CN201368838Y - 一种气体收集与计量系统 - Google Patents

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CN201368838Y CNU2008201829286U CN200820182928U CN201368838Y CN 201368838 Y CN201368838 Y CN 201368838Y CN U2008201829286 U CNU2008201829286 U CN U2008201829286U CN 200820182928 U CN200820182928 U CN 200820182928U CN 201368838 Y CN201368838 Y CN 201368838Y
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陶强
车礼东
赵进强
李青泉
王文斌
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Abstract

一种气体收集与计量系统,涉及计量设备,加水容器A底部和反应容器顶部连接的管路上依次设有三通接头A、加水阀DC1,加水容器A顶部和反应容器顶部、和集气容器顶部间各设有一条直通管路,加水容器A顶部和大气压力监控装置连接的管路上设有连通阀DC7,反应容器顶部和大气连通的管路上依次设有三通接头B、连通阀DC6,三通接头B通过氮气阀DC9和氮气充入管路连接,集气容器底部和加水容器B连接的管路上设有加水阀DC3,大气压力监控装置和大气连通的管路上设有连通阀DC8,集气容器设在电子天平上。本实用新型结构简单,成本低廉,符合危险品在与水反应时的压力和温度条件,大气压力控制误差小于30Pa。

Description

技术领域
本实用新型涉及计量设备,具体的说是一种气体收集与计量系统。
背景技术
化学实验室在日常工作中,常常需要对物质与水发生反应时产生 的微量气体进行收集与计量,以便评定该种物质的性质,这一工作需 将产生的气体在大气压力的条件进行收集,根据气体产生的量和该量 与时间的关系,确定物质的性质,这一实验常用于分析危险品。
由于气体的体积与气体所处空间的压力和温度有关,物质与水反 应的速度同样与反应所处空间的压力和温度有关。为统一危险品分类 的标准,规定了危险品在与水反应时的压力和温度条件,即反映空间
的压力为大气压力,温度为22度,计算释放气体的体积和释放气体 的速率趋势同样在此条件下进行。 本实验的主要难点在于-
其一,如何维持一个密封空间的空间压力始终与大气压力一致, 特别是在该空间不断有气体产生出来改变着空间压力情况下,
其二,如何在大气压力的条件下进行释放气体的收集,并在大气 压力的条件下计算出释放气体的体积和气体释放速率的变化趋势,
其三,危险品与水反应的时间长(连续5天,5天产生气体约250 毫升),气体释放速率变化范围大。
由于上述技术难点,目前国内没有专供该种实验使用的高精度气 体收集与计量系统,现有的试验系统是利用产生的气体推动气缸,气 缸活塞另一端的气体被推出,推出的气体进入集气瓶,随着集气瓶的 压力增高,集气瓶中的蒸馏水被压入天平上的烧杯中,通过天平称出
3蒸馏水的质量,换算成气体的体积,该气体体积是反应系统的气体被
压縮推动气缸后的体积,所以大气压力控制误差大于10kPa,给收集 气体的计量带来了很大的误差,偏离了实验标准的要求。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种气 体收集与计量系统,结构简单,成本低廉,符合危险品在与水反应时 的压力和温度条件,大气压力控制误差小于30Pa。 为达到以上目的,本实用新型釆取的技术方案是: 一种气体收集与计量系统,其特征在于:加水容器A底部和反应 容器顶部连接的管路上依次设有三通接头A、加水阀DC1,三通接头 A通过排水阀DC2连接到排水管路,加水容器A顶部和反应容器顶部、 和集气容器顶部间各设有一条直通管路,加水容器A顶部和大气压力 监控装置连接的管路上设有连通阀DC7,反应容器顶部和大气连通的 管路上依次设有三通接头B、连通阀DC6,三通接头B通过氮气阀DC9
和氮气充入管路连接,集气容器底部和排水管路间设有并联的压力调 节阀DC4、压力调节阀DC5,集气容器底部和加水容器B连接的管路 上设有加水阀DC3,大气压力监控装置和大气连通的管路上设有连通 阀DC8,集气容器设在电子天平上,电子天平的数据接口通过数据线 连接到设有打印机的计算机的信号输入端,大气压力监控装置通过电 缆线和可编程序控制器连接。
在上述技术方案的基础上,所说的管路的材质为玻璃、聚氟四乙 烯或硅胶。
在上述技术方案的基础上,加水阀DC1、排水阀DC2、加水阀DC3、 压力调节阀DC4、压力调节阀DC5、连通阀DC6、连通阀DC7、连通阀 DC8和氮气阀DC9的材质为聚氟四乙烯。
本实用新型所述的气体收集与计量系统,结构简单,成本低廉,符合危险品在与水反应时的压力和温度条件,大气压力控制误差小于
30Pa。
附图说明
本实用新型有如下附图:
图l气体收集与计量系统的结构示意图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型所述的气体收集与计量系统的结构示意图,加 水容器A2底部和反应容器1顶部连接的管路上依次设有三通接头A、 加水阀DC1,三通接头A通过排水阀DC2连接到排水管路,加水容器 A2顶部和反应容器1顶部、和集气容器3顶部间各设有一条直通管 路,加水容器A2顶部和大气压力监控装置4连接的管路上设有连通 阀DC7,反应容器1顶部和大气连通的管路上依次设有三通接头B、 连通阀DC6,三通接头B通过氮气阀DC9和氮气充入管路连接,集气 容器3底部和排水管路间设有并联的压力调节阀DC4、压力调节阀 DC5,集气容器3底部和加水容器B6连接的管路上设有加水阀DC3, 大气压力监控装置4和大气连通的管路上设有连通阀DC8,集气容器 3设在电子天平5上,电子天平5的数据接口通过数据线连接到设有 打印机13的计算机12的信号输入端,大气压力监控装置4通过电缆 线和可编程序控制器14连接。
在上述技术方案的基础上,所说的管路的材质为耐腐蚀强的材 料,所说的耐腐蚀强的材料为玻璃、聚氟四乙烯或硅胶。
在上述技术方案的基础上,加水阀DC1、排水阀DC2、加水阀DC3、 压力调节阀DC4、压力调节阀DC5、连通阀DC6、连通阀DC7、连通阀 DC8和氮气阀DC9的材质为聚氟四乙烯。
上述技术方案中,由于本实用新型用于有毒且有腐蚀性的试验,因此外部结构也最好全部采用抗腐蚀性强的不锈钢材料制成,所说的 外部结构是指电器控制箱、各容器的固定架、天平放置平台等。
本实用新型采用微压控制方法,监视反应系统的压力变化,大气
压力控制误差为30Pa,当反应系统的压力超过大气压力时,大气压 力控制装置即可对压力调节系统进行控制,压力调节系统采用排水法 维持反应系统的压力始终与大气压力一致,保证物质与水在大气压力 的条件下进行反应,并由专用的试验软件,计算在大气压力条件下收 集气体的体积和产生气体的速率。上述大气压力控制装置是由玻璃连 通器、液位监视器、液位调整器及液位指示器组成。通过玻璃连通器 将液位的一端与密封的反应系统连通,另一端与大气连通,当反应系 统的压力高于大气压力时,液位发生变化,液位监视器便发出控制信 号,通过控制系统调整反应系统的压力,使其与大气压力一致。 本实用新型工作过程如下:
试验前将加水容器A和加水容器B加入足够的实验用蒸馏水,通 过计算机的程序控制打开加水阀DC3,将集气容器加入适量的蒸馏水, 将大气压力控制装置调整在大气压力指示的位置,在反应容器中放入 试验物品,将各容器封闭,打开氮气阀DC9,将整个反应系统充入氮 气,之后即可开始试验。
试验开始后,反应容器加水阀DC1被打开,加水容器A中的蒸馏 水流入反应容器(应使蒸馏水有一定的量,确保试验物品与蒸馏水充 分反应),此时,试验物品与蒸馏水发生反应,释放气体,使整个反 应系统的压力发生了变化,当反应系统的压力超过大气压力时,大气 压力监控装置即通过可编程控制器控制压力调节阀DC4打开,从集气 容器中放出一定量的蒸馏水,当释放气体速度较快时,大气压力监控 装置通过可编程控制器同时控制压力调节阀DC5打开,快速地从集气 容器中放出蒸馏水,增大反应系统的空间,使整个反应系统的压力与 大气压力保持一致。集气容器中放蒸馏水后,天平的显示值发生了变 化,此变化量输入到计算机,经计算机运算处理后,即可得出释放气 体的瞬时值、累计量及释放气体随时间变化的曲线,该数据与国际危规标准进行比较,即可对试验物品进行定性分类,该数据可以保存到 计算机,也可以打印形成实验报告文件。

