CN213581877U - 一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及吹扫捕集仪技术领域，尤指一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，包含：除水管、高温六通阀、色谱载气装置、GC进样口、低温捕集管以及样品出口，高温六通阀的六个阀口按顺序依次为1号口、2号口、3号口、4号口、5号口和6号口，所述2号口与所述色谱载气装置连通，3号口与所述GC进样口连通，5号口与所述除水管连通，6号口与所述样品出口连通，所述低温捕集管的两端分别连通1号口和4号口；所述除水管和低温捕集管均套设有变温装置，低温捕集管内填充有复合VOCs吸附剂。本实用新型可以实现最低‑40℃的低温捕集和升温速率约在3000℃/min的快速升温，对所测VOCS组分不带来干扰和歧视效应，可以快速清除残留的水分。

Description

一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置

技术领域

本实用新型涉及吹扫捕集仪技术领域，尤指一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置。

背景技术

全自动吹扫捕集仪是国内外土环境标准中测试水或者土壤中挥发性有机物VOCs的检测的专用进样设备，用于样品瓶的连续全自动进样分析，与外围气相色谱、质谱联动，实现无人值守全自动分析。全自动吹扫捕集仪的工作原理是：利用吹扫捕集技术使气体连续通过样品，将其中的挥发组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集，再进行解析阀切换后分析测定；这个过程中常常需要用到除水阱。

目前市场上的除水阱主要有：吸附剂除水阱和旋风水冷却除水阱，其主要影响是除水的效率不高，吸附剂会影响VOCs吸附效率，对不同VOCs带来歧视效应，而且容易给样品带来交叉组份干扰。

目前市场上的除水阱的具体缺陷有：

(1)水的干扰

捕集管含有过量的水是吹扫捕集法常见的问题，水的过量存在会导致信号变形。水的干扰致使峰形异常，并使前期吹扫出来的化合物回收率不高，还会缩短检测器的寿命；因此，能否降低水蒸气对分析检测的影响是选择捕集管需考虑的首要问题。

(2)交叉污染

样品在捕集管的冷点浓缩或解吸不充分导致少部分样品残留而引起交叉污染，这种情况常源于系统的水分超载运行。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其结构紧凑，可以实现最低-40℃的低温捕集和升温速率约在3000℃/min的快速升温，且对所测VOCS组分不带来干扰和歧视效应。

本实用新型的又一目的在于提供一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其可以快速清除残留的水分，消除由水分过载带来的管路堵塞和污染，不会影响下次测试。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，包含：除水管、高温六通阀、色谱载气装置、GC进样口、低温捕集管以及样品出口，

所述高温六通阀的六个阀口按顺序依次为1号口、2号口、3号口、4号口、5号口和6号口，所述2号口与所述色谱载气装置连通，3号口与所述GC进样口连通，5号口与所述除水管连通，6号口与所述样品出口连通，所述低温捕集管的两端分别连通1号口和4号口；

所述除水管和低温捕集管均套设有变温装置，所述变温装置为双通道低温捕集及快速升温装置，所述低温捕集管内填充有复合VOCs吸附剂；

所述一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置还包含：第一吹扫气系统和第二吹扫气系统，所述第一吹扫气系统用于向所述除水管通入吹扫气，所述第二吹扫气系统用于向所述样品出口通入反吹扫气。

进一步，所述高温六通阀有两种状态，分别为：

状态一：所述1号口与6号口连通，所述2号口与3号口连通，所述4号口与5号口连通；

状态二：所述1号口与2号口连通，所述3号口与4号口连通，所述5号口与6号口连通。

进一步，在除水和吸附VOCs过程中，将所述高温六通阀切换到状态一，通过所述变温装置将温度设置在-35℃～-350℃的范围内，将富含有水蒸汽和VOCs的吹扫气吹到所述除水管中，则吹扫气依次通过所述除水管、高温六通阀、低温捕集管、高温六通阀并从样品出口流出；最终，水蒸汽冷凝在所述除水管中，VOCs富集在所述低温捕集管内。

进一步，在解析和进样过程中，将所述高温六通阀切换到状态二，通过所述变温装置将低温捕集管内的温度快速升高，使富集在低温捕集管中的VOCs挥发出来，通过色谱载气将VOCs带到所述GC进样口中进行分析检测。

进一步，在反吹和活化过程中，将所述高温六通阀切换到状态一，通过所述变温装置将温度设置在50℃～400℃的范围内，将反吹扫气通入所述样品出口，从而将所述低温捕集管残留的VOCs和除水管中的水分带出。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用了除水管、高温六通阀、色谱载气装置、GC进样口和低温捕集管，具有结构紧凑的特点，可以实现最低-40℃的低温捕集，有效将水蒸气冷凝在除水管中，消除水的干扰；

本实用新型采用双通道低温捕集及快速升温装置，可以实现升温速率约在3000℃/min的快速升温，提高工作效率；

因此，本实用新型对所测VOCS组分不带来干扰和歧视效应。

本实用新型通过反出气和加热除水管，快速清除残留的水分，消除由水分过载带来的管路堵塞和污染，不会影响下次测试。

附图说明

图1是本实用新型在捕集状态下的示意图。

图2是本实用新型在解析和进样状态下的示意图。

附图标号说明：1.色谱载气装置；2.高温六通阀；3.GC进样口；4.低温捕集管；5.除水管；6.样品出口。

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型关于一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，包含：除水管5、高温六通阀2、色谱载气装置1、GC进样口3、低温捕集管4以及样品出口6，

