CN207850769U - 一种新型便携式真空箱气体采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型便携式真空箱气体采样装置，包括：采样枪、真空箱和电气控制箱；采样枪用于采集样气；采样枪包括两个端部，其中一端为采集端，另一端为传输端；真空箱内设有采样气袋，采样气袋用于收集气体；电气控制箱内设有采样泵，采样泵用于为气体采样装置提供动力；采样枪的传输端通过传输线与真空箱连接；在传输线上设有多通道单向阀，多通道单向阀具有多个阀门，其中一个阀门与注射器连接，另一个阀门与采样气袋连接；真空箱还通过气路与电气控制箱内的采样泵连接。本实用新型提供的新型便携式真空箱气体采样装置具有操作简单、便于携带的优点，还可以同时兼具气袋采样和注射器采样，使得应用范围更加广泛。

Description

一种新型便携式真空箱气体采样装置

技术领域

本实用新型涉及气体采样领域，具体涉及一种新型便携式真空箱采样装置。

背景技术

随着对固定污染源等污染源超低排放改造的逐步推进，常规污染性气体如二氧化硫、氮氧化物等能逐步得到有效的监测、管理和控制。但有研究表明烷烃苯等非常规污染性气体，例如挥发性有机物等与雾霾直接相关。为了监督我们生存环境的空气质量，国家有针对性的对固定污染源挥发性有机物加强管理，并出台了相关管理标准。

然而，现有的气体采样装置存在不能同时满足气袋采样和注射器采样两种采样方式，同时操作复杂，功能单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型便携式真空箱气体采样装置，该气体采样装置同时兼具气袋采样和注射器采样两种采样方式，而且该气体采样装置结构简单，操作便捷。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型便携式真空箱气体采样装置，包括：采样枪、真空箱和电气控制箱；

所述采样枪用于采集样气；所述采样枪包括两个端部，其中一端为采集端，另一端为传输端；

所述真空箱内设有采样气袋，所述采样气袋用于收集气体；

所述电气控制箱内设有采样泵，所述采样泵用于为所述气体采样装置提供动力；

所述采样枪的传输端通过传输线与所述真空箱连接；在所述传输线上设有多通道单向阀，所述多通道单向阀具有多个阀门，其中一个所述阀门与注射器连接，另一个阀门与所述采样气袋连接；

所述真空箱还通过气路与所述电气控制箱内的所述采样泵连接。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述采样枪为高温采样枪；所述采样枪的采样端设有前置过滤器，用于对样气进行初步滤尘过滤。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述多通道单向阀为T型结构的三通道单向阀，具有左阀门、右阀门和下阀门三个阀门，其中，在位于所述多通道单向阀的T型结构底端的所述下阀门处连接所述注射器；

优选地，所述注射器为石英玻璃注射器。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述真空箱内部设有真空箱加热部件和精细过滤器；

优选地，所述真空箱加热部件设于所述采样气袋的下端；所述精细过滤器与气路连接，用于对从所述真空箱传入所述电气控制箱的样气进行精细过滤。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述电气控制箱内还设置有第一电磁阀和第二电磁阀；

所述采样泵的一端通过气路连接所述第一电磁阀，另一端通过气路连接所述第二电磁阀；所述第一电磁阀与所述第二电磁阀之间通过气路与排空气体三通接头串联，用于将空气从所述采样装置内部排出。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述第一电磁阀通过气路与所述精细过滤器连接，且在该气路上串联设有压力传感器和三通气体接头；所述三通气体接头的底端的接口通过气路与所述第二电磁阀直接连接。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述压力传感器上设有压力传感器测量腔，所述压力传感器测量腔用于将气路内气体的压力作用于所述压力传感器。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述电气控制箱的箱体上设有环境温度传感器，在所述电气控制箱的内部底端设有控制箱加热部件。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述气体采样装置上还设有控制模块，所述控制模块连接并控制所述真空箱加热部件、所述控制箱加热部件、所述采样泵、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述压力传感器和所述流量控制器。

进一步地，在上述的一种新型便携式真空箱气体采样装置中，所述气体采样装置上设有信号传输部件，所述信号传输部件与所述控制模块连接以及外接信号接口连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的新型便携式真空箱气体采样装置内设两种采样模式，可以同时兼具气袋采样和注射器采样，使得本申请的应用范围更加广泛。本实用新型通过在真空箱内部增加加热功能，使得在采样枪高温烟气进入真空箱后，不会由于快速冷凝成液滴或结冰而造成采样失败；在电气控制箱内增加压力实时检测功能，观察采样气路中的气体压力，避免过大或过小压力对采样气袋和采样泵造成损伤；在气体采样装置上还设有控制模块和信号传输部件，信号传输部件与外部工况条件实时联动并将信息传递给控制模块，控制模块修正气体采样装置的采样状态参数，以实现多种采样模式；而且本申请还具有操作简单、便于携带的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型的新型便携式真空箱气体采样装置的结构示意图。

