CN105891390B - 一种热脱附管老化处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热脱附管老化处理设备，其包括多通道配气装置以及管式加热装置，加热装置包括热管以及若干个一端密封的竖向加热管，若干个加热管按环形阵列设置，热管放置于环形阵列内，加热管的两端分别设有下端板及上端板，上端板在与加热管开口端对应处开有通孔，加热管开口端嵌装在通孔内，加热管装夹在下端板与上端板之间，热管一端固定在下端板上，下端板与上端板之间设有保温层外壳，上端板上侧固定有一连接管，连接管上开有排气孔；所述配气装置插装在加热装置的连接管内，固定块下侧与上端板对向设置。本发明可通过配气装置一次操作固定多根热脱附管同时进行加热老化，解决效率低、操作繁琐、热脱附占用、热脱附气相色谱污染及维护成本高的问题。

Description

一种热脱附管老化处理设备

技术领域

本发明涉及一种热脱附管老化处理设备。

背景技术

热脱附仪是一种气相色谱的进样设备，主要用于散发性能测试；热脱附管是热脱附仪的常规配件，用于采集或放置样品，每次试验前需将热脱附管老化处理，使管内无被测物质残留，一般采用的方法为：在高温状态下，用恒定气流吹扫，使管内物质挥发。对热脱附管进行老化有两种方式，热脱附仪在线老化和专用老化器老化，前者老化过程中会污染热脱附仪，甚至会污染气相色谱及其检测器，使仪器的检测性能变差，仪器使用维护成本变高，实际应用只能单管老化，效率极低，并且老化过程中仪器被占用，不能够用来进行试验；后者可以解决上述问题，但是现有的老化器结构功能均不完善，具有诸如操作繁琐、单管流量不可控、周围环境污染、降温速率慢、能耗大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热脱附管老化处理设备，能有效解决热脱附管在老化处理过程中操作繁琐、单管流量不可控、周围环境污染、降温速率慢以及能耗大的问题。

解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案予以实现：

一种热脱附管老化处理设备，其特征是：包括多通道配气装置以及管式加热装置，配气装置包括配气板以及与配气板固定贴合在一起的固定块，配气板上开有一安装孔，安装孔处固定有供气接头，配气板下侧在安装孔所在圆周处开有环形导气槽；固定块上侧贴合在配气板下侧，固定块在与环形导气槽对应的圆周上开有若干个通气孔，所述通气孔内设有流量控制阀，固定块下侧设有热脱附管固定装置；

加热装置包括热管以及若干个一端密封的竖向加热管，若干个加热管按环形阵列设置，热管放置于环形阵列内，加热管的两端分别设有下端板及上端板，上端板在与加热管开口端对应处开有通孔，加热管开口端嵌装在通孔内，加热管装夹在下端板与上端板之间，热管一端固定在下端板上，下端板与上端板之间设有保温层外壳，上端板上侧固定有一连接管，连接管上开有排气孔；

所述配气装置插装在加热装置的连接管内，固定块下侧与上端板对向设置。

作为本发明的一种实施例，热脱附管固定装置包括设在固定板下侧的压紧板，压紧板与固定块不能相对旋转，压紧板在与通气孔对应位置开有出气孔，通气孔在压紧板侧设有环形凹槽，环形凹槽上设有管道密封圈，固定块中部开有螺纹通孔，压紧板后侧在与螺纹通孔对应处固定支承有一螺杆，螺杆相对于压紧板能自由旋转但不能轴向移动，螺杆与螺纹通孔螺纹连接使得压紧板与固定块贴合，配气板在与螺纹通孔对应处开有通孔，一转轴固定在螺杆后侧并穿过通孔裸露在外。

作为本发明的一种改进，所述转轴在裸露段上设有旋转方向的限位结构，限位结构包括在配气板通孔处伸出一套在转轴上的套管，套管管壁上在圆周方向开有一缺口，转轴在缺口处固定有一与缺口相配合的径向限位销。

