CN219957285U - 比表面积仪器 - Google Patents

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张守玉
朱英明
贾安琪
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Abstract

本实用新型公开了一种比表面积仪器,比表面积仪器包括:安装座,安装座上设有气道,以及连通气道的第一安装孔和第二安装孔;样品管,样品管为直管且包括第一管部和第二管部,第一管部的一端设在第一安装孔内且另一端连通第二管部,第二管部具有底壁,第一管部在底壁上的正投影面的面积小于底壁的面积;出气管,出气管穿设于第二安装孔和气道,并延伸至第一管部内。本实用新型的比表面积仪器的样品管具有底面积比较大的底壁,可以使待测样品铺散开,避免待测样品堆积,增加了待测样品与气体混合物的接触面积,减少吸附平衡的时间,吸附量更充足,有利于提高试验结果的准确性。

Description

比表面积仪器
技术领域
本实用新型涉及比表面积仪器领域,尤其是涉及一种比表面积仪器。
背景技术
气体吸附测试可用于测量多孔固体或粉末材料的比表面积、真密度等物理性质,其中动态法需要采用气体混合物流经样品以实现测试。
目前动态法测试样品管主要分为U形管和直管两类,其中U形管主要存在安装易碎、清洗难的问题;直管主要存在样品管球形底部内待测样品堆积的问题,会使待测样品接触液氮的面积较少,导致吸附平衡时间过长以及吸附量不足。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种比表面积仪器,所述比表面积仪器既能保证其结构强度,同时具备面积比较大的底壁,避免待测样品堆积,增加了待测样品与气体混合物的接触面积,减少吸附平衡的时间,吸附量更充足,提高了试验结果的准确性。
根据本实用新型实施例的比表面积仪器,包括:安装座,所述安装座上设有气道,以及连通所述气道的第一安装孔和第二安装孔;样品管,所述样品管为直管且包括第一管部和第二管部,所述第一管部的一端设在所述第一安装孔内且另一端连通所述第二管部,所述第二管部具有底壁,所述第一管部在所述底壁上的正投影面的面积小于所述底壁的面积;出气管,所述出气管穿设于所述第二安装孔和所述气道,并延伸至所述第一管部内。
根据本实用新型实施例的比表面积仪器,样品管为直管,其结构强度比较高,安装时不易损坏,且样品管包括第一管部和第二管部,第二管部具有底壁,第一管部在底壁上的正投影面的面积小于底壁的面积,使得样品管具备面积比较大的底壁,可以使待测样品铺散开,避免待测样品堆积,增加了比表面仪器内待测样品与气体混合物的接触面积,减少吸附平衡的时间,吸附量更充足,有利于提高试验结果的准确性。
另外,根据本实用新型的比表面积仪器,还可以具有如下附加的技术特征:
在本实用新型的一些实施例中,所述底壁的壁面为平面,所述第一管部具有中心轴线,所述中心轴线垂直于所述底壁。
一些实施例中,所述第二管部具有围绕所述底壁的周壁,所述周壁与所述中心轴线之间的距离自远离所述底壁的方向逐渐减小。
一些实施例中,所述出气管包括毛细管和填充管,所述毛细管穿设于所述第二安装孔和所述气道,所述填充管连通所述毛细管且设在所述第一管部内,所述填充管和所述第一管部之间形成有第一进气间隙,所述填充管的内管径和所述毛细管的内管径相等。
一些实施例中,所述填充管的外径与所述第一管部的内径之比为0.9~0.95。
一些实施例中,所述填充管的靠近所述毛细管的端部上设有第一容槽,所述第一容槽内设有至少两个层叠设置的密封环,所述毛细管的部分设在所述密封环内。
一些实施例中,所述安装座包括:座体,所述座体上设有所述气道以及连通所述气道的第一孔、第二孔和第三孔;进气接头,所述进气接头设在所述第一孔内;出气接头,所述出气接头设在所述第二孔内,所述出气接头上设有所述第二安装孔;转接座,所述转接座上设有第一螺接部,所述第一螺接部螺接于所述第三孔内,所述转接座上设有所述第一安装孔和连通所述第一安装孔的通孔,所述毛细管穿设于所述通孔内,所述毛细管与所述通孔之间形成有第二进气间隙。
一些实施例中,所述转接座上设有第二螺接部,所述比表面积仪器包括锁紧螺母和弹性密封件,所述锁紧螺母的靠近所述转接座的端部上设有第二容槽,所述第二容槽的槽壁与所述第二螺接部螺接,所述弹性密封件设在所述第二容槽内,所述第一管部穿设于所述锁紧螺母和所述弹性密封件。
一些实施例中,所述转接座的靠近所述锁紧螺母的端部上设有第三容槽,所述弹性密封件包括弹性挤压件和弹性密封圈,所述弹性挤压件包括环形凸起,所述环形凸起和所述弹性密封圈设在所述第三容槽内。