图2为本实用新型的多通道单向阀的结构示意图。

附图标记说明：

1-采样枪，2-传输线，3-多通道单向阀，4-注射器，5-采样气袋，6-真空箱加热部件，7-真空箱，8-精细过滤器，9-压力传感器，10-压力传感器测量腔，11-三通气体接头，12-第一电磁阀，13-第二电磁阀，14-采样泵，15-流量控制器，16-控制箱加热部件，17-排空三通气体接头，18-电气控制箱，19- 排空口，20～28-气路，29-前置过滤器，31、32、33-接口。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变形。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变形。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种新型便携式真空箱气体采样装置，该装置可以用于对污染源现场环境气体或固定污染源排放的废气进行采样，尤其适用于对挥发性有机物VOC气体的现场采样收集。

如图1所示，本实用新型的一个优选实施例提供了一种新型便携式真空箱气体采样装置，该气体采样装置包括：采样枪1、真空箱7和电气控制箱 18。该气体采样装置主要针对挥发性有机物现场采样需求开发而成，可同时满足气袋采样和注射器采样两种采样方式的应用需求。

采样枪1，设于气体采样装置的最左端(以图1中所示的方向为基准)，用于采集需要检测的气体(也可以称为样气)。采样枪1优选为高温采样枪。采样枪1包括两个端部，其中一端为采集端，另一端为传输端。采样枪1的采集端设有前置过滤器29。前置过滤器29主要用于对需要检测的气体进行初步滤尘过滤。采样枪1的传输端通过传输线2(为了与高温采样枪对应，也可以为高温传输线，或称为保温传输线)与真空箱7连接。在传输线2上靠近真空箱7的位置处设有多通道单向阀3。多通道单向阀3优选为T型结构的三通道单向阀，具有左阀门、右阀门和下阀门三个阀门。在位于多通道单向阀3的T型结构底端的下阀门处连接有注射器4。注射器4优选为石英玻璃注射器。

正常采样抽气状态下，采样枪1工作时，需要检测的气体，首先通过采样枪1的采集端的前置过滤器29进行初步滤尘过滤后进入采样枪1的枪管内，样气经由枪管到达采样枪1的传输端，接着进入与采样枪1的传输端相连接的传输线2内；此时可以根据需要选择如何开启多通道单向阀3，例如可以是开启多通道单向阀3的T型结构的左阀门和右阀门，以将样气传输到真空箱7内；也可以是开启多通道单向阀3的T型结构的底端的下阀门，将样气传输到注射器4内。

如图1所示，真空箱7可以是截面为矩形的箱体，设于采样枪1与电气控制箱18之间。真空箱7内部设有采样气袋5，采样气袋5主要用于存储采样枪1采集到的样气。采样气袋5设有与传输线2相连接的端口，从采样枪 1采集到的样气经过该端口进入到采样气袋5内。在真空箱7的内部底端(采样气袋5的下端)还设有真空箱加热部件6，用于为真空箱7内提供热量，确保采样气袋5所在的环境温度可以达到设定温度，避免采样气袋5内冷凝结露。

在真空箱7内部还设有精细过滤器8。精细过滤器8可以设于真空箱7 箱体一侧板的上端部，且通过气路20与电气控制箱18相连接。该精细过滤器8作为电气控制箱18抽气接口的前端过滤器，可以用于对从真空箱7传入电气控制箱18的样气进行精细过滤(二次过滤)，以预防真空箱7内部颗粒物等进入后段气路，对采样泵14(设于电气控制箱18内部)和电磁阀(设于电气控制箱18内部)造成污染和损伤。

电气控制箱18是截面为四边形的箱体，设于气体采样装置的最右端。电气控制箱18内设有采样泵14，用于提供将真空箱7内部的气体抽出的动力；采样泵14可以使得在真空箱7内部形成负压，从而使采样气袋5充气(当气体采样装置处于采样模式时)；或者采样泵14也可以向真空箱7的内部充气，从而使得在真空箱7内部形成正压，进而使采样气袋5排气(当气体采样装置处于清洗吹扫模式时)。