作为本发明的一种改进，所述的转轴由固定在螺杆后侧的插槽以及被套在套管内的插销组成，插销由大径段以及小径段组成，其大径段被套在套管内、小径段与插槽相配合，插槽上套有压缩弹簧。

进一步地，所述配气板上的通孔为螺纹孔，套管设有外螺纹并螺纹连接在通孔内，套管外套有一防滑螺母。

作为发明的一种实施例，所述螺杆相对于压紧板能自由旋转但不能轴向移动的具体结构为：压紧板在与螺杆对应位置开有轴承孔，轴承孔内设有一法兰轴承，螺杆下侧设有螺纹孔，一螺栓由前到后穿过并支承在法兰轴承上，螺栓后端与螺杆螺纹孔连接。

作为发明的一种实施例，所述压紧板与固定块不能相对旋转的具体结构为：压紧板在固定块侧的外端圆周上设有若干个定位销，固定块在与定位销对应处开有定位孔，定位销插装在定位孔内从而使得压紧板与固定块不能相对旋转。

作为发明的一种实施例，所述的流量控制阀具体结构为：流量控制阀的阀体为通气孔，通气孔为圆形阶梯孔，阶梯孔大端位于压紧板侧并设有内螺纹，流量控制阀的阀针为与阶梯孔相配合的圆柱形阶梯轴，阶梯轴大端设有外螺纹并在外圆面设有轴向的导流通道，导流通道为在阶梯轴大端外圆上的轴向切平面，阶梯轴的其余端节为圆锥台形。

进一步地，配气板在环形导气槽的内侧和外侧分别开有密封凹槽，密封凹槽内设有密封圈。

作为发明的一种改进，所述的加热装置上设有热电偶用于实时检测加热管的温度，热电偶固定在下端板上、位于热管与加热管之间并靠近加热管一侧，下端板外包覆有保温层外壳。

进一步地，配气装置与连接管管壁之间在排气孔的上方设有环形密封圈。

作为本发明的一种改进，所述的加热装置固定在一支撑框体上，加热装置连接管的上端设有一法兰，加热装置通过法兰固定在支撑框体上，支撑框体上设有流量计和温控器，流量计经管道与供气接头连接，温控器的输入端与热电偶连接、输出端与热管相连接。

进一步地，支撑框体上设有散热舱，散热舱包括散热器以及可容纳加热装置的腔体，加热装置可通过法兰固定在腔体内。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明可通过配气装置一次操作固定多根热脱附管同时进行加热老化，解决效率低、操作繁琐、热脱附占用、热脱附气相色谱污染及维护成本高的问题；可以通过配气装置调节每根热脱附管的气体流量匹配，解决单管流量不可控问题；可以通过配气装置和加热装置的有效密封及加热的尾气收集导管，将尾气集中排放到试验室通风设备，解决污染周围环境的问题；加热装置的小型化和隔离设计以及保温材料的使用，有效降低能量的损耗；可以通过散热舱的加速散热解决降温速率慢效率低的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一的立体示意图；

图2是本发明配气装置的爆炸图；

图3是本发明配气板的立体示意图；

图4是本发明固定块的立体示意图；

图5是图4的剖视图；

图6是本发明阀针的立体示意图；

图7是本发明转轴的立体示意图；

图8是本发明加热装置的立体示意图；

图9是图8的内部结构图；

图10是图9的另一角度图；

图11是加热装置加热管与热管的结构示意图；

图12是本发明实施例二的立体示意图。

图中：1-配气装置，11-配气板，111-安装孔，112-导气槽，113-通孔，114-密封凹槽，12-固定块，121-通气孔，1211-阶梯孔大端，122-轴孔，123-螺纹通孔，124-定位孔，125-阶梯轴，1251-阶梯轴大端，1252-轴向切平面,1253-圆锥台形，13-压紧板，131-出气孔，132-轴承孔，133-定位销，14-管道密封圈，15-螺杆，151-螺纹孔，16-转轴，161-限位销,162-插槽,163-插销,164-手柄，17-套管，171-缺口，18-压缩弹簧，19-防滑螺母，110-供气接头，120-法兰轴承，130-螺栓，2-加热装置，21-加热管，22-热管，23-下端板，24-上端板，25-法兰，26-连接管，261-排气孔，27-热电偶，28-保温层外壳,3-支撑框体，4-流量计，5-温控器，6-散热舱，61-散热器，62-腔体，7-排气管。

