CN115236273A - 一种用于气体分析仪的多气路阀箱 - Google Patents
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Abstract
一种用于气体分析仪的多气路阀箱,包括外壳、设在外壳上的出气接头和多个进气接头、设在外壳内的PLC控制器、以及设在外壳内并依次气路连接的多口选择阀、气泵、泄压阀、流量调节阀、质量流量计;多口选择阀上设有出气口和多个进气口,多个进气口与多个进气接头分别气路连接,进气口与气泵的进气端气路连接;质量流量计的出气端与所述出气接头气路连接。按照本发明提供的用于气体分析仪的多气路阀箱与现有技术相比具有如下优点:本发明能够满足实验室分析和室外观测需求的多通道气路快速切换、残留气体排空、漏气检测,无需人工手动切换气路,减少人力成本,提高了分析数据准确性、稳定性和及时性。
Description
技术领域
本发明涉及大气检测技术领域,具体涉及一种用于气体分析仪的多气路阀箱。
背景技术
在现有环境大气监测技术中,通常使用各类专业仪器分析大气中的各种气体要素浓度,不同的气体分析仪器对气流的压力、流量的要求不同,超出仪器所能承受的气流压力或气体流量会对仪器造成损伤,从而影响气体检测的精度及数据有效性。
气体分析一般是采样多区域或多层环境的空气进行检测分析,而一套仪器一般只有一个进气口,只能分析某一区域或某一高度的环境空气;并且,某些分析仪在分析环境空气过程中还需要同时分析指定标准气体用于订正环境空气分析结果;目前无论是实验室或观测站对目标气体进行分析时,大部分需要人为手动操作气体的切换,而导致人工成本增加。除此之外,由于人工在现实活动中因各种客观因素不能完全达到准时准点的切换操作,继而影响分析的连续性和准确性。
同时,气体采样区域的气体要素浓度会随着时间的推移不断发生变化,并且气体分析仪在检测多层环境空气时,一层采样后,再采样另一层的气体时,需要运行一段时间才能达到稳定状态等待仪器内的残留气体排空,才能保证气体检测的准确及真实性。这就导致同一时间段内采用一台气体分析仪想要完成多区域或多层环境的气体分析,其检测数据必然受到很大的影响,而且检测效率较低,增加检测人员的人力成本;而购置多台仪器会极大的增加项目成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于气体分析仪的多气路阀箱。
按照本发明提供的用于气体分析仪的多气路阀箱采用的主要技术方案为:包括外壳、设在外壳上的出气接头和多个进气接头、设在外壳内的PLC控制器、以及设在外壳内并依次气路连接的多口选择阀、气泵、泄压阀、流量调节阀、质量流量计;
多口选择阀上设有出气口和多个进气口,多个进气口与多个进气接头分别气路连接,进气口与气泵的进气端气路连接;
质量流量计的出气端与所述出气接头气路连接;
还包括设在泄压阀与流量调节阀之间气路上的压力传感器,设在质量流量计与出气接头之间气路上的浮子流量计;
多口选择阀、气泵和质量流量计均与PLC控制器电连接;还包括设在外壳上的HMI人机界面,HMI人机界面与PLC控制器电连接。
本发明提供的用于气体分析仪的多气路阀箱还采用如下附属技术方案:
出气接头和多个进气接头均设在外壳的同一侧壁上。
还包括设在外壳侧壁上的流量显示仪,流量显示仪与质量流量计连接。
还包括设在外壳侧壁上的压力显示仪,压力显示仪与压力传感器连接。
泄压阀上设有可调节的泄压排气口,可调节的泄压排气口设在外壳的外壁上;流量调节阀上设有流量调节旋钮,流量调节旋钮设在外壳的外壁上;所述HMI人机界面、可调节的泄压排气口、流量调节旋钮均设在外壳的同一侧壁上。
所述气路连接为管路连接。
浮子流量计设在外壳侧壁上,浮子流量计上设有流量检测接口和流量显示管及浮子调节旋钮,流量显示管及浮子调节旋钮位于外壳外侧壁,流量检测接口位于外壳内侧并连接质量流量计与出气接头之间的气流通道。
泄压阀与流量调节阀之间设有第一三通接头,第一三通接头上设有第一旁路接口,压力传感器设在第一旁路接口上;质量流量计与出气接头之间设有第二三通接头,第二三通接头上设有第二旁路接口,浮子流量计设在第二旁路接口上。
多口选择阀和气泵均通过支架固定在外壳内壁上。
气泵与多口选择阀之间的气路上设有过滤装置,过滤装置包括设有进、出气口的壳体,以及设在壳体中的滤芯。
