CN215065652U - 一种基于吸附脱附的样品富集装置 - Google Patents

一种基于吸附脱附的样品富集装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于吸附脱附的样品富集装置,包括用于富集样品的富集管、用于加热富集管的加热机构、为富集管降温的降温机构;富集管安装在一箱体内,富集管包括一填充柱,加热机构紧密贴合在填充柱表面;还包括一用于探测填充柱温度的温度传感器。本实用新型采用填充柱取代现有技术富集装置中的毛细管,以及加热机构设置在填充柱表面的设计,能够直接对填充柱进行加热,从而取消了为毛细管增设的加热室;同时采用填充柱对样品进行吸附、脱附,具有快速、高效的优点;并且,采用富集管、加热机构与降温机构结合的结构,能够使富集装置更加小型化,从而能使整个仪器更加趋向于小型化。

Description

一种基于吸附脱附的样品富集装置
技术领域
本实用新型涉及一种样品富集装置,尤其适用于环境空气苯系物分析仪器。
背景技术
在环境空气分析过程中,为了对低浓度的样品进样分析,需要对低浓度样品进行富集。在低浓度样品进样检测之前,需要将富集装置快速加热吸附及快速降温脱附,对低浓度样品进行富集,使其满足条件后进行进样分析。同时,该过程不能对生产造成影响。
现环境空气中的样品浓度较低,在环境空气样品分析时,首要问题就是对低浓度的样品进行富集。目前最常用的富集方法为采用毛细管进行吸附样品,其优点在于可吸附多种不同类型的样品,通用性较高。但是受到仪器空间的限制,使用毛细管吸附样品存在结构复杂、需要设置对应的加热室,而且毛细管吸附存在吸附速度慢的缺点。这些缺点在需要将仪器做到小型化及需要快速出数据的场合是无法使用的。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于吸附脱附的样品富集装置,可以解决现有技术中的上述缺陷。
本实用新型的技术方案如下:
一种基于吸附脱附的样品富集装置,包括用于富集样品的富集管、用于加热所述富集管的加热机构、为所述富集管降温的降温机构;所述富集管安装在一箱体内,所述富集管包括一填充柱,所述加热机构紧密贴合在所述填充柱表面;还包括一用于探测所述填充柱温度的温度传感器。
采用填充柱取代现有技术富集装置中的毛细管,以及加热机构设置在填充柱表面的设计,能够直接对填充柱进行加热,从而取消了为毛细管增设的加热室。同时采用填充柱对样品进行吸附、脱附,具有快速、高效的优点。并且,采用富集管、加热机构与降温机构结合的结构,能够使富集装置更加小型化,从而能使整个仪器更加趋向于小型化。
较佳地,所述加热机构包括多个加热棒,每一所述加热棒沿周向均布在所述填充柱表面。通过多个加热棒同时为填充柱加热,能够提高富集装置加热吸附的速度,从而提高了富集装置吸附的效率,均布的加热棒能够使得填充柱受热更加均匀。
较佳地,所述温度传感器靠近设置在所述填充柱表面,能够更加精确的测得填充柱的柱温。
较佳地,所述加热机构、所述温度传感器由一夹紧件将其固定在所述填充柱表面。能够使加热机构、温度传感器更加稳定的工作。
较佳地,所述夹紧件为一抱箍,能够为加热机构、温度传感器提供稳定的固位力,具有结构简单、连接稳定可靠的优点。
较佳地,所述降温机构包括一风机和一风口,所述风机和所述富集管分设在所述风口两侧,所述风口从远离所述富集管的方向至靠近所述富集管的方向尺寸逐渐减小;所述风机鼓风时,所述风口使风量集中吹向所述富集管。通过风机降温,具有降温快速的优点。
较佳地,所述箱体包括一风道结构,所述富集管装配在所述风道结构内,所述降温机构装配在所述风道结构外;所述风道结构包括一风道进风口,所述风口与所述风道进风口连接;所述风机鼓风时,风从所述风口、所述风道进风口经过后与所述富集管充分接触,从而为填充柱进行降温,风道结构能够提高对富集管的降温效果。风道结构包括一出口端,出口端正对仪器的出气口,鼓风时,风从风道结构的出口端经仪器的出气口排出至大气中。
较佳地,所述填充柱为1/4直径填充柱,所述富集管还包括转接头,所述填充柱通过所述转接头转接至预定直径后与上游进样管或下游检测装置连接,转接头的型号、尺寸应与上下游的样气管道的直径相对应。
较佳地,所述填充柱内填充的材料为Tenax GC,用于环境空气分析。可以通过更换填充柱进行不同样品的富集,从而达到通用性的目的。
较佳地,还包括一装配在所述风道结构外表面的支架,所述风道结构通过所述支架悬空安装在仪器内,这样的设计,使得风道结构外部温度不足以快速散到仪器内部。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:
第一,采用填充柱取代现有技术富集装置中的毛细管,以及加热机构设置在填充柱表面的设计,能够使加热机构直接对填充柱进行加热,从而取消了为毛细管增设的加热室;加热机构紧密贴合填充柱,能够实现快速加热吸附的效果;采用填充柱对样品进行吸附、脱附,具有快速、高效的优点;并且,采用富集管与加热机构、降温机构结合的结构,能够使富集装置更加小型化,从而能使整个仪器更加趋向于小型化;采用富集管进行吸附脱附,取样快速精准。