具体实施方式

下面结合附图用实施例对本发明作进一步说明。

如图1至11所示的热脱附管老化处理设备是本发明的实施例一，其包括多通道配气装置1以及管式加热装置2，配气装置1包括配气板11以及与配气板11固定贴合在一起的固定块12，配气板11上开有一安装孔111，安装孔111处固定有供气接头110，配气板下侧在安装孔111所在圆周处开有环形导气槽112；固定块上侧贴合在配气板下侧，固定块12在与环形导气槽112对应的圆周上开有若干个通气孔121，所述通气孔121内设有流量控制阀，固定块下侧设有热脱附管固定装置；

加热装置2包括热管22以及若干个一端密封的竖向加热管21，若干个加热管21按环形阵列设置，热管22放置于环形阵列内，在本实施例中，热管22位于环形阵列的中心，保证均匀加热，加热管21的两端分别设有下端板23及上端板24，上端板24在与加热管21开口端对应处开有通孔，加热管21开口端嵌装在通孔内，加热管21装夹在下端板23与上端板24之间，热管一端固定在下端板23上，下端板23与上端板24之间设有保温层外壳28，上端板上侧固定有一连接管26，连接管26上开有排气孔261；所述配气装置1插装在加热装置2的连接管26内，固定块下侧与上端板24对向设置。

作为本实施例所推荐的实施方式，热脱附管固定装置包括设在固定板下侧的压紧板13，压紧板13与固定块12不能相对旋转，压紧板13在与通气孔121对应位置开有出气孔131，通气孔121在压紧板侧设有环形凹槽122，环形凹槽上122设有管道密封圈14，固定块中部开有螺纹通孔123，压紧板后侧在与螺纹通孔123对应处固定支承有一螺杆15，螺杆15相对于压紧板能自由旋转但不能轴向移动，螺杆15与螺纹通孔123螺纹连接使得压紧板13与固定块12贴合，配气板11在与螺纹通孔123对应处开有通孔113，一转轴16固定在螺杆后侧并穿过通孔113裸露在外，转轴后端设有手柄164，方便转动转轴；

其中螺杆15相对于压紧板能自由旋转但不能轴向移动的具体结构为：压紧板13在与螺杆15对应位置开有轴承孔132，轴承孔132内设有一法兰轴承120，螺杆下侧设有螺纹孔151，一螺栓130由前到后穿过并支承在法兰轴承120上，螺栓后端与螺杆螺纹孔151连接；压紧板13与固定块12不能相对旋转的具体结构为：压紧板13在固定块侧的外端圆周上设有若干个定位销133，固定块12在与定位销133对应处开有定位孔124，定位销133插装在定位孔124内从而使得压紧板与固定块不能相对旋转，通过旋转螺杆可以实现压紧板与固定块的贴合和分开。

在上述基础上，本实施中，为了限制螺杆的旋转角度，转轴16在裸露段上设有旋转方向的限位结构。其中限位结构包括在配气板通孔113处伸出一套在转轴16上的套管17，套管17管壁上在圆周方向开有一缺口171，转轴16在缺口171处固定有一与缺口171相配合的径向限位销161。转轴旋转角度的大小取决于缺口弧度的大小，从而限定螺杆的旋转角度，避免过度旋转。

