CN108709781B - 一种VOCs吸附管采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VOCs吸附管采样装置，包括带有采样口的烟枪、主机、连接支架和冰水浴箱组件；烟枪包括管体和主体，管体内的内管外部设置有加热件，主体上开设有接嘴，主体内设置有第一主控板、加热模块和温控模块；主机包括外壳体、第二主控板、流量控制器、抽气动力装置和进气嘴；冰水浴箱组件通过连接支架与烟枪连接且相对于烟枪可旋转，冰水浴箱组件包括箱体、出气嘴、吸附管和吸收瓶；连接管依次连接接嘴、吸收瓶、吸附管、出气嘴和进气嘴；第二主控板接收流量控制器输出的气体流量并根据预设流量和预设流量误差控制抽气动力装置的转速，使流量与预设流量之间的比较值处于预设流量误差内。用于提高VOCs吸附效率。

Description

一种VOCs吸附管采样装置

技术领域

本发明属于气体采样技术领域，具体涉及一种VOCs吸附管采样装置。

背景技术

挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）是石油、制药、印刷等行业排放的常见污染物。VOCs大多对人类健康有负面影响，但是这些物质在回收后又多数具有经济价值，所以在进行回收之前需要对VOCs进行采样，以确定其中是否存在待回收的有益物质，或者检测废气中VOCs的含量以确定排放废气是否符合国家相关规定的排放标准。通常，VOCs存在于其中的烟气温湿度较大，现市场上用于采样VOCs的仪器一般通过烟枪直接引流烟气并通过吸附管对VOCs进行采样，由于烟气温湿度大，容易导致烟枪管路内形成冷凝水，影响后续吸附管对VOCs的吸附效率，并且烟气湿度大所带来的水蒸气也会影响吸附管对VOCs的吸附，导致吸附效率低。

发明内容

本发明提供一种VOCs吸附管采样装置，用于提高VOCs吸附效率。

为了解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案予以解决：

一种VOCs吸附管采样装置，包括带有采样口的烟枪、主机、连接支架、和冰水浴箱组件；所述烟枪包括管体和主体，所述管体内的内管外部设置有加热件，所述主体上开设有接嘴，所述主体内设置有第一主控板，在所述第一主控板上设置有用于加热所述加热件的加热模块和温控模块；所述主机包括外壳体、设置在所述外壳体内的第二主控板、与所述第二主控板连接的流量控制器、抽气动力装置和进气嘴；所述冰水浴箱组件通过所述连接支架与所述烟枪连接且相对于所述烟枪可旋转，所述冰水浴箱组件包括箱体、出气嘴、设置在所述箱体内吸附管和吸收瓶；通过连接管依次连接所述接嘴、吸收瓶、吸附管、出气嘴和进气嘴；所述第二主控板接收所述流量控制器输出的从所述进气嘴采集到的气体的流量并根据预设流量和预设流量误差控制所述抽气动力装置的转速，使所述流量与所述预设流量之间的比较值处于所述预设流量误差内。

进一步地，为了使得烟枪内采样的气体均为废气或在更换吸附管时保证烟枪内气体均为废气，所述VOCs吸附管采样装置还包括设置在所述箱体上的与所述第一主控板相连的三通阀；所述吸附管包括主路吸附管和旁路吸附管；所述吸收瓶的出口连接所述三通阀的进口，所述三通阀的一个出口连接所述旁路吸附管的入口，所述旁路吸附管的出口连接所述出气嘴，所述三通阀的另一个出口连接所述主路吸附管的入口，所述主路吸附管的出口连接所述出气嘴。

进一步地，为了提高该装置的使用寿命，所述VOCs吸附管采样装置还包括设置在所述采样口处的第一滤网和滤筒。

进一步地，所述进气嘴处设置有第二滤网。

进一步地，所述VOCs吸附管采样装置还包括干燥筒，所述出气嘴输出的气体通过所述干燥筒流入所述进气嘴。

进一步地，为了便于携带干燥筒，所述主机的外壳体的外侧壁上设置有燕尾槽，所述干燥筒的外侧壁上设置有用于卡入所述燕尾槽的燕尾结构。

进一步地，为了便于固定或拆卸冰水浴箱组件，所述VOCs吸附管采样装置还包括星型把手，所述连接支架开设有螺纹孔，所述星型把手穿过所述螺纹孔抵紧在所述烟枪的主体外表面。

