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

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

一种气体收集与计量系统

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缩推动气缸后的体积，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，本实用新型采取的技术方案是：

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1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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