Claims (3)

1.一种气体收集与计量系统,其特征在于:加水容器A(2)底部和反应容器(1)顶部连接的管路上依次设有三通接头A、加水阀DC1,三通接头A通过排水阀DC2连接到排水管路,加水容器A(2)顶部和反应容器(1)顶部、和集气容器(3)顶部间各设有一条直通管路,加水容器A(2)顶部和大气压力监控装置(4)连接的管路上设有连通阀DC7,反应容器(1)顶部和大气连通的管路上依次设有三通接头B、连通阀DC6,三通接头B通过氮气阀DC9和氮气充入管路连接,集气容器(3)底部和排水管路间设有并联的压力调节阀DC4、压力调节阀DC5,集气容器(3)底部和加水容器B(6)连接的管路上设有加水阀DC3,大气压力监控装置(4)和大气连通的管路上设有连通阀DC8,集气容器(3)设在电子天平(5)上,电子天平(5)的数据接口通过数据线连接到设有打印机(13)的计算机(12)的信号输入端,大气压力监控装置(4)通过电缆线和可编程序控制器(14)连接。
2. 如权利要求1所述的气体收集与计量系统,其特征在于:所 说的管路的材质为玻璃、聚氟四乙烯或硅胶。
3. 如权利要求1或2所述的气体收集与计量系统,其特征在于: 加水阀DC1、排水阀DC2、加水阀DC3、压力调节阀DC4、压力调节阀 DC5、连通阀DC6、连通阀DC7、连通阀DC8和氮气阀DC9的材质为聚 氟四乙烯。
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