CN105536439B - 气体分离筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体分离筒，其包括壳体，壳体具有用于空气样本进入的入口端；被附接到壳体的顶盖；包括多个独立腔室的上部腔，各独立腔室包含化学品或吸收剂或其混合物且被附接到顶盖，其中各个腔室的各个端具有开口；被附接到上部腔的底盖，其中底盖包括下部腔、用于来自独立腔室的空气样本通过的分立开口、和用于不通过独立腔室的空气样本的分立开口；以及基底，在基底上密封有筒的底盖，其中基底具有出口端。

Description

气体分离筒

相关申请的交叉引用

本申请主张美国专利申请序列号14/508,481(名称为气体分离筒，2014年10月7日提交)的优先权，通过引用将其内容结合于此。

技术领域

本申请涉及气体分离筒。更具体地，本申请涉及的气体分离筒包括多个气体分离通道，所述通道包括多个独立的管道或独立的腔室。

背景技术

气体传感器被用于很多商业和工业应用中，包括监测环境中有毒或有害气体的存在。通常需要检测百万分之几数量级的一种气体种类的浓度。由于该气体种类可能以低量级存在，需要去除或分离可能被传感器检测到的且与所关心的气体种类的检测相干扰的其它无关的气体或挥发性有机化合物。

在一些传感器中，高表面积的碳被用于吸收无关挥发性有机气体种类。根据待去除物质可使用其它吸收剂和化学品。通常这些吸收剂和化学品被提供在密封玻璃管中，该玻璃管必须被打破从而空气样品可以流过。这种气体分离管通常被附接到气体传感器的入口。

通常地，气体分离管被一次一个地手动安装到气体传感器上。这是费时的且可能危险的过程。首先，玻璃管必须被手动附接到气体传感器入口。然后，玻璃管的端部或尖端必须被手动打破从而空气可以流过该管。此后，得到空气样本。之后，必须手动将已被打破玻璃尖端的废玻璃管被从气体传感器移除并处理掉。然后，必须收集和丢弃来自被打破玻璃尖端的玻璃碎片。因此关于气体分离管技术的现有技术仍然有待改进。

发明内容

本发明的气体分离筒在一个容器内包括多个气体分离通道，通过简单地旋转筒可容易地到达这些通道。通道可为在两端具有开口的单独管或单独腔室，从而空气可通过该通道到达气体传感器。通过不透气的惰性屏障将这些通道物理上彼此分开。

仅有一次筒的安装，其允许通向多个管，这节省了时间。不仅如此，还减少了空气样本的干扰。相似地，仅需要拆卸筒一次。另外，由于不需要手工地处理具有已被打破的玻璃尖端的管，从而降低了安全风险。而且，不需要清理破碎的玻璃碎片。此处，管和玻璃碎片残留在筒内。筒是可旋转的以通向各独立通道。从而，本发明的筒使得改进了在气体传感器使用中的操作和安全性。

附图说明

图1为被附接到气体传感器的气体分离管筒的视图。

图2为气体分离管筒的视图。

图3为气体分离管筒的分解视图。

图4为气体分离管筒和管选择部分的视图。

图5为具有用于要通过的空气样本的独立腔室的气体分离筒的视图。

图6为气体分离室筒的分解视图。

图7为气体分离室筒一侧的放大视图。

图8为气体分离室筒顶部的放大视图。

图9为气体分离室筒的放大分解视图。

具体实施方式

虽然所公开的实施方式可具有多种不同形式，其特别实施方式方式已被示于附图且将于此处详细描述，且可以理解，本公开被认为是其原理的示例以及最佳实施方式，且不意图将应用或权利要求限制于所示意性示出的特别实施方式。

此处描述可附接到气体传感器上的气体分离筒。所述筒包括壳体，壳体包含多个通道，所述通道具有各独立的管或各独立的腔室或其组合。各个通道可包含化学品或吸收剂，以从空气样本去除无关的种类，例如挥发性有机气体，从而仅所关心的气体种类保留在空气样本中。所述筒减小了由于空气中存在其它化学品而导致可能出现的信号的干扰。例如，如果要监测周围空气中的苯含量，管或腔室可包含从空气样本中去除除了苯以外的几乎所有物质的吸收剂或化学品。主要包含苯的所得到的空气样本然后将通过所附接的气体传感器被分析。

在分析过第一空气样本之后，可转动筒以使另一未使用的通道可用于第二空气样本，以此类推。这些通道可包含或不包含相同的吸收剂或化学品。唯一的限制是，每个筒有多少个通道取决于所需通道的尺寸和其内的化学品的有效性。在使用完所有通道后，可用另一筒替换该筒。