按照本发明提供的用于气体分析仪的多气路阀箱与现有技术相比具有如下优点:本发明能够满足实验室分析和室外观测需求的多通道气路快速切换、残留气体排空、漏气检测,无需人工手动切换气路,减少人力成本,提高了分析数据准确性、稳定性和及时性;首先,采用本发明作为气体分析仪的前端进气装置,使得各种气体分析仪均无需再增设压力传感器、流量调节阀、质量流量计等控制气流、气压的装置,节约了仪器的生产成本,降低了维护成本;其次,多口选择阀的设置使得气体分析仪检测多区域或多层环境气体的切换更加快速,提高了检测效率,与现有技术中采用人工手动切换相比,减少了人力成本,避免了人工在现实活动中因各种客观因素不能完全达到准时准点的切换操作,继而影响分析的连续性和准确性;再次,气泵的设置不仅使得本阀箱具有主动供气的功能,同时可以通过调节气泵的流量和泄压阀的排气量并调高浮子流量计的流量,使气流快速冲洗管路,从而达到短时间内去除管路残留气体的目的,从而节省残留气体排出时间,满足同一时间段内,一台气体分析仪可以借助本阀箱对多区域或多层环境气体的检测,大大提高了气体检测的效率和精度。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明去掉外壳后各器件之间的气路连接图。
图3为本发明去掉外壳后的结构图。
图4为本发明中多口选择阀的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图4,按照发明提供的用于气体分析仪的多气路阀箱实施例,包括外壳1、设在外壳1上的出气接头12和多个进气接头11、设在外壳1内的PLC控制器10、以及设在外壳1内并依次气路连接的多口选择阀2、气泵3、泄压阀4、流量调节阀5、质量流量计6;多口选择阀2上设有出气口22和多个进气口21,多个进气口21与多个进气接头11分别气路连接,进气口21与气泵3的进气端气路连接;质量流量计6的出气端与所述出气接头12气路连接;还包括设在泄压阀4与流量调节阀5之间气路上的压力传感器7,设在质量流量计6与出气接头12之间气路上的浮子流量计8;多口选择阀2、气泵3和质量流量计6均与PLC控制器10电连接;还包括设在外壳1上的HMI人机界面101,HMI人机界面101与PLC控制器10电连接。气泵3、泄压阀4、流量调节阀5和质量流量计6上均设有进气端和出气端。PLC控制器10编入控制程序通过电路的物理过程实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现控制。从而对多口选择阀2、气泵3、质量流量计6及HMI人机界面101进行智能控制。本发明还包括为各器件供电的电路组件如降压电路等,此为现有技术中较为成熟的技术,此处不再详细赘述。首先,采用本发明作为气体分析仪的前端进气装置,使得各种气体分析仪均无需再增设压力传感器7、流量调节阀5、质量流量计6等控制气流、气压的装置,节约了仪器的生产成本,降低了维护成本;其次,多口选择阀2的设置使得气体分析仪检测多区域或多层环境气体的切换更加快速,提高了检测效率,与现有技术中采用人工手动切换相比,减少了人力成本,避免了人工在现实活动中因各种客观因素不能完全达到准时准点的切换操作,继而影响分析的连续性和准确性;再次,气泵3的设置不仅使得本阀箱具有主动供气的功能,同时可以通过调节气泵3的流量和泄压阀4的排气量并调高浮子流量计8的流量,使气流快速冲洗管路,从而达到短时间内去除管路残留气体的目的,从而节省残留气体排出时间,满足同一时间段内,一台气体分析仪可以借助本阀箱对多区域或多层环境气体的检测,大大提高了气体检测的效率和精度。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,出气接头12和多个进气接头11均设在外壳1的同一侧壁上。该种设置有助于被检测区域及气体分析仪的管线接入,避免管线在外壳1周围杂乱缠绕而导致漏气。
参见图2至图4,根据发明上述的实施例,多口选择阀2包括管路连接盘23、设在管路连接盘23内的阀芯和驱动阀芯转动的驱动装置24,进气口21和出气口22均设在管路连接盘23上,驱动装置24为电机,该种多口选择阀2为现有技术中较为成熟的产品,亦为市售产品,此处不再详细赘述,本发明中的多口选择阀2可以采用VICI公司的多通道进样阀系列。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,还包括设在外壳1侧壁上的流量显示仪61,流量显示仪61与质量流量计6连接。质量流量计6的作用是精准控制气体管路中的流量,通过流量显示仪61数值判断管路中流量大小是否达到分析仪器对进气流量要求,如流量偏大或偏小可通过流量调节阀5对管路中的流量进行调节,使其达到分析仪器对进气流量的要求。