CN209311289U - 一种正负压一体的膜分离测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种正负压一体的膜分离测试装置，包括由渗透上腔和渗透下腔组成的测试腔体，渗透上腔的进气管与混合气体气源相连通，渗透下腔的进气管与载气源相连通，渗透下腔的进气管上设有阀门I，渗透下腔的排气管上设有阀门II，阀门II的后端设有气体分析装置，渗透下腔的进气口与阀门I之间抽真空管路，真空泵通过抽真空管路上的抽真空阀门与渗透下腔相连通。本实用新型具有富集作用，从而达到气体分析装置的检测下限或者更高的范围，提高测试结果的准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种膜分离测试装置，具体的说，是一种正负压一体的膜分离测试装置。
背景技术
随着社会经济和科学技术的不断进步，膜对于每个人都不陌生。它广泛存在于日常生活中，在现代化经济发展和日常生活中扮演者重要的角色。充分利用膜对不同气体的渗透性、选择性（膜的选择性即进行所要求分离的能力）差异，可实现膜对气体的分离。气体分离膜常备应用于气体的分离与净化及相关产业。与其他分离方法相比，膜分离具有能耗低、效率高、过程简单、无污染等优点。膜对气体的分离性能取决于膜对各种气体的渗透量、渗透速率、选择性等特性。如何判定膜的分离性能，是分离膜应用的前提。
当前市场上检测膜对气体渗透性设备的测试方法是：通过传感器检测渗透过薄膜的气体压强变化，来检测通过膜的气体量。这种办法只能检测渗透过膜的气体量，无法确切检测渗透过膜的气体成分，更无法判断膜对不同气体的渗透能类。这种检测缺陷极大的限制了膜分离技术的应用。
本实用新型的目的就是为解决当前设备对气体分离膜的阻隔性检测单一，无法定性检测膜对不同气体的渗透量、渗透速率、选择性的问题，提供一种膜对气体分离性能的测试装置。本实用新型基于正负压阀测试原理与气体分析设备相结合的办法，能同时检测膜对不同气体的渗透特性；综合粉末的分离性能，保证了膜分离技术更安全、有限的利用，在推广膜分离技术的应用方面，此实用新型具有不可估量的社会价值。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种正负压一体的膜分离测试装置，具有富集作用，从而达到气体分析装置的检测下限或者更高的范围，提高测试结果的准确度。
为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种正负压一体的膜分离测试装置，包括由渗透上腔和渗透下腔组成的测试腔体，渗透上腔的进气管与混合气体气源相连通，渗透下腔的进气管与载气源相连通，渗透下腔的进气管上设有阀门I，渗透下腔的排气管上设有阀门II，阀门II的后端设有气体分析装置，渗透下腔的进气口与阀门I之间抽真空管路，真空泵通过抽真空管路上的抽真空阀门与渗透下腔相连通。
进一步的，所述阀门I和阀门II为三通阀，阀门I的a端与载气源相连通，c端与渗透下腔的入口相连通，阀门II的c端与渗透下腔的出口相连通，a端与气体分析装置相连通，阀门I和b端与阀门II的b端相连通。
进一步的，所述阀门I、II为两通阀，阀门I的前端与载气源相连通，后端与渗透下腔的入口相连通，阀门II的前端与渗透下腔的出口相连通，后端与气体分析装置相连通，阀门I的前端和阀门II的后端之间阀门III。
进一步的，所述阀门III为两通阀。
进一步的，阀门I的前端和载气源之间设有阀门IV。
进一步的，所述载气源为氮气源、氢气源或者氦气源。
进一步的，渗透下腔的进气口与阀门I之间设置阀门VI，真空泵与阀门VI连接。
进一步的，所述阀门可以为四通阀、六通阀或气缸阀门。
本实用新型的有益效果：本实用新型在渗透下腔的进气管和排气管上增加控制进排气管路通断的阀门，阀门使渗透下腔形成一个密封腔体，在该密封腔体内，完成对气体的富集，达到传感器的检测限或者更高的范围时，再将渗透过试样的氧气送至气体分析装置进行分析，可有效避免测试高阻隔材料时由于气体浓度打不到气体分析装置的检测下限而造成的测试数据无法检出、波动大、重现性差等现象，提高检测准确率。
附图说明
图1为实施例1所述膜分离测试装置的结构示意图；
图2为实施例2所述膜分离测试装置的结构示意图；