为了拆装方便，将转轴设为分体式结构，所述的转轴16由固定在螺杆后侧的插槽162以及被套在套管内的插销163组成，而且插销163由大径段以及小径段组成，其大径段被套在套管内、小径段与插槽相配合，插槽162上套有压缩弹簧18。所述配气板11上的通孔113为螺纹孔，套管17设有外螺纹并螺纹连接在通孔113内，套管17外套有一防滑螺母19，将套管与配气板设计为分拆式结构，也方便拆装，而且设有防滑螺母，防止套管随意滑动。

在本实施中，所述的流量控制阀具体结构为：流量控制阀的阀体为通气孔121，通气孔121为圆形阶梯孔，阶梯孔大端1211位于压紧板侧并设有内螺纹，流量控制阀的阀针为与阶梯孔相配合的圆柱形阶梯轴125，阶梯轴大端1251设有外螺纹并在外圆面设有轴向的导流通道，其中导流通道为在阶梯轴大端1251外圆上的轴向切平面1252，阶梯轴125的其余端节为圆锥台形1253。

为了加强配气板与固定块之间的密封性能，配气板11在环形导气槽112的内侧和外侧分别开有密封凹槽114，密封凹槽114内设有密封圈。

为了对加热管的温度进行监测，所述的加热装置上设有热电偶27用于实时检测加热管21的温度，热电偶27固定在下端板23上、位于热管22与加热管21之间并靠近加热管21一侧，下端板23外包覆有保温层外壳28，保温层防止热量散发。

实际使用时，配气装置与连接管管壁之间在排气孔的上方设有环形密封圈，连接管26的排气孔261处与排气管7相连接，将热脱附管的一端插装在压紧板的出气孔，在插装热脱附管前，旋转螺杆使得压紧板与固定块有一定间隙，热脱附管的一端插装在出气孔内并与紧压在管道密封圈上，接着反向旋转螺杆使得压紧板与固定块紧密贴合，从而完成热脱附管固定。然后将配气装置插装到加热装置的连接管内，热脱附管插入到加热装置的加热管内，配气装置上设有多个通气孔、加热装置设有多根加热管，因此可以一次操作固定多根热脱附管同时进行加热老化，解决效率低、操作繁琐、热脱附占用、热脱附气相色谱污染及维护成本高的问题，与此同时，通过配气装置的流量控制阀调节每根热脱附管的气体流量匹配，解决单管流量不可控问题；设定流量控制阀的流量大小后，供气接头与气源连接并通入干净气体，并启动热管对加热管进行加热，干净气体在加热情况完成对热脱附管的老化处理，加热后的干净气体流经热脱附管后从加热管与热脱附管间隙流向连接管的排气孔，并从排气孔排出，因此将排气孔的排气管7与试验室通风设备连通，将尾气集中排放，解决污染周围环境的问题。而且加热装置将加热空间分解为多个加热管，这种小型化、隔离式的设计以及保温材料的使用，有效降低能量的损耗。

如图12所示的热脱附管老化处理设备是本发明的实施例二，其与实施例一不同的是，所述的加热装置2固定在一支撑框体3上，加热装置连接管26的上端设有一法兰25，加热装置2通过法兰25固定在支撑框体3上，支撑框体3上设有流量计4和温控器5，流量计4经管道与供气接头110连接，温控器5的输入端与热电偶27连接、输出端与热管22相连接。支撑框体3上设有散热舱6，散热舱6包括散热器61以及可容纳加热装置的腔体62，加热装置可通过法兰固定在腔体内。温控器与加热装置的热管和热电偶连接，根据热电偶的测温数据，控制热管的电源功率，从而实现对加热管内温度的设定和控制。热脱附管老化处理完毕后，可将配气装置和热脱附管一起移入散热舱的腔体内，开启散热器，从而实现热脱附管的快速冷却。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热脱附管老化处理设备，其特征是：包括多通道配气装置以及管式加热装置，配气装置包括配气板以及与配气板固定贴合在一起的固定块，配气板上开有一安装孔，安装孔处固定有供气接头，配气板下侧在安装孔所在圆周处开有环形导气槽；固定块上侧贴合在配气板下侧，固定块在与环形导气槽对应的圆周上开有若干个通气孔，所述通气孔内设有流量控制阀，固定块下侧设有热脱附管固定装置；

