CN207430070U - 一种气体稀释装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体稀释装置，包括第一气容和第二气容。第一气容上设有输入口、真空泵A和注射器；第二气容上设有输出口和真空泵B。第一气容和第二气容之间设有连接装置，连接装置包括单向阀A和隔膜泵。单向阀A的输入端与第一气容连接，输出端与隔膜泵的输入端连接；隔膜泵的输出端与第二气容连接。本实用新型通过两次稀释的方法，解决了在气体检测过程中气体稀释困难的问题。能够满足检测过程中重复检测和同一检测样本不同稀释倍率的检测能求，同时采用了自动化设备进行工作，能够提高样本稀释的准确率。

Description

一种气体稀释装置

技术领域

本实用新型涉及环境检测设备领域，具体涉及一种气体稀释装置。

背景技术

环境检测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。简单地说，了解环境水平，进行环境检测，是开展一切环境工作的前提。通常包括背景调查、确定方案、优化布点、现场采样、样品运送、检测分析、数据收集、分析综合等过程。总的来说，就是计划-采样-分析-综合的获得信息的过程。

环境检测同样又是环境保护及管理工作的重要基础，随着经济的快速发展，越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏，要求环境保护及管理工作的效率提高、质量提高、加大透明度。通过信息化技术的应用，改变传统环境检测手段，运用新的通讯网络技术对污染源及环境质量实施长期、连续、有效检测，科学准确、全面高效地检测、管理所辖区域的环境状况。

在这样的背景下，传统的检测手段和检测设备已经无法满足要求。因此需要检测更加准确，检测速度更加快捷的检测设备来实现对样品的快速分析，以便能够在最短的时间内得到检测结果，根据检测结果了解被检测方的实际情况。

环境检测的内容主要集中在气体、液体和固体三个方面，其中对气体的检测内容主要包括分析气体成分、确定各成分所占比例和评估气体对环境的影响等。检测方式主要包括现场分析和检测室分析两种形式。

现场分析是指在采样地点通过分析仪器对待测气体直接进行分析，这种方式检测时间短，检测速度快，能够迅速得到检测结果，但是现场用分析仪器普遍存在检测结果误差大，检测结果分布异常等缺点。

检测室分析主要依靠检测设备来进行。随着技术的进步，检测设备由人工操作开始转向机器操作，因为人工操作的误差大，难以控制，并且检测结果不稳定，人为因素的干扰性偏大。

例如专利CN201210448468公开了一种烟雾稀释装置，该装置采用人工操作活塞的方式对检测气体进行稀释。但是每一个活塞的行程都不一样，并且从活塞需要用电动或者启动设备驱动。驱动设备本身的制造精度和工作精度造成的误差，使该装置在进行定量分析时很难得到准确的结果。

专利CN2013100779707公开了一种气体稀释仪，采用流量传感器进行定量控制，但是控制线路中部件过多，定量气体会部分留存在管路或者设备中，导致最终的测定结果不准确。

专利201310322048X公开了一种气体混合稀释装置，采用人工推进的注射单元作为气体的注入动力，注射单元上虽然标有刻度，但是人工操作的误差本身就非常大，再加上注射时操作人员手和眼的操作无法同步，所以该装置仅能够进行对稀释浓度无要求的检测或者检测。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种使用方便、能够准确稀释气体的气体稀释装置。

本实用新型采用如下方案：

一种气体稀释装置，包括第一气容和第二气容，所述第一气容上设有输入口、真空泵A和注射器；所述第二气容上设有输出口和真空泵B；

所述第一气容和第二气容之间设有连接装置；所述连接装置包括单向阀A和隔膜泵；

所述单向阀A的输入端与第一气容连接，输出端与隔膜泵的输入端连接；所述隔膜泵的输出端与第二气容连接。

作为进一步的解决方案:所述第一气容和第二气容上均设有搅拌装置；所述搅拌装置包括固定在第一气容上的机械密封、设在机械密封内的连接轴、设在第一气容上的搅拌电机、设在第一气容内的搅拌轴和设在搅拌轴上的搅拌翅；

