CN113702585A - 高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体试验分析技术领域,尤其为高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,包括捕获箱、收集瓶、金属捕获柱、电磁六通选择阀、操作机构、处理箱、储液箱、第一恒流泵和第二恒流泵,所述金属捕获柱的顶部固定安装有连接板,所述捕获箱的顶部贯穿开设有通槽,且连接板与通槽的内壁滑动连接;本发明能够对高纯气体中的痕量金属杂质进行集中捕获,以便实验人员能够提取高纯气体中的金属杂质进行分析,排除金属杂质对实验的干扰,使实验结果更加准确,解决了目前的高纯气体通常装在金属气瓶中,在运输和长期存放使用过程中,高纯气体容易混杂铁、铜、铝等金属杂质,导致高纯气体的纯度下降,严重影响实验分析结果的问题。
Description
技术领域
本发明涉及气体试验分析技术领域,具体为高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器。
背景技术
高纯气体通常是指利用现代提纯技术能达到的某个等级纯度的气体,高纯气体对于不同类别的气体,纯度指标不同,在半导体工业,高纯氮、氢、氩、氦可作为运载气和保护气,高纯气体可作为配制混合气的底气,而在实验室中,一些高纯度的气体也能够用于实验,比如二氧化硫或二氧化氮。
目前的高纯气体通常装在金属气瓶中,在运输和长期存放使用过程中,高纯气体容易混杂铁、铜、铝等金属杂质,导致高纯气体的纯度下降,严重影响实验分析的结果,为此我们提出一种能够对高纯气体中的痕量金属杂质进行集中捕获,以便实验人员能够提取高纯气体中的金属杂质进行分析,并排除金属杂质对实验的干扰,使实验结果更加准确客观的痕量金属元素自动捕获消解器来解决此问题。
发明内容
本发明的目的在于提供高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,包括捕获箱、收集瓶、金属捕获柱、电磁六通选择阀、操作机构、处理箱、储液箱、第一恒流泵和第二恒流泵,所述金属捕获柱的顶部固定安装有连接板,所述捕获箱的顶部贯穿开设有通槽,且连接板与通槽的内壁滑动连接,所述连接板和捕获箱的顶部设置有固定机构,所述电磁六通选择阀的表面设置有第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口和第六接口,所述捕获箱的两侧分别通过连接管与第三接口和第六接口相连通,所述第一接口连通有输气管,所述输气管的表面安装有气体质量流量控制计,所述第一恒流泵的一侧连通有输水管,所述第一恒流泵的另一侧连通有第一背压管,所述第一背压管的另一端通过三通接口与输气管相互连通,所述储液箱与第二恒流泵相互连通,所述第二恒流泵的另一侧连通有第二背压管,所述第二背压管的另一端与第四接口相互连通,所述第二接口连通有排放管,所述排放管的另一端与处理箱相互连通,所述第五接口与收集瓶相互连通,所述处理箱的一侧设置有输液机构,所述处理箱的另一侧连通有排放通道。
优选的,所述操作机构由操作台、显示屏、操作按钮、处理器、传输模块和接收模块构成,所述显示屏和操作按钮均安装在操作台的表面,所述处理器、传输模块和接收模块均设置在操作台的内部。
优选的,所述固定机构包括通孔、固定螺栓和螺纹槽,所述通孔贯穿开设在连接板的表面,所述螺纹槽开设在捕获箱的顶部,且固定螺栓与螺纹槽的内壁螺纹连接。
优选的,所述输液机构包括储存箱、输液管和液体泵,所述输液管的一端与储存箱连通,所述输液管的另一端贯穿至处理箱的内部,所述液体泵安装在输液管的表面。
优选的,所述储存箱的顶部连通有进液斗,所述储存箱顶部的另一侧安装有第一警示灯,所述储存箱内部一侧的下方安装有第一液位传感器。
优选的,所述排放通道的内部安装有风机,所述排放通道内部的一侧安装有防尘网。
优选的,所述排放通道的内部还安装有气体浓度传感器,所述气体浓度传感器位于风机远离防尘网的一侧。
优选的,所述处理箱的另一侧连通有排液管,所述排液管的表面安装有电磁阀。
优选的,所述储液箱的顶部连通有加液斗,所述储液箱顶部的一侧安装有第二警示灯,所述储液箱内部一侧的下方安装有第二液位传感器。
