CN107966349B - 一种用于液体中气体监测的气液分离器 - Google Patents

一种用于液体中气体监测的气液分离器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于液体中气体监测的气液分离器及其使用方法,所述的系统能够利用真空和膜渗透原理,从液体样品中脱出挥发性气态分析物质,主要由集气管、集气腔、贮气腔、中空针头和带推杆的堵头组成。其中集气管由选择性透气而不能透过所分析液体的高分子膜组成。本发明安装在合适的耐压采样瓶上,用于手工采样分析时,具有污染机率低,分析效率高,实验室无需配备昂贵的顶空进样器和吹扫‑捕集进样器,分析成本低等优点。本发明的气液分离器与气路系统,六通阀等部件组成的装置,用于在线监测液体中的挥发性气体时,具有结构简单,设备维护方便,可以直接安装在待监测设备上,简化液路,准确获得实时监测结果等优点。

Description

一种用于液体中气体监测的气液分离器
技术领域
本发明涉及气液分离领域,尤其涉及一种利用真空和膜渗透原理,从液体样品中脱出气体目标分析物质的气液分离器。
背景技术
在分析化学中,检测液体中挥发性物质的方法经常采用顶空进样和吹扫-捕集进样法。顶空进样法是在一定容积的顶空瓶中,移入一定体积的液体试样,且试样只占顶空瓶内的部分空间,再对顶空瓶压盖密封处理;然后将此由气相和液相组成的密闭空间,在一定温度下,保持一定时间,组分在两相间分配平衡后,抽取一定的气相样品进行色谱分析。吹扫-捕集进样法是用惰性气体连续吹扫液体样品,挥发性组分随气体浓缩在一个冷的吸附阱上,然后迅速加热这个吸附阱,使捕集到的样品脱附,被载气反吹到色谱系统中进行分析。上述两种脱气技术的优点是取样量少、富集效率高、受基体干扰少和灵敏度高;缺点是设备昂贵,结构复杂,使用和维修代价高,且需要对样品进行二次转移,增加了挥发性物质的损失率,只适合于实验室内分析。环境检测行业标准HJ639-2012(水质挥发性有机物的测定吹扫捕集气相色谱—质谱法)和HJ686-2014(水质挥发性有机物的测定吹扫捕集/气相色谱法)均采用吹扫捕集法提取水质中的挥发性有机物质;HJ810-2016(水质挥发性有机物的测定顶空气相色谱-质谱法)采用顶空法分析水质中的挥发性有机物。
目前,环境监测领域和工业生产领域,监测液体中挥发性气体,通常有手工采样分析和在线监测两种方式。授权公告号为CN 104609583 B的中国发明专利公开了一种从环境水中分离提取溶解气的系统及方法,采用的是膜脱气技术,进行气液分离,但没有公开气液分离器的具体结构。申请公布号为CN 106680029 A的中国发明专利公开了一种便携式真空采样瓶及其应用方法,描述了一种利用真空原理,对海水中溶解气体进行脱出的装置,遗憾的是这种装置和使用方法,均较复杂,且没有储存气体的空间,不适合环境领域,需要大规模采集水质样品,送达实验室分析的要求。申请公布号为CN 106769244 A的中国发明专利描述了一种地下水溶解气现场取样器,需要现场使用电源,且系统不方便清洗,同样不适合大规模采集环境水质样品。U.S.Pat.No.5,062,292的美国专利描述了一种采用在液体中鼓泡的脱气方法,不适合现场采样或在线监测使用。U.S.Pat.No.5,749,942的美国专利公开了一种采用气体可选择性透过,而液体不能透过的高分子膜作为分离介质的气液分离器,分离变压器油中的气体,缺点是用于在线监测时,脱气时间长,结构复杂,容易出故障。专利号为US 8,142,547 B1的美国专利设计了一种采用多张氟硅氧烷合成的高分子膜,专用于在线监测液体中的气体,存在着液体流路复杂,仅仅依靠膜扩散原理,速度慢等缺点。