所述连接轴的一端和搅拌电机的输出轴固定连接，另一端和搅拌轴固定连接。

作为进一步的解决方案:所述搅拌轴的中心线和连接轴的中心线不重合。

作为进一步的解决方案:所述输入口内设有密封圈。

作为进一步的解决方案:所述密封圈的数量为三个或者三个以上；所述密封圈的直径线性缩小。

作为进一步的解决方案:所述连接装置还包括流量传感器A和单向阀B；

所述流量传感器A的输入端与隔膜泵的输出端连接，输出端与单向阀B的输入端连接；所述单向阀B的输出端与第二气容连接。

作为进一步的解决方案:所述第一气容和第二气容上均设有压力计。

作为进一步的解决方案:还包括惰性气体箱填充装置；所述惰性气体箱填充装置包括惰性气体箱、与惰性气体箱连接的单向阀C、与单向阀C连接的泵、与泵连接的流量传感器B和与流量传感器B连接的三通；

所述三通的一个输出端与第一气容连接，另一个输出端与第二气容连接。

本实用新型产生的积极效果如下：

本实用新型的操作更加简单，和传统的气体稀释方式相比，本实用新型只需要将被稀释气体通过输入口输入到第一气容，该步骤完成后，以后的稀释工作全部交由设备完成，不但能够简化稀释流程，还能够提高稀释的精度，将现有的人工操作中的人为干扰因素最大限度的剔除。

本实用新型能够简化后续的气体检测过程。在常规的气体检测中，是将一份待检测气体进行一定倍数的稀释，然后对稀释的气体进行检测，当稀释后的气体无法满足检测条件时，处理的方式有两种。第一种是直接对稀释气体进行二次稀释，这种方式需要在二次稀释时进行计算，并且极容易因计算偏差或者计算错误导致二次稀释失败。第二种是对待稀释气体重新取样再进行稀释，如果待稀释气体没有备份时，只能等待再次取样,非常浪费时间。而在本实用新型中，待稀释气体首先被冲入第一气容，在第一气容中就进行第一次稀释，但第一次稀释的倍数非常小并且稀释倍数确定。当需要检测样品时，部分第一次稀释的气体进入第二气容进行二次稀释。二次稀释完成后进行检测，当二次稀释的气体不满足检测要求时，可以将第二气容排空，再次从第一气容中抽取气体进行稀释，直到最后检测完成。第一次稀释相当于增加了样本的数量，这样能够满足检测中频繁调整稀释倍数和重复检测的需要。

本实用新型中的气路短，并且在气路中增加了流量传感器，能够更加准确的得到第一气容和第二气容的待稀释气体和惰性气体的增加量，更加精准的进行稀释作业。

第一次稀释作业在第一气容中完成，待稀释气体通过输入口输入第一气容，随后惰性气体直接输入第一气容，并且惰性气体的输入量是以流量传感器为基准的，这样稀释倍数能够被准确的控制。第一气容向第二气容中输入的一次稀释气体和向第二气容中注入的惰性气体也是通过流量传感器被精确控制的。这样得到的二次稀释气体的稀释倍数能够无限的向理论稀释倍数靠近。

本实用新型的各部分气路均设有单向阀，不会发生污染现象。第一气容的输出端设置有单向阀，能够避免二次稀释气体或者单向阀前气路中的残留气体对一次稀释气体的污染；第二气容的输入端之前设有单向阀，能够避免该单向阀之前气路中的残留气体对二次稀释气体的污染；第一气容和第二气容的惰性气体输入之前均设置有单向阀，不但能够避免惰性气体对第一气容和第二气容中的气体造成稀释倍数的偏差，而且能够避免第一气容和第二气容中的气体对惰性气体箱中的气体造成污染，提高惰性气体箱内气体的利用率。

本实用新型的气体稀释精度更高。在气体进行稀释之前，会使用真空泵将第一气容和第二气容轴承真空状态，然后输入待稀释气体和惰性气体。通过精确的气体体积控制得到准确的稀释倍数，并且抽成真空状态能够屏蔽掉绝大多数的干扰源，保证最后检测结果的准确性。

同时，本实用新型能够提高气体分布的均匀性。虽然气体具有扩散作用，但是考虑到检测时间和分子量的差异性，检测气体和惰性气体之间很难实现充分的混合，这会造成取样的不确定性。本实用新型在第一气容和第二气容中增添了搅拌器，能够使二者内的气体始终处于运动之中，这样能够加快气体扩散的速度，尽可能的使气体之间充分混合，以保证检测结果的稳定。