一些实施例中,所述比表面积仪器包括定位螺母,所述定位螺母设在所述第二螺接部上。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本实用新型实施例中比表面积仪器的剖视图;
图2是图1的A处的局部放大示意图;
图3是图2的B处的局部放大示意图;
图4是本实用新型实施例中座体的剖视图;
图5是本实用新型实施例中转接座的剖视图。
附图标记:
100、比表面积仪器;
10、安装座;10a、气道;101、第一安装孔;102、第二安装孔;103、座体;1031、第一孔;1032、第二孔;1033、第三孔;104、进气接头;105、出气接头;106、转接座;1061、第一螺接部;1062、第二螺接部;1063、第三容槽;106a、通孔;
20、样品管;201、第一管部;202、第二管部;2021、底壁;2022、周壁;
30、出气管;301、毛细管;302、填充管;3021、第一容槽;30211、密封环;
40、第一进气间隙;50、第二进气间隙;
60、锁紧螺母;601、第二容槽;
70、弹性密封件;701、弹性挤压件;7011、环形凸起;702、弹性密封圈;
80、定位螺母。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征,用于区别描述特征,无顺序之分,无轻重之分。
在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
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。
下面参考图1至图5描述根据本实用新型实施例的比表面积仪器100。
如图1和图2所示,根据本实用新型实施例的比表面积仪器100,包括:安装座10、样品管20、出气管30。
安装座10上设有气道10a,以及连通气道10a的第一安装孔101和第二安装孔102。样品管20为直管且包括第一管部201和第二管部202,第一管部201的一端设在第一安装孔101内且另一端连通第二管部202,第二管部202具有底壁2021,第一管部201在底壁2021上的正投影面的面积小于底壁2021的面积。出气管30穿设于第二安装孔102和气道10a,并延伸至第一管部201内。
气体混合物能通入到气道10a内,随后进入样品管20的第一管部201,并最终达到第二管部202的底壁2021,由于第一管部201在底壁2021上的正投影面的面积小于底壁2021的面积,因此底壁2021具备比较大的表面积,待测样品在底壁2021上的铺散面积也就比较大,气体混合物进入到第二管部202内时,与待测样品的接触面积增加,当样品管20伸入液氮以下时,在液氮的低温环境下测试待测样品的吸附性,多余的气体混合物则从出气管30排出,最终被输送至气体检测单元,进行测试。
根据本实用新型实施例的比表面积仪器100,样品管20为直管,其结构强度比较高,安装时不易损坏,且样品管20包括第一管部201和第二管部202,第二管部202具有底壁2021,第一管部201在底壁2021上的正投影面的面积小于底壁2021的面积,使得样品管20具备面积比较大的底壁2021,可以使待测样品铺散开,避免待测样品堆积,增加了比表面积仪器100内待测样品与气体混合物及液氮的接触面积,减少吸附平衡的时间,吸附量更充足,有利于提高试验结果的准确性。
一些实施例中,如图1所示,底壁2021的壁面为平面,第一管部201具有中心轴线,中心轴线垂直于底壁2021。在该技术方案中,由于第二管部202的底壁2021的壁面为平面,因此待测样品在平直的底壁2021上铺散开后,待测样品的铺散厚度容易保持一致,避免各处铺散不均匀而导致厚度不一致,有利于提升吸附测试的准确性。
一些实施例中,如图1所示,第二管部202具有围绕底壁2021的周壁2022,周壁2022与中心轴线之间的距离自远离底壁2021的方向逐渐减小。采用该方式一方面有利于减小第二管部202的容积,增加气体混合物中与待测样品接触的气体含量占比,相比于圆柱形或矩形的管部,有利于减少测试死角(可以是指不与待测样品接触的气体所占的空间),以及减少第二管部202内气体的残留,导致气体与样品接触的不充分,另一方面也能减少第二管部202的材料,节省成本。
可选地,如图1所示,周壁2022可以为圆弧侧面,有更好的美观效果。当然,周壁2022还可以为其他形状,例如,类梯形,即,梯形的两个腰线为弧形。
一些实施例中,如图1和图2所示,出气管30包括毛细管301和填充管302,毛细管301穿设于第二安装孔102和气道10a,填充管302连通毛细管301且设在第一管部201内,填充管302和第一管部201之间形成有第一进气间隙40,填充管302的外径与第一管部201的内径之比为0.9~0.95,填充管302的内管径和毛细管301的内管径相等。