综上所述,无论手工采样后,送实验室分析,还是在线监测液体中的挥发性气体,都是分析化学领域中难度较大的课题。手工采样后,实验室分析面临的主要问题是:由于样品需长途运输,难以保证样品稳定性,所以检测数据的代表性不强。在线监测存在的主要问题是:目前尚没有能够直接检测液体中各种挥发性气体的有效而精准的方法,故需要方便、高效地把挥发性气体从液体中提取分离出来,再进行分析。影响两种分析方法结果的主要过程均是从液体中提取出挥发性气体。所以如何制造一种结构简单,容易使用和维护,能够方便高效地从所分析液体中提取出挥发性气体的设备,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明是为了避免现有技术的不足之处,提供一种结构简单、容易操作和维护,综合利用真空和膜渗透原理,从液体样品中脱出气体目标分析物质的气液分离器。
本发明所述的气液分离器主要由集气管、集气腔、贮气腔、密封垫片、带推杆和中空针头的堵头组成。
本发明所述的气液分离器的具有瓶盖状的集气腔体一面安装有可拆卸的集气管,集气腔的另一面通过内外螺纹咬合的方式和贮气腔紧密连接,贮气腔的另一端安装有带推杆的中空堵头;集气腔与贮气腔之间,贮气腔与堵头之间通过密封垫片密封,推杆的一端依次穿过堵头的空腔和贮气腔密封垫片,伸入贮气腔,推杆的伸入贮气腔的一端能够方便地安装和拆卸中空针头,中空针头可以穿过集气腔密封垫片,伸入集气腔内。
本发明所述的气液分离器的集气腔凹面一侧向内凹进一段距离,且边沿内侧加工有内螺纹,构成似瓶盖状的结构;集气腔凹进的密封面上装有一个或数个贯通集气腔凹面内外两侧的气路接头,一根或多根具有选择性透过气体,但所分析的液体不能透过的集气管安装在气路接头上;集气腔的另一面是向外凸出的集气腔凸面,集气腔凸面的底部中间位置设有一个小孔,小孔的内径明显小于凸出部分的腔体内径,从而使小孔周围的集气腔凸面底部具有挡板的作用,形成集气腔挡板,集气腔挡板外侧的凸出部分腔体上加工有集气腔凸面螺纹;集气腔挡板和贮气腔采气端之间设置有一个适当厚度和材质的集气腔密封垫片,集气腔凸面螺纹与贮气腔采气端通过内外螺纹紧密咬合的方式连接,并能够压紧集气腔密封垫片。
本发明所述的气液分离器的贮气腔的腔体外侧设置有一个气路四通,其中的一个通路上安装有真空-压力测量元件,另一通路上安装一个内置合适密封垫的密封螺帽,第三个通路可以连接气路管或完全堵死;距离贮气腔另一端的腔内一定位置处设置一中间开孔的贮气腔挡板,贮气腔挡板外侧到贮气腔末端加工有内螺纹,且安装有贮气腔密封垫片;贮气腔挡板和贮气腔密封垫片之间依靠一个具有外螺纹堵头螺纹端的堵头,与贮气腔末端通过内外螺纹组合的方式拧紧密封。
本发明所述气液分离器的堵头,外部呈圆柱体结构,内部具有中空的空腔结构,堵头自由端的中央加工有一个堵头自由端孔,堵头螺纹端的中央则加工有一个堵头螺纹端孔;堵头自由端孔和堵头螺纹端孔分别设置在堵头自由端和堵头螺纹端的圆心位置,两个小孔的内径允许带针头的推杆自由穿过。
本发明所述气液分离器的推杆一端固定有一个卡块和手柄,另一端则依次穿过堵头自由端孔、滑块、复位弹簧、堵头螺纹端孔和贮气腔密封垫片,并伸入贮气腔中一段距离;滑块和复位弹簧位于堵头的空腔中,且滑块有两个,分别安装于复位弹簧的两边,其作用是保证复位弹簧始终位于堵头两端小孔之间的推杆上,防止复位弹簧的两端跑出堵头螺纹端孔或堵头自由端孔而失效;堵头自由端上焊接有一段开口的金属圆环作为卡环。
本发明所述气液分离器中推杆的伸入贮气腔的一端加工有外螺纹,能够与中空针头的钝端,通过螺纹咬合的方式,紧密连接;中空针头的钝端加工有一个或数个针尾端小孔,中空针头的尖端加工有一个或数个针尖端小孔;中空针头的长度,以使推杆的卡块卡到卡环上时,针尖能够刺穿集气腔密封垫片,针尖端小孔能够全部伸入集气腔内,而当推杆的卡块离开卡环,复位弹簧使推杆复位后,针尖完全位于贮气腔内,且与集气腔密封垫片不接触为宜。
