CN219301728U - 一种实验室通用气体收集并精确测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室通用气体收集并精确测量装置，包括模块底座、气罐底盖、气罐腔体、硅胶管以及止水夹；所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体从下往上密封连接；所述气罐腔体为通过隔板分为上下两层腔室；上层腔室与下层腔室之间通过设置在隔板的通孔实现贯通；所述下层腔室中设置三个外部连接硅胶管的通气孔；其中第一通气孔的深度比隔板略低，第二通气孔比第一通气孔略低；第三通气孔比底盖略高。本实用新型不仅可以适用于普通的集气实验，而且适用于PEM电解槽转化效率实验完成体积估算的验证。

Description

一种实验室通用气体收集并精确测量装置

技术领域

本实用新型涉及化学实验设备技术领域，具体涉及一种实验室通用气体收集并精确测量装置。

背景技术

中学阶段的生化实验中，通常采用排水法进行收集不溶于水的气体。在实验过程中我们发现排水法的气体收集装置其搭建比较困难、使用过程繁琐、安全性差、受干扰因素多等多种问题；具有不能精确定量计算出气体收集量，学生不能简易地去复核计算收集的气体体积。特别是涉及到PEM电解槽转化效率实验中，需要精确测定水、H₂和O₂的精确体积，传统的收集装置，难以完成实验。传统的气体收集装置1存在的问题是：搭建困难，不稳定，依赖于人的操作经验，有安全隐患；全程需要人的操作干预，实验过程一人只能收集一种气体，效率极低。气体收集的始末，气体容易外泄，不能精确测定体积，也有安全风险。体积庞大，复杂实验难以同时搭建。传统的气体收集装置2：气体收集的始末，气体容易外泄，不能精确测定体积，也有安全风险；气体收集过程，开始和结束控制不够精准；体积估算难以验证；不能完成PEM电解槽转化效率实验。

实用新型内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种实验室通用气体收集测量装置，解决传统的气体收集的问题，让实验操作更加简便。并且本实用新型采用模块化的设计，通用性更强。操作简便，控制精确，测量和演算验证直观。

2.技术方案：

一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：包括模块底座、气罐底盖、气罐腔体、硅胶管以及止水夹；所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体从下往上密封连接；所述气罐腔体为通过隔板分为上下两层腔室；上层腔室与下层腔室之间通过设置在隔板的通孔实现贯通；所述下层腔室中设置三个外部连接硅胶管的通气孔；其中第一通气孔的深度比隔板略低，第二通气孔比第一通气孔略低；第三通气孔比底盖略高。

进一步地，所述模块底座、气罐底盖的形状均为横截面为正方形的长方体，并且长方体的四角为向外凸出的圆角；其中隔板的通孔为四个，分别位于四个圆角处实现上层腔室与下层腔室的贯通。

进一步地，所述模块底座为能够两两拼接模块，模块底座的投影比模块底座大。

进一步地，所述气罐腔体表面设置体积的刻度，体积的刻度是以隔板所在的平面为0刻度，向下刻度对应越大；所述上层腔室设置最大容积与最小容积的刻度线。

进一步地，所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体两两采用超声波焊接而成。

进一步地，所述气罐腔体为透明的气罐腔体。

3.有益效果：

（1）本实用新型提供的气体收集测量装置，不仅可以适用于普通的集气实验，而且适用于PEM电解槽转化效率实验完成体积估算的验证。

（2）本实用新型提供的气体收集测量装置，底座采用的模块化设计，具有组合方便，搭建简单可靠。

（3）本实用新型提供的气体收集测量装置，调整后无需干预，实验轻松；并且成本较低，便于大量生产，可以长期反复使用，耐用性强。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的气罐腔体的立体剖面图；

图3为本实用新型的竖直方向的剖面图；

图4为本实用新型的水平方向的剖面图；

图5为本实用新型的气罐腔体的外视图；

图6为具体实施例1中的实验装置图；

图7为具体实施例2中的实验装置图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体的说明。

如附图1至附图5所示，一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：包括模块底座1、气罐底盖2、气罐腔体3、硅胶管以及止水夹；所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体从下往上密封连接；所述气罐腔体为通过隔板分为上下两层腔室；上层腔室与下层腔室之间通过设置在隔板7的通孔实现贯通；所述下层腔室中设置三个外部连接硅胶管的通气孔；其中第一通气孔4的深度比隔板略低，第二通气孔5比第一通气孔略低；第三通气孔6比底盖略高。

