W3b型离子交换自动部分收集器的研制

W 3型自动部分收集器[ 1]采用电容充电的长     延时电路控制收集时间 ,电路调整较为繁琐 ,收集 时间的准确程度较差。改进后的 W 3b型自动部分 收集器利用集成双定时器代替电容充电延时的定 时电路及换样驱动电路 ,使联接电路极为简单 ,定 时准确度大大提高 ,运行的可靠性也更佳。其性能 比 W 3型有全面的改进 ,制造成本大幅度下降。 1  W3b型自动部分收集器的结构 3 型自动部分收集器由两部分组成: 部分 W  b 收集控制器和样品收集分配器。两部分之间用电 缆联结。 1. 1  电路原理 整个电路基本由集成双定时时间继电器、驱 动电机和一只微动开关构成。双定时时间继电器 的后背接线柱图 ,详见图 1。
双定时时间继电器可以任意设定两个在 1~ 9 999 s范围内的时间 t1和 t2 ,按倒计时并连续、循环 (即 t1— t2— t1 , t2… )方式运行。当两个时间设置完毕并启动后 , 开始运行 t1。待 t1运行结束时 , 继电器转换工作状态 (即图 1中的接线柱 3, 5的“开路”、“闭路”状态互换 ) ,并继续运行 t2; 当 t2运行结束 ,继电器返回原工作状态 ,并又继续运行 t1”。
W 3b型自动部分收集器在设计时巧妙地利用了双定时时间继电器可以设定两个定时的特点 ,将 t1留给使用者 ,用于设定样品的收集时间 , t2 则根据收集器所使用的电动机转速 ,规定为一个固定不变的值 ,用于电机驱动。一般要求设定的 t2 可驱动电机转动大约 45°角 (参看图 4)。假定 t2在 1 ~ 4s范围内选定 ,则转速在 2~ 30 r /min 的电机都可以选用。
 
集成双定时时间继电器在国内问市已有 5, 6 年 ,目前有几种规格、型号可供挑选 , W 3b型自动部分收集器中使用的是 ZN 48型。这种双定时时间继电器很适合小型仪表使用。但这种产品存在一定缺陷 ,如①产品开箱不合格率约为 20% ,表现为液晶显示有缺陷、“暂停”失效、 t1 连续运行 (不
运行 t2 ) 等; ②约有 15% 的产品 , 定时误差达
0. 8% 1. 5% 。
1. 3 部分收集分配器
 
部分收集分配器示意图见图 3。
 
从离子交换柱中流出的溶液滴入“样品分配头”内 ,被“分配头”引导**““样品分配板”边缘的锥形槽中 ,在设定的时间内 ,通过导管流**放在底座上的量筒里。到达设定时间后 ,由定时器发出电
 

信号驱动电动机旋转并带动样品分配头转到下一个样品收集位置。
. 4  样品分配器的换样、定位机构
 
样品分配器的换样、定位机构如图 4所示。

当样品分配器处于收集样品的静止状态时 , 电动机出轴上的拨转牌顶压着杠杆 ,使微动开关处于“常开点”电路闭合状态。当定时器到达设定时间后 ,继电器转换工作状态 , 4和 5接线端导通 , 给电动机供电 ,迫使电动机旋转 ,离开杠杆。杠杆由于取消压力而弹起 ,微动开关被释放 ,“常开点”回到切断电路状态。在运行 t2 期间 ,电动机停止旋转。当 t2 运行结束后 ,定时器的继电器重新恢复 3, 4接线柱导通状态 ,通过它们和微动开关的“常闭点”又给电动机供电 ,使之旋转。电动机旋转首先拨动齿轮位置 ,实现换样操作。同时 ,电动机继续旋转 ,直到它重新压迫杠杆 ,使微动开关又断开“常闭点” ,切断供电源 ,电动机停转 ,开始新的样品收集。
 
1. 5  加工、运行的精度和稳定性
 
从样品分配头通过导流管流出的溶液 ,必须 
流入锥形槽内。锥形槽上部开口直径约 32 mm ,偏离± 5 mm ,不会影响溶液的收集。而拨转齿轮的半径是锥形槽**轴心距离的 1 /2~ 1 /3, 假设为 1 /3,则要求拨转齿轮的齿位误差不大于 5 /3 mm
 
即 1. 67 mm。一般来说 ,加工误差 < 0. 65 m m是容易做到的。
 
杠杆为 L 形 ,由 0. 5 mm 厚的不锈钢片或青铜片制成。微动开关的弹力完全可以推动它们平移。
 
驱动电动机可使用 45TYZ、 TD2及 SD系列转速合适的任何微电机。
 
根据经验 ,整机中较易损坏的零件为微动开关。筛选时应注意选择开关声音清脆、无盲点——即在开关过程中 ,处于“常闭点”、“常通点”全不导通状态的产品。可以联上万用表摁动微动开关加以检查。
 
2  结束语
 
W 3b型自动部分收集器在 W3型的基础上极大地简化了电路设计 ,使样品收集分配器的结构更趋规范合理 ,达到了加工更加方便、工作更加稳定可靠、维修更加简单、制造成本更低的预期研制目标。
 
W 3b型收集器很适宜小型离子交换过程中的自动取样。适当扩大样品分配收集器的尺寸 ,可直接用于离子交换工业生产的取样要求。