进一步地，所述箱体一侧面上设置有两个对称的扇形凸耳；在各扇形凸耳的弧形边上开设有弧形滑槽；所述冰水浴箱组件相对于所述连接支架沿所述弧形滑槽可滑动。

进一步地，所述烟枪的主体上设置有至少一个挂柱，所述主机的外壳体的外侧壁上开设有与各挂柱对应的挂孔，所述挂柱卡入所述挂孔内，实现所述主机与所述烟枪的挂接。

进一步地，所述抽气动力装置为进口无刷隔膜泵。

与现有技术相比，本发明的VOCs吸附管采样装置的优点和有益效果是：通过加热件可对内管加热，避免气体在烟枪内管内形成冷凝水而影响后续吸附管对VOCs的吸附效率，吸收瓶放置在冰水浴箱组件的箱体内，对经过吸收瓶的气体降温冷却，使得气体中的水蒸气冷凝于吸收瓶内，并减小水蒸气对VOCs吸附的影响，并且实现吸附管低温采样，提高吸附效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的VOCs吸附管采样装置的结构图一；

图2为本发明的VOCs吸附管采样装置的结构图二；

图3为本发明的VOCs吸附管采样装置中冰水浴箱组件的结构图；

图4为图3中冰水浴箱组件的主视图；

图5为本发明的VOCs吸附管采样装置中主机的主视图；

图6为本发明的VOCs吸附管采样装置中主机的后视图，其中干燥筒卡在主机上；

其中，100-冰水浴箱组件，110-箱体 ，120-出气嘴，130-吸附管，131-主路吸附管，132-旁路吸附管，140-吸收瓶，140'-吸收瓶，150-三通阀，160扇形凸耳，161-弧形滑槽，170-干冰，200-主机，210-外壳体，211-挂孔，212-燕尾槽，220-进气嘴，230-主机显示屏，300-烟枪，310-采样口，320-管体，321-内管，322-加热带，323-滤筒，330-主体，331-接嘴，332-挂柱，333-烟枪显示屏，334-手柄，400-连接支架，410-螺纹孔，500-干燥筒，600-星型把手，700-连接管，800-连接管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了采样VOCs，本实施例涉及一种VOCs吸附管采样装置，如图1和图2所示，包括带有采样口310的烟枪300、主机200、连接支架400、和冰水浴箱组件100；烟枪300包括管体320和主体330，管体320内的内管321外部设置有加热件322，主体330上开设有接嘴331，主体330内设置有第一主控板（未示出），在第一主控板上设置有用于控制加热件322的加热模块（未示出）和温控模块（未示出）；如图5和图6所示，主机200包括外壳体210、设置在外壳体210内的第二主控板（未示出）、与第二主控板连接的流量控制器（未示出）、抽气动力装置（未示出）和进气嘴220；冰水浴箱组件100通过连接支架400与烟枪300连接且相对于烟枪300可旋转，如图3和图4所示，冰水浴箱组件100包括箱体110、出气嘴120、设置在箱体110内吸附管和吸收瓶140/140'；通过连接管依次连接接嘴331、吸收瓶140、吸附管、出气嘴120和进气嘴220；第二主控板接收流量控制器输出的从进气嘴220采集到的气体的反馈流量并根据预设流量和预设流量误差控制抽气动力装置的转速，使反馈流量与预设流量之间的比较值处于预设流量误差内。

具体地，如图1和图2所示，在使用该采样装置进行采样时，首先通过第一主控板根据温控模块反馈的温度控制加热模块对加热件322加热，在本实施例中，加热范围选择在100℃-160℃之间，其由第一主控板和温控模块实现。本实施例加热件322为加热带，该加热带包覆在内管321外周向，从而对整个长度的内管321进行加热。在采样废气时，将烟枪300放置烟道中，烟道中废气通过采样口310进入烟枪300内管321,加热件322对内管321中废气加热，避免当烟温湿度均较高时而外界温度较低时被测气体易在内管321中形成冷凝水，所产生的冷凝水对吸附管130吸附VOCs的吸附有影响。从内管321中出来的气体通过主体330上的接嘴331通入至吸收瓶140，在本实施例中在箱体110内还设置了一个备用的吸收瓶140'，且在本实施例中冰水浴箱组件100的箱体110内设置有干冰170，替代地，在箱体110内也可以设置有冰水混合物或者其他可释放冷量的物质。由于吸收瓶140、吸附管和干冰170均放置在箱体110内，因此在干冰170由固体变成液体吸收大量热量时箱体110内的温度会降低，使得对吸收瓶140和吸附管冷却，从而进入吸收瓶140的气体中的水蒸气会冷凝成水而收集在吸收瓶140中，而通过吸收瓶140的出口进入吸附管内的气体由于其低温采样，提高了吸附管对VOCs的吸附效率。经过吸附管后的气体从箱体110上的出气嘴120引入主机200的进气嘴220，对整个气体的流量进行恒速闭环控制，以便保证流量稳定性及准确性；在气体从进气嘴220流入主机200时，流量计模块实时采集到气体并计算气体流量，第二主控板事先设置预设流量和预设流量误差并将采集到的气体流量与预设流量进行比较，当两者的比较值不处于（例如超过或低于）预设误差范围内时，第二主控板控制抽气动力装置的转速（例如降低或增加），直至两者的比较值处于（例如超过或低于）预设误差范围内，实现流量控制的稳定性，其中本实施例中抽气动力装置优选为进口无刷隔膜泵。