本发明所述的集气管由能够选择性透气而不能透过所分析液体的高分子膜构成;所述的气液分离器的真空-压力测量元件,是既能显示正压,又能显示负压的压力表或压力传感器。
本发明所述气液分离器的集气腔中可以装入能够去除所分析液体蒸汽的吸附剂,分析样品是水质时,常选择硫酸钠作为干燥剂;分析油液时,优先选择高分子微孔小球。
本发明所述的用于液体中气体监测的气液分离器主要应用于各类水质或者高沸点油液中的气体分析,典型的如变压器油和汽轮机油中的故障气体分析。
本发明所述的气液分离器安装在合适的耐压采样瓶上,组成的系统能够用于手工采集液体样品,再送实验室分析液体中的挥发性气体,其步骤包括:
⑴真空状态形成步骤,是使卡块离开卡环,让复位弹簧处于自然伸长状态,中空针头不接触集气腔密封垫片,集气腔和贮气腔相互密封隔离,通过四通密封垫和密封螺帽,用注射器或真空泵将贮气腔抽成真空,并保持需要的真空度,通过真空-压力测量元件观察真空的大小及变化;
⑵挥发性气体脱出步骤,是运用手工向采样瓶中采集液体样品,并使样品充满整个采样瓶,不留空隙,通过采样瓶外螺纹与集气腔凹面的内螺纹紧密连接,构成密闭系统,然后将推杆按下,并使卡块卡在卡环上,中空针头刺穿集气腔密封垫片,集气腔和贮气腔通过针尖端小孔和针尾端小孔,相互贯通,此时整个气液分离系统中保持一定的真空度;
⑶取样分析步骤,是在真空加强膜渗透脱气一定时间后,将卡块扳离卡环,复位弹簧恢复原状,中空针头离开集气腔密封垫片,使集气腔和贮气腔相互隔离,用工作气体将贮气腔补充至常压后,即可通过密封螺帽抽取定量体积的气体进行分析。
本发明所述的气液分离器与气源、六通阀、电磁阀和真空泵等部件组成的系统可以用于在线监测液体中的挥发性气体;所述贮气腔侧壁上气路四通的一个通路连接电磁阀开关后与气源相连,另一个通路接上电子压力传感器,用于监测贮气腔内的真空度或气压变化,最后一个通路连接另一个电磁阀开关后,再与六通阀上的①号位孔相连接;六通阀上的②号位孔和⑤号位孔安装一个定量环,③号位孔连接气源,作为系统的载气,④号位孔连接检测单元,⑥号位孔连接一个微型真空泵后与大气环境相通;本发明所述的卡块或手柄上焊接一个驱动电动机,能够控制推杆在一定范围内,沿直线运动,所述的驱动电动机优先选择直线电动机。
本发明用于在线监测系统的具体使用方法是:
⑴取样和状态调整步骤,是将被分析的液体物质,泵入并充满贮样罐,然后密封贮样罐,使六通阀处于①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔和微型真空泵连通的状态,同时开启电磁阀B开关,关闭电磁阀A开关,驱动电动机将推杆推向复位弹簧压缩的状态,使卡块牢牢卡住卡环,集气腔与贮气腔通过中空针头相互贯通;
⑵脱气步骤,是用微型真空泵,将气液分离系统抽至一定的真空度后,关闭电磁阀B开关,待监测液体中的挥发性气体在真空作用下,不断通过集气管的高分子渗透膜,向贮气腔内扩散,当膜两侧的挥发性气体浓度达到平衡时,驱动电动机运动至复位弹簧恢复原状的位置,贮气腔与集气腔相互隔离;
⑶定量取气步骤,是将气源电磁阀A开关开启,气源气输入贮气腔,将贮气腔的内部补充至常压,再开启电磁阀B开关,此时六通阀处于加载状态,载气通过电磁阀A开关,将贮气腔中的气态挥发性物质依次吹向六通阀上面的①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔而排出;
⑷进样分析步骤,是当定量环中完全充满脱出的挥发性气体后,转动六通阀至进样状态,定量环中的样品气体被载体带入检测单元中进行分析检测;
