CN104511257A - 用于配制标准气体的密封器具和包括这种器具的配制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于配制标准气体的密封器具，以及提供了一种包括这种密封器具的标准气体配制的装置和使用这种装置配制标准气体的方法。该密封器具包括中空的主体、固定设置在主体内的用于配制所需标准气体的试剂瓶和破击器。所述破击器设置成受到外部作用力时会击破密封器具中的试剂瓶。该装置依靠密封材料封闭，防止其中的试剂挥发后产生泄露。根据本发明，在整个配制过程中试剂及其挥发气体均局限在密闭环境中，不会扩散，从而能够避免对操作人员造成的可能伤害，并且使得配制过程准确。

Description

用于配制标准气体的密封器具和包括这种器具的配制装置

技术领域

本发明涉及一种用于配制标准气体的密封器具，以及一种包括这种密封器具的标准气体配制的装置和使用这种装置配制标准气体的方法。

背景技术

在化学实验中经常要配制具有低沸点、有毒、易燃或易爆等特性的标准气体。例如，氯乙烷是化学实验中常用的试剂，特别是在乙烯环氧化反应过程中常用作反应的抑制剂，因此经常需要配制氯乙烷标准气体。常压下氯乙烷沸点仅有12.27℃，因此其暴露于空气中时极易挥发。且该试剂属易燃、易爆危险化学品，在空气中的爆炸极限范围为3.8-15.4%。另外，氯乙烷气体对人体具有一定的刺激和麻醉作用，可通过皮肤和呼吸方式被人体吸收。接触高浓度的氯乙烷气体会引起麻醉、中枢抑制以及循环和呼吸抑制，并损害心、肝、肾等。吸入2-4%浓度的氯乙烷气体可引起运动失调、轻度痛觉减退，并很快出现知觉消失。

在现有技术中配制氯乙烷标准气体时，一般都是在敞开的环境中用针管定量抽取一定体积的液体氯乙烷，然后将其注入到抽成真空的钢瓶中，再用高纯氮气进行稀释，并经过仪器定量分析后标注浓度。然而，由于该试剂的沸点极低，在敞开的环境中随环境温度的变化，所抽取的液体随时在挥发和不定量地损失，因此难以准确定量，在夏季时更是如此。因此，极易造成配制的标准气浓度波动范围较大，难以稳定。

在现有技术中有一种快速真空在线取样装置，其特点在于取样器与取样阀在取样时密封连接，取样后的样品与外界密封隔离，避免了样品受外界其他介质的污染和取样介质泄漏对环境的污染和安全问题，其取样真实、操作安全。但缺点是该取样器适用于在工艺管道取样，并要求设有专用的取样阀门，不适合于玻璃试剂瓶中取样；另一种注射重量法配气装置，其特点是盛液体样品的配气罐中的组分气体和用来稀释的气体充灌彼此独立，避免相互玷污，系统的气密性能较好，配置标准气的准确性较高。但如何将试剂瓶中的易挥发液体放入小钢瓶中，放入的过程是否会造成环境的污染和人员身体的伤害等这些问题并未涉及，也没有解决方案；另一种从压力容器中取样的装置，特点是有可以与带压液体储罐上深度计紧密配合的取样器，通过该取样器可以避免取样介质的泄露而污染环境。但必须在容器上安装有符合要求的深度计，而且该取样器也不适合于在玻璃试剂瓶中取样。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提出了一种用于配制标准气体的密封器具，其结构简单、密闭性好、使用方便。本发明还涉及了包括有这种密封器具的标准气体配制的装置和使用这种装置配制标准气体的方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于配制标准气体的密封器具，包括中空的密闭式主体、设置在主体内的用于配制所需标准气体的试剂瓶，以及破击器，其中破击器设置成能够在受到外部作用力时使试剂瓶破裂。

在一个实施例中，该破击器设置在主体外壁上。

破击器包括具有密封式地设置在主体的外壁上的支架，支架具有横向的导向通道。破击器还包括破击体，其设置在导向通道中并能沿导向通道密封式地横向运动，并穿过主体的壁而击破设于主体内的试剂瓶。

破击体支架包括直接密封式地安装在主体外壁上的槽状体，导向通道设置在槽状体的底壁。

破击体支架还包括从槽状体中横向向外侧延伸的凸出部，凸出部在其内部限定了导向通道的延伸部分。

优选地，槽状体开口与主体结合处以及导向通道和破击体之间设有若干密封件，防止内部液体试剂挥发后产生泄露。

破击器设置有弹性件以使得破击体在受到外力作用时能够穿过主体而击碎试剂瓶，在外力消失后破击体能自动复位。例如，弹性件为弹簧。

破击体的处于槽底的内侧的部分上设置有限位板。用来限定破击体在弹簧作用下自动复位时的位置。

在另一个实施例中，该破击器设置在主体之中。例如，破击器带有尖锐突起使得更容易击碎试剂瓶。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括有上述密封器具的标准气体配制的装置及使用这种装置配制标准气体的方法。将如上的密封器具的两端通过管线和阀门分别与真空源和稀释气体源连接。密封器具和真空源之间的第一阀门设置成在试剂瓶破裂之后但在密封器具和稀释气体源之间的第二阀门打开之前打开，用于得到具有一定压力和浓度的标准气体。