电气控制箱18内的采样泵14可以设置于电气控制箱18的箱体内部的中心位置。采样泵14的一端通过气路24连接第一电磁阀12，另一端通过气路 25和气路26连接第二电磁阀13。在气路25和气路26之间设有流量控制器 15(采样泵14与流量控制器15串联连接在第一电磁阀12与第二电磁阀13 之间)。流量控制器15用于监测并控制气路25和气路26内部气体的流量。流量控制器15优选为质量流量控制器。流量控制器15可以设定不同流速对样气进行采样，并同时增加烟气流速信号接口，该接口结合外部流速测量信号可实现等速采样功能。在第一电磁阀12与第二电磁阀13之间还通过气路 23和气路28串联一个排空气体三通接头17(也就是说，采样泵14与流量控制器15串联后，再整体与排空气体三通接头17并联在第一电磁阀12与第二电磁阀13之间)，排空气体三通接头17为T型结构，具有上气口、下气口和右气口(以图1中所示的方向为基准)，其中上气口通过气路23与第一电磁阀12相连，下气口通过气路28与第二电磁阀13相连，右气口与设于电气控制箱18的箱体上的排空口19相通，用于将从真空箱7内收集的气体排出气体采样装置(当气体采样装置处于采样模式时)；或者将从排空口19吸入的外界空气带入电气控制箱18内，并经过循环后充入真空箱7内部，进而在真空箱7内部产生正压，使采样气袋5受正压力作用排气(当气体采样装置处于清洗吹扫模式时)。

进一步地，在第一电磁阀12与第二电磁阀13之间还连接有气路22和气路27，在气路22和气路27之间设有三通气体接头11，三通气体接头11为 T型结构，具有左气口、右气口和下气口(以图1中所示的方向为基准)，其中左气口通过气路21与压力传感器9的压力传感器测试腔10的一端相连，右气口通过气路22与第一电磁阀12相连，下气口通过气路27与第二电磁阀 13相连。压力传感器9具有压力传感器测试腔10，压力传感器测试腔10的另一端通过气路20穿过电气控制箱18和真空箱7与位于真空箱7内的精细过滤器8相连。从气路20传输过来的气体进入压力传感器测量腔10后，将压力作用于压力传感器9上，压力传感器9可测量采样气路中的样气的压力，并实时反馈调整采样状态。

进一步地，气体采样装置还可以具有控制模块(图中未示出)该控制模块与真空箱加热部件6和控制箱加热部件16连接，来实现对真空箱7和电气控制箱18的内部温度的控制。该控制模块与采样泵14和压力传感器9连接，来实现对采集的样气的压力控制。该控制模块与第一电磁阀12、第二电磁阀 13、采样泵14和流量控制器15连接，来实现对采集的样气的流速和流量的控制。

气体采样装置还可以具有信号传输部件(图中未示出)，该信号传输部件与控制模块连接以及外接信号接口连接，用于接收外部环境信息(例如可以为环境温度、压力信息和样气温度、压力信息等)并将信息传递给控制模块。气体采样装置工作时，信号传输部件能够与外部工况条件实时联动，并将信息传递给控制模块，控制模块根据信号传输部件传递过来的信息以及采集的真空箱7和电气控制箱18内的各种信息修正气体采样装置的采样状态参数，以实现对样气的顺利采样。

进一步地，如图2所示，为多通道单向阀3的结构示意图。多通道单向阀3优选为T型结构的三通阀，其包括31、32和33三个接口；其中，接口 31和33接入传输线2，接口32与注射器4相连。多通道单向阀3工作时可以限定气流的方向，其只能允许气体从接口31向接口33或接口32流动，或者允许气体从接口33向接口32流动，而不能使气体从接口31流出或者从接口32流入，从而可以使得设备在两种工作模式下工作。

本实施例提供的气体采样装置具有两种采样模式，下面结合实际应用中，气体采样装置处于不同模式工作时的工作流程来进行详细说明。

1、当气体采样装置处于采样模式时(气袋采样)：

该模式下，传输线2与多通道单向阀3的接口31连接，接口33为负压吸气，接口32关闭。此时电气控制箱18内的采样泵14启动，抽气。此时，第一电磁阀12的常开口(与气路24连接的端口)以及与气路22连接的端口处于开启状态；第二电磁阀13的常开口(与气路25连接的端口)以及与气路28连接的端口处于开启状态。由于采样泵14的作用，通过上述各个开启的气路使得真空箱7的内部形成负压。

具体地，真空箱7内的空气在负压的作用下，通过精细过滤器8进入气路20，经过气路20后，进入压力传感器测量腔10，经过压力传感器测量腔 10将压力传递给压力传感器9，压力传感器9可测量采样气路中样气(样气的压力等于气路20内的空气压力)的压力，实时反馈调整采样状态。空气进入三通气体接头11后会沿着气路22方向进入第一电磁阀12，通过常开口进入气路24，再进入采样泵14；然后沿采样泵14抽气方向进入气路25后再进入流量调控制器15，再通过第二电磁阀13的常开口，通过气路28，进入排空气体三通接头17后从排空口19排出气体采样装置。

