CN111734605A - 一种气体采集泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体采集泵，包括泵体，所述泵体内部固定有隔板还包括，弹性隔膜，所述弹性隔膜设于所述泵体内且与所述泵体内壁密封设置；所述弹性隔膜能够在所述驱动腔内上下运动；工字型活塞，包括置于所述隔板上方的上盘、置于所述隔板下方的下盘、固定连接所述上盘和所述下盘的连接杆；所述上盘位于所述弹性隔膜下方；所述连接杆贯穿所述隔板；所述下盘与所述泵体内壁封闭连接且能够在所述泵体内上下运动；弹性元件，所述弹性元件置于所述上盘与所述隔板之间。本发明可实现精确定量采集，每循环采集量和总采集量均可主动控制，采用被采集的气源作为动力，不需额外布置动力，定量采集，数据准确。

Description

一种气体采集泵
技术领域
本发明涉及气体采集，具体是一种气体采集泵。
背景技术
目前市场上的气体采集泵以手动活塞泵或电动真空泵为主，以上产品原理和结构不尽相同，但都具备以下所述缺点中的一项或若干项，尤其是第一项，暂无现有技术。第一、无法对气体进行精确的每循环定量采集和总量定量采集；第二、需要手动操作，无法实现自动采集；第三、对气源压力适应性差，耐压等级低；第四、控制功能简单，无法实现对采样量和采样时间的柔性控制；第五、对气源成分适应性差，无法应用于腐蚀性、易燃易爆场合的气体采集；第六、驱动能源一般为电动，能源供应要求高，不适合在野外场合长时间使用。
发明内容
为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种气体采集泵，本发明可实现精确定量采集，每循环采集量和总采集量均可主动控制，采用被采集的气源作为动力，不需额外布置动力，定量采集，数据准确。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种气体采集泵，包括泵体，
所述泵体内部固定有隔板
还包括，
弹性隔膜，所述弹性隔膜设于所述泵体内且与所述泵体内壁密封设置；所述弹性隔膜能够在所述驱动腔内上下运动；
工字型活塞，包括置于所述隔板上方的上盘、置于所述隔板下方的下盘、固定连接所述上盘和所述下盘的连接杆；所述上盘位于所述弹性隔膜下方；所述连接杆贯穿所述隔板；所述下盘与所述泵体内壁封闭连接且能够在所述泵体内上下运动；
弹性元件，所述弹性元件置于所述上盘与所述隔板之间。
进一步地，所述弹性元件采用推簧。
进一步地，还包括限位杆，所述限位杆的下端部置于所述泵体内，且位于所述弹性隔膜的上方。
进一步地，所述限位杆包括一调节杆和一挡板，所述调节杆贯穿所述泵体的上壁且与所述上壁活动连接，所述挡板位于所述弹性隔膜的上方。
进一步地，所述调节杆与所述泵体上壁螺纹连接。
进一步地，所述泵体上端部侧壁开设有驱动接口。
进一步地，所述泵体下端开设有进气接口，所述进气接口通过管道连接过滤器，所述过滤器连接有进气单向阀。
进一步地，所述泵体下端开设有排气接口，所述排气接口连接有排气单向阀。
综上所述，本发明取得了以下技术效果：
1、本发明通过设置上限位点(限位杆低端)和下限位点(泵体底壁)，限位杆可调节设置，能够灵活的控制活塞的运动行程，为实现定量采集做基础，实现精确定量采集，每循环采集量和总采集量均可主动控制，也使得采集频率、循环次数都可灵活控制，策略丰富，代替人工，解决了现有技术中无法实现每循环定量采集、无法精确调节每循环采集量、对总采集量只能模糊控制但不精确的问题；
2、本发明设置弹性隔膜，在气动作用下下行，从而压迫工字型活塞下行，将泵气腔内的气体泵出，作为采集的气体；
3、本发明设置弹簧，能够将活塞向上推动，将活塞向上复位；
4、本发明设置工字型活塞，其上盘能够在弹性隔膜作用下带动整个活塞下行，从而利用下盘压缩泵气腔内气体，将气体泵出，连接杆设置在隔板的通孔，实现活塞的运动；
5、本发明适用气体范围广，除空气、惰性气体外，可用于腐蚀、易燃易爆气体；