⑸系统清洗步骤,是分析完成后,将六通阀再转至初始状态,将被分析物质从贮样罐中完全排出后,再密闭贮样罐,集气腔与贮气腔通过中空针头相贯通,微型真空泵将系统中残余的脱出气体抽空后,再用气源气冲洗气液分离系统一段时间后,恢复至初始状态,准备进行下一轮脱气分析。
与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:综合利用不同高分子渗透膜能够透过特定气体的特性,结合真空法脱气原理,能够高效地脱出液体中的挥发性气体。本发明用于手工采样检测时,还具有样品转移次数少,污染机率低,节省运输时间,提高分析效率,实验室不需要配备昂贵的顶空进样器和吹扫-捕集进样器,分析成本低等优点;本发明用于在线监测装置时,具有脱气模块结构简单,设备维护方便,可以直接安装在待监测设备上,简化液路,准确获得实时监测信息,既适合用于各种环境水质中挥发性气体的在线脱出,也适合用于各种油液(汽轮机油和变压器油)中的故障气体在线监测的脱气单元。
附图说明
图1为本气液分离器用于手工采样分析时的结构示意图。
图2为本气液分离器中推杆-针头部分的结构示意图。
图3为本气液分离器用于在线监测时,处于脱气状态时的结构示意图。
图4为本气液分离器用于在线监测时,处于进样状态时的结构示意图。
附图标记:1—集气管;2—集气腔凹面;3—集气腔;4—集气腔凸面;5—集气腔挡板;6—集气腔密封垫片;7—集气腔凸面螺纹;8—贮气腔采气端;9—推杆;10—气路四通;11—真空-压力测量元件;12—贮气腔;13—贮气腔挡板;14—贮气腔密封垫片;15—堵头螺纹端;16—滑块;17—复位弹簧;18—堵头自由端;19—卡环;20—卡块;21—堵头;22—堵头自由端孔;23—堵头螺纹端孔;24—中空针头;25—针尾端小孔;26—四通密封垫;27—密封螺帽;28—针尖端小孔;29—采样瓶;30—采样瓶外螺纹;31—贮样罐; 32—电磁阀A开关;33—电磁阀B开关;34—六通阀;35—微型真空泵;36—定量环; 37—检测单元;38—驱动电动机。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式:如图1所示,一根或多根具有选择性透过气体,而所分析的液体不能透过的集气管1安装在具有贯通集气腔凹面2内外的两通接头上;集气腔3的集气腔凹面2一侧向内凹进一段距离,且边沿具有内螺纹,构成似瓶盖状的结构;集气腔3的另一面是向外凸出的集气腔凸面4,集气腔凸面4中间设有一个小孔,小孔的内径明显小于凸出部分的腔体内径,从而使小孔周围的集气腔凸面4具有挡板的作用,形成集气腔挡板5;集气腔挡板5外侧的凸出部分腔体上加工有集气腔凸面螺纹7,集气腔挡板5和贮气腔采气端8之间设置有一个适当厚度和材质的集气腔密封垫片6,集气腔凸面螺纹7与贮气腔采气端8通过内外螺纹紧密咬合的方式连接,并能够压紧集气腔密封垫片6;贮气腔12的腔体上设置有一个气路四通10,其中的一个通路上安装有真空-压力测量元件11,另一气体通路上安装一个内置有四通密封垫26的密封螺帽27,第三个通路连接气路管或完全堵死;距离贮气腔12另一端的腔内一定位置处设置一中间开孔的贮气腔挡板 13,贮气腔挡板13外侧到贮气腔末端加工有内螺纹,且安装有贮气腔密封垫片14,贮气腔挡板13和贮气腔密封垫片14之间依靠堵头21上的堵头螺纹端15,与贮气腔末端通过内外螺纹组合的方式拧紧密封;堵头21的另一端是堵头自由端18,其上固定有卡环19,作用是将推杆9推进堵头21的腔内一定距离后,卡住推杆9上的卡块20。
其中,图1所述的集气管1是由选择性透气而不能透过所分析液体的高分子膜制成;所述的真空-压力测量元件11是既能显示正压,又能显示负压的压力表或压力传感器;集气腔3中可以装入能够去除所分析液体蒸汽的吸附剂,分析样品是水质时,常选择硫酸钠作为干燥剂,分析油液时,优先选择高分子微孔小球。