进一步地，所述模块底座、气罐底盖的形状均为横截面为正方形的长方体，并且长方体的四角为向外凸出的圆角；其中隔板的通孔8为四个，分别位于四个圆角处实现上层腔室与下层腔室的贯通。

进一步地，所述模块底座为能够两两拼接模块，模块底座的投影比模块底座大。

进一步地，所述气罐腔体表面设置体积的刻度，体积的刻度是以隔板所在的平面为0刻度，向下刻度对应越大。

进一步地，所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体两两采用超声波焊接而成。

进一步地，所述气罐腔体为透明的气罐腔体。

具体实施例1：

实验名称或目的：普通集气实验；

实验步骤：

步骤一：实验装置如附图6所示，用止水夹密封三个硅胶管，在气罐上层灌入一定体积的蒸馏水，打开位于底部的第一通孔，水通过四周的通道流入下层罐体，达到灌满下层框体的状态；

步骤二：封闭第一通气孔，将第二通气孔的硅胶管连接至产生气体的装置上，第三通气孔连接至排水容器中；

步骤三：根据实验过程，依次打开第二通气孔和第三通情况上的止水夹，完成排水法收集气体，达到一定量以后，可以依次关闭第二通气孔和第三通气，完成气体采集。

具体实施例2：

实验名称或目的：PEM电解槽转化效率实验：

实验步骤：

步骤一：实验装置如附图7所示，包括两个气体收集测量装置A与B；用止水夹封闭A的第一通气孔与B的第一通气孔；将A的第二通气孔接到PEM氧气模块出气端，A的第三通气孔接到PEM氧气模块进水端；B的第二通气孔端接到PEM氢气模块出气端，B的第三通气孔端接到氢气模块进水端；

步骤二：在两个气罐腔体的上层均灌入一定体积的蒸馏水；打开A的第一通气孔与B的第一通气孔，2个气罐腔体中的水通过四周的通道流入下层腔体，达到灌满下层框体的状态。

步骤三：封闭A的第一通气孔与B的第一通气孔；打开A的第三通气孔与B的第三通气孔的止水夹，然后打开A的第二通气孔与B的第二通气孔的止水夹，这样两个气罐可以分别收集电解模块产出的氧气和氢气，实验结束后，可以依次关闭 A的第二通气孔与第三通气孔，B的第二通气孔与第三通气孔。

步骤四：读出两种气体的体积；根据液面高度乘以罐体的截面积，计算出气体体积；记录两个罐体的蒸馏水消耗量，根据读出的气体数值，或者精确计算的气体体积，能准确测算PEM电解模块的转化效率。

上述计算包括简单计算与科学计算两种方法：

（1）简单计算为：V=a²*h；a为刻度尺量取内腔边长；h为刻度尺量取内腔空腔高度

（2）科学计算：V=a²*h*(1+g)；a为刻度尺量取内腔边长；h为刻度尺量取内腔 空腔高度；g 为标准大气压 20℃ 条件下，对应气体的水溶解度。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型的，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (6)

1.一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：包括模块底座、气罐底盖、气罐腔体、硅胶管以及止水夹；所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体从下往上密封连接；所述气罐腔体为通过隔板分为上下两层腔室；上层腔室与下层腔室之间通过设置在隔板的通孔实现贯通；所述下层腔室中设置三个外部连接硅胶管的通气孔；其中第一通气孔的深度比隔板略低，第二通气孔比第一通气孔略低；第三通气孔比底盖略高。

2.根据权利要求1所述的一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：所述模块底座、气罐底盖的形状均为横截面为正方形的长方体，并且长方体的四角为向外凸出的圆角；其中隔板的通孔为四个，分别位于四个圆角处实现上层腔室与下层腔室的贯通。

3.根据权利要求2所述的一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：所述模块底座为能够两两拼接模块，模块底座的投影比模块底座大。

4.根据权利要求2所述的一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：所述气罐腔体表面设置体积的刻度，体积的刻度是以隔板所在的平面为0刻度，向下刻度对应越大；所述上层腔室设置最大容积与最小容积的刻度线。

5.根据权利要求2所述的一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：所述模块底座、气罐底盖、气罐腔体两两采用超声波焊接而成。

6.根据权利要求1所述的一种实验室通用气体收集并精确测量装置，其特征在于：所述气罐腔体为透明的气罐腔体。

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