第二,采用加热棒加热,能够达到快速加热吸附的效果;均布的加热棒使填充柱受热更加均匀;夹紧件将加热机构、温度传感器固定在填充柱表面,为其提供稳定的固位力,能够使加热机构、温度传感器更加稳定的工作。
第三,风口的结构,使风量能够集中吹向富集管,风道结构的设计,也使风能够与富集管充分接触,从而为填充柱进行降温,提高对富集管的降温效果;采用风机冷却,能够达到快速降温脱附的效果。
第四,富集管通过转接头能够转接至预定的直径,从而实现与上游样气进气管或下游检测装置实现连接。
第五,风道结构通过支架悬空安装在仪器内,这样的设计,使得风道结构外部温度不足以快速散到仪器内部。
第六,填充柱、加热棒、温度传感器的结合,使整体结构简单方便,可用于各种场合的仪器。
当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例1富集装置的整体结构示意图;
图2是本实用新型实施例1富集管、加热机构装配的整体结构示意图;
图3是本实用新型实施例1富集装置的剖视图。
附图标记:富集管1;加热机构2;降温机构3;箱体4;温度传感器5。夹紧件6;支架7;填充柱10;转接头12;加热棒21;风机31;风口32;风道结构41;风道进风口42;底结构43;盖结构44;出口端45;管道入口46。
具体实施方式
术语解释:
吸附:当流体与多孔固体接触时,流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄,此现象称为吸附。脱附是吸附的逆过程。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。应该理解,这些实施例仅用于说明本实用新型,而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整,仍属于本实用新型的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种基于吸附脱附的样品富集装置,参见图1-图3,包括用于富集样品的富集管1、为富集管1加热的加热机构2、为富集管1降温的降温机构3;富集管1安装在一箱体4内,富集管1包括一填充柱10,加热机构2紧密贴合在填充柱10表面;还包括一用于探测填充柱10温度的温度传感器5。
采用填充柱10取代现有技术富集装置中的毛细管,加热机构2设置在填充柱10表面,能够直接对填充柱10进行加热,从而取消了为配合毛细管而增设的加热室。同时采用填充柱10对样品进行吸附、脱附,具有快速、高效的优点。并且,采用富集管1与降温机构3结合的结构,能够使富集装置更加小型化,从而能使整个仪器更加趋向于小型化。
本实施例中,加热机构包括四个加热棒21,每一加热棒21沿周向均布在填充柱10表面。通过多个加热棒21同时为填充柱加热,能够实现快速加热吸附的效果,从而提高了富集装置吸附的效率,均布的加热棒21能够使得填充柱10受热更加均匀。在其他替换实施例中,加热棒21的数量可以选择2个、3个、5个、6个等,应根据实际富集管的加热需求进行设置,加热棒21的数量并不用于限制本实用新型的保护范围,此处不再限制。
本实施例中,温度传感器5靠近设置在填充柱10表面,能够更加精确的测得填充柱的柱温。
参见图2,加热机构2、温度传感器5由一夹紧件6将其固定在填充柱10表面,使富集装置工作更加稳定。本实施例中,填充柱10周向均布有四根加热棒21,温度传感器5贴合安装在填充柱10表面,夹紧件6为一抱箍,能够为加热机构2、温度传感器5提供稳定的固位力,具有结构简单、连接稳定可靠的优点。
参见图1、图3,降温机构3包括一风机31和一风口32,风机31和富集管1分设在风口32两侧,风口32从远离富集管1的方向至靠近富集管1的方向尺寸逐渐减小。风口32呈一预设的倒锥形,风机31鼓风时,风口32使风量集中吹向富集管1,使富集管1进行降温脱附。
箱体4包括一风道结构41,富集管1装配在风道结构41内,降温机构3装配在风道结构41外;风道结构包括一风道进风口42,风口32与风道进风口42连接,风口32装配在风道进风口42上,风机31装配在风口41上;风机31鼓风时,风从风口32、风道进风口42经过后与富集管1充分接触,从而为富集管1的填充柱10进行降温。
本实施例中,风道结构41为使用不锈钢钣金折弯的结构,具体的,使用不锈钢板折弯成一个长条状的风道结构41,风道结构41包括底结构43、盖结构44。富集管1安装到底结构43内,风道结构41包括一出口端45,风机31鼓风后从出口端45通向仪器外。实际应用时,出口端45正对仪器的出气口,风可以从出口端经出气口排出至大气中。
本实施例中,风机31为一风扇,风扇安装在盖结构44上,风口32对准风道进风口42,使得风扇的风从风道进风口42进入。
本实施例中,风道结构41包括一管道入口46,上游用于进样的管道通过管道入口46与填充柱10连接。