6、本发明采用被采集的气源作为动力，不需额外布置动力，解决现有技术中采用手动或电动、需额外布置动力、在野外应用受到极大局限或成本高的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的采集泵示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：
如图1所示，一种气体采集泵，包括泵体1，泵体1内部固定有隔板11。
还包括，弹性隔膜3，弹性隔膜3设于泵体1内且与泵体1内壁密封设置。进一步地，弹性隔膜3采用弹性材料制成，弹性隔膜3能够在气体或机械驱动下可上下运动。本实施例中，弹性隔膜3将泵体1上部的空间密封成为驱动腔101。
还包括，工字型活塞5，包括置于隔板1上方的上盘51、置于隔板11下方的下盘52、固定连接上盘51和下盘52的连接杆53；上盘51位于弹性隔膜3下方，当弹性隔膜3在气体或机械驱动下下行时，能够压迫上盘51使得上盘51下行，从而使得整个工字型活塞5下行；连接杆53穿过隔板11，在整个工字型活塞5上下运动时，隔板11能够给活塞提供运动的导向作用；下盘52与泵体1内壁封闭连接且能够在泵体1内上下运动，下盘52将泵体1下部的空间密封成为泵气腔102，当下盘52下行时，下盘52压缩泵气腔102内的空气，从而促使泵气腔102内气体排出，排出至采集罐(袋)(未图示)内，形成气体的采集；当下盘52上行时，下盘52减小泵气腔102内的空气压强，从而促使外界气体进入泵气腔102内。
还包括，弹性元件4，弹性元件4置于上盘51与隔板11之间。进一步地，弹性元件4采用推簧，弹簧力将上盘51向上推，从而使得整个工字型活塞5向上复位。
进一步地，还包括限位杆12，限位杆12的下端部置于驱动腔101内，且位于弹性隔膜3的上方。具体的，限位杆12包括一调节杆和一挡板，调节杆贯穿泵体1的上壁且与上壁活动连接，挡板位于弹性隔膜3的上方。更进一步的，调节杆与泵体1上壁螺纹连接，旋转调节杆能够调整挡板的高度位置，从而调节工字型活塞5的上限位点，限制工字型活塞5上行的高度和距离，从而控制下盘52上行的高度和距离，更进一步的，在调节杆上刻上刻度，刻度直接表示体积，本实施例中，一个单位刻度为0.1CC，由此即可知下盘52上行的长度，也可知位于下盘52下方的泵气腔102的体积(下称有效体积)，从而计算该有效体积内的气体的体积。
在使用时，工字型活塞5的上限位点为限位杆12的低端，下限位点为泵气腔102的底壁，通过调节限位杆12的位置即可控制工字型活塞5的运动距离，从而控制有效体积的大小，再通过计算得到有效体积内气体的体积。工字型活塞5一次运动所排出的气体称为每循环采集量，即，通过限位杆12和工字型活塞5能够主动的有效控制每循环采集量，再通过工字型活塞5循环的次数计算总采集量。或者根据总采集量和每循环采集量来控制循环的次数和频率。
进一步地，驱动腔101上部开设有驱动接口2，连接气动气体，气动气体通过该接口进入和排出驱动腔101，进入时能够利用气压压迫弹性隔膜3下行，而弹性隔膜3上行时，处于弹性隔膜3上方的气体通过驱动接口2排出。
泵气腔102下端开设有进气接口6，进气接口6通过管道连接过滤器7，过滤器7连接有进气单向阀8，被采集的气源气体通过该进口进入泵气腔102。
泵气腔102下端开设有排气接口10，排气接口10连接有排气单向阀9，泵气腔102泵出的气体通过该接口排出泵气腔102。
进气接口6通过管路和过滤器7连接，过滤器7对进入泵气腔102的气体进行过滤，去除杂质。过滤器7通过管路和进气单向阀8连接，该单向阀控制气体单向流动，气体只能由气源(未图示)进入泵气腔102，不能由泵气腔102进入气源。排气接口10通过管路和泵气单向阀9连接，该单向阀控制气体单向流动，气体只能由泵气腔102泵出，不能回流泵气腔102，该单向阀的另一端通过管路和采集罐(袋)(未图示)等连接。
本装置中，驱动接口2和进气接口6连接至同一气源管路，采集泵由被采集的气源气体驱动，不需额外布置动力。
泵的工作过程：
