殼相吸附，達到固定進樣裝置的目的。
步驟2：初始準備狀態
當進樣裝置安裝固定完成並通電後，進樣裝置處於待機狀態，即夾持裝置320的夾持爪325處於張開狀態，下壓滑塊402與上限位開關411的觸發部件相觸碰，端板開關414的觸發部件與頂板110相觸碰，內鐵芯601與下磁鐵環605相磁吸貼合。
步驟3：注射器的放置與固定
油樣注射器抽取油樣後，將注射器的支耳掛置在安裝腔311中，注射器的筒身穿過U型開口312向下垂吊，接近開關313檢測到注射器筒身後，控制器700控制夾持裝置320將筒身夾持住，即夾持電機322帶動夾持絲槓323正向轉動，夾持絲槓323帶動夾持滑塊324向內側運動，連接杆326帶動夾持爪325向中間收攏，夾持爪325內側的壓力傳感器實時檢測夾持爪325與注射器筒身之間的壓力，當夾持壓力達到一定值後，控制器700控制夾持電機322停止工作，至此，注射器完成放置和固定。
步驟4：注射器注射活塞的止退
注射器固定好後，即夾持電機322停止工作後，控制器700控制下壓電機330正向轉動，下壓渦輪齒輪331帶動下壓絲槓400上的絲槓齒輪401正向轉動，隨著下壓絲槓400的正向轉動，下壓滑塊402緩慢平穩的向下運動，當壓杆403上微動開關404的觸發部件被注射器的注射活塞觸發後，控制器700控制下壓電機330停止工作。
步驟5：防塵塞603的收回
下壓電機330停止工作後，控制器700控制防塵電磁線圈600通入3～5秒正向電流後斷開電流，在接通正向電流時，防塵電磁線圈600產生正向磁場力，磁場力與下磁鐵環605排斥，與上磁鐵環604吸引，使防塵電磁線圈600帶動內鐵芯601向上移動，最終內鐵芯601與上磁鐵環604相磁吸貼合，同時由於導槽210對導塊的引導，內鐵芯601在向上移動的過程中，在水平面方向旋轉90度，將支撐臂602轉動90度，使防塵塞603脫離進樣口並避開注射器針頭的前進路線。
步驟6：注射器的插入
在控制器700開啟防塵電磁線圈600後，控制器700隨後控制縱向電機500正向轉動，隨著縱向渦輪齒輪501和縱向齒輪502在縱向齒條121上的正向傳動，活動塊300平穩向下運動，活動塊300觸發下壓開關503的觸發部件後，控制器700控制縱向電機500停止工作，此時，注射器的插頭插入色譜儀的進樣口中。
步驟7：油樣進樣
縱向電機500停止工作後，控制器700控制下壓電機330再次正向轉動，下壓滑塊402向下運動進而壓動注射器的注射活塞向下運動，將注射器內的油樣注入色譜儀的進樣口中，下壓滑塊402觸發下限位開關412的觸發部件後，控制器700控制下壓電機330停止工作。
步驟8：注射器的拔出
下壓滑塊402觸發下限位開關412後，控制器700控制縱向電機500反向轉動，隨著縱向渦輪齒輪501和縱向齒輪502在縱向齒條121上的反向傳動，活動塊300平穩向上運動，將注射器的針頭從色譜儀的進樣口中拔出，當端板開關414的觸發部件被頂板110觸發後，控制器700控制縱向電機500停止工作，此時，注射器的插頭從色譜儀的進樣口中拔出。
步驟9：注射器的鬆開
當縱向電機500停止工作後，控制器700控制下壓電機330反向轉動，下壓渦輪齒輪331帶動下壓絲槓400上的絲槓齒輪401反向轉動，隨著下壓絲槓400的反向轉動，下壓滑塊402平穩的向上運動，當下壓滑塊402觸發上限位開關411的觸發部件後，控制器700控制下壓電機330停止工作，在下壓電機330反向轉動的同時，控制器700控制夾持裝置320內的夾持電機322反向轉動，夾持爪325鬆開夾持的注射器筒身，當夾持爪325擴張到待機初始位置後，控制器700控制夾持電機322停止工作，操作人員可隨時將注射器取下。
步驟10：防塵塞603的密封
端板開關414觸發部件被頂板110觸發後，控制器700控制防塵電磁線圈600通入3～5秒反向電流後斷開電流，在接通反向電流時，防塵電磁線圈600產生反向磁場力，磁場力與下磁鐵環605吸引，與上磁鐵環604排斥，使防塵電磁線圈600帶動內鐵芯601向下移動，最終內鐵芯601與下磁鐵環605相磁吸貼合，由於導槽210對導塊的引導，使支撐臂602迴轉90度，防塵塞603最終與色譜儀的進樣口貼合密封，至此進樣裝置完成工作，等待下一次進樣。
綜上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的範圍，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，凡依本發明的要求範圍的形狀、構造、特徵及精神所謂的均等變化與修飾，均應包括與本發明的權利要求範圍內。