CN211069551U - 一种离子迁移谱净化管循环再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，包括：气路转换模块、净化管再生模块、传感器模块、控制模块；所述净化管再生模块包括两根并列的二个净化管；净化管通过电磁控制阀与设备主体连接，净化管的前后端分别设置进气阀、排气阀能与大气直接连通；所述气路转换模块包括进气阀、排气阀、转换阀；通过改变气路中电磁阀的工作状态，可将净化管状态切换为工作、再生、待用；传感器模块包括安装在气路中的湿度传感器；控制模块连控制连接所有其它模块，接收气路状态参数，根据收集的气路状态参数来控制气路转换模块和净化管再生模块，并下发控制指令，切换净化管工作状态。本系统可长期稳定使用的、再生效率高。

Description

一种离子迁移谱净化管循环再生系统

技术领域

本实用新型涉及化学分析领域的离子迁移谱检测技术，具体涉及离子迁移谱净化管循环再生系统。

背景技术

离子迁移谱仪常工作于大气环境中，以空气作为气源，但空气中存在水分和其他杂质，如果不对其进行控制，仪器所测得的数据就很难具有重复性和可比性。利用填装净化剂的净化管装置可以有效的消除这种影响，即用净化剂吸收气体中的水分和杂质，对进入仪器的气体进行净化处理，但净化剂的使用寿命是有限的，为了维持仪器长期稳定的工作状态，频繁的净化剂更换工作就显得十分繁琐，因此研究一种可长期稳定工作的净化管循环再生系统是十分有必要的。

现有的可再生的离子迁移谱净化装置一般使用两根并列的净化管，具体可分为两类，第一类是将两根净化管隔离，即通过电磁阀的切换，使其中一根净化管继续净化气体工作，另一根净化管加热再生，吸附的水气以自由扩散的方式离开净化管，这种方法的再生效率不高，水气难以从净化管中完全剥离；第二类是将两根净化管与离子迁移谱仪串联，直接抽取空气，用第一根净化管净化的净化空气对第二根加热再生的净化管进行吹扫，水汽直接通过排气口排入空气中，这种方法提高了再生效率，但由于净化管工作中一直在抽取空气，净化管的再生频率大大提升，降低了净化剂和其他控制元件的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种离子迁移谱净化管循环再生系统。

为了解决上述问题本实用新型的技术方案是这样的：

一种离子迁移谱净化管循环再生系统：

一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，包括：气路转换模块200、净化管再生模块100、传感器模块300、控制模块400；

所述净化管再生模块包括两根并列的净化管101和净化管102；净化管通过电磁控制阀与设备主体连接，净化管的前后端分别设置进气阀、排气阀能与大气直接连通；

所述气路转换模块包括进气阀、排气阀、转换阀；通过改变气路中电磁阀的工作状态，可将净化管状态切换为工作、再生、待用；

传感器模块包括安装在气路中的湿度传感器；

控制模块连控制连接所有其它模块，接收气路状态参数，根据收集的气路状态参数来控制气路转换模块和净化管再生模块，并下发控制指令，切换净化管工作状态。

净化管内部填装滤尘滤湿的净化剂填料；净化管外壁设置硅橡胶加热片。

硅橡胶加热片外侧是一层保温绝热材料。

保温绝热材料为气凝胶绝热毡、玻璃丝棉、硅酸铝纤维、真空绝热板中的一种

硅橡胶加热片埋设温度传感器，温度传感器连接控制模块。

净化管内部填装滤尘滤湿的净化剂填料，净化剂填料为活性矿物净化剂、硅胶、分子筛中的一种。

一种离子迁移谱净化管循环再生系统的工作方法，

传感器模块300通过安装在气路中的湿度传感器实时监测漂移气的湿度，将湿度参数信息反馈给控制模块400，控制模块接收气路状态参数，并下发控制指令，当发现湿度参数达到设定阈值后，控制模块400同时发送控制指令至气路转换模块200和净化管再生模块100，将净化管切换为不同的工作状态：