优选的,所述排放管的表面安装有第一单向阀,所述输气管的表面安装有第二单向阀。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明能够对高纯气体中的痕量金属杂质进行集中捕获,以便实验人员能够提取高纯气体中的金属杂质进行分析,排除金属杂质对实验的干扰,使实验结果更加准确客观,解决了目前的高纯气体通常装在金属气瓶中,在运输和长期存放使用过程中,高纯气体容易混杂铁、铜、铝等金属杂质,导致高纯气体的纯度下降,严重影响实验分析结果的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明图1中A处局部结构放大图;
图3为本发明图1中B处局部结构放大图;
图4为本发明的局部结构立体示意图;
图5为本发明操作机构的结构示意图;
图6为本发明的系统原理框图。
图中:1、第一单向阀;2、捕获箱;3、收集瓶;4、金属捕获柱;5、连接板;6、通槽;7、固定机构;71、通孔;72、固定螺栓;73、螺纹槽;8、电磁六通选择阀;81、第一接口;82、第二接口;83、第三接口;84、第四接口;85、第五接口;86、第六接口;9、操作机构;91、操作台;92、显示屏;93、操作按钮;94、处理器;95、传输模块;96、接收模块;10、输气管;11、气体质量流量控制计;12、第一恒流泵;13、输水管;14、第一背压管;15、储液箱;16、第二恒流泵;17、第二背压管;18、排放管;19、处理箱;20、输液机构;201、储存箱;202、输液管;203、液体泵;21、排放通道;22、排液管;23、电磁阀;24、风机;25、防尘网;26、气体浓度传感器;27、第一液位传感器;28、第一警示灯;29、加液斗;30、第二液位传感器;31、第二警示灯;32、第二单向阀;33、进液斗。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-6,高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,包括捕获箱2、收集瓶3、金属捕获柱4、电磁六通选择阀8、操作机构9、处理箱19、储液箱15、第一恒流泵12和第二恒流泵16,金属捕获柱4的顶部固定安装有连接板5,捕获箱2的顶部贯穿开设有通槽6,且连接板5与通槽6的内壁滑动连接,连接板5和捕获箱2的顶部设置有固定机构7,电磁六通选择阀8的表面设置有第一接口81、第二接口82、第三接口83、第四接口84、第五接口85和第六接口86,捕获箱2的两侧分别通过连接管与第三接口83和第六接口86相连通,第一接口81连通有输气管10,输气管10的表面安装有气体质量流量控制计11,第一恒流泵12的一侧连通有输水管13,第一恒流泵12的另一侧连通有第一背压管14,第一背压管14的另一端通过三通接口与输气管10相互连通,储液箱15与第二恒流泵16相互连通,第二恒流泵16的另一侧连通有第二背压管17,第二背压管17的另一端与第四接口84相互连通,第二接口82连通有排放管18,排放管18的另一端与处理箱19相互连通,第五接口85与收集瓶3相互连通,处理箱19的一侧设置有输液机构20,处理箱19的另一侧连通有排放通道21,本发明能够对高纯气体中的痕量金属杂质进行集中捕获,以便实验人员能够提取高纯气体中的金属杂质进行分析,排除金属杂质对实验的干扰,使实验结果更加准确客观,解决了目前的高纯气体通常装在金属气瓶中,在运输和长期存放使用过程中,高纯气体容易混杂铁、铜、铝等金属杂质,导致高纯气体的纯度下降,严重影响实验分析结果的问题。
请参阅图5所示,操作机构9由操作台91、显示屏92、操作按钮93、处理器94、传输模块95和接收模块96构成,显示屏92和操作按钮93均安装在操作台91的表面,处理器94、传输模块95和接收模块96均设置在操作台91的内部,通过操作台91、显示屏92、操作按钮93、处理器94、传输模块95和接收模块96的设置,工作人员可以使用操作按钮93对该消解器进行操作,处理器94用于搭载操作系统,同时传输模块95用于将操作指令传输给各个设施,而接收模块96用于接收各个传感器监测到的数据,并在显示屏92上进行显示。
请参阅图1、2和4所示,固定机构7包括通孔71、固定螺栓72和螺纹槽73,通孔71贯穿开设在连接板5的表面,螺纹槽73开设在捕获箱2的顶部,且固定螺栓72与螺纹槽73的内壁螺纹连接,通过通孔71、固定螺栓72和螺纹槽73的设置,将固定螺栓72穿过通孔71并旋转进入螺纹槽73的内部,从而实现连接板5与捕获箱2相互固定的效果,并能够对金属捕获柱4进行固定,也能够对连接板5和金属捕获柱4进行拆卸,方便工人将金属捕获柱4取出。