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,还包括设外壳1侧壁上的压力显示仪71,压力显示仪71与压力传感器7连接。压力传感器7与压力显示仪71相连接可实时监测气路管路中气体的压力,随着压力显示数值的变化可监测管路中的气体压力是否达到分析仪器对进气压力的要求。若气压偏大或偏小,通过调节泄压阀4的排气量,以使管内压力达到所需值。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,泄压阀4上设有可调节的泄压排气口41,可调节的泄压排气口41设在外壳1的外壁上,泄压阀4为现有技术中较为成熟的技术,此处不再详细赘述;流量调节阀5上设有流量调节旋钮51,流量调节旋钮51设在外壳1的外壁上;所述HMI人机界面101、可调节的泄压排气口41、流量调节旋钮51均设在外壳1的同一侧壁上;流量调节阀5为流量调节针阀。优选的HMI人机界面101、可调节的泄压排气口41、流量调节旋钮51、压力显示仪71、流量显示仪61均设在外壳1的同一侧壁上。方便工作人员一边观察阀箱的各数据变化,一边操作各旋钮,提高了操作效率及精准度。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,所述气路连接是指两个通气的器件之间通过管路连通或者直接连接,如螺纹配合连接。本实施中的气路连接采用管路连接。本实施例优选采用的管路为316L不锈钢管13。装配方便、连接可靠、使用寿命长。电连接指采用导电线17进行信号连接和/或电路连接。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,浮子流量计8设在外壳1侧壁上,浮子流量计8上设有流量检测接口和流量显示管及浮子调节旋钮,流量显示管及浮子调节旋钮位于外壳1外侧壁,流量检测接口位于外壳1内侧并连接质量流量计6与出气接头12之间的气流通道。浮子流量计8的作用为监测气流通道是否有漏气,阀箱工作过程中当浮子流量计8里的浮子球低于设定值时,则证明管路中有漏气现象;本发明巧妙运用了浮子流量计8的自身特性,与质量流量计6配合用于检测内部气路是否存在漏气的问题,即通过核对浮子流量计8与质量流量计6的数值是否匹配来进行判断。同时,在气流通道需要快速排出残留气体时,调高浮子流量计8的流量,使得气流通道中的部分残留气体可以通过浮子流量计8排出,加快了残留气体的排出效率,同时也保证了残留气体排出的彻底性。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,泄压阀4与流量调节阀5之间设有第一三通接头14,第一三通接头14上设有第一旁路接口,压力传感器7设在第一旁路接口上;质量流量计6与出气接头12之间设有第二三通接头15,第二三通接头15上设有第二旁路接口,浮子流量计8设在第二旁路接口上。本发明通过两个三通接头在气流通道中接入压力传感器7和浮子流量计8,装配方便,测量数据精准。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,多口选择阀2和气泵3均通过支架16固定在外壳1内壁上。支架16的设置有助于提高装配效率和装配精度,避免管线与各个器件之间产生应力而脱落,所述气泵3与所述支架16之间设有减震缓冲层(图中未示出),有助于降低气泵3工作时的噪音。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,气泵3与多口选择阀2之间的气路上设有过滤装置9,过滤装置9包括设有进、出气口22的壳体,以及设在壳体中的滤芯。该种过滤装置9为现有技术中较为成熟的技术,此处不再详细赘述;过滤装置9的安装保证了气流通道内的气体洁净度,避免空气中颗粒物进入气体分析仪,影响数据的精准度,或者颗粒物堆积造成气体分析仪损坏。
参见图1至图3,根据发明上述的实施例,外壳1包括开有安装窗口的基壳18和设在安装窗口上的盖板19。外壳1结构简单装配方便,可拆卸的盖板19方便了阀箱的日常维护即检修。
本发明的具体使用过程如下:
参见图1至图4,本实施例中多口选择阀2采用6个进气口21,1个出气口22的多口选择阀2;如对6个不同环境点的气体进行检测,每个环境点均通过一条外部管路连接本阀箱的一个进气接头11,本阀箱的出气接头12连接对应的气体分析仪;通过HMI人机界面101操控PLC控制器10控制多口选择阀2,使被检测环境点的进气管路所连接的进气接头11与多口选择阀2的出气口22连通,HMI人机界面101操控PLC控制器10启动气泵3,被测环境点的气体通过多口选择阀2中的气路进入过滤装置9以去除细小杂质,经过滤装置9后的气体依次进入气泵3、泄压阀4、流量调节阀5、质量流量计6、最后通过出气接头12进入气体分析仪;
