CN202770738U - 气体吸附测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是关于一种气体吸附测试仪，设置有吸附装置，该吸附装置具有参比槽和样品吸附槽，样品吸附槽由顶部螺纹体、槽体和密封圈组成，其中槽体内腔为圆柱体形的圆形罐，在槽体开口端螺纹连接圆盘形顶部螺纹体，顶部螺纹体中心有内螺孔;在顶部螺纹体上连接有密封圈，该密封圈为圆柱体形夹层结构，中间包夹超细孔过滤膜。在样品吸附槽内设置包夹层以及超细孔过滤膜，有效地缓冲了气体压力对样品吸附槽内放置样品的冲击，尤其当测试样品为粉末时，这一装置防止了样品粉末的飞溅；设置过滤器和湿度控制器能够有效去除测试气体含有的杂质以及水分，提高检测效率，整个装置结构紧凑合理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低中压吸附测试仪，特别是涉及一种精密测量不同的材料对于不同气体的吸附性能测试仪器。
背景技术
目前，随着化石燃料的逐渐消耗殆尽，和其引起一系列环境问题，人类对于新的清洁能源越来越关注，对于清洁能源如甲烷（天然气），氢气的研究越来越多。如何存储，运输这些能源气体，特别是如何经济安全的存储、运输，利用的方法有待研究。普通的高压，液化等存储气体的方法由于耗能较大，不太安全。因此，人们日益关注一种新的存储方法-多孔固体存储方法。多孔固体存储方法，耗能低，能在常压，中压条件下，达到较高的气体存储密度。有多种多孔固体具有吸附气体的特性。然而，如何衡量多孔气体的吸附性能，是一个问题，特别是有些固体，呈现不规则形状，使得测量其吸附性能较为困难。在化工吸附领域，能够测定少量粉末状或粉碎状多孔材料气体吸附等温线的方法和装置很多。例如:美国专利 US5637810具备测量低压多孔渗透性固体中的气体吸附等温线的功能，美国专利 US5058442能测定多孔粉末状固体表面水蒸气的吸附和脱附等温线，美国专利 US4528550能测量不规则固体表面混合气体的吸附/脱附等温线。中国专利CN102162785 A能测量高温高压条件下的吸附/脱附等温线。中国专利授权公告号: CNl168969C，提供了"一种吸附剂热力学及动力学参数自动测量方法及其装置"，由控制装置控制实验自动反复进行，能获取吸附过程较多的热力学及动力学动态参数。但上述实验系统存在如下缺陷:
1、上述这些装置一般测量形状规则固体的吸附性能。对于粉末状，零散形状的固体，难以全面衡量其吸附性能。
2.上述装置，只能用于纯气体吸附性能，对于含杂质的一些气体，比如湿度大的气体，无法直接使用。
3、上述实验设备组成部分较多，不经济，结构不紧凑，测量精度参差不齐。
有鉴于上述现有的气体吸附测试装置存在的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的气体吸附测试装置，使其更具有实用性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，克服现有的气体吸附测试装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的气体吸附测试装置，所要解决的技术问题是使其结构合理，测试粉末状材料吸附量，降低对测试气体的要求，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种气体吸附测试仪，包括气体压力源、吸附装置和温度控制装置，气体压力源包括气体瓶、气动开关阀、压力表、梭阀和气动转换阀，所述吸附装置具有参比槽和样品吸附槽，所述吸附装置设置在温度控制装置内保持恒温，该样品吸附槽由顶部螺纹体、槽体和密封装置组成，所述槽体内腔为圆柱体形的圆形罐，在所述槽体开口端螺纹连接所述顶部螺纹体，在所述顶部螺纹体与槽体之间设置有所述密封装置，该密封装置为圆柱体形夹层结构，上下两层为与所述槽体形状相对应的中空密封圈，中间包夹超细孔过滤膜。
前述气体压力源还包括过滤器，该过滤器通过管线连接在气体瓶出口，所述过滤器用于过滤测试气体中包含的杂质。
前述气体压力源还包括湿度控制器，该湿度控制器与压力表并联在所述气动开关阀上，所述湿度控制器用于控制测试气体本身所含有的水分。
前述温度控制装置包括恒温锅，该恒温锅是一个长方体形的槽，该恒温锅上部盖有一个活动的盖子，该恒温锅底部固定有蒸发器，所述蒸发器连接制冷系统，该恒温锅内两端壁上分别固定有电加热元件与所述恒温锅内壁上固定的温度控制仪连接。
前述槽体内径为20mm，内腔长度 10mm。
前述吸附装置连接有压力传感器，该压力传感器用于采集并传送压力数值。
前述压力传感器与数据处理装置连接，所述数据处理装置接收压力传感器采集传送的压力数值，并将该数值转换为相应的吸附解吸量。
借由上述技术方案，本实用新型的气体吸附测试装置至少具有下列优点：
在样品吸附槽内设置包夹层以及超细孔过滤膜，有效地缓冲了气体压力对样品吸附槽内放置样品的冲击，尤其当测试样品为粉末时，这一装置防止了样品粉末的飞溅；设置过滤器和湿度控制器能够有效去除测试气体含有的杂质以及水分，提高检测效率，整个装置结构紧凑合理。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型气体吸附测试仪的结构示意图；
图2为图1中所示样品吸附槽的放大示意图；
图3为温度控制装置示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式详细说明如后。