加热装置包括热管以及若干个一端密封的竖向加热管，若干个加热管按环形阵列设置，热管放置于环形阵列内，加热管的两端分别设有下端板及上端板，上端板在与加热管开口端对应处开有通孔，加热管开口端嵌装在通孔内，加热管装夹在下端板与上端板之间，热管一端固定在下端板上，下端板与上端板之间设有保温层外壳，上端板上侧固定有一连接管，连接管上开有排气孔；

所述配气装置插装在加热装置的连接管内，固定块下侧与上端板对向设置。

2.根据权利要求1所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：热脱附管固定装置包括设在固定板下侧的压紧板，压紧板与固定块不能相对旋转，压紧板在与通气孔对应位置开有出气孔，通气孔在压紧板侧设有环形凹槽，环形凹槽上设有管道密封圈，固定块中部开有螺纹通孔，压紧板后侧在与螺纹通孔对应处固定支承有一螺杆，螺杆相对于压紧板能自由旋转但不能轴向移动，螺杆与螺纹通孔螺纹连接使得压紧板与固定块贴合，配气板在与螺纹通孔对应处开有通孔，一转轴固定在螺杆后侧并穿过通孔裸露在外。

3.根据权利要求2所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述转轴在裸露段上设有旋转方向的限位结构，限位结构包括在配气板通孔处伸出一套在转轴上的套管，套管管壁上在圆周方向开有一缺口，转轴在缺口处固定有一与缺口相配合的径向限位销。

4.根据权利要求3所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述的转轴由固定在螺杆后侧的插槽以及被套在套管内的插销组成，插销由大径段以及小径段组成，其大径段被套在套管内、小径段与插槽相配合，插槽上套有压缩弹簧。

5.根据权利要求2所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述螺杆相对于压紧板能自由旋转但不能轴向移动的具体结构为：压紧板在与螺杆对应位置开有轴承孔，轴承孔内设有一法兰轴承，螺杆下侧设有螺纹孔，一螺栓由前到后穿过并支承在法兰轴承上，螺栓后端与螺杆螺纹孔连接。

6.根据权利要求2所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述压紧板与固定块不能相对旋转的具体结构为：压紧板在固定块侧的外端圆周上设有若干个定位销，固定块在与定位销对应处开有定位孔，定位销插装在定位孔内从而使得压紧板与固定块不能相对旋转。

7.根据权利要求1所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述的流量控制阀具体结构为：流量控制阀的阀体为通气孔，通气孔为圆形阶梯孔，阶梯孔大端位于压紧板侧并设有内螺纹，流量控制阀的阀针为与阶梯孔相配合的圆柱形阶梯轴，阶梯轴大端设有外螺纹并在外圆面设有轴向的导流通道，导流通道为在阶梯轴大端外圆上的轴向切平面，阶梯轴的其余端节为圆锥台形。

8.根据权利要求1所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述的加热装置上设有热电偶用于实时检测加热管的温度，热电偶固定在下端板上、位于热管与加热管之间并靠近加热管一侧，下端板外包覆有保温层外壳。

9.根据权利要求1至8任一所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：所述的加热装置固定在一支撑框体上，加热装置连接管的上端设有一法兰，加热装置通过法兰固定在支撑框体上，支撑框体上设有流量计和温控器，流量计经管道与供气接头连接，温控器的输入端与热电偶连接、输出端与热管相连接。

10.根据权利要求9所述的热脱附管老化处理设备，其特征是：支撑框体上设有散热舱，散热舱包括散热器以及可容纳加热装置的腔体，加热装置通过法兰固定在腔体内。