图1示意性示出了根据本发明的被连接到气体传感器20的一种类型的气体分离筒10。可以理解，除了以下描述的范围，筒10的确切形状和确切构造不是关于本发明的限制。在附图中，筒10具有圆柱形形状。筒10包括壳体12，其由相对惰性的不透气材料形成。壳体12可由玻璃、陶瓷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、其衍生物或混合物制成。当壳体由透明材料制成时，可易于观察通道内部。

开口14在壳体12内，气体样本通过该开口进入壳体12。壳体12在壳体的相对端还包含第二开口(未示出)，用于气体离开。气体进入后通过壳体12到达气体分离管16，气体分离管16将除所关心的物质之外的几乎所有其它气体种类去除。气体分离管16由玻璃或其它基本惰性的材料形成且可具有任意形状，以允许空气从一端流到另一端。示意性示出的为圆柱形形状。在壳体12内可有多个管16。可选地，过滤器(未示出)可被附接到气体分离管16的开口14，以便减小空气样本中的颗粒物质。

图2示意性示出了气体分离筒10，其具有壳体12和包括开口14的入口端18。入口端18被附接到上盖20。上盖20包含分立开口22，用于每个空气样本通过而不与其它空气样本或环境空气交叉污染。开口22的数量可与存在的管16的数量相关联；然而，可具有附加开口用于将不通过管16行进的空气样本，而无需不得不去除筒10。这些附加开口被附接到壳体12内的单独空腔30，单独空腔30被附接到气体检测器。壳体12的外侧具有连接到杆26的小突出部24，杆26接触玻璃分离管16。小突出部24和杆26一起工作以使用户可按压小突出部24来致动杆，杆会打破气体分离管16的一个玻璃尖端28。在壳体12的相对端上有对应的小突出部34，其被连接到第二杆36，以相似方式，用户可按压小突出部34以打破气体分离管16的第二玻璃尖端38。

一旦打破这些尖端28，38，空气样本可通过管16从而去除无关的气体。空气样本将穿过下盖32，下盖32包含用于各个管16的分立开口56和用于未被处理的空气样本的附加开口，以从筒10离开和最终进入气体传感器。

有管选择部件40将筒10连接到气体传感器。管选择部件40可转动以在现有管被用过或失效后允许使用另一管16。管选择部件40具有被附接到下盖32的开关42，其中开关42包含多个开口44和通道46，用于使各个空气样本分别流过而达到气体传感器。

因此空气样本可通过上盖20中的开口14进入入口端18然后进入和通过气体分离管16，接下来通过下盖32中的开口进入将其引导到气体传感器的开关42。替代地，空气样本可通过上盖20中的开口14进入入口端18，然后通过空腔30，继而通过下盖32中的开口进入将其引导到气体传感器的开关42。

图3示意性示出了气体分离筒10的分解视图。空气样本从被附接到上盖20上的入口端18进入筒10。第一密封元件48被附接到上盖20。支承架46被附接到第一密封元件48。支承架46在筒10的另一端被附接到第二密封元件44。下盖32被附接到第二密封件44。下盖32被附接到第二密封元件且包含用于将空气样本输出筒的出口端(未示出)。气体分离管16可被附接到支撑和保护玻璃管16的支承架46。有附接到入口端的空腔(未示出)，使得未被处理的空气可以通过该空腔到达气体传感器。

图4示意性示出了气体分离筒10的另一视图。在一端可以看见入口端18，在另一端可以看见管选择部件40和开关42。可在使用前预先组装筒10的各部件。用或不用真空泵抽送空气通过，均可较容易地将筒10连接到气体检测器的入口。

在壳体(未示出)上可有一个或多个引导件以使用户可以通过转动筒而将期望的管对齐到正确位置中。管可任选地包含传感器，该传感器指示管中的吸收剂或化学品何时被几乎用完，从而用户可以切换到不同管。传感器为用户可直接观察的颜色变化型的或任何其它适合的指示器。

图5示意性示出了气体分离筒10的另一种实施方式。代替独立玻璃管，筒10具有独立腔室，用于空气样本通过从而去除无关的气体种类。通过不透气的惰性屏障将独立腔室物理分隔开。本实施方式中的筒是可旋转的以便通向各个腔室。筒可以可选地具有延伸部50，用于从难以进入的空间对空气进行取样。在相对端，筒可具有用于附接到气体传感器的柄52。

图6示意性示出了具有用于空气样本通过的独立腔室的气体分离筒10的另一视图。还示出了具有卡扣功能件54的基底，筒被附接在其上。基底还具有出口端，用于使气体从筒通过该出口端进入检测器。如所指示的，过滤器可任选被安装在气体传感器的入口。