图中：1、渗透上腔，2、渗透下腔，3、渗透上腔进气管，4、渗透上腔排气管，5、混合气体气源，6、渗透下腔进气管，7、渗透下腔排气管，8、载气源， 9、阀门I，10、阀门II，11、阀门III，12、阀门IV，13、气体处理装置，14、试样，15、阀门VI，16、真空泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
本实用新型公开一种膜分离测试装置的结构示意图，如图1所示，包括由渗透上腔1和渗透下腔2组成的测试腔体，渗透上腔1的进气管3与混合气体气源5相连通，渗透下腔2的进气管6与载气源8相连通，渗透下腔2的进气管6上设有阀门I9，渗透下腔2的排气管7上设有阀门II10，阀门II10的后端设有气体分析装置13，渗透下腔2的进气口与阀门I9之间抽真空管路，真空泵15通过抽真空管路上的阀门VI14与渗透下腔2相连通。
本实施例中，所述阀门I9和阀门II10为三通阀，阀门I9的a端与载气源8相连通，c端与渗透下腔2的入口相连通，阀门II10的c端与渗透下腔2的出口相连通，a端与气体分析装置13相连通，阀门I9的b端与阀门II10的b端相连通。阀门I9和阀门II10一个状态下只有一路是相通的，要么是ab相通要么是ac相通，ab相通时，ac是截止状态，ac相通时，ab是截止状态。ab相通时，ac是截止状态时，阀门I9、阀门II10和渗透下腔2能形成一个完全密封的腔室。
本实施例中，所述载气源8为氮气源、氢气源或者氦气源。
利用本实施例所述膜分离测试装置进行测试的过程如下所示：
旁路，试验时渗透上腔1为混合气体，使阀门I9、II10的ac相通，渗透下腔2原有的气体经阀门I9和阀门II10到气体分析装置13；
取样分析，保持旁路时的阀门状态，然后打开载气源8，载气源8内的气体由阀门I9的ac、渗透下腔2、阀门II10的ca、进入气体分析设备13。
富集、零点测试，试验为正压试验时，真空泵16、抽真空阀15关闭，切换阀门I9使ab相通，切换阀门II10使ba相通，这时阀门I9、渗透下腔2、阀门II10形成了一个完全密封腔室v1，该密封腔室中充满了高纯氮气；流动的高纯氮气经由阀门I9的ab、阀门II10的ba进入气体分析设备。
试验为负压试验时，真空泵16、抽真空阀15打开，对密封腔室v1进行抽真空。流动的高纯氮气经由阀门I9的ab、阀门II10的ba进入气体分析设备。
富集等待，正压实验时，保持步骤3状态，由于膜对不同气体的渗透性、选择性，所以测试气体会渗透穿过试样到达渗透下腔，在密封腔室V1中得到富集，随着时间的延长，密封腔室V1的测试气体含量将会越来越高，富集时间根据试样的渗透速率而定。记录此时气体分析装置的“零点”值为Z0。
负压实验时，关闭真空泵16及抽真空阀15，由于试样14对不同气体的渗透性、选择性，所以测试气体会渗透穿过试样到达渗透下腔2，在密封腔室V1中得到富集，随着时间的延长，密封腔室V1的测试气体含量将会越来越高，富集时间根据试样的渗透速率而定。记录此时气体分析装置的“零点”值为Z0。
根据气体分析装置记录的值计算混合气体的渗透率。
实施例2
本实施例中，所述阀门I、II为两通阀，阀门I9的前端与载气源8相连通，后端与渗透下腔2的入口相连通，阀门II10的前端与渗透下腔2的出口相连通，后端与气体分析装置13相连通，阀门I9的前端和阀门II10的后端之间阀门III11，所述阀门III11为两通阀。
为了实现对载气源8通断的控制，阀门I9的前端和载气源8之间设有阀门IV12。
本实施例中，通过阀门I9实现渗透下腔2进气管的通断，通过阀门II10实现渗透下腔排气管的通断，通过阀门III11实现渗透下腔进气管与排气管之间的通断，通过阀门IV12实现对载气源8通断的控制。
利用本实施例1所述膜分离测试装置进行测试的过程为：
旁路：试验时渗透上腔为一定湿度流动的氮气，阀门I、阀门II10、阀门IV12打开，阀门III11关闭，渗透下腔2的高纯氮气经由阀门IV12和阀门I、阀门II10到气体分析设备13。
取样分析：使阀门III11关闭，这时高纯氮气经由阀门IV12、阀门I、渗透下腔2、阀门II10进入气体分析设备13。
启动富集、零点测试。试验为正压试验时，真空泵15、阀门VI14关闭，切换阀门I、阀门II10关闭，这时阀门I、渗透下腔2、阀门II10形成了一个完全密封腔室v1，该密封腔室中充满了高纯氮气；流动的高纯氮气经由阀门IV12、阀门III11进入气体分析设备13。
试验为负压试验时，真空泵15、阀门VI14打开，对密封腔室v1进行抽真空。流动的高纯氮气经由阀门IV12、阀门III11进入气体分析设备13。
