CN209673737U - 模型催化反应产物取样进样系统 - Google Patents
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Abstract
一种模型催化反应产物取样进样系统，包括采样罐以及与所述采样罐相连接的气体转移气路，所述采样罐包括罐体外筒、罐体盖板以及气体采样袋，所述罐体盖板与所述罐体外筒固定连接且二者共同配合、在所述罐体外筒内侧形成一个相对密闭的气体空腔，所述气体采样袋设置于所述气体空腔内，所述气体空腔借助所述气体转移气路与外界环境相连通，所述气体采样袋借助所述气体转移气路分别与模型催化反应池以及气相色谱相连通。本实用新型能够将80%以上的模型催化反应中的微量气体产物转移至气相色谱中进行分析，最高检测线可达10‑12 mol，从而提高了模型催化产物分析结果的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采样装置，尤其涉及一种可应用于真空设备中的模型催化反应产物分析的取样进样系统，属于真空科研设备领域。
背景技术
色谱法（chromatography）又称“色谱分析”、“色谱分析法”、“层析法”，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。针对催化技术领域而言，许多气体、液体和固体样品都能够找到合适的色谱法进行分离和分析，因此在该领域中，色谱法是目前很重要的分离分析手段。
对于常规的催化反应来说，反应气及反应产物的气体压力大多在常压或常压流动态，因此反应产物可直接经由气相色谱自带的取样管及进样阀进入色谱进行分析。但是由于表面模型催化反应具有反应产物量较少、总压较低（仅为几Torr或十几Torr）等特点，因而要将绝大部分的反应产物经取样进样送入气相色谱进行分析是业内人员普遍需要面对的难题，而这一问题也会对实验结果的准确性产生较大的影响。
若采用传统的色谱取样管及进样阀对反应产物进行取样进样，模型催化反应中的微量气体反应产物无法被高效地采集分析，实验结果势必会产生较大的偏差。也正因如此，如何提出一种全新的模型催化反应产物取样进样系统，使得绝大部分的反应产物都能进入气相色谱，从而保证实验测得的数据准确、尽可能地避免实验结果的偏差，也就成为本领域内技术人员所亟待解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种模型催化反应产物取样进样系统，包括采样罐以及与所述采样罐相连接的气体转移气路，所述采样罐包括罐体外筒、罐体盖板以及气体采样袋，所述罐体盖板与所述罐体外筒固定连接且二者共同配合、在所述罐体外筒内侧形成一个相对密闭的气体空腔，所述气体采样袋设置于所述气体空腔内，所述气体空腔借助所述气体转移气路与外界环境相连通，所述气体采样袋借助所述气体转移气路分别与模型催化反应池以及气相色谱相连通。
优选地，所述采样罐上、所述罐体外筒与所述罐体盖板之间的连接位置处还设置有用于保证所述气体空腔相对密封的密封件，所述密封件为ISO密封圈，所述罐体外筒与所述罐体盖板借助所述ISO密封圈完成固定连接。
优选地，所述罐体外筒为不锈钢外筒，所述罐体盖板为不锈钢盖板，所述气体采样袋为橡胶气体采样袋。
优选地，所述气体转移气路包括第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道以及第四气路通道，所述第一气路通道与所述第二气路通道相交且相互连通，所述第三气路通道及所述第四气路通道均与所述罐体外筒内侧的气体空腔相连通。
优选地，所述罐体盖板上开设有第一气体接口，所述气体采样袋的袋口与所述第一气体接口之间通过卡箍密封固定连接，所述第一气路通道的一端与所述模型催化反应池的气体产物排出口密封连接，所述第一气路通道的另一端与所述第一气体接口密封连接、并借助所述第一气体接口与所述气体采样袋的袋口相连通。
优选地，所述第二气路通道借助四通接头与所述第一气路通道相连通，所述第二气路通道的一端与所述气相色谱的进样管入口密封连接，所述第二气路通道的另一端与机械泵相连接；
