CN211978640U - 测定活性炭吸水率的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测定活性炭吸水率的装置，包括：盛样器皿(1)，用于容纳待检测活性炭；负压装置(2)，用于形成使所述待检测活性炭处于负压真空的环境；储水装置(3)，用于容纳向所述待检测活性炭输送的水。使用本实用新型的装置进行测定活性炭的吸水率时，利用负压促使活性炭孔隙吸水，而无需使用明火，因此相较于现有技术更加安全。

Description

测定活性炭吸水率的装置

技术领域

本实用新型涉及活性炭领域，尤其涉及一种测定活性炭吸水率的装置。

背景技术

活性炭是有着发达孔隙结构和巨大比表面积的炭基吸附材料，活性炭吸水率可间接表征活性炭的吸附性能。现有技术中，测定活性炭的吸水率时需要使活性炭吸水至饱和。然而，自然条件下，活性炭的孔隙无法自然吸满。因此，现有技术中的测定吸水率的方法采用煮沸的手段促使水分进入活性炭孔隙当中。而煮沸的手段一般需要使用明火，这加大了试验危险系数，容易造成爆炸、失火等事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无需采用明火即可使活性炭吸水饱和的测定活性炭吸水率的装置。

为实现上述实用新型目的，根据本实用新型提供一种测定活性炭吸水率的装置，包括：

盛样器皿，用于容纳待检测活性炭；

负压装置，用于形成使所述待检测活性炭处于负压真空的环境；

储水装置，用于容纳向所述待检测活性炭输送的水。

根据本实用新型的一个方面，所述负压装置包括真空泵和容器，所述真空泵与所述容器密封连接。

根据本实用新型的一个方面，所述盛样器皿位于所述容器中。

根据本实用新型的一个方面，所述盛样器皿为盛样杯。

根据本实用新型的一个方面，所述负压装置还包括与所述真空泵连接的压力表。

根据本实用新型的一个方面，所述容器上设有泄压阀，所述储水装置具有输出管路，所述输出管路的末端向着所述容器中的盛样器皿敞开。

根据本实用新型的一个方面，所述储水装置的输出管路上设有控制阀。

根据本实用新型的一个方面，所述容器与所述真空泵之间设有调节阀。

根据本实用新型的一个方面，所述负压装置还包括防倒流装置，所述防倒流装置位于所述容器与所述真空泵之间。

根据本实用新型的一个方面，所述防倒流装置为安全瓶。

根据本实用新型的一个方面，所述容器能够耐负压、可自由开闭、至少具有两个开孔且具有观察孔。

根据本实用新型的一个方面，所述容器为抽滤瓶。

根据本实用新型的一个方面，所述储水装置为量水器。

根据本实用新型的一个方案，利用负压装置对盛样器皿抽真空，使其处于真空环境下。同时由于负压的存在，在打开通水阀后，储水装置中的蒸馏水会被自动注入到盛样器皿中，供活性炭吸收。而负压会促使活性炭吸收水分至饱和，如此负压抽滤法很好的替代了现有技术中的煮沸法，完全的避免了使用明火，从而减少了安全隐患。

附图说明

图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的测定活性炭吸水率的装置的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

参照图1示出的根据本实用新型的一种实施方式的测定活性炭吸水率的装置示意图。本实用新型的装置包括盛样器皿1、负压装置2和储水装置3。其中，在本实施方式中，盛样器皿1为盛样杯，当然，盛样器皿1的作用为盛放活性炭试样，因此，其它诸如烧杯等可以容纳试样的器具也可用于本实用新型。