此时，真空箱7内部的采样气袋5在负压作用下吸入气体，多通道单向阀3的接口33处为负压，采样枪1的采样端吸入待采样气体，待采样气体经过前置过滤器29过滤后进入采样枪管，并一路传输至传输线2和多通道单向阀3的接口31和接口33，直至进入采样气袋5，至此完成一次气袋采样。

2、当气体采样装置处于采样模式时(注射器采样)：

该模式下，传输线2与多通道单向阀3的接口31连接，接口32与注射器4连接，此时拉动注射器4即可将待采样气体吸入注射器4内部，至此完成注射器采样。

注射器采样可以在上述的气袋采样的同时进行采样，二者可以同时进行也可单独进行。

3、当气体采样装置处于清洗吹扫模式时：

该模式下，采样气袋5经过反复充气和排气(一般2到3次)来实现清洗。其中，采样气袋5充气过程与上述第一种情况(气袋采样模式)相同，所不同的是从采样枪1进入的为空气而不是样气，在此不做赘述。

采样气袋5排气状态下，多通道单向阀3的接口32不再连接注射器4，而是直接与环境空气相连通。此时，电气控制箱18内的采样泵14和流量控制器15的工作状态不变，第一电磁阀12和第二电磁阀13工作状态相反。即第一电磁阀12的常闭口和第二电磁阀13的常闭口均变为导通状态，空气从排空口19进入，然后依次经过气路23、第一电磁阀12、气路24、采样泵14、气路25、流量控制器15、气路26、第二电磁阀13、气路27后汇入三通气体接头11，再依次进入气路21压力传感器测量腔10和气路20，从而向真空箱 7内注入空气，使得真空箱7内形成正压，达到挤出采样气袋5中气体的目的。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种新型便携式真空箱气体采样装置内设两种采样模式，可以同时兼具气袋采样和注射器采样，使得本申请的应用范围更加广泛。而且本申请还具有操作简单、便于携带的特性。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型便携式真空箱气体采样装置，包括：采样枪、真空箱和电气控制箱；

所述采样枪用于采集样气；所述采样枪包括两个端部，其中一端为采集端，另一端为传输端；

所述真空箱内设有采样气袋，所述采样气袋用于收集气体；

所述电气控制箱内设有采样泵，所述采样泵用于为所述气体采样装置提供动力；

所述采样枪的传输端通过传输线与所述真空箱连接；在所述传输线上设有多通道单向阀，所述多通道单向阀具有多个阀门，其中一个所述阀门与注射器连接，另一个阀门与所述采样气袋连接；

所述真空箱还通过气路与所述电气控制箱内的所述采样泵连接。

2.根据权利要求1所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述采样枪为高温采样枪；所述采样枪的采样端设有前置过滤器，用于对样气进行初步滤尘过滤。

3.根据权利要求1所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述多通道单向阀为T型结构的三通道单向阀，具有左阀门、右阀门和下阀门三个阀门，其中，在位于所述多通道单向阀的T型结构底端的所述下阀门处连接所述注射器；所述注射器为石英玻璃注射器。

4.根据权利要求1所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述真空箱内部设有真空箱加热部件和精细过滤器；所述真空箱加热部件设于所述采样气袋的下端；所述精细过滤器与气路连接，用于对从所述真空箱传入所述电气控制箱的样气进行精细过滤。

5.根据权利要求4所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述电气控制箱内还设置有第一电磁阀和第二电磁阀；

所述采样泵的一端通过气路连接所述第一电磁阀，另一端通过气路连接所述第二电磁阀；所述第一电磁阀与所述第二电磁阀之间通过气路与排空气体三通接头串联，用于将空气从所述采样装置内部排出。

6.根据权利要求5所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述第一电磁阀通过气路与所述精细过滤器连接，且在该气路上串联设有压力传感器和三通气体接头；所述三通气体接头的底端的接口通过气路与所述第二电磁阀直接连接。

7.根据权利要求6所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述压力传感器上设有压力传感器测量腔，所述压力传感器测量腔用于将气路内气体的压力作用于所述压力传感器。

8.根据权利要求7所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述电气控制箱的箱体上设有环境温度传感器，在所述电气控制箱的内部底端设有控制箱加热部件。

9.根据权利要求8所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述气体采样装置上还设有控制模块，所述控制模块连接并控制所述真空箱加热部件、所述控制箱加热部件、所述采样泵、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述压力传感器和流量控制器,所述采样泵与所述流量控制器串联连接在所述第一电磁阀与所述第二电磁阀之间。

10.根据权利要求9所述的新型便携式真空箱气体采样装置，其特征在于：

所述气体采样装置上设有信号传输部件，所述信号传输部件与所述控制模块连接以及外接信号接口连接。