所述第二气路通道上还连接有一根支气路通道，所述支气路通道的一端借助三通接头与所述第二气路通道相连通，所述支气路通道的另一端与分子泵相连接。
优选地，所述罐体盖板上开设有第二气体接口，所述第三气路通道的一端与外界环境相连通，所述第三气路通道的另一端与所述第二气体接口密封连接；
所述罐体盖板上还开设有第三气体接口，所述第四气路通道的一端与所述第三气体接口密封连接，所述第四气路通道的另一端与机械泵相连接。
优选地，所述气体转移气路还包括设置于各条气路通道上的多个阀门，第一阀门及第二阀门均固定设置于所述第一气路通道上，第三阀门及第四阀门均固定设置于所述第二气路通道上，第五阀门固定设置于所述支气路通道上，第六阀门固定设置于所述第三气路通道上，第七阀门固定设置于所述第四气路通道上。
优选地，所述第一气路通道与所述第二气路通道的相交位置位于所述第一气路通道上、所述第一阀门及所述第二阀门之间，以及所述第二气路通道上、所述第三阀门及所述第四阀门之间；
所述第二气路通道上的所述第四阀门位于所述第二气路通道与所述第一气路通道的连接位置、以及所述第二气路通道与所述支气路通道的连接位置之间。
与现有技术相比，本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：
本实用新型的取样进样系统适用于现有的模型催化体系，能够将80%以上的模型催化反应中的微量气体产物转移至气相色谱中进行分析，最高检测线可达10-12 mol，从而有效地确保了实验所测得数据的准确性、大大地提高了模型催化产物分析结果的准确性。
同时，本实用新型可以通过对现有设备的改装改造而获得，设备制造成本低，便于加工企业的大规模推广使用。并且在本实用新型的取样进样系统的使用过程中，充分地利用了气压差的原理，整个操作过程不需要过多的耗费能量资源，设备的使用成本也很低，从而进一步为其推广使用打下了基础。
此外，本实用新型适配性强、设备兼容度高，还可以通过尺寸调节、改装等手段应用于同领域内的其他设备系统中，具有十分广阔的应用前景。
综上所述，本实用新型提出的一种模型催化反应产物取样进样系统，具有很高的使用及推广价值。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图；
图2为本实用新型系统的使用步骤流程图之一；
图3为本实用新型系统的使用步骤流程图之二；
图4为本实用新型系统的使用步骤流程图之三；
图5为使用本实用新型系统所得到的实验结果示意图。
其中：1、罐体外筒；2、罐体盖板；3、气体采样袋；4、ISO密封圈；5、第一阀门；6、第二阀门；7、第三阀门；8、第四阀门；9、第五阀门；10、第六阀门；11、第七阀门。
具体实施方式
本实用新型的目的在于提供一种适用于模型催化体系的微量气体产物分析的取样进样系统，从而将模型催化反应中的大部分气体产物转移至气相色谱取样管中进行分析，提高实验结果的准确性。
具体而言，如图1所示，本实用新型揭示了一种模型催化反应产物取样进样系统，包括采样罐以及与所述采样罐相连接的气体转移气路，所述采样罐包括罐体外筒1、罐体盖板2以及气体采样袋3，所述罐体盖板2与所述罐体外筒1固定连接且二者共同配合、在所述罐体外筒1内侧形成一个相对密闭的气体空腔，所述气体采样袋3设置于所述气体空腔内，所述气体空腔借助所述气体转移气路与外界环境相连通，所述气体采样袋3借助所述气体转移气路分别与模型催化反应池以及气相色谱相连通。
所述采样罐上、所述罐体外筒1与所述罐体盖板2之间的连接位置处还设置有用于保证所述气体空腔相对密封的密封件，所述密封件为ISO密封圈4，所述罐体外筒1与所述罐体盖板2借助所述ISO密封圈4完成固定连接。
为了保证系统的使用稳定，在本实施例中，所述罐体外筒1为不锈钢外筒，所述罐体盖板2为不锈钢盖板，所述气体采样袋3为橡胶气体采样袋。
所述气体转移气路包括第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道以及第四气路通道，所述第一气路通道与所述第二气路通道相交且相互连通，所述第三气路通道及所述第四气路通道均与所述罐体外筒1内侧的气体空腔相连通。