也就是说,进入气道10a内的气体混合物能通过第一进气间隙40进入到第二管部202,使待测样品与气体混合物接触,采用填充管302设置在第一管部201内,可以减少气体混合物在第一管部201内的占比,由于第一管部201内气体混合物与待测样品不接触,减少这部分气体混合物的占比有利于提高待测样品的吸附测试准确性,随后气体混合物从填充管302至毛细管301内流出,填充管302的内管径和毛细管301的内管径相等且同轴,有利于保证气体流出比较通畅,无阻碍。
可选地,填充管302的外径与第一管部201的内径之比可以为0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95等等,这里不再一一赘述。
具体地,填充管302可以为玻璃管。通过将填充管302设置成玻璃管,可以降低气体混合物与填充管302发生反应的概率。
具体地,毛细管301为金属管。由于毛细管301的长度一般比较长,通过将毛细管301设置成金属管可以使毛细管301具备较好的强度,不易损坏断裂。
可选地,样品管20可以为玻璃管,同样能降低气体混合物与填充管302发生反应的概率。
一些实施例中,如图3所示,填充管302的靠近毛细管301的端部上设有第一容槽3021,第一容槽3021内设有至少两个层叠设置的密封环30211,毛细管301的部分设在密封环30211内。
也就是说,在填充管302的靠近毛细管301的端部上设置第一容槽3021,在第一容槽3021内设置密封环30211,填充管302与毛细管301通过密封环30211装配在一起,密封环30211起到装配填充管302与毛细管301的作用,同时可密封填充管302与毛细管301之间的空隙,避免气体发生泄露。
其中,密封环30211的数量可以为但不限于两个。通过将密封环30211设置成两个以上可以增加毛细管301的限位位置,提高填充管302与毛细管301之间的安装可靠性。例如,密封环30211的数量为两个。
一些实施例中,如图2、图4和图5所示,安装座10包括:座体103、进气接头104、出气接头105和转接座106。
座体103上设有气道10a以及连通气道10a的第一孔1031、第二孔1032和第三孔1033。进气接头104设在第一孔1031内。出气接头105设在第二孔1032内,出气接头105上设有第二安装孔102。转接座106上设有第一螺接部1061,第一螺接部1061螺接于第三孔1033内,转接座106上设有第一安装孔101和连通第一安装孔101的通孔106a,毛细管301穿设于通孔106a内,毛细管301与通孔106a之间形成有第二进气间隙50。
也就是说,第一孔1031和第二孔1032起到装配的作用,第一孔1031用于安装进气接头104,进气接头104用于通入气体混合物,第二孔1032用于安装出气接头105,第二安装孔102被设置在出气接头105上,即,出气接头105能起到装配毛细管301的作用。转接座106上设有第一螺接部1061,转接座106通过第一螺接部1061将转接座106螺接在第三孔1033内,完成转接座106与座体103的装配,转接座106上设置有第一安装孔101和连通第一安装孔101的通孔106a,毛细管301与通孔106a之间形成有第二进气间隙50,第二进气间隙50能使气体混合物进入到第一管部201的上方区域,采用这种装配方式,拆卸更方便,同时节省更换零部件的成本。
一些实施例中,如图1、图2和图5所示,转接座106上设有第二螺接部1062,比表面积仪器100包括锁紧螺母60和弹性密封件70,锁紧螺母60的靠近转接座106的端部上设有第二容槽601,第二容槽601的槽壁与第二螺接部1062螺接,弹性密封件70设在第二容槽601内,第一管部201穿设于锁紧螺母60和弹性密封件70。
锁紧螺母60和弹性密封件70配合能将第一管部201固定到转接座106上,或将第一管部201从转接座106上拆卸,且安装和拆卸操作比较简单。具体地,锁紧螺母60与第二螺接部1062螺接,在旋动锁紧螺母60的过程中,挤压设在第二容槽601内的弹性密封件70,引发弹性密封件70变形,通过弹性密封件70的变形挤压第一管部201,就可以实现样品管20与转接座106之间的夹持和密封连接。
可选地,弹性密封件70可以但不限于橡胶材质。
一些实施例中,如图1和图2所示,转接座106的靠近锁紧螺母60的端部上设有第三容槽1063,弹性密封件70包括弹性挤压件701和弹性密封圈702,弹性挤压件701包括环形凸起7011,环形凸起7011和弹性密封圈702设在第三容槽1063内。