负压装置2的作用是对盛样器皿1进行抽真空，从而利用负压将水分压入活性炭的孔隙中，以便其吸水饱和。如此，本实用新型利用负压抽滤法取代了现有技术中的煮沸方法，在实现相同作用的前提下，可以减少安全隐患。在本实施方式中，负压装置2包括密封连接的真空泵21和容器22。如图1所示，容器22的容积足以容纳上述盛样器皿1，且为了为盛样器皿1营造负压环境，容器22需具备耐负压且密闭的特性。本实施方式选用抽滤瓶作为容器22。当然其它符合上述特性的容器也可应用于本实用新型，但是，为了能够使操作人员观察到容器22的内部进水情况及样品变化，所选用作为容器22的器具需为透明或带有透明的观察孔。就本实施方式而言，抽滤瓶上端自带的开口可以便于放入盛样器皿1，当然其还需要配备一个可封闭该开口的盖体，从而形成可自由打开或封闭该开口。若选用其它器具作为容器22时，其也应能够根据需要开启和关闭，从而可以取放盛样器皿1，并能够在关闭时形成密封。本实用新型中，真空泵21与容器22之间还设有防倒流装置24，防止储水装置3中的水流入真空泵21中。本实施方式的防倒流装置24为安全瓶，当然根据此构思其它可实现相同功能的器具也可作为防倒流装置24。图1中抽滤瓶的盖体上具有三个开孔，其中左侧孔通过管路连通安全瓶，而安全瓶再通过管路连通真空泵21。为了调节抽真空的真空度，安全瓶与抽滤瓶之间的管路上设有调节阀25。此外，为了能读出真空泵21抽真空的真空度，本实用新型中的负压装置2还包括与真空泵21连接的压力表23。

本实用新型中，储水装置3用于盛装供盛样器皿1中的活性炭吸收的蒸馏水。本实施方式的储水装置3为量水器，当然仅就盛放蒸馏水的功能而言，其它容器类的器具也可作为储水装置3应用于本实用新型。由图1可知，储水装置3具备输出管路，该输出管路起始端(即右端)伸入量水器中，尽量靠近其底部；而末端(即左端)则穿过抽滤瓶盖体上端右侧孔伸入容器22中，并向着盛样杯(即盛样器皿1)敞开(此处敞开是指从输出管路末端流出的水能够注入到盛样器皿1中)。该输出管路上还设有控制阀4，如此在容器22内部为负压的情况下，打开控制阀4后，量水器中的水会通过输出管路被注入到盛样杯中，而输出管路尽可能的伸入量水器底部也是为了能最大程度的吸取量水器中所有的蒸馏水。

本实用新型中，抽滤瓶(即容器22)还设有泄压阀5，本实施方式中的泄压阀5设置在一条一端连通大气另一端连通容器22的管路上。并且，泄压阀5在试验过程中为闭合状态，只有当活性炭吸水至饱和，关闭真空泵后，再打开泄压阀5使得容器22内部压力泄至常压，以取出盛样器皿1。由此，抽滤瓶的盖体上设置了三个开孔，分别连接抽真空管路、进水管路以及泄压管路。而实际上，如果容器22的盖体上空间有限，泄压阀设置在抽真空管路或进水管路上均可，无需再额外开设安装泄压管路的开孔，而仅开设两个开孔即可。

在使用本实用新型的测定装置测定活性炭的吸水率时，首先，取一部分活性炭作为样品，取样时可以按照质量取样也可按照体积取样。按照质量的取样标准在15至45g之间，按照体积取25至75mL之间。接下来需使用本实用新型的装置使活性炭吸水至饱和。

由上述可知，使用本实用新型的装置不会利用明火，因此安全系数更高，消除爆炸、失火等安全隐患。使用本装置的第一步为将取出的试样放入盛样杯(即盛样器皿1)中。随后将盛样杯置于抽滤瓶(即容器22)内，关闭控制阀4、泄压阀5，打开真空泵21，调节调节阀25抽真空至压力表23测得抽滤瓶内的真空度至少为0.05MPa，保持恒压至少10min以上。这一负压过程的目的在于将活性炭孔隙内的空气排出，以便后续活性炭的充分吸水。随后打开控制阀4，由于负压的作用，量水器(即储水装置3)中的蒸馏水会向盛样杯内缓慢注入，直至试样完全浸没后停止注水。由于注水过快会导致活性炭中的小孔隙不能充分吸水，因此这一注水过程越慢越好。而在保证效率的前提下，注水过程最快也应保证至少2min。注水完成后关闭控制阀4，然后在真空下再保持至少20min。由于活性炭处于真空环境下，因此大气压可以将水压入活性炭的孔隙中，从而使活性炭试样吸水至饱和。最后关闭真空泵21，打开泄压阀5泄压至常压，然后将盛样杯取出，再将吸水后的活性炭取出。