在此过程中,操作人员通过压力显示仪71观察显示的压力值,通过调节泄压阀4的排气量保证管路内气体压力值在当前气体分析仪所允许的正常范围内;通过流量显示仪61观察显示的流量值,并通过流量调节阀5调节管路中流量大小,保证管路内气体流量值在当前气体分析仪所允许的正常范围内;通过浮子流量计8监测气路管路中是否漏气,若阀箱工作过程中,浮子流量计8里的浮子球低于设定值时,则证明管路中有漏气现象,需要进行故障排查。
当一个区域的气体完成检测后,通过HMI人机界面101操控PLC控制器10调节多口选择阀2的出气口22与下一进气口21连通,将下一环境点的气体抽入本阀箱,为了保证分析数据的准确性,通过增大气泵3抽气压力,调大泄压阀4的排气量并调高浮子流量计8的流量,使气流快速冲洗管路,从而达到短时间内去除管路残留气体的目的;
完成残留气体排空后,即可进行该环境点的气体分析,依次类推气体分析仪可以借助本阀箱,在短时间内,对多个环境点保证质量和效率的情况下完成精准的气体分析过程。通过编入程序设定PLC控制器10,HMI人机交互可设定多口进样阀切换时间、管路冲洗功能、流量监测功能以及装置运行状态。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,包括外壳、设在外壳上的出气接头和多个进气接头、设在外壳内的PLC控制器、以及设在外壳内并依次气路连接的多口选择阀、气泵、泄压阀、流量调节阀、质量流量计;
多口选择阀上设有出气口和多个进气口,多个进气口与多个进气接头分别气路连接,进气口与气泵的进气端气路连接;
质量流量计的出气端与所述出气接头气路连接;
还包括设在泄压阀与流量调节阀之间气路上的压力传感器,设在质量流量计与出气接头之间气路上的浮子流量计;
多口选择阀、气泵和质量流量计均与PLC控制器电连接;还包括设在外壳上的HMI人机界面,HMI人机界面与PLC控制器电连接。
2.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,出气接头和多个进气接头均设在外壳的同一侧壁上。
3.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,还包括设在外壳侧壁上的流量显示仪,流量显示仪与质量流量计连接。
4.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,还包括设在外壳侧壁上的压力显示仪,压力显示仪与压力传感器连接。
5.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,泄压阀上设有可调节的泄压排气口,可调节的泄压排气口设在外壳的外壁上;流量调节阀上设有流量调节旋钮,流量调节旋钮设在外壳的外壁上;所述HMI人机界面、可调节的泄压排气口、流量调节旋钮均设在外壳的同一侧壁上。
6.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,所述气路连接为管路连接。
7.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,浮子流量计设在外壳侧壁上,浮子流量计上设有流量检测接口和流量显示管及浮子调节旋钮,流量显示管及浮子调节旋钮位于外壳外侧壁,流量检测接口位于外壳内侧并连接质量流量计与出气接头之间的气流通道。
8.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,泄压阀与流量调节阀之间设有第一三通接头,第一三通接头上设有第一旁路接口,压力传感器设在第一旁路接口上;质量流量计与出气接头之间设有第二三通接头,第二三通接头上设有第二旁路接口,浮子流量计设在第二旁路接口上。
9.根据权利要求1所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,多口选择阀和气泵均通过支架固定在外壳内壁上。
10.根据权利要求1-9任一项所述用于气体分析仪的多气路阀箱,其特征在于,气泵与多口选择阀之间的气路上设有过滤装置,过滤装置包括设有进、出气口的壳体,以及设在壳体中的滤芯。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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