本实施例中,填充柱10为1/4直径填充柱,富集管1还包括转接头12,填充柱10通过转接头12转接至预定直径后与上游进样管或下游检测装置连接。转接头12的数量根据实际管道的连接需求进行设置,并不用于限制本实用新型的保护范围。本实施例中,1/4直径填充柱通过两个转接头12转接为1/16直径不锈钢管,再分别与上游的进样管道以及下游的检测装置连接。
本实施例中,填充柱10内填充的材料为Tenax GC,用于环境空气分析。填充柱10内填充的材料根据所要分析的样品的性质进行选择,本领域技术人员,可根据具体分析要求将填充材料替换为其他材料,也应在本实用新型的保护范围之内。可以通过更换富集管进行不同样品的富集,从而达到通用性的目的。
本实施例中,还包括一支架7,支架7装配在风道结构41外表面,支架7由钣金折弯成型,风道结构41通过支架7安装在仪器内部,这样的设计,使得风道结构41外部温度不足以快速散到仪器内部。
本实施例中,还包括一控制器,分别与温度传感器5和加热棒21电连接,当温度传感器5检测到一预设温度时,发送一电信号给到控制器,控制器控制加热棒21停止加热。
本实施例中,风道结构41上设计有管路进出口及加热棒21和温度传感器5的导线出口,风道结构41尽最大可能的封闭。底结构43、盖结构44之间焊接,保证风道结构41的气密性,防止加热过程中或者鼓风过程中热量扩散至仪器内。
本实施例的富集装置工作时:
样品气从富集管1的进口端的转接头12进入填充柱10,加热棒21加热,填充柱10内进行加热吸附,当温度传感器5检测到填充柱10柱温达到一预设值时,控制器控制加热棒21停止加热,风机31开始鼓风,风从风口32集中吹向富集管1,对填充柱10进行降温脱附,脱附后的气体进入下游的检测装置进行检测。
本实用新型采用风机冷却,达到快速降温脱附的效果;采用加热棒加热,达到快速加热吸附的效果。填充柱、加热棒、温度传感器的结构,以及风道结构、风机和风口的设计,使得整个富集装置的结构简单方便,可用于各种场合的仪器;采用富集管进行吸附脱附,取样快速精准,并且实现稳定进样。另外,针对不同的样品富集,可以通过更换不同的富集管,从而达到通用性的目的。
以上公开的仅为本实用新型优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用,从而使所属领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,包括用于富集样品的富集管、用于加热所述富集管的加热机构、为所述富集管降温的降温机构;所述富集管安装在一箱体内,所述富集管包括一填充柱,所述加热机构紧密贴合在所述填充柱表面;还包括一用于探测所述填充柱温度的温度传感器。
2.根据权利要求 1 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述加热机构包括多个加热棒,每一所述加热棒沿周向均布在所述填充柱表面。
3.根据权利要求 1 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述温度传感器设置在所述填充柱表面。
4.根据权利要求 3 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述加热机构、所述温度传感器由一夹紧件将其固定在所述填充柱表面。
5.根据权利要求4所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述夹紧件为一抱箍。
6.根据权利要求 1 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述降温机构包括一风机和一风口,所述风机和所述富集管分设在所述风口两侧,所述风口从远离所述富集管的方向至靠近所述富集管的方向尺寸逐渐减小;所述风机鼓风时,所述风口使风量集中吹向所述富集管。
7.根据权利要求 6 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述箱体包括一风道结构,所述富集管装配在所述风道结构内,所述降温机构装配在所述风道结构外;所述风道结构包括一风道进风口,所述风口与所述风道进风口连接;所述风机鼓风时,风从所述风口、所述风道进风口经过后与所述富集管充分接触。
8.根据权利要求 1 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述填充柱为1/4 直径填充柱,所述富集管还包括转接头,所述填充柱通过所述转接头转接至预定直径后与上游进样管或下游检测装置连接。
9.根据权利要求 1 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,所述填充柱内填充的材料为Tenax GC。
10.根据权利要求 7 所述的基于吸附脱附的样品富集装置,其特征在于,还包括一装配在所述风道结构外表面的支架,所述风道结构通过所述支架悬空安装在仪器内。
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