为进一步说明本发明的详细特征,如图2所示,堵头21具有中空的空腔结构,堵头自由端18的中央加工有一个堵头自由端孔22,堵头螺纹端15的中央则加工有一个堵头螺纹端孔23;推杆9的一端固定一个卡块20和手柄,另一端则依次穿过堵头自由端孔22、滑块16、复位弹簧17、堵头螺纹端孔23和贮气腔密封垫片14,伸入贮气腔12中;滑块16 和复位弹簧17位于堵头21的空腔中,且滑块16有两个,分别安装于复位弹簧17的两边,其作用是防止复位弹簧17的两端跑出堵头螺纹端孔23或堵头自由端孔22而失效;推杆9 的伸入贮气腔12的一端加工有外螺纹,能够与中空针头24的钝端,通过螺纹咬合的方式,紧密连接;中空针头24的钝端加工有一个或数个针尾端小孔25,中空针头24的尖端加工有一个或数个针尖端小孔28;中空针头24的长度,以卡块20卡在卡环19上时,针尖能够刺穿集气腔密封垫片6,针尖端小孔28可以全部伸入集气腔3内,而卡块20离开卡环19,复位弹簧17使推杆9复位后,针尖完全位于贮气腔12内,且与集气腔密封垫片6不接触为宜。
又如图1所示,将本气液分离器运用于手工采集液体样品,分析其中的挥发性气体时,将合适容积的耐压采样瓶29,通过采样瓶外螺纹30与集气腔凹面2一侧的内螺纹,密封连接,其使用方法如下:
⑴采集液体样品前,将卡块20扳离卡环19,让复位弹簧17处于自然伸长状态,中空针头24不接触集气腔密封垫片6,集气腔3和贮气腔12相互密封隔离,采集样品之前,通过四通密封垫26和密封螺帽27,用注射器或真空泵将贮气腔12抽成真空,并保持需要的真空度,通过真空-压力测量元件11观察真空的大小及变化;
⑵运用手工方法,向采样瓶29中采集液体样品,并使样品充满整个采样瓶,上部不留空隙,拧紧本发明所述的气液分离器到采样瓶29上后,将推杆9按下,并使卡块20卡在卡环 19上,中空针头24的尖端刺穿集气腔密封垫片6,通过针尖端小孔28和针尾端小孔25,使集气腔3和贮气腔12相互贯通,此时整个气液分离系统内,均保持一定的真空度;
⑶真空加强膜渗透脱气一定时间后,将卡块20扳离卡环19,复位弹簧17恢复原状,中空针头24离开集气腔密封垫片6,此时集气腔3和贮气腔12相互隔离,用工作气体将贮气腔 12补充至常压后,即可通过密封螺帽27抽取定量体积的气体进行分析。
如图3所示,将本发明所述的气液分离器与包含六通阀34在内的气路系统相连接,组成能够用于液体中的挥发性气体分析的在线监测系统;所述气路四通10的一个通路连接上电磁阀A开关32后与气源相连通,另一个通路上密封连接真空-压力测量元件11,用于监测贮气腔12内的大气压强或真空度,最后一个通路连接另一个电磁阀B开关33后,再与六通阀34上的①号位孔相连接;六通阀34上的②号位孔和⑤号位孔安装一个定量环 36,③号位孔连接气源气,作为系统的载气,④号位孔连接检测单元37,⑥号位孔连接一个微型真空泵35后与大气环境相通;本发明所述的卡块20上焊接一个驱动电动机38,能够控制推杆9在一定范围内,沿直线方向运动。
本发明所述的气液分离器应用于在线监测液体中气体的方法包括以下步骤:
⑴取样和状态调整步骤,是将被分析的液体物质,泵入并充满贮样罐31,然后密封贮样罐 31,如图3所示,使六通阀34处于①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔和微型真空泵35连通的状态,同时开启电磁阀B开关33,关闭电磁阀A开关32,驱动电动机38将推杆9推向复位弹簧17压缩的状态,并使卡块20牢牢卡住卡环19,使集气腔3与贮气腔12通过中空针头24相贯通;
⑵脱气步骤,是用微型真空泵35,将气液分离系统抽至一定的真空度后,关闭电磁阀B开关33,待监测液体中的挥发性气体在真空作用下,不断通过集气管1上的高分子渗透膜,向贮气腔12内扩散,当膜两侧的挥发性气体浓度达到平衡时,驱动电动机38运动至复位弹簧17恢复原状的位置,贮气腔12与集气腔3相互隔离;