所述罐体盖板2上开设有第一气体接口，所述气体采样袋3的袋口与所述第一气体接口之间通过卡箍密封固定连接，所述第一气路通道的一端与所述模型催化反应池的气体产物排出口密封连接，所述第一气路通道的另一端与所述第一气体接口密封连接、并借助所述第一气体接口与所述气体采样袋3的袋口相连通。
所述第二气路通道借助四通接头与所述第一气路通道相连通，所述第二气路通道的一端与所述气相色谱的进样管入口密封连接，所述第二气路通道的另一端与机械泵相连接；
所述第二气路通道上还连接有一根支气路通道，所述支气路通道的一端借助三通接头与所述第二气路通道相连通，所述支气路通道的另一端与分子泵相连接。
所述罐体盖板2上开设有第二气体接口，所述第三气路通道的一端与外界环境相连通，所述第三气路通道的另一端与所述第二气体接口密封连接；
所述罐体盖板2上还开设有第三气体接口，所述第四气路通道的一端与所述第三气体接口密封连接，所述第四气路通道的另一端与机械泵相连接。
所述气体转移气路还包括设置于各条气路通道上的多个阀门，第一阀门5及第二阀门6均固定设置于所述第一气路通道上，第三阀门7及第四阀门8均固定设置于所述第二气路通道上，第五阀门9固定设置于所述支气路通道上，第六阀门10固定设置于所述第三气路通道上，第七阀门11固定设置于所述第四气路通道上。
所述第一气路通道与所述第二气路通道的相交位置位于所述第一气路通道上、所述第一阀门5及所述第二阀门6之间，以及所述第二气路通道上、所述第三阀门7及所述第四阀门8之间；
所述第二气路通道上的所述第四阀门8位于所述第二气路通道与所述第一气路通道的连接位置、以及所述第二气路通道与所述支气路通道的连接位置之间。
上述的模型催化反应产物取样进样系统的使用步骤如下：
S1、如图2所示，在进行模型催化反应前，关闭第一气路通道上的第一阀门5以及第三气路通道上的第六阀门10，打开第二气路通道上的第四阀门8、支气路通道上的第五阀门9以及第四气路通道上的第七阀门11，利用机械泵，将采样罐内、气体空腔部分进行抽真空，气体采样袋3内的存余气体被完全挤出；
S2、如图3所示，在模型催化反应完成后，关闭所述第二气路通道上的第四阀门8以及所述第四气路通道上的第七阀门11，打开所述第一气路通道上的第一阀门5及第二阀门6，使得模型催化反应池内的气体产物通过气体转移气路流出、进入已完成存余气体排出的所述气体采样袋3内，当所述模型催化反应池与所述气体采样袋3之间的压力平衡后，关闭所述第一气路通道上的第一阀门5；
S3、如图4所示，打开所述第三气路通道上的第六阀门10，使得外部大气或N2进入所述气体空腔内，在外界环境与所述气体空腔二者间的气压差作用下，此时所述气体采样袋3的外部压力远大于其内部压力，所述气体采样袋3被压缩，所述气体采样袋3内的气体产物通过气体转移气路被送入气相色谱的进样管中。至此，模型催化反应的气体产物进入气相色谱进行产物分析，单次取样进样过程结束。
采用本实用新型系统所得到的实验结果如图5所示，根据实验结果可以得知，本实用新型的取样进样系统适用于现有的模型催化体系，能够将80%以上的模型催化反应中的微量气体产物转移至气相色谱中进行分析，最高检测线可达10-12 mol，从而有效地确保了实验所测得数据的准确性、大大地提高了模型催化产物分析结果的准确性。
同时，本实用新型可以通过对现有设备的改装改造而获得，设备制造成本低，便于加工企业的大规模推广使用。并且在本实用新型的取样进样系统的使用过程中，充分地利用了气压差的原理，整个操作过程不需要过多的耗费能量资源，设备的使用成本也很低，从而进一步为其推广使用打下了基础。
此外，本实用新型适配性强、设备兼容度高，还可以通过尺寸调节、改装等手段应用于同领域内的其他设备系统中，具有十分广阔的应用前景。