与现有技术相比，本发明的优点在于，把装有定量试剂的试剂瓶放在密闭的主体中，利用破击器方便地击破试剂瓶，能实现将液体试剂或者挥发出来的气体局限在密闭的环境中，与空气隔绝。从而提高了配制的准确性，也避免了试剂液体挥发对人体造成伤害，提高了配制的安全性。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1显示了根据本发明的用于配制标准气体的破击器设置在主体外的密封器具；

图2显示了根据本发明的气体配制装置；

图3显示了用于配制标准气体的密封器具上的破击器；

图4显示了根据本发明的用于配制标准气体的破击器设置在主体内的密封器具。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

需要强调地是，尽管为方便起见在下文中采用氯乙烷标准气体为例来进行说明，然而本领域的技术人员可以理解，根据本发明的用于配制标准气体的密封器具及其使用包括这种密封器具的装置的方法也可以用于配制其它类型的气体，例如包括但不限于具有低沸点、有毒、易燃或易爆等特性的标准气体。

在一个优选实施例中，图1示意性地显示了根据本发明的用于配制标准气体的破击器设置在主体外的密封器具10。如图所示，该密封器具10包括中空的主体5和密封盖6。密封盖6例如可通过螺纹配合拧在本体5的纵向端部上，从而形成一个密封的结构。在本体5内设置有液体试剂瓶4，其内装有用于配制所需的标准气体的试剂。在该具体实施例中，标准气体是氯乙烷标准气体，而试剂是液体氯乙烷试剂，试剂瓶为玻璃试剂瓶。

在本发明中为方便起见，将主体5的延伸方向描述为纵向（或轴向），而与之垂直的方向为横向（或径向），并且靠近主体5的一侧称为内侧，反之一侧称为外侧。

根据本发明，在主体5的外壁上还设有破击器3，如图3所示。在图示实施例中，该破击器3包括破击体21。在该具体实施例中，破击体21的一端设置成带有尖锐突起，以有效击破试剂瓶。然而，在初始状态下破击体21并不会与试剂瓶4发生任何相互作用。破击器3还包括被构造为槽状的破击体支架26，其槽状开口端被固定在主体5的外壁上。槽状体槽底横向向外延伸的凸出部28和槽底设置有贯穿的导向通道29。破击体21设置于导向通道29中，并能沿导向通道29密闭式的横向运动。为此，在导向通道29中设有围绕着破击体21布置的密封件24。此外，为增强密封效果，在破击体支架26的槽内表面上也设有密封材料25。在凸出部28的自由端处设有盖板23，以密封导向通道29。

根据本发明，破击体21能够在受到外部作用力时沿导向通道29密闭式地横向运动，以其尖端击破试剂瓶4，从而释放出液态氯乙烷试剂。由于主体5本身是密封的，并且破击器3也与主体5密封式连接，因此不会发生泄漏。

在一个具体实施例中，破击器3还包括复位弹簧22，用于使破击体21在外力撤除后自动地回到初始位置。在图3所示的实施例中，弹簧22缠绕式设置盖板23和设于破击体21的自由端处的凸台30之间。此外，在破击体21的处于槽状体内部的部分上还优选地设有限位板27，该限位板27可在破击体21的横向运动中与主体5的外壁接合，从而限制了破击体21的破击行程。

在另一个优选实施例中，图4示意性地显示了根据本发明的用于配制标准气体的破击器设置在主体内的密封器具10。如图所示，该密封器具10包括中空的主体5和密封盖6。密封盖6例如可通过螺纹配合拧在本体5的纵向端部上，从而形成一个密封的结构。在本体5内设置有液体试剂瓶4，其内装有用于配制所需的标准气体的试剂。在该具体实施例中，标准气体是氯乙烷标准气体，而试剂是液体氯乙烷试剂，试剂瓶为玻璃试剂瓶。

根据本发明，在主体5内还设有破击器31。如图4所示实施例中，该破击器31的形式为一端带有尖锐突起的板件。该破击器31在正常状态下不会与试剂瓶4发生任何相互作用。然而，该破击器31能够在密封器具10受到外部冲击时使试剂瓶4破裂，从而释放出液态氯乙烷试剂。本领域的技术人员容易理解，例如将密封器具10竖起后上下晃动，就能利用破击器31上的尖锐突起来刺破试剂瓶4。