⑶定量取气步骤,是将气源电磁阀A开关32开启,气源气输入贮气腔12,将贮气腔12内补充至常压后,再开启电磁阀B开关33,此时六通阀34处于加载状态,载气通过电磁阀A开关32,将贮气腔中的气态挥发性物质依次吹向六通阀34上面的①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔而排出;
⑷进样分析步骤,如图4所示,当定量环36中完全充满脱出的挥发性气体后,转动六通阀 34至进样状态,定量环36中的样品气体被载体带入检测单元37中进行分析检测;
⑸系统清洗步骤,是分析完成后,将六通阀34再转至初始状态,将被分析物质从贮样罐31中完全排出后,密封贮样罐31,集气腔3与贮气腔12通过中空针头24相互贯通,微型真空泵35将系统中残余的脱出气体抽空后,再用气源气冲洗气液分离系统一段时间,恢复至初始状态,准备进行下一轮脱气分析。
本领域的技术人员可以从本发明中得到启发,做出大量的改进而获利。这些修改被认为是包含在本发明范围内的,权利要求中已经阐明了该范围。

Claims (5)

1.一种用于液体中气体监测的气液分离器,其特征在于:所述的气液分离器由集气管(1)、集气腔(3)、贮气腔(12)、中空针头(24)和带推杆(9)的堵头(21)组成;所述集气管(1)由能够选择性透气而不能透过所分析液体的高分子膜构成;所述的集气腔(3)包括集气腔凹面(2)和集气腔凸面(4),一根或多根集气管(1)安装于集气腔凹面(2)上,并贯通集气腔(3)内外,集气腔凸面(4)的底部中间位置设有一个小孔,小孔的内径明显小于凸出部分的腔体内径,从而使小孔周围的集气腔凸面底部具有挡板的作用,形成集气腔挡板(5),集气腔凸面(4)凸出的部分加工有集气腔凸面螺纹(7),与贮气腔(12)的贮气腔采气端(8)紧密连接,并压紧集气腔密封垫片(6);贮气腔(12)的腔体上安装一个贯通内外的气路四通(10),其中一个通路安装一个真空-压力测量元件(11),贮气腔(12)的另一端腔内位置处,设置有中间开孔的贮气腔挡板(13),其外侧安装贮气腔密封垫片(14),并与堵头螺纹端(15)通过内外螺纹拧紧的方式密封;所述气液分离器中推杆(9)的伸入贮气腔(12)的一端加工有外螺纹,能够与中空针头(24)的钝端,通过螺纹咬合的方式,紧密连接;所述中空针头(24)的钝端加工有一个或数个针尾端小孔(25),中空针头(24)的尖端加工有一个或数个针尖端小孔(28);中空针头(24)可以穿过集气腔密封垫片(6),伸入集气腔(3)内。
2.根据权利要求1所述的用于液体中气体监测的气液分离器,其特征在于:所述的堵头(21)内部具有空腔结构,在堵头自由端(18)和堵头螺纹端(15)的圆心位置,分别设置有堵头自由端孔(22)和堵头螺纹端孔(23),堵头自由端(18)上焊接有一个卡环(19);所述推杆(9)的一端固定有一个卡块(20),另一端依次穿过堵头自由端孔(22)、滑块(16)、复位弹簧(17)、堵头螺纹端孔(23)和贮气腔密封垫片(14),并伸入贮气腔(12)中一段距离,再与中空针头(24)相连接;两个滑块(16)分别安装于复位弹簧(17)的两边,且位于堵头(21)的空腔内。
3.根据权利要求2所述的用于液体中气体监测的气液分离器,其特征在于:所述的贮气腔(12)侧壁上气路四通(10)的一个通路接上电磁阀A开关(32)后与气源相连通,另一个通路密封连接真空-压力测量元件(11),第三个通路上连接一个电磁阀B开关(33),电磁阀B开关(33)与六通阀(34)上的①号位孔相连通;六通阀(34)上的②号位孔和⑤号位孔安装一个定量环(36),③号位孔直接连接气源,作为系统的载气,④号位孔连接检测单元(37),⑥号位孔连接一个微型真空泵(35)后与大气环境相通;卡块(20)上焊接一个控制推杆(9)沿直线运动的驱动电动机(38);所述的气液分离器密封安装在贮样罐(31)上,应用于在线监测液体中的挥发性气体。