请参阅图1所示,输液机构20包括储存箱201、输液管202和液体泵203,输液管202的一端与储存箱201连通,输液管202的另一端贯穿至处理箱19的内部,液体泵203安装在输液管202的表面,通过储存箱201、输液管202和液体泵203,处理箱19内部保存的溶液能够对捕获消解后的气体进行无害化处理,比如高纯气体为二氧化硫,则处理箱19内部的溶液为氢氧化钠,由于处理箱19内部的氢氧化钠溶液与二氧化硫发生反应会逐渐被稀释,开启液体泵203使储存箱201内部的氢氧化钠溶液经过输液管202进入处理箱19的内部,从而补充氢氧化钠溶液。
请参阅图1所示,储存箱201的顶部连通有进液斗33,储存箱201顶部的另一侧安装有第一警示灯28,储存箱201内部一侧的下方安装有第一液位传感器27,通过进液斗33、第一液位传感器27和第一警示灯28的设置,第一液位传感器27能够监测储存箱201内部溶液的高度,当溶液液面高度较低时,第一警示灯28开启,提醒工人及时补充,随后工人可以通过进液斗33向储存箱201的内部补充处理溶液。
请参阅图1和3所示,排放通道21的内部安装有风机24,排放通道21内部的一侧安装有防尘网25,通过风机24和防尘网25的设置,风机24能够加速处理箱19处理后的气体向外排出的速度,同时防尘网25能够避免外界的灰尘经过排放通道21进入处理箱19的内部。
请参阅图1和3所示,排放通道21的内部还安装有气体浓度传感器26,气体浓度传感器26位于风机24远离防尘网25的一侧,通过气体浓度传感器26的设置,其能够对处理后气体的浓度进行监测,如果气体中仍含有未处理的高纯气体,则说明处理箱19内部的废气处理溶液已经稀释,需要及时进行补充。
请参阅图1所示,处理箱19的另一侧连通有排液管22,排液管22的表面安装有电磁阀23,通过排液管22和电磁阀23的设置,排液管22能够将稀释后的废气处理溶液排出,同时电磁阀23能够对排液管22的开合进行控制。
请参阅图1所示,储液箱15的顶部连通有加液斗29,储液箱15顶部的一侧安装有第二警示灯31,储液箱15内部一侧的下方安装有第二液位传感器30,通过加液斗29、第二警示灯31和第二液位传感器30的设置,第二液位传感器30能够对储液箱15内部洗脱液的液面高度进行监测,当洗脱液的液面较低时,第二警示灯31亮起,提醒工人及时补充,工人便可通过加液斗29向储液箱15的内部投放洗脱液。
请参阅图1所示,排放管18的表面安装有第一单向阀1,输气管10的表面安装有第二单向阀32,通过第一单向阀1和第二单向阀32的设置,它们起到防止气体或液体回流的作用。
请参阅图6所示,处理器94的输出端分别与传输模块95和显示屏92的输入端单向信号连接,接收模块96和操作按钮93的输出端均与处理器94的输入端单向信号连接,气体浓度传感器26、第一液位传感器27和第二液位传感器30的输出端均与接收模块96的输入端单向信号连接,传输模块95的输出端分别与气体质量流量控制计11、第一恒流泵12、第二恒流泵16、电磁六通选择阀8、液体泵203、电磁阀23、第一警示灯28、第二警示灯31和风机24的输入端单向信号连接。
工作原理:在工作时,首先通过操作按钮93对电磁六通选择阀8进行操作,随后处理器94将操作指令经过传输模块95传输给电磁六通选择阀8,其使电磁六通选择阀8的第一接口81与第六接口86相互连通,第二接口82与第三接口83相互连通,第四接口84与第五接口85相互连通,与此同时高纯气体由输气管10进入,然后通过开启第一恒流泵12,使纯水由输水管13进入,纯水经过第一恒流泵12、第一背压管14以及三通接口进入输气管10的内部,随后纯水连同高纯气体经过第一接口81和第六接口86进入捕获箱2的内部,此时金属捕获柱4的内部装有高度磺化阳离子交换树脂,高纯气体和纯水通过金属捕获柱4,高纯气体中的痕量金属杂质被捕获富集,然后高纯气体和纯水经过第三接口83和第二接口82进入排放管18,经过排放管18进入处理箱19的内部,高纯气体与处理箱19内部的废气处理溶液进行反应,气体进行无害化排放,同时处理箱19内部的处理溶液可以根据高纯气体的不同进行选择和更换,无害化处理后的气体由排放通道21排出;当进行消解过程时,使电磁六通选择阀8的第三接口83与第四接口84相互连通,第六接口86与第五接口85相互连通,第一接口81与第二接口82相互连通,开启第二恒流泵16,此时储液箱15内部的洗脱液经过第二恒流泵16和第二背压管17进入第四接口84,随后洗脱液穿过第四接口84和第六接口86进入捕获箱2的内部,然后洗脱液将金属捕获柱4中的杂质金属洗脱,此时洗脱液连同金属杂质经过第三接口83和第五接口85进入收集瓶3的内部,其使高处气体中的痕量杂质金属全部集中在收集瓶3的内部,然后实验人员便可将收集瓶3内部的痕量杂质金属进行提取分析,并知晓高处气体中杂质金属的成分,以便在实验过程中排除杂质金属的干扰。