在非泵气状态时，驱动接口2处无驱动气体供应，工字型活塞5被弹性元件4推到上限位点，弹性隔膜3被工字型活塞5推到上限位。进气单向阀8被气源气体推开，气源气体通过进气单向阀8、过滤器7、进气接口6进入泵气腔102，泵气腔102内充满气源气体，气体压力和气源压力相等。排气单向阀9的开启压力高于气源压力，在非泵气状态，该阀关闭，阀两端无气体流动。
在泵气状态时，驱动气体通过驱动接口2进入弹性隔膜3上方，弹性隔膜3被气动推动向下运动，工字型活塞5被弹性隔膜3推动向下运动，当工字型活塞5运动到下限位点时，弹性隔膜3和工字型活塞5停止运动，下限位点为泵体下壁，弹性元件4被压缩，因进气单向阀8作用，泵气腔102内的气体无法通过进气接口6流出。随着工字型活塞5下行，泵气腔102内的气体被压缩，气压提升，当气压够高时将推开排气单向阀9，气体经过排气接口10和排气单向阀9进入采集罐内。当工字型活塞5运动到下限位点时，泵气腔102内所有气体被排出。工字型活塞5上限位点和下限位点间的距离为工字型活塞5的行程，该行程和泵气腔102截面积的乘积为单个循环的泵气容积，通过泵气容积和气源压力可进行压容换算(即每循环采集量)。当驱动气体撤出，工字型活塞5在弹性元件4作用下上行，弹性隔膜3在工字型活塞5作用下上行，直至上限位点，进入非泵气状态。
本装置中，除驱动接口2、进气接口6、排气接口10三处接口外，其余部分密封，所有部位可承受20MPa压力。
本气体采集泵采用定容采集的技术方案，可实现精确定量采集，即实现每循环采集量和总采集量，使得每循环采集量和总采集量能够主动控制；泵体可与工控机、PLC等控制系统配合实现灵活的采集策略；最高工作压力20MPa，适用于腐蚀性、易燃易爆气体；使用被采集气体的同源气体驱动，不需额外提供动力。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种气体采集泵，包括泵体(1)，其特征在于：
所述泵体(1)内部固定有隔板(11)
还包括，
弹性隔膜(3)，所述弹性隔膜(3)设于所述泵体(1)内且与所述泵体(1)内壁密封设置；所述弹性隔膜(3)能够在所述驱动腔(101)内上下运动；
工字型活塞(5)，包括置于所述隔板(11)上方的上盘(51)、置于所述隔板(11)下方的下盘(52)、固定连接所述上盘(51)和所述下盘(52)的连接杆(53)；所述上盘(51)位于所述弹性隔膜(3)下方；所述连接杆(53)贯穿所述隔板(11)；所述下盘(52)与所述泵体(1)内壁封闭连接且能够在所述泵体(1)内上下运动；
弹性元件(4)，所述弹性元件(4)置于所述上盘(51)与所述隔板(11)之间。
2.根据权利要求1所述的一种气体采集泵，其特征在于：所述弹性元件(4)采用推簧。
3.根据权利要求1所述的一种气体采集泵，其特征在于：还包括限位杆(12)，所述限位杆(12)的下端部置于所述泵体(1)内，且位于所述弹性隔膜(3)的上方。
4.根据权利要求3所述的一种气体采集泵，其特征在于：所述限位杆(12)包括一调节杆和一挡板，所述调节杆贯穿所述泵体(1)的上壁且与所述上壁活动连接，所述挡板位于所述弹性隔膜(3)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种气体采集泵，其特征在于：所述调节杆与所述泵体(1)上壁螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种气体采集泵，其特征在于：所述泵体(1)上端部侧壁开设有驱动接口(2)。
7.根据权利要求1所述的一种气体采集泵，其特征在于：所述泵体(1)下端开设有进气接口(6)，所述进气接口(6)通过管道连接过滤器(7)，所述过滤器(7)连接有进气单向阀(8)。
8.根据权利要求1所述的一种气体采集泵，其特征在于：所述泵体(1)下端开设有排气接口(10)，所述排气接口(10)连接有排气单向阀(9)。
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