(1)净化管101串联工作，净化管102再生；

(2)净化管101循环工作，净化管102待用；

(3)净化管101再生，净化管102串联工作；

(4)净化管101待用，净化管102循环工作。

净化管101串联工作，净化管102再生；打开净化管102的排气阀与净化管101的进气阀，同时切换转换阀方向，气路与大气直接联通，空气通过进气阀被泵入气路中，并经净化管101、气泵、离子迁移谱设备主体、净化管 102，形成单向串联气路，再生湿气直接通过排气阀排出。

净化管101循环工作，净化管102待用；净化管102再生完毕后，关闭进气阀与排气阀，同时切换转换阀方向，使净化管101与离子迁移谱设备主体、气泵、电磁阀构成一密闭循环气路，气体仅通过净化管101，处于循环工作状态，净化管102与气路隔绝处于待用状态。

净化管101再生，净化管102串联工作；打开净化管101后的排气阀与的净化管102前的进气阀，同时切换转换阀方向，气路与大气直接联通，空气通过进气阀被泵入气路中，并经净化管102、气泵、离子迁移谱设备主体、净化管101，形成单向串联气路，再生湿气直接通过排气阀排出。

净化管101待用，净化管102循环工作；净化管101再生完毕后，关闭进气阀与排气阀，同时切换气路转换阀方向，使净化管102与离子迁移谱设备主体、气泵、电磁阀构成一密闭循环气路，气体仅通过净化管102，处于循环工作状态，净化管101与气路隔绝处于待用状态。

有益效果：本系统可长期稳定使用、再生效率高，净化管的四种工作状态是不断循环切换的，由此，本实用新型的循环再生系统实现了两根净化管的循环使用和再生，在保证离子迁移谱设备在线连续使用的前提下，无须手动更换干燥剂，自动实现了净化管的高效再生，大大增加了干燥剂的使用寿命。

本实用新型的循环再生系统在保证离子迁移谱设备在线连续稳定使用的前提下，无须手动更换干燥剂，通过对净化管状态的切换，自动实现了两根净化管的循环使用和高效再生，提高离子迁移谱设备日常使用的便捷性。

当净化管再生时，离子迁移谱设备采用单向气路，用第一根净化管净化的新鲜空气对第二根加热再生的净化管进行吹扫，水汽直接通过排气阀排入大气中，大大加速净化剂湿气排出，缩短净化管再生过程；当净化管未再生时，离子迁移谱设备采用循环气路，漂移气仅通过1根净化管，另外1根净化管处于待用状态，避免了净化管与大气的直接接触，延长了净化剂的使用周期，减少再生频率，同时增加了净化管的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的控制流程框图。

图2为本实用新型实施例1的净化管循环再生系统气路控制流程图。

图3为本实用新型实施例2的净化管循环再生系统气路控制流程图。

图4为本实用新型实施例3的净化管循环再生系统气路控制流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1，一种离子迁移谱净化管循环再生系统，该再生系统包括净化管再生模块100、气路转换模块200、传感器模块300及控制模块400。系统的工作过程为：传感器模块300通过安装在气路中的湿度传感器实时监测漂移气的湿度，将湿度参数信息反馈给控制模块400，控制模块400是整个系统的“指挥官”，接收气路状态参数，并下发控制指令，当发现湿度参数达到设定阈值后，控制模块400同时发送控制指令至气路转换模块200和净化管再生模块100，进行气路切换和再生加热。气路转换模块200连接净化管和离子迁移设备主体，用于切换气路方向，影响净化管的工作状态；净化管再生模块 100控制净化管的加热再生，同时再生温度由传感器模块200监控并受控制模块400控制。