4.根据权利要求2所述的用于液体中气体监测的气液分离器,其特征在于,用于手工采样检测的方法如下:
⑴ 真空状态形成步骤,是卡块(20)离开卡环(19),复位弹簧(17)处于自然伸长状态,中空针头(24)不接触集气腔密封垫片(6),集气腔(3)和贮气腔(12)相互密封隔离,通过四通密封垫(26)和密封螺帽(27),用注射器或真空泵将贮气腔(12)内部抽成真空,并保持需要的真空度,通过真空-压力测量元件(11)观察真空的大小及变化;
⑵ 挥发性气体脱出步骤,是运用手工向采样瓶(29)中采集液体样品,并使样品充满整个采样瓶,不留空隙,通过采样瓶外螺纹(30)与集气腔凹面(2)的内螺纹紧密连接,构成密闭系统,然后将推杆(9)按下,卡块(20)卡在卡环(19)上,中空针头(24)刺穿集气腔密封垫片(6),集气腔(3)和贮气腔(12)通过针尖端小孔(28)和针尾端小孔(25),相互贯通,使整个气液分离器中保持一定的真空度;
⑶ 取样分析步骤,是在真空加强膜渗透脱气一定时间后,卡块(20)脱离卡环(19),复位弹簧(17)恢复原状,中空针头(24)离开集气腔密封垫片(6),集气腔(3)和贮气腔(12)相互隔离,用工作气体将贮气腔(12)补充至常压后,即可通过密封螺帽(27)抽取定量体积的气体进行分析。
5.根据权利要求3所述的气液分离器,其特征在于,用于在线监测液体中挥发性气体时的方法如下:
⑴ 取样和状态调整步骤,是将被分析的液体物质,泵入并充满贮样罐(31),然后密封贮样罐(31),使六通阀(34)的①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔和微型真空泵(35)相连通,同时开启电磁阀B开关(33),关闭电磁阀A开关(32),驱动电动机(38)将推杆(9)推向复位弹簧(17)压缩的状态,卡块(20)牢牢卡住卡环(19),集气腔(3)与贮气腔(12)通过中空针头(24)相互贯通;
⑵ 脱气步骤,是用微型真空泵(35),将气液分离器抽至一定的真空度后,关闭电磁阀B开关(33),待监测液体中的挥发性气体在真空作用下,不断通过集气管(1)的高分子渗透膜,向贮气腔(12)内扩散,当膜两侧的挥发性气体浓度达到平衡时,驱动电动机(38)运动至复位弹簧(17)恢复原状的位置,贮气腔(12)与集气腔(3)相互隔离;
⑶ 定量取气步骤,是将气源电磁阀A开关(32)开启,气源气输入贮气腔(12),将贮气腔(12)补充至常压,再开启电磁阀B开关(33),此时六通阀(34)处于加载状态,气源气通过电磁阀A开关(32),将贮气腔中的气态挥发性物质依次吹过六通阀(34)上的①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔而排出;
⑷ 进样分析步骤,是当定量环(36)中完全充满脱出的挥发性气体后,转动六通阀(34)至进样状态,定量环(36)中的样品气体被载气带入检测单元(37)中进行检测;
⑸ 系统清洗步骤,是分析完成后,将六通阀(34)再转回加载状态,将被分析物质从贮样罐(31)中完全排出后,密封贮样罐(31),集气腔(3)与贮气腔(12)通过中空针头(24)相互贯通,微型真空泵(35)将系统中残余的脱出气体抽空,再用气源气冲洗气液分离器一段时间后,恢复至初始状态,准备进行下一轮脱气分析。
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