在本实施例中，在首先使用烟枪300进行废气采集时有可能在最开始管道中进入了空气，或者在更换吸附管时在连接管路中进入了空气，因此再次利用该采样装置时无法保证进入吸附管的气体完全为烟道中的废气，针对该问题，如图4和图5所示，在箱体110上方增设有三通阀150，并且对应地将吸附管130分设成主路吸附管131和旁路吸附管132，吸收瓶140的出口通过连接管接入三通阀150的进口，三通阀150的一出口通过弯嘴（未标示）连接主路吸附管131一端的吸附管接嘴（未图示）并通过连接管700连接主路吸附管131另一端的吸附管接嘴（未图示）和出气嘴120，三通阀150的另一出口通过弯嘴（未标示）连接旁路吸附管132一端的吸附管接嘴（未图示）并通过连接管800连接旁路吸附管132另一端的吸附管接嘴（未图示）和出气嘴120，在开始采集气体之前，首先第二主控板控制三通阀150切换至旁路吸附管132连接，对烟枪300内管321、旁路吸附管132和各连接管进行气体清洗，当流量计模块采集到旁路采样体积达到预设量（例如300ml）时，第二主控板控制切换三通阀150至主路吸附管131流通，此时流通主路吸附管131的气体完全为废气，提高主路吸附管131的吸附效率。

为了避免外界颗粒物或水进入烟枪300而降低烟枪300的使用寿命，如图1所示，在采样口310处设置有滤网（未图示）和滤筒323。进一步地，为了避免颗粒物或水进入主机200内部而降低主机200的使用寿命或影响流量计模块的稳定性及准确度，如图1所示，在进气嘴220处设置有滤网（未图示），并且在将从出气嘴120出来的气体通过干燥筒500干燥后再通入进气嘴220内。在本实施例中，为了方便携带干燥筒500，如图1和图6所示，在外壳体220的后壁上设置有多组燕尾槽，每组燕尾槽包括横排设置的两个燕尾槽212，对应地，在干燥筒500的外侧壁上设置有两个与燕尾槽配合的燕尾结构（未示出），燕尾结构卡入燕尾槽，将干燥筒500和主机连接，当然每组燕尾槽的数量不限于两个。如图2和图6所示，为了方便操作，在主体330上设置有挂柱332，挂柱332为包括横截面积渐变大的第一节和第二节的工字型结构，对应地，在外壳体220的外侧壁上开设有与两个挂孔211，挂孔211为包括大孔径和小孔径的水滴形挂孔，其中第一节的径向长度小于大孔径且大于小孔径，在挂接时，首先第一节同心嵌入大孔径，然后移动主机200平移至小孔径，此时挂柱332不能从小孔径中出来，从而实现主机200与烟枪300的挂接。

如图1和图3所示，为了便于固定或拆卸冰水浴箱组件100，在连接支架400开设有螺纹孔410，星型把手600穿过螺纹孔410抵紧在主体330外表面，。

为了方便根据烟道开孔位置调整烟枪300与冰水浴箱组件100之间的角度（在本实施例中为0-90度），便于适于多种烟道中气体采集时保持吸收瓶140水平。具体地，如图1和图3所示，箱体110为矩形箱体，在本实施例中，箱体110还包括可打开的箱体门（未标示），在其中一侧面上设置有两个对称的扇形凸耳160，在扇形凸耳160的弧形边上开设有弧形滑槽161，且对应地，在连接支架400自由端的两侧板上均开设有螺纹孔，两个星型把手相对地均穿过弧形滑槽161和螺纹孔互相抵紧。在需要调整箱体110与烟枪300之间的角度时，分别拧松两个星型把手使其分离，调整箱体110使得星型把手沿弧形滑槽161滑动，在滑动至合适位置时，拧紧星型把手使其两者互相抵紧即可完成箱体110相对于烟枪300的角度调整。