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,包括捕获箱(2)、收集瓶(3)、金属捕获柱(4)、电磁六通选择阀(8)、操作机构(9)、处理箱(19)、储液箱(15)、第一恒流泵(12)和第二恒流泵(16),其特征在于:所述金属捕获柱(4)的顶部固定安装有连接板(5),所述捕获箱(2)的顶部贯穿开设有通槽(6),且连接板(5)与通槽(6)的内壁滑动连接,所述连接板(5)和捕获箱(2)的顶部设置有固定机构(7),所述电磁六通选择阀(8)的表面设置有第一接口(81)、第二接口(82)、第三接口(83)、第四接口(84)、第五接口(85)和第六接口(86),所述捕获箱(2)的两侧分别通过连接管与第三接口(83)和第六接口(86)相连通,所述第一接口(81)连通有输气管(10),所述输气管(10)的表面安装有气体质量流量控制计(11),所述第一恒流泵(12)的一侧连通有输水管(13),所述第一恒流泵(12)的另一侧连通有第一背压管(14),所述第一背压管(14)的另一端通过三通接口与输气管(10)相互连通,所述储液箱(15)与第二恒流泵(16)相互连通,所述第二恒流泵(16)的另一侧连通有第二背压管(17),所述第二背压管(17)的另一端与第四接口(84)相互连通,所述第二接口(82)连通有排放管(18),所述排放管(18)的另一端与处理箱(19)相互连通,所述第五接口(85)与收集瓶(3)相互连通,所述处理箱(19)的一侧设置有输液机构(20),所述处理箱(19)的另一侧连通有排放通道(21)。
2.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述操作机构(9)由操作台(91)、显示屏(92)、操作按钮(93)、处理器(94)、传输模块(95)和接收模块(96)构成,所述显示屏(92)和操作按钮(93)均安装在操作台(91)的表面,所述处理器(94)、传输模块(95)和接收模块(96)均设置在操作台(91)的内部。
3.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述固定机构(7)包括通孔(71)、固定螺栓(72)和螺纹槽(73),所述通孔(71)贯穿开设在连接板(5)的表面,所述螺纹槽(73)开设在捕获箱(2)的顶部,且固定螺栓(72)与螺纹槽(73)的内壁螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述输液机构(20)包括储存箱(201)、输液管(202)和液体泵(203),所述输液管(202)的一端与储存箱(201)连通,所述输液管(202)的另一端贯穿至处理箱(19)的内部,所述液体泵(203)安装在输液管(202)的表面。
5.根据权利要求4所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述储存箱(201)的顶部连通有进液斗(33),所述储存箱(201)顶部的另一侧安装有第一警示灯(28),所述储存箱(201)内部一侧的下方安装有第一液位传感器(27)。
6.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述排放通道(21)的内部安装有风机(24),所述排放通道(21)内部的一侧安装有防尘网(25)。
7.根据权利要求6所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述排放通道(21)的内部还安装有气体浓度传感器(26),所述气体浓度传感器(26)位于风机(24)远离防尘网(25)的一侧。
8.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述处理箱(19)的另一侧连通有排液管(22),所述排液管(22)的表面安装有电磁阀(23)。
9.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述储液箱(15)的顶部连通有加液斗(29),所述储液箱(15)顶部的一侧安装有第二警示灯(31),所述储液箱(15)内部一侧的下方安装有第二液位传感器(30)。
10.根据权利要求1所述的高纯气体中痕量金属元素自动捕获消解器,其特征在于:所述排放管(18)的表面安装有第一单向阀(1),所述输气管(10)的表面安装有第二单向阀(32)。
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