图2-图4是离子迁移谱净化管循环再生系统的三个实施例的气路控制流程图。气路中主要设备包括：

净化管101，净化管102，实施例中，净化管内部填装有滤尘滤湿的分子筛填料；净化管外壁包裹硅橡胶加热片，用于对净化剂的加热再生，加热片上预埋温度传感器，对净化管温度进行监控；净化管最外侧是一层气凝胶绝热毡；两根净化管被配置成能够在气体通过时净化气体；再生过程中分子筛再生的温度稳定在200摄氏度，并持续加热6小时，从而使得分子筛内的水分在加热后形成水汽并排出净化管。

离子迁移谱设备主体5，再生系统中的气体即为离子迁移谱设备的漂移气；气泵6，用于驱动系统中漂移气的流动。

排气阀：常闭单通电磁阀201、202，两位三通电磁阀203、204；

进气阀：常闭单通电磁阀205、206，两位三通电磁阀203、204、212；

转换阀：两位三通电磁阀212、207、208、209、210，两位四通电磁阀 211。

排气阀、进气阀、转换阀共同组合成了净化管循环再生系统的气路转换模块，通过三者之间的协调工作，将净化管切换为不同的工作状态：

(1)净化管101串联工作，净化管102再生；(2)净化管101循环工作，净化管102待用；(3)净化管101再生，净化管102串联工作；(4)净化管 101待用，净化管102循环工作。

以下，通过不同的实施例方案来详细说明气路的状态转换过程。

实施例1：

如图2本实用新型净化管循环再生系统的气路控制流程图所示，本实用新型所提供的气路控制流程图中包括净化管101、净化管102、离子迁移谱设备主体5、气泵6；进气阀包括两位三通电磁阀212；排气阀包括常闭单通电磁阀203、204；转换阀包括两位三通电磁阀212、207、208、209、210；根据传感器模块反馈的净化管内分子筛的实际状态，控制模块下达指令，通过阀之间的协调配合，净化管将会呈现不同的工作状态：

净化管101串联工作，净化管102再生；

气体的流动方向依次为：大气、阀212、气泵6、阀209、净化管101、阀208、离子迁移谱设备5、阀207、阀210、净化管102、阀202、大气。其中阀212直接与大气连通，阀209切换到与净化管101连通，阀208与离子迁移谱设备5连通，阀207与阀210连通，阀210与净化管102连通，阀202 开启同时保持阀201的常闭状态。

此过程中净化管102处于加热再生状态，分子筛中的水分和VOCs等逐渐挥发，气泵从大气中抽取新鲜空气，通过净化管101的净化后，进入5中成为干燥的漂移气，离子迁移谱设备仍保持正常工作状态，漂移气从5的另一端流出，直接进入净化管102，将再生湿气排入大气，形成单向串联气路。这种状态使得净化管在净化气体和高效再生分子筛的同时还能保证离子迁移谱设备的正常工作。

净化管101循环工作，净化管102待用；

净化管102再生完毕后，为延长净化管101的使用周期，将净化管101 切换为内循环气路。此时气体的流动为一个循环：阀212、气泵6、阀209、净化管101、阀208、离子迁移谱设备5、阀207、阀212。其中阀212与阀 207连通，阀209、208切换到与净化管101连通，阀201、202的保持常闭状态。

此过程中净化管101与离子迁移谱主体5、气泵6构成一密闭循环气路，漂移气仅通过净化管101，净化管102与气路隔绝处于待用状态。在离子迁移谱设备的整个运行周期中，再生过程所占比例较小，内循环漂移气的使用，延长了净化管101的使用周期，减少净化管再生次数，也增加了分子筛的使用寿命。

净化管101再生，净化管102串联工作；

净化管101长时间工作后，其内分子筛逐渐失效，传感器模块探测到漂移气湿度上升，并将数值反馈控制模块，当湿度达到阈值后，控制模块下发切换气路指令，使净化管101处于再生状态，同时将之前处于待用状态的净化管102接入气路。此时气体的流动方向依次为：大气、阀212、气泵6、阀 209、净化管102、阀208、离子迁移谱设备5、阀207、阀210、净化管101、阀201、大气。其中阀212直接与大气连通，阀209、208切换到与净化管102 连通，阀207与阀210连通，阀210与净化管101连通，阀201开启同时保持阀202的常闭状态。