本实用新型也更加的安全。考虑到在进行抽真空时的安全性，在第一气容和第二气容上增加了压力计。当压力达到规定负压时，真空泵随即停止工作，防止因第一气容和第二气容的壁因压力过大差生破裂，保证人员和设备的安全。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

其中：1第一气容、2第二气容、11输入口、12真空泵A、13注射器、21输出口、22真空泵B、31单向阀A、32隔膜泵、33流量传感器A、34单向阀B、41机械密封、42连接轴、43搅拌电机、44搅拌轴、45搅拌翅、5密封圈、6压力计、71惰性气体箱、72单向阀C、73泵、74流量传感器B、75三通。

具体实施方式

下面结合图1-2来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型采用如下技术方案：

一种气体稀释装置，包括第一气容1和第二气容2，所述第一气容1上设有输入口11、真空泵A12和注射器13；所述第二气容2上设有输出口21和真空泵B22；

所述第一气容1和第二气容2之间设有连接装置；所述连接装置包括单向阀A31和隔膜泵32；

所述单向阀A31的输入端与第一气容1连接，输出端与隔膜泵32的输入端连接；所述隔膜泵32的输出端与第二气容2连接。

作为进一步的解决方案:所述第一气容1和第二气容2上均设有搅拌装置；所述搅拌装置包括固定在第一气容1上的机械密封41、设在机械密封41内的连接轴42、设在第一气容1上的搅拌电机43、设在第一气容1内的搅拌轴44和设在搅拌轴44上的搅拌翅45；

所述连接轴42的一端和搅拌电机43的输出轴固定连接，另一端和搅拌轴44固定连接。

作为进一步的解决方案:所述搅拌轴44的中心线和连接轴42的中心线不重合。

作为进一步的解决方案:所述输入口11内设有密封圈5。

作为进一步的解决方案:所述密封圈5的数量为三个或者三个以上；所述密封圈5的直径线性缩小。

作为进一步的解决方案:所述连接装置还包括流量传感器A33和单向阀B34；

所述流量传感器A33的输入端与隔膜泵32的输出端连接，输出端与单向阀B34的输入端连接；所述单向阀B34的输出端与第二气容2连接。

作为进一步的解决方案:所述第一气容1和第二气容2上均设有压力计6。

作为进一步的解决方案:还包括惰性气体箱填充装置；所述惰性气体箱填充装置包括惰性气体箱71、与惰性气体箱71连接的单向阀C72、与单向阀C72连接的泵73、与泵73连接的流量传感器B74和与流量传感器B74连接的三通75；

所述三通75的一个输出端与第一气容1连接，另一个输出端与第二气容2连接。

下面结合具体的工作过程来对本实用新型进行进一步说明。

首先将采集到的气体样本注入第一气容1，在一般操作过程中是使用注射器来完成此步骤的。将注射器的前端插入输入口11，注射器的前端依次和密封圈5接触，三个密封圈5的直径线性缩小，能够增强二者之间的密封性，防止气体泄漏。注射完成后，更换塞子将输入口11堵住。

接着向第一气容1中输入惰性气体。输入过程为：工作人员旋转三通75的旋钮，使惰性气体的输入方向改为向第一气容1中输入。随后启动泵73，泵73抽取惰性气体箱71中的惰性气体向第一气容1中输入。惰性气体依次经过单向阀C72、泵73、流量传感器B74和三通75后输入到第一气容1。在输入过程中流量传感器B74记录惰性气体的输入体积，根据气体样本的体积和惰性气体的输入体积能够得到第一次稀释的稀释倍率。

惰性气体注入完成后，搅拌装置启动。搅拌电机43通过连接轴42带动搅拌轴44转动，搅拌轴44带动搅拌翅45转动。搅拌翅45在转动的同时，带动第一气容1内的气体流动，在流动的过程中，能够使两种气体充分混合。

搅拌装置的的搅拌轴采用了偏心设置，这样能够防止气体在搅拌过程中分布不均的现象。在搅拌过程中，搅拌轴44高速转动，在搅拌轴44的附近，会产生一个类似于暴风眼的稳定区域，在该稳定区域中，气体几乎处于静止状态而无法参与到混合过程中，这样就会导致搅拌不充分。采用偏心搅拌轴44，能够破坏掉这个稳定区域，最大限度的去除影响气体混合的影响因素。