综上所述，本实用新型提出的一种模型催化反应产物取样进样系统，具有很高的使用及推广价值。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：包括采样罐以及与所述采样罐相连接的气体转移气路，所述采样罐包括罐体外筒（1）、罐体盖板（2）以及气体采样袋（3），所述罐体盖板（2）与所述罐体外筒（1）固定连接且二者共同配合、在所述罐体外筒（1）内侧形成一个相对密闭的气体空腔，所述气体采样袋（3）设置于所述气体空腔内，所述气体空腔借助所述气体转移气路与外界环境相连通，所述气体采样袋（3）借助所述气体转移气路分别与模型催化反应池以及气相色谱相连通。
2.根据权利要求1所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述采样罐上、所述罐体外筒（1）与所述罐体盖板（2）之间的连接位置处还设置有用于保证所述气体空腔相对密封的密封件，所述密封件为ISO密封圈（4），所述罐体外筒（1）与所述罐体盖板（2）借助所述ISO密封圈（4）完成固定连接。
3.根据权利要求1所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述罐体外筒（1）为不锈钢外筒，所述罐体盖板（2）为不锈钢盖板，所述气体采样袋（3）为橡胶气体采样袋。
4.根据权利要求1所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述气体转移气路包括第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道以及第四气路通道，所述第一气路通道与所述第二气路通道相交且相互连通，所述第三气路通道及所述第四气路通道均与所述罐体外筒（1）内侧的气体空腔相连通。
5.根据权利要求4所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述罐体盖板（2）上开设有第一气体接口，所述气体采样袋（3）的袋口与所述第一气体接口之间通过卡箍密封固定连接，所述第一气路通道的一端与所述模型催化反应池的气体产物排出口密封连接，所述第一气路通道的另一端与所述第一气体接口密封连接、并借助所述第一气体接口与所述气体采样袋（3）的袋口相连通。
6.根据权利要求5所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述第二气路通道借助四通接头与所述第一气路通道相连通，所述第二气路通道的一端与所述气相色谱的进样管入口密封连接，所述第二气路通道的另一端与机械泵相连接；
所述第二气路通道上还连接有一根支气路通道，所述支气路通道的一端借助三通接头与所述第二气路通道相连通，所述支气路通道的另一端与分子泵相连接。
7.根据权利要求6所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述罐体盖板（2）上开设有第二气体接口，所述第三气路通道的一端与外界环境相连通，所述第三气路通道的另一端与所述第二气体接口密封连接；
所述罐体盖板（2）上还开设有第三气体接口，所述第四气路通道的一端与所述第三气体接口密封连接，所述第四气路通道的另一端与机械泵相连接。
8.根据权利要求7所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述气体转移气路还包括设置于各条气路通道上的多个阀门，第一阀门（5）及第二阀门（6）均固定设置于所述第一气路通道上，第三阀门（7）及第四阀门（8）均固定设置于所述第二气路通道上，第五阀门（9）固定设置于所述支气路通道上，第六阀门（10）固定设置于所述第三气路通道上，第七阀门（11）固定设置于所述第四气路通道上。
9.根据权利要求8所述的模型催化反应产物取样进样系统，其特征在于：所述第一气路通道与所述第二气路通道的相交位置位于所述第一气路通道上、所述第一阀门（5）及所述第二阀门（6）之间，以及所述第二气路通道上、所述第三阀门（7）及所述第四阀门（8）之间；
所述第二气路通道上的所述第四阀门（8）位于所述第二气路通道与所述第一气路通道的连接位置、以及所述第二气路通道与所述支气路通道的连接位置之间。
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