此过程中净化管101处于加热再生状态，气泵抽取新鲜空气，通过净化管102的净化后，进入5中成为干燥的漂移气，离子迁移谱设备保持正常工作状态，漂移气从5的另一端流出，直接进入净化管101，将再生湿气排入大气，形成单向串联气路。

净化管102循环工作，净化管101待用；

净化管101再生完毕后，将净化管102切换为内循环气路。此时气体的流动为一个循环：阀212、气泵6、阀209、净化管102、阀208、离子迁移谱设备5、阀207、阀212。其中阀212与阀207连通，阀209、208切换到与净化管102连通，阀201、202的保持常闭状态。

此过程中净化管102与离子迁移谱主体5、气泵6构成一密闭循环气路，漂移气仅通过净化管102，净化管101与气路隔绝处于待用状态。

实施例2：

图3是本实用新型的另一个实施例。气路控制流程图中包括净化管101、净化管102、离子迁移谱设备主体5、气泵6；两位三通电磁阀203、204既是进气阀也是排气阀；转换阀包括两位四通阀211、两位三通阀209，通过这些模块的协调工作，将净化管切换为不同的工作状态：

净化管101串联工作，净化管102再生；

气体的流动方向依次为：大气、阀203、净化管101、阀211、气泵6、离子迁移谱设备5、净化管102、阀204、大气。其中阀203、204切换与大气连通，阀211切换到使净化管101与气泵6直连，净化管102与离子迁移谱设备5漂移气出口直连。

此过程中净化管102处于加热再生状态，气泵从进气阀203抽取新鲜空气，通过净化管101的净化后，进入5中成为干燥的漂移气，离子迁移谱设备仍保持正常工作状态，漂移气从5的另一端流出，直接进入净化管102，通过阀204将再生湿气排入大气，形成单向串联气路。

净化管101循环工作，净化管102待用；

净化管102再生完毕后，将净化管101切换为内循环气路：阀203、净化管101、阀211、气泵6、离子迁移谱设备5、阀209、阀203。即同时切换阀 203与204状态，阀209与阀203形成通路，离子迁移谱设备5出口的三通到阀211、净化管102、阀204为“死路”。

此过程中净化管101与气泵6、离子迁移谱主体5构成一密闭循环气路，漂移气仅通过净化管101，净化管102不参与气路循环。

净化管101再生，净化管102串联工作；

此时气体的流动方向依次为：大气、阀204、净化管102、阀211、气泵 6、离子迁移谱设备5、净化管101、阀203、大气。其中阀203、204切换与大气连通，阀211切换到使净化管102与气泵6直连，净化管101与离子迁移谱设备5漂移气出口直连。

此过程中净化管101处于加热再生状态，气泵从进气阀204抽取新鲜空气，通过净化管102的净化后，进入5中成为干燥的漂移气，离子迁移谱设备仍保持正常工作状态，漂移气从5的另一端流出，直接进入净化管101，通过阀202将再生湿气排入大气，形成单向串联气路。

净化管101待用，净化管102循环工作；

净化管101再生完毕后，将净化管102切换为内循环气路：阀204、净化管102、阀211、气泵6、离子迁移谱设备5、阀209、阀204。即同时切换阀 203与204状态，阀209与阀204形成通路，离子迁移谱设备5出口的三通到阀211、净化管101、阀203为“死路”。

此过程中净化管102与气泵6、离子迁移谱主体5构成一密闭循环气路，漂移气仅通过净化管102，净化管101不参与气路循环。

实施例3：

图4是本实用新型的又一个实施例。气路控制流程图中包括净化管101、净化管102、离子迁移谱设备主体5、气泵6；常闭单通进气阀205、206；常闭单通排气阀201、202；两位三通转换阀209、208。通过这些阀的协调工作，将净化管切换为不同的工作状态：