所述高温六通阀2的六个阀口按顺序依次为1号口、2号口、3号口、4号口、5号口和6号口，所述2号口与所述色谱载气装置1连通，3号口与所述GC进样口3连通，5号口与所述除水管5连通，6号口与所述样品出口6连通，所述低温捕集管4的两端分别连通1号口和4号口；

所述除水管5和低温捕集管4均套设有变温装置，所述变温装置为双通道低温捕集及快速升温装置(请参阅专利申请号为CN201922024498.6)，该双通道低温捕集及快速升温装置可以实现最低-40℃的低温捕集和升温速率约在3000℃/min的快速升温，且没有冷凝水析出；

所述低温捕集管4内填充有复合VOCs吸附剂；

所述一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置还包含：第一吹扫气系统和第二吹扫气系统，所述第一吹扫气系统用于向所述除水管5通入吹扫气，所述第二吹扫气系统用于向所述样品出口6通入反吹扫气；需要说明的是，吹扫气和反吹扫气都是惰性气体(氮气)，其中，吹扫气还含有大量的水蒸汽和VOCs。

进一步地，所述高温六通阀2有两种状态，分别为：

状态一：所述1号口与6号口连通，所述2号口与3号口连通，所述4号口与5号口连通；

状态二：所述1号口与2号口连通，所述3号口与4号口连通，所述5号口与6号口连通。

在除水和吸附VOCs过程中，将所述高温六通阀2切换到状态一，通过所述变温装置将温度设置在-35℃～-350℃的范围内，将富含有水蒸汽和VOCs的吹扫气吹到所述除水管5中，则吹扫气依次通过所述除水管5、高温六通阀2、低温捕集管4、高温六通阀2并从样品出口6流出；最终，水蒸汽冷凝在所述除水管5中，VOCs富集在所述低温捕集管4内，惰性气体从所述样品出口6流出；

需要说明的是，所述除水管5为空管，在低温状态下，除水管5可以冷凝掉吹扫气中的水分，因为VOCs的冷凝点比水分温度低很多，能够快速通过除水管5，低温捕集管4内填充有复合VOCs吸附剂，吹扫气中的VOCs富集在低温捕集管4内，惰性气体氮气等从出口流出。

在解析和进样过程中(请参阅图2所示)，将所述高温六通阀2切换到状态二，通过所述变温装置将低温捕集管4内的温度快速升高，使富集在低温捕集管4中的VOCs挥发出来，通过色谱载气将VOCs带到所述GC进样口3中进行分析检测；

在上述方案中，按照设置的解析温度程序快速升温，可以实现三阶温度解析进样，富集在低温捕集管4中的VOCs因高温而挥发出来，变成气态，通过色谱载气带到所述GC进样口3，进行分析检测。

在反吹和活化过程中，将所述高温六通阀2切换到状态一，通过所述变温装置将温度设置在50℃～400℃的范围内，将反吹扫气通入所述样品出口6，从而将所述低温捕集管4残留的VOCs和除水管5中的水分带出；

在上述方案中，通过反出气和加热除水管5，快速清除残留的水分，消除由水分过载带来的管路堵塞和污染，不会影响下次测试。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其特征在于，包含：除水管、高温六通阀、色谱载气装置、GC进样口、低温捕集管以及样品出口，

所述高温六通阀的六个阀口按顺序依次为1号口、2号口、3号口、4号口、5号口和6号口，所述2号口与所述色谱载气装置连通，3号口与所述GC进样口连通，5号口与所述除水管连通，6号口与所述样品出口连通，所述低温捕集管的两端分别连通1号口和4号口；

所述除水管和低温捕集管均套设有变温装置，所述变温装置为双通道低温捕集及快速升温装置，所述低温捕集管内填充有复合VOCs吸附剂；

所述一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置还包含：第一吹扫气系统和第二吹扫气系统，所述第一吹扫气系统用于向所述除水管通入吹扫气，所述第二吹扫气系统用于向所述样品出口通入反吹扫气。

2.根据权利要求1所述的一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其特征在于，所述高温六通阀有两种状态，分别为：

状态一：所述1号口与6号口连通，所述2号口与3号口连通，所述4号口与5号口连通；

状态二：所述1号口与2号口连通，所述3号口与4号口连通，所述5号口与6号口连通。

3.根据权利要求2所述的一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其特征在于，在除水和吸附VOCs过程中，将所述高温六通阀切换到状态一，通过所述变温装置将温度设置在-35℃～-350℃的范围内，将富含有水蒸汽和VOCs的吹扫气吹到所述除水管中，则吹扫气依次通过所述除水管、高温六通阀、低温捕集管、高温六通阀并从样品出口流出；最终，水蒸汽冷凝在所述除水管中，VOCs富集在所述低温捕集管内。

4.根据权利要求3所述的一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其特征在于，在解析和进样过程中，将所述高温六通阀切换到状态二，通过所述变温装置将低温捕集管内的温度快速升高，使富集在低温捕集管中的VOCs挥发出来，通过色谱载气将VOCs带到所述GC进样口中进行分析检测。

5.根据权利要求4所述的一种全自动吹扫捕集仪的低温串联阀隔离除水装置，其特征在于，在反吹和活化过程中，将所述高温六通阀切换到状态一，通过所述变温装置将温度设置在50℃～400℃的范围内，将反吹扫气通入所述样品出口，从而将所述低温捕集管残留的VOCs和除水管中的水分带出。

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