如图1和图2所示的本实用新型的气体吸附测试仪，设置有吸附装置，吸附装置具有参比槽9和样品吸附槽10，参比槽9和样品吸附槽10放在温度控制装置内保持恒温，样品吸附槽10由顶部螺纹体22、槽体23和密封装置24组成，其中槽体23内腔为圆柱体形的圆形罐，槽体23内径为20mm，内腔长度 10mm；在槽体23开口端螺纹连接圆盘形顶部螺纹体22，顶部螺纹体22中心有内螺孔；在顶部螺纹体22与槽体23之间连接有密封装置24，密封装置24为圆柱体形夹层结构，上下两层为与槽体23形状相对应的中空密封圈，中间包夹超细孔过滤膜。
气体吸附测试仪设置有气体瓶1，过滤器2通过管线连接在气体瓶1出口，过滤器2用于过滤测试气体中包含的杂质；气动开关阀3进口与过滤器2相连，气动开关阀3出口端并联连接压力表4和湿度控制器 5，湿度控制器5用于控制测试气体本身所含有的水分含量；吸附装置连接有压力传感器11，压力传感器11与数据处理装置25连接，数据处理装置25接收温度控制仪17，压力表4以及压力传感器11传输的数据，并将该数值转换为相应的吸附解吸量。
如图3所示的温度控制装置，包括恒温锅14，该恒温锅14是一个长方体形的槽，恒温锅14上部盖有一个活动的盖子，盖子是直接扣在恒温锅14的上方，恒温锅14没有连接装置，便于在装卸参比槽9和样品吸附槽10时拿开，恒温锅14底部固定有蒸发器15，在恒温锅14内并在蒸发器15的上部固定有与蒸发器15平行的带孔隔板（未标出），带孔隔板上均匀分布有通孔，蒸发器15连接制冷系统，恒温锅14内两端壁上分别固定有电加热元件16与恒温锅14内壁上固定的温度控制仪17连接，温度控制,17能控制制冷系统与为恒温锅14降温。温度控制仪17能检测恒温锅14内的温度，能实现恒温锅内温度0~ 100℃ 范围内的精确控制，误差范围为0.1 ℃。温度控制仪17的电源接口采用市用电压220V，50 ~ 60Hz交流电。
以氮气为例简述气体吸附测试仪工作过程：
首先，事先编好适用氮气的状态方程，并输入到数据处理装置25；
接着，根据气体状态方程及实验方案，利用恒温浴对温度控制，升温到测试温度，对参比槽9和样品吸附槽10进行体积校正；
体积校正完成后，放出氮气，打开样品吸附槽10，装入样品活性炭，然后将样品吸附槽10连接到系统中，打开气动开关阀3，打开梭阀6，打开气动转换阀7，往样品吸附槽10中注入氮气，然后再通过气动转换阀7实现参比槽9和样品吸附槽10的连通，然后利用压力传感器11采集传送压力数值，然后把氮气放空，然后重复实验3次，得到三组压力数值，利用波玛定律求的自由空间体积。
由空间体积校正完成后，开启气体瓶1相连接的气动开关阀，梭阀6，利用增压泵经过气动切换阀7先往参比槽9注入一个设定的压力5MPa，然后通过气动转换阀7，实现参比槽9和样品吸附槽10的连通，由数据处理装置25分别记录参比槽9和样品吸附槽10的初始和最终压力，得到第一组压力数据。然后重复这一步骤6~9次，可以得到6~9组压力数值，利用这套压力数值，采用专用的吸附数值分析软件，就得到样品的吸附气量。
实验结束，利用排气阀21释放参比槽9和样品吸附槽10中的气体，打开样品吸附槽10取出样品活性炭，切断电源，关闭计算机。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种气体吸附测试仪，包括气体压力源、吸附装置和温度控制装置，所述吸附装置具有参比槽和样品吸附槽，所述吸附装置设置在温度控制装置内保持恒温，其特征在于：该样品吸附槽由顶部螺纹体、槽体和密封装置组成，所述槽体内腔为圆柱体形的圆形罐，在所述槽体开口端螺纹连接所述顶部螺纹体，在所述顶部螺纹体与槽体之间设置有所述密封装置，该密封装置为圆柱体形夹层结构，上下两层为与所述槽体形状相对应的中空密封圈，中间包夹超细孔过滤膜。
2.根据权利要求1所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述气体压力源包括气体瓶、气动开关阀、压力表、梭阀和气动转换阀。
3.根据权利要求1所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述气体压力源还包括过滤器，该过滤器通过管线连接在气体瓶出口，所述过滤器用于过滤测试气体中包含的杂质。
4.根据权利要求1、2或3所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述气体压力源还包括湿度控制器，该湿度控制器与压力表并联在所述气动开关阀上，所述湿度控制器用于控制测试气体本身所含有的水分。
5.根据权利要求1所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述温度控制装置包括恒温锅，该恒温锅是一个长方体形的槽，该恒温锅上部盖有一个活动的盖子，该恒温锅底部固定有蒸发器，所述蒸发器连接制冷系统，该恒温锅内两端壁上分别固定有电加热元件与所述恒温锅内壁上固定的温度控制仪连接。
6.根据权利要求1所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述槽体内径为20mm，内腔长度 10mm。
7.根据权利要求1所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述吸附装置连接有压力传感器，该压力传感器用于采集并传送压力数值。
8.根据权利要求7所述的气体吸附测试仪，其特征在于：所述压力传感器与数据处理装置连接，所述数据处理装置接收压力传感器采集传送的压力数值，并将该数值转换为相应的吸附解吸量。
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