也就是说,弹性密封件70为两部分结构,并设置空间较小的第三容槽1063放置弹性挤压件701的环形凸起7011和弹性密封圈702,在锁紧螺母60旋紧后,由于第三容槽1063的空间相较于第二容槽601比较小,弹性密封圈702和环形凸起7011变形程度比较大,夹持和密封效果会更好。
具体地,当向下拧松锁紧螺母60时,弹性挤压件701在弹性密封圈702的弹力作用下下落,弹性密封圈702解除外界挤压后,内外径差异减小,从而可以将样品管20从弹性密封圈702中取下;当将样品管20伸入转接座106的底部的第一安装孔101中时,然后向上拧紧锁紧螺母60,通过弹性密封圈702的形变,使样品管20与转接座106之间实现夹持并密封连接,有利于样品管20的拆卸和安装。
一些实施例中,如图1、图2和图5所示,比表面积仪器100包括定位螺母80,定位螺母80设在第二螺接部1062上。在该技术方案中,定位螺母80用于指示锁紧螺母60的拧紧的终止位置,使弹性挤压件701每次挤压弹性密封圈702的程度保持一致,即,使弹性密封圈702和第一管部201的配合程度一致性比较好,不至于配合压力过大而损坏样品管20,也不至于配合压力过小导致气体泄露。
其中,定位螺母80在第二螺接部1062上的位置可以通过试验可以测得,以使得样品管20与转接座106之间的连接气密性可以满足试验要求,从而获得的定位螺母80的最低位置即为定位螺母80的优选位置。
根据本实用新型实施例的比表面积仪器100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本说明书的描述中,参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种比表面积仪器,其特征在于,包括:
安装座,所述安装座上设有气道,以及连通所述气道的第一安装孔和第二安装孔;
样品管,所述样品管为直管且包括第一管部和第二管部,所述第一管部的一端设在所述第一安装孔内且另一端连通所述第二管部,所述第二管部具有底壁,所述第一管部在所述底壁上的正投影面的面积小于所述底壁的面积;
出气管,所述出气管穿设于所述第二安装孔和所述气道,并延伸至所述第一管部内。
2.根据权利要求1所述的比表面积仪器,其特征在于,所述底壁的壁面为平面,所述第一管部具有中心轴线,所述中心轴线垂直于所述底壁。
3.根据权利要求2所述的比表面积仪器,其特征在于,所述第二管部具有围绕所述底壁的周壁,所述周壁与所述中心轴线之间的距离自远离所述底壁的方向逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的比表面积仪器,其特征在于,所述出气管包括毛细管和填充管,所述毛细管穿设于所述第二安装孔和所述气道,所述填充管连通所述毛细管且设在所述第一管部内,所述填充管和所述第一管部之间形成有第一进气间隙,所述填充管的内管径和所述毛细管的内管径相等。
5.根据权利要求4所述的比表面积仪器,其特征在于,所述填充管的外径与所述第一管部的内径之比为0.9~0.95。
6.根据权利要求4所述的比表面积仪器,其特征在于,所述填充管的靠近所述毛细管的端部上设有第一容槽,所述第一容槽内设有至少两个层叠设置的密封环,所述毛细管的部分设在所述密封环内。
7.根据权利要求4所述的比表面积仪器,其特征在于,所述安装座包括:
座体,所述座体上设有所述气道以及连通所述气道的第一孔、第二孔和第三孔;
进气接头,所述进气接头设在所述第一孔内;
出气接头,所述出气接头设在所述第二孔内,所述出气接头上设有所述第二安装孔;
转接座,所述转接座上设有第一螺接部,所述第一螺接部螺接于所述第三孔内,所述转接座上设有所述第一安装孔和连通所述第一安装孔的通孔,所述毛细管穿设于所述通孔内,所述毛细管与所述通孔之间形成有第二进气间隙。
8.根据权利要求7所述的比表面积仪器,其特征在于,所述转接座上设有第二螺接部,所述比表面积仪器包括锁紧螺母和弹性密封件,所述锁紧螺母的靠近所述转接座的端部上设有第二容槽,所述第二容槽的槽壁与所述第二螺接部螺接,所述弹性密封件设在所述第二容槽内,所述第一管部穿设于所述锁紧螺母和所述弹性密封件。
9.根据权利要求8所述的比表面积仪器,其特征在于,所述转接座的靠近所述锁紧螺母的端部上设有第三容槽,所述弹性密封件包括弹性挤压件和弹性密封圈,所述弹性挤压件包括环形凸起,所述环形凸起和所述弹性密封圈设在所述第三容槽内。
10.根据权利要求8所述的比表面积仪器,其特征在于,所述比表面积仪器包括定位螺母,所述定位螺母设在所述第二螺接部上。
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