由此，活性炭已经吸水至饱和，随后应对活性炭进行水洗去灰。在本实施方式中，去灰时首先在一烧杯中注入100-400mL的蒸馏水，随后用搅拌棒搅拌大约8-20圈。搅拌完成后将水倒掉，至此完成一遍水洗。重复上述步骤直至目测清洗后的水中无残留物为止，至少水洗三遍。根据本实用新型，按上述方式水洗三遍后的清洗水中基本没有其他残留物，因此从节约试验时间和成本的角度，水洗三遍基本可以使得活性炭达到后续试验标准，无需再进行额外的水洗。而水洗的方式也可不采用本实施方式中的利用搅拌棒搅拌的方式，因为利用搅拌棒搅拌蒸馏水目的是为了让水流动，因此也可以直接用流动水冲洗，直至冲洗后的水洁净为止(同样目测即可)。

用蒸馏水水洗去灰后，应去除附着在活性炭表面的水，以保证测量的吸水率的准确性。可直接将活性炭置于吸水介质上，该吸水介质可以为吸水纸、吸水巾或者吸水织物，本实施方式利用的是吸水纸。然后直接用吸水纸吸去活性炭表面的水分，这样能保证吸水率的测定更加准确。用吸水纸吸除活性炭表面的水分之后，测量活性炭的质量，记为M1。

随后应去除活性炭孔隙中所有的水分，可利用烘箱对活性炭进行烘干，来实现这一目的。烘干温度至少为105±5℃，烘干时间至少2h。烘干后再次测量活性炭的质量，记为M2。

由此，经过上述操作，得到了M1和M2两个数据。随后可利用这两个数据计算出活性炭的吸水率X。计算公式为：

X＝[(M1－M2)/M2]*100％。

综上所述，本实用新型的装置利用负压抽滤法很好的替代煮沸法应用于测定活性炭的吸水率试验当中，不仅能够实现现有技术煮沸法能达到的使活性炭吸水至饱和的相同效果，还消除了失火隐患。

以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，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 (13)

1.测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，包括：

盛样器皿(1)，用于容纳待检测活性炭；

负压装置(2)，用于形成使所述待检测活性炭处于负压真空的环境；

储水装置(3)，用于容纳向所述待检测活性炭输送的水。

2.根据权利要求1所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述负压装置(2)包括真空泵(21)和容器(22)，所述真空泵(21)与所述容器(22)密封连接。

3.根据权利要求2所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述盛样器皿(1)位于所述容器(22)中。

4.根据权利要求3所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述盛样器皿(1)为盛样杯。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述负压装置(2)还包括与所述真空泵(21)连接的压力表(23)。

6.根据权利要求3所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述容器(22)上设有泄压阀(5)，所述储水装置(3)具有输出管路，所述输出管路的末端向着所述容器(22)中的盛样器皿(1)敞开。

7.根据权利要求6所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述储水装置(3)的输出管路上设有控制阀(4)。

8.根据权利要求6所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述容器(22)与所述真空泵(21)之间设有调节阀(25)。

9.根据权利要求2所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述负压装置(2)还包括防倒流装置(24)，所述防倒流装置(24)位于所述容器(22)与所述真空泵(21)之间。

10.根据权利要求9所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述防倒流装置(24)为安全瓶。

11.根据权利要求6所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述容器(22)能够耐负压、可自由开闭、至少具有两个开孔且具有观察孔。

12.根据权利要求2或11所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述容器(22)为抽滤瓶。

13.根据权利要求1所述的测定活性炭吸水率的装置，其特征在于，所述储水装置(3)为量水器。

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