在优选实施例中，密封器具10还包括过滤网1和/或密封件2。其中，过滤网1用于防止试剂瓶4在破裂后的碎屑造成阻塞，而密封件2用于防止试剂泄露。

本领域的技术人员容易理解，密封器具和破击器均应由不会与试剂发生化学反应的金属、工程塑料和橡胶等材料制成。

图2示意性地显示了根据本发明的包含上述密封器具的标准气体配制装置20。如图所示，该标准气体配制装置20包括如上所述的密封器具10、通过第一管线11和第一阀门13连接在密封器具10的第一端上的真空源15，以及通过第二管线12和第二阀门14连接在密封器具10的第二端上的稀释气体源16。在该具体实施例中，真空源15为抽成真空的钢瓶，而稀释气体源16为高纯度氮气钢瓶。第一管线11和第二管线12均可采用无缝钢管或耐压软管。

下面以配制氯乙烷为例并且根据图1到4来描述根据本发明的配制标准气体的方法。首先，将装有试剂的玻璃试剂瓶4放进主体5中，并对破击器3或者破击器31施加外力以击破玻璃试剂瓶。之后，打开通向真空源15的第一阀门13，使得释放出来的液体氯乙烷试剂在真空环境下迅速气化。为加速气化过程，还可利用加热装置（图中未示出）来对密封器具10进行加热。该加热装置例如可以是热水源或热蒸气源。在静置一段时间后，打开通向稀释气体源16的第二阀门14。这样，稀释气体源16中的高纯度氮气便将密封器具10以及管线中的氯乙烷气体压入到真空瓶中。因此，在原先抽成真空的钢瓶15中就得到了具有一定压力和浓度的氯乙烷气体。可利用色谱或质谱的方式对其浓度进行准确地定量分析。

如果氯乙烷的浓度过高，可按照需要继续补充高纯氮气并稀释至规定的浓度，并进行最终浓度的定量标定，即可得到具有一定精度的氯乙烷标准气体。

根据本发明，在整个标准气体的配制过程中，无论是氯乙烷液体还是挥发后的气体均被局限在密闭的环境中，与空气彻底隔绝。因此，彻底消除了氯乙烷气体与空气混合形成爆炸性混合物的可能，提高了配制过程中的安全性，同时也避免了氯乙烷液体及其挥发后的气体暴露于空气中伤害人体。此外，由于整个过程中没有向外界环境挥发损失，因此也提高了配制的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种用于配制标准气体的密封器具，包括沿纵向延伸的中空的密闭式主体、设置在所述主体内的用于配制所需标准气体的试剂瓶，以及破击器，其中所述破击器设置成能够在受到外部作用力时使所述试剂瓶破裂。

2.根据权利要求1所述的密封器具，其特征在于，所述破击器设置在所述主体外壁上。

3.根据权利要求2所述的密封器具，其特征在于，所述破击器包括密封式地设置在所述主体的外壁上的支架，所述支架具有横向的导向通道，所述破击器还包括破击体，其设置在所述导向通道中并能在外力作用下沿导向通道密封式地横向运动，从而穿过所述主体的壁而击破设于所述主体内的试剂瓶。

4.根据权利要求3所述的密封器具，其特征在于，所述支架构造成包括直接密封式地安装在主体外壁上的槽状体，所述导向通道设置在所述槽状体的底壁。

5.根据权利要求3或4所述的密封器具，其特征在于，所述支架还包括从所述槽状体中横向向外侧延伸的凸出部，所述凸出部在其内部限定了所述导向通道的延伸部分。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的密封器具，其特征在于，在所述导向通道和破击体之间设有若干密封件。

7.根据权利要求3到6中任一项所述的密封器具，其特征在于，所述破击器还包括弹性件，以使得所述破击体在外力消失后能自动复位。

8.根据权利要求3到7中任一项所述的密封器具，其特征在于，在所述破击体的处于所述槽底的内侧的部分上设置有限位板。

9.根据权利要求1所述的密封器具，其特征在于，所述破击器设置在所述主体中，并在施加于所述主体上的力的作用下使所述试剂瓶破裂。

10.一种用于配制标准气体的配制装置，包括根据权利要求1到9中任一项所述的密封器具，以及通过管线和阀门与所述密封器具相连的真空源和稀释气体源。

11.一种使用根据权利要求10所述的配制装置来配制标准气体的方法，包括以下步骤：

步骤一：对所述破击器施加作用力以击碎所述主体中的所述试剂瓶；

步骤二：打开所述密封器具通向真空源的阀门；

步骤三：打开所述密封器具通向稀释气体源的阀门。