另外，为了便于采样人员更好地稳持烟枪300，如图1所示，烟枪300主体330上设置有手柄334。如图2所示，在主体330上还设置有显示屏333，其通过显示模块（未示出）与第一主控板相连，可以用于显示加热带322的温度。并且如图4所示，在主机200上也设置有显示屏230，其通过显示模块（未示出）与第二主控板相连，用于显示气体流量、采样体积、采样时间等，便于采样人员查看并记录。并且，在主机200内还设置有与第二主控板连接的蓝牙模块（未示出），用于将流量计模块输出的采样体积、采样时间、气体流量等数据通过该蓝牙模块无线传输至蓝牙打印机，实现数据打印。

本发明的VOCs吸附管采样装置，通过加热带可对内管321加热，避免气体在烟枪300内管321内形成冷凝水而影响后续吸附管对VOCs的吸附效率，吸收瓶140放置在冰水浴箱组件100的箱体110内，对经过吸收瓶140的气体降温冷却，使得气体中的水蒸气冷凝于吸收瓶140内，减小水蒸气对VOCs吸附的影响，并且实现吸附管140低温采样，提高吸附效率；通过切换三通阀150实现对主路吸附管131和旁路吸附管132的切换，对内管321、旁路吸附管132和各连接管进行气体清洗，保证进入主路吸附管131的气体完全为废气，提高吸附效率；主机200对整个气体的流量进行恒速闭环控制，保证流量稳定性及准确性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种VOCs吸附管采样装置，包括带有采样口的烟枪、主机、连接支架、和冰水浴箱组件；所述烟枪包括管体和主体，所述管体内的内管外部设置有加热件，所述主体上开设有接嘴，所述主体内设置有第一主控板，在所述第一主控板上设置有用于加热所述加热件的加热模块和温控模块；所述主机包括外壳体、设置在所述外壳体内的第二主控板、与所述第二主控板连接的流量控制器、抽气动力装置和进气嘴；所述冰水浴箱组件通过所述连接支架与所述烟枪连接且相对于所述烟枪可旋转，所述冰水浴箱组件包括箱体、出气嘴、设置在所述箱体内吸附管和吸收瓶；通过连接管依次连接所述接嘴、吸收瓶、吸附管、出气嘴和进气嘴；所述第二主控板接收所述流量控制器输出的从所述进气嘴采集到的气体的流量并根据预设流量和预设流量误差控制所述抽气动力装置的转速，使所述流量与所述预设流量之间的比较值处于所述预设流量误差内；

所述VOCs吸附管采样装置还包括设置在所述箱体上的与所述第二主控板相连的三通阀；所述吸附管包括主路吸附管和旁路吸附管；所述吸收瓶的出口连接所述三通阀的进口，所述三通阀的一个出口连接所述旁路吸附管的入口，所述旁路吸附管的出口连接所述出气嘴，所述三通阀的另一个出口连接所述主路吸附管的入口，所述主路吸附管的出口连接所述出气嘴；

在开始采集气体之前，所述第二主控板控制三通阀切换至旁路吸附管连接，当采集到旁路采样体积达到预设量时，第二主控板控制切换三通阀至主路吸附管连通。

2.根据权利要求1所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，还包括设置在所述采样口处的第一滤网和滤筒。

3.根据权利要求2所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，所述进气嘴处设置有第二滤网。

4.根据权利要求3所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，还包括干燥筒，所述出气嘴输出的气体通过所述干燥筒流入所述进气嘴。

5.根据权利要求4所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，所述主机的外壳体的外侧壁上设置有燕尾槽，所述干燥筒的外侧壁上设置有用于卡入所述燕尾槽的燕尾结构。

6.根据权利要求1所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，还包括星型把手，所述连接支架开设有螺纹孔，所述星型把手穿过所述螺纹孔抵紧在所述烟枪的主体外表面。

7.根据权利要求1所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，所述箱体一侧面上设置有两个对称的扇形凸耳；在各扇形凸耳的弧形边上开设有弧形滑槽；所述冰水浴箱组件相对于所述连接支架沿所述弧形滑槽可滑动。

8.根据权利要求1所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，所述烟枪的主体上设置有至少一个挂柱，所述主机的外壳体的外侧壁上开设有与各挂柱对应的挂孔，所述挂柱卡入所述挂孔内，实现所述主机与所述烟枪的挂接。

9.根据权利要求1所述的VOCs吸附管采样装置，其特征在于，所述抽气动力装置为进口无刷隔膜泵。