混合完成后，第一气容1上的搅拌装置停止动作，开始准备进行二次稀释。隔膜泵32启动，将第一气容1中的一次稀释气体抽取到第二气容2中，在一次稀释气体的抽取过程中，会依次通过单向阀A31、隔膜泵32、流量传感器A33和单向阀B34，其中流量传感器A33会记录气体的流量。抽取过程完成后，向第二气容2中输入惰性气体。输入过程为：工作人员旋转三通75的旋钮，使惰性气体的输入方向改为向第二气容2中输入。随后启动泵73，泵73抽取惰性气体箱71中的惰性气体向第二气容2中输入。惰性气体依次经过单向阀C72、泵73、流量传感器B74和三通75后输入到第二气容2。在输入过程中流量传感器B74记录惰性气体的输入体积，根据第二气容2中的混合气体的体积和惰性气体的输入体积能够得到第二次稀释的稀释倍率。

经过上述两次稀释后，能够得到大比例稀释倍数的气体样本，然后从第二气容2中取出二次稀释的气体样本完成后续的检测。

不论二次稀释的气体样本是否满足检测条件，第二气容2中的气体均无法再次使用，此时启动真空泵B22，将第二气容2抽为真空状态，随后向其中注入惰性气体。

当需要再次提供检测样本时，则从第一气容1中再次抽取一次稀释的气体输入到第二气容2中并向第二气容2中注入惰性气体，根据第一次的检测结果调整稀释倍数。如果仍然无法满足检测要求，则重复此过程直至检测完成。

当不需要进行二次稀释时，将检测样本输入第一气容1中并向第一气容1输入惰性气体。该过程完成后，可以通过注射器13抽取部分一次稀释气体进行检测。

在本实用新型工作的过程中，工作人员必须时刻观察压力计6的数值，如果达到警戒值，则必须立即停止工作，关掉电源，并马上通知维修人员进行维修，直至维修完成才可以再次进行工作。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种气体稀释装置，包括第一气容（1）和第二气容（2），其特征在于： 所述第一气容（1）上设有输入口（11）、真空泵A（12）和注射器（13）；所述第二气容（2）上设有输出口（21）和真空泵B（22）；

所述第一气容（1）和第二气容（2）之间设有连接装置；所述连接装置包括单向阀A（31）和隔膜泵（32）；

所述单向阀A（31）的输入端与第一气容（1）连接，输出端与隔膜泵（32）的输入端连接；所述隔膜泵（32）的输出端与第二气容（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种气体稀释装置，其特征在于：所述第一气容（1）和第二气容（2）上均设有搅拌装置；所述搅拌装置包括固定在第一气容（1）上的机械密封（41）、设在机械密封（41）内的连接轴（42）、设在第一气容（1）上的搅拌电机（43）、设在第一气容（1）内的搅拌轴（44）和设在搅拌轴（44）上的搅拌翅（45）；

所述连接轴（42）的一端和搅拌电机（43）的输出轴固定连接，另一端和搅拌轴（44）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种气体稀释装置，其特征在于：所述搅拌轴（44）的中心线和连接轴（42）的中心线不重合。

4.根据权利要求1所述的一种气体稀释装置，其特征在于：所述输入口（11）内设有密封圈（5）。

5.根据权利要求4所述的一种气体稀释装置，其特征在于：所述密封圈（5）的数量为三个或者三个以上；所述密封圈（5）的直径线性缩小。

6.根据权利要求1所述的一种气体稀释装置，其特征在于：所述连接装置还包括流量传感器A（33）和单向阀B（34）；

所述流量传感器A（33）的输入端与隔膜泵（32）的输出端连接，输出端与单向阀B（34）的输入端连接；所述单向阀B（34）的输出端与第二气容（2）连接。

7.根据权利要求1所述的一种气体稀释装置，其特征在于：所述第一气容（1）和第二气容（2）上均设有压力计（6）。

8.根据权利要求1所述的一种气体稀释装置，其特征在于：还包括惰性气体箱填充装置；所述惰性气体箱填充装置包括惰性气体箱（71）、与惰性气体箱（71）连接的单向阀C（72）、与单向阀C（72）连接的泵（73）、与泵（73）连接的流量传感器B（74）和与流量传感器B（74）连接的三通（75）；

所述三通（75）的一个输出端与第一气容（1）连接，另一个输出端与第二气容（2）连接。