图7示意性示出了具有用于空气样本通过的独立腔室的气体分离筒10的放大视图。这里在下盖62中可观察到两种类型的开口58和60。用于未被处理的空气样本通过的开口为58，且另一开口60用于将通过气体分离室的空气样本。

图8为具有用于空气样本通过的独立腔室62的气体分离筒10的另一视图。各个腔室在腔室两端具有开口。本视图更清楚地示出了用于通过该开口而不通过气体分离腔室62的空气样本的开口类型58和用于要通过气体分离腔室62的空气样本的开口类型60。

图9为气体分离筒10的另一视图。该视图示出了筒10可包括顶盖62、包括在各个腔室的各个端部具有开口的多个腔室的上部腔64、和具有下部腔66的底盖68。各个腔室的开口与底盖中的开口相匹配，从而具有使空气通过各个腔室的分立的进入点和出口点。

在本实施方式中，空气样本通过可选地可被连接到延伸部的入口端进入筒，该延伸部能够到达以其他方式不能达到的空间。在进入入口端之后，取决于用户选择的开口，可以处理或不处理空气。对于未被处理的空气，空气直接从入口通过下部腔到底盖中的开口，然后从底盖中的开口离开，空气通向出口端进入气体传感器。

替代地，空气可从入口端进入底盖中的开口到达腔室，该腔室包含化学品或吸收剂，以去除除了所关心的气体种类外的气体种类。空气样本可从腔室的一端通过腔室的长度到达腔室的另一端处的分立开口，其被附接到底盖中的分立开口。处理过的空气样本从此处可通过出口端离开而进入气体传感器。

此筒的一个好处是，多个独立的气体分离管被包含在一个筒内，该筒仅需附接和拆除一次，这显著地节省了时间。另外，由于可很快速地通入新的管，对空气样本没有明显的中断。仅通过转动筒即可容易的接通管。而且，此筒的使用比其它的安全很多，这是因为玻璃管被包含在壳体内和它们的尖端将被在壳体内打破。这意味着环境中没有被打碎的玻璃碎片。另外，无需清理碎片或手动处理被打破的玻璃管。

此处描述了各种装置和系统，多种实施方式可包括、但不限于：

在第一实施方式中，气体分离筒包括壳体，壳体包含多个独立的通道，这些通道通过不透气的惰性屏障物理分隔开。

第二实施方式可包括第一实施方式的气体分离筒，其中筒的形状是圆柱形。

第三实施方式可包括第一或第二实施方式的气体分离筒，其中壳体包括的固体材料选自由玻璃、陶瓷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、其衍生物或其混合物组成的集合。

第四实施方式可包括第一到第三实施方式中的任一个所述的气体分离筒，其中所述多个独立通道包括化学品或吸收剂或其混合物。

第五实施方式可包括第一到第四实施方式中的任一个所述的气体分离筒，其中化学品包括碳。

第六实施方式可包括第一到第五实施方式中的任一个所述的气体分离筒，其中所述多个独立通道包括独立管或独立腔室。

第七实施方式可包括第六实施方式所述的气体分离筒，其中独立管含有玻璃。

第八实施方式可包括第六或第七实施方式所述的气体分离筒，所述独立管为圆柱体形状。

第九实施方式可包括第一至第八实施方式中任一个所述的气体分离筒，进一步包括用于去除颗粒物质的过滤器。

在第十实施方式中，气体分离筒包括a)用于空气样本进入的入口端；b)被附接到入口端的上盖；c)被附接到上盖的第一密封元件；d)被附接到第一密封元件的管支承架；e)被附接到管支承架的第二密封元件；和f)被附接到第二密封元件的下盖，其中下盖包括出口端。

第十一实施方式可包括第十实施方式所述的气体分离筒，进一步包括被附接到管支承架和入口端的至少一个气体分离管。

第十二实施方式可包括第十一实施方式所述的气体分离筒，其中至少一个气体分离管包含玻璃。

第十三实施方式可包括第十到第十二实施方式中任一个所述的气体分离筒，进一步包括被附接到入口端的空腔，未被处理的空气样本通过该空腔可行进到气体传感器。

第十四实施方式可包括第十到第十三实施方式中任一个所述的气体分离筒，进一步包括在壳体的外侧表面上的两个小突出部，各个小突出部接近气体分离管的尖端，其小突出部被分别连接到筒内侧的独立杆上，其中独立杆位于气体分离管的尖端附近。