净化管101串联工作，净化管102再生；

气体的流动方向依次为：大气、阀206、净化管101、阀209、气泵6、离子迁移谱设备5、阀208、净化管102、阀202、大气。其中阀206、202切换为开启，阀205、201保持常闭，阀209切换到与净化管101连通，阀208 切换到与净化管102连通。

此过程中净化管102处于加热再生状态，气泵从进气阀206抽取新鲜空气，通过净化管101的净化后，进入5中成为干燥的漂移气，离子迁移谱设备仍保持正常工作状态，漂移气从5的另一端流出，直接进入净化管102，通过阀202将再生湿气排入大气，形成单向串联气路。

净化管101循环工作，净化管102待用；

净化管102再生完毕后，将净化管101切换为内循环气路：阀208、净化管101、阀209、气泵6、离子迁移谱设备5、阀208。即保持阀201、202、 205、206的常闭状态，阀209保持与净化管101连通，阀208切换到与净化管101连通。

此过程中净化管101与气泵6、离子迁移谱主体5构成一密闭循环气路，漂移气仅通过净化管101，净化管102不参与气路循环。

净化管101再生，净化管102串联工作；

气体的流动方向依次为：大气、阀205、净化管102、阀209、气泵6、离子迁移谱设备5、阀208、净化管101、阀201、大气。其中阀205、201切换为开启，阀206、202保持常闭，阀208保持与净化管101连通，阀209切换到与净化管102连通。

此过程中净化管101处于加热再生状态，气泵从进气阀205抽取新鲜空气，通过净化管102的净化后，进入5中成为干燥的漂移气，离子迁移谱设备仍保持正常工作状态，漂移气从5的另一端流出，直接进入净化管101，通过阀201将再生湿气排入大气，形成单向串联气路。

净化管101待用，净化管102循环工作；

净化管101再生完毕后，将净化管102切换为内循环气路：阀208、净化管102、阀209、气泵6、离子迁移谱设备5、阀208。即保持阀201、202、 205、206的常闭状态，阀209保持与净化管102连通，阀208切换到与净化管102连通。

此过程中净化管102与气泵6、离子迁移谱主体5构成一密闭循环气路，漂移气仅通过净化管102，净化管101不参与气路循环。

本实用新型的各实施例中，净化管的四种工作状态是不断循环切换的，由此，本实用新型的循环再生系统实现了两根净化管的循环使用和再生，在保证离子迁移谱设备在线连续使用的前提下，无须手动更换干燥剂，自动实现了净化管的高效再生，大大增加了干燥剂的使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型专利要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，包括：气路转换模块(200)、净化管再生模块(100)、传感器模块(300)、控制模块(400)；

所述净化管再生模块包括两根并列的净化管(101)和净化管(102)；净化管通过电磁控制阀与设备主体连接，净化管的前后端分别设置进气阀、排气阀能与大气直接连通；

所述气路转换模块包括进气阀、排气阀、转换阀；通过改变气路中电磁阀的工作状态，可将净化管状态切换为工作、再生、待用；

传感器模块包括安装在气路中的湿度传感器；

控制模块连控制连接气路转换模块(200)、净化管再生模块(100)、传感器模块(300)，接收气路状态参数，根据收集的气路状态参数来控制气路转换模块和净化管再生模块，并下发控制指令，切换净化管工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，净化管内部填装滤尘滤湿的净化剂填料；净化管外壁设置硅橡胶加热片。

3.根据权利要求2所述的一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，硅橡胶加热片外侧是一层保温绝热材料。

4.根据权利要求3所述的一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，保温绝热材料为气凝胶绝热毡、玻璃丝棉、硅酸铝纤维、真空绝热板中的一种。

5.根据权利要求2所述的一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，硅橡胶加热片埋设温度传感器，温度传感器连接控制模块。

6.根据权利要求2所述的一种离子迁移谱净化管循环再生系统，其特征在于，净化剂填料为活性矿物净化剂、硅胶、分子筛中的一种。

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