富集等待。正压实验时，保持步富集、零点测试时的状态，由于膜对不同气体的渗透性、选择性，所以测试气体会渗透穿过试样到达渗透下腔，在密封腔室V1中得到富集，随着时间的延长，密封腔室V1的测试气体含量将会越来越高，富集时间根据试样的渗透速率而定。记录此时气体分析装置的“零点”值为Z0。
负压实验时，关闭真空泵及阀门VI14，由于试样14对不同气体的渗透性、选择性，所以测试气体会渗透穿过试样到达渗透下腔，在密封腔室V1中得到富集，随着时间的延长，密封腔室V1的测试气体含量将会越来越高，富集时间根据试样的渗透速率而定。记录此时气体分析装置13的“零点”值为Z0。
根据气体分析装置13记录的值计算混合气体的渗透率。
实际应用中，阀门I、II也可以采用四通阀、六通阀或者其他气缸阀门等。
以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人体对本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种正负压一体的膜分离测试装置，包括由渗透上腔和渗透下腔组成的测试腔体，渗透上腔的进气管与混合气体气源相连通，渗透下腔的进气管与载气源相连通，其特征在于：渗透下腔的进气管上设有阀门I，渗透下腔的排气管上设有阀门II，阀门II的后端设有气体分析装置，渗透下腔的进气口与阀门I之间设置有抽真空管路。
2.根据权利要求1所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：所述阀门I和阀门II为三通阀，阀门I的a端与载气源相连通，c端与渗透下腔的入口相连通，阀门II的c端与渗透下腔的出口相连通，a端与气体分析装置相连通，阀门I的b端与阀门II的b端相连通。
3.根据权利要求1所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：所述阀门I、II为两通阀，阀门I的前端与载气源相连通，后端与渗透下腔的入口相连通，阀门II的前端与渗透下腔的出口相连通，后端与气体分析装置相连通，阀门I的前端和阀门II的后端之间阀门III。
4.根据权利要求3所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：所述阀门III为两通阀。
5.根据权利要求3所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：阀门I的前端和载气源之间设有阀门IV。
6.根据权利要求1所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：渗透下腔的进气口与阀门I之间设置阀门VI，真空泵与阀门VI连接。
7.根据权利要求1所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：所述载气源为氮气源、氢气源或者氦气源。
8.根据权利要求1所述的正负压一体的膜分离测试装置，其特征在于：所述阀门I、II为四通阀、六通阀或气缸阀门。
Priority Applications (1)
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| CN201822201000.4U CN209311289U (zh) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 一种正负压一体的膜分离测试装置 |
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| CN (1) | CN209311289U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022267218A1 (zh) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 华中科技大学 | 渗透率检测设备与检测方法 |
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2018
- 2018-12-26 CN CN201822201000.4U patent/CN209311289U/zh active Active
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