第十五实施方式可包括第十到第十四实施方式中任一个所述的气体分离筒，其中下盖被附接到包含多个开口和通道的开关上，用于各个空气样本分别流过它们而到达气体传感器。

第十六实施方式可包括第十到第十五实施方式中任一个所述的气体分离筒，其中开关被连接到可转动的管选择部件上。

在第十七实施方式中，气体分离筒包括a)包括用于空气样本进入的入口端的壳体；b)被附接到壳体的顶盖；包括被附接到顶盖的独立腔室的上部腔，其中各个腔室的各个端部具有开口；c)被附接到上部腔的底盖，其中底盖包括下部腔、用于从独立腔室前进的空气样本通过的分立开口、和用于不通过独立腔室的空气样本通过的分立开口；和d)基底，筒的底盖密封在其上，其中基底包括出口端。

第十八实施方式可包括第十七实施方式所述的气体分离筒，其中壳体包括的固体材料选自由玻璃、陶瓷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、其衍生物或其混合物组成的集合。

第十九实施方式可包括第十七或第十八实施方式所述的气体分离筒，其中所述多个独立腔室包括化学品或吸收剂或其混合物。

第二十实施方式可包括第十七到第十九实施方式中任一个所述的气体分离筒，其中所述化学品包括碳。

根据前面所述，可观察到，可以实现多种变化形式和改变而不脱离本发明的精神和范围。可以理解，不意图或不应推断关于本文所示出的具体装置的限制。当然，意图于通过所附的权利要求涵盖落入权利要求范围内的所有这样的修改。而且，附图中描绘的逻辑流程图不要求所示的特定顺序、或序列，以达到期望结果。可提供其它步骤，或可从已描述的流程中排除一些步骤，且可添加其它部件，或从所描述的实施方式中去除一些部件。

Claims (10)

1.一种气体分离筒（10），包括：

壳体（12），壳体（12）包含多个独立通道，其中通过不透气的惰性屏障物理地分隔多个独立通道，并且其中所述多个独立通道各自包括独立的气体分离管（16）；

入口端（18），构造用于接收壳体（12）中的空气样本；和

附接到第二密封元件的下盖（32），其中下盖包括构造用于将空气送出壳体（12）的出口端；

其中所述多个独立通道包括化学品或，其中所述化学品构造为从空气样本中去除一个或多个种类，

其中所述壳体（12）构造为提供通过所述入口端（18）、通过所述多个独立通道之一并通过出口端流出的选择性流路；

其中所述下盖（32）被附接到开关（42），开关（42）包含用于每个空气样本分别流过而到达气体传感器（20）的多个开口（44）和通道（46），其中所述开关（42）被连接到管选择部件（40），所述管选择部件能够将气体分离筒（10）连接到气体传感器（20），其中所述管选择部件（40）是可转动的；

在壳体（12）的外侧表面上的两个小突出部（24，34），其中各个小突出部（24，34）位于接近气体分离管（16）的尖端（28，38），其中所述两个小突出部（24，34）被分别连接到气体分离筒（10）内侧的独立杆（26，36），其中所述独立杆（26，36）位于气体分离管（16）的尖端（28，38）附近，其中各个杆和各个小突出部构造为打破气体分离管（16）的各个尖端（28，38）以允许空气样本行进至气体分离管（16）中。

2.根据权利要求1所述的气体分离筒，进一步包括气体传感器（20），其中气体传感器（20）的入口被联接到所述出口端。

3.根据权利要求1所述的气体分离筒，其中所述壳体（12）由选自由玻璃、陶瓷、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、其衍生物或其混合物组成的集合的固体材料构成。

4.根据权利要求1所述的气体分离筒，其中所述化学品包括碳。

5.根据权利要求1所述的气体分离筒，其中独立的气体分离管（16）含有玻璃。

6.根据权利要求1所述的气体分离筒，进一步包括用于去除颗粒物质的过滤器。

7.根据权利要求1所述的气体分离筒，进一步包括：

被附接到入口端（18）的上盖（20）；

被附接到上盖（20）的第一密封元件（48）；

被附接到第一密封元件（48）的管支承架（46）；

被附接到管支承架（46）的第二密封元件（44）；和

被附接到第二密封元件（44）的下盖（32），其中下盖（32）包括出口端。

8.根据权利要求7所述的气体分离筒，进一步包括被附接到管支承架（46）和入口端（18）的至少一个气体分离管（16）。

9.根据权利要求7所述的气体分离筒，进一步包括被附接到入口端（18）的空腔（30），未被处理的空气样本通过该空腔能行进到气体传感器（20）。

10.根据权利要求1所述的气体分离筒，进一步包括：

被附接到壳体（12）的顶盖（62）；

上部腔（64），其包括被附接到顶盖（62）的多个独立腔室，其中各个腔室的各个端具有开口；

附接到上部腔（64）的底盖（68），其中所述底盖（68）包括下部腔（66）、用于来自独立腔室的空气样本通过的分立开口、和用于不通过独立腔室的空气样本通过的分立开口；和

基底，筒的底盖被密封在基底上，其中所述基底包括出口端。

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