專利名稱：色譜柱箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種分析測試設備領域的色譜柱箱，特別是涉及一種小型化的氣相色 譜儀柱箱。
背景技術：
氣相色譜儀應用在化工、環保等眾多領域，但由于體積龐大，一般放在實驗室使 用。氣相色譜儀的柱箱占整個氣相色譜儀的60%以上，要想使氣相色譜儀微型化、便攜式， 就必須要使色譜柱箱微型化。在現有技術中曾提出一種環狀色譜柱箱，該色譜柱箱靠金屬熱傳導傳熱，傳熱速 度慢于熱對流，金屬傳熱不如氣體對流傳熱均勻。同時，該色譜柱箱采用控制金屬均熱塊的 溫度來控制柱箱內溫度，由于金屬均熱塊的熱慣性大，控溫難度大，且不容易實現快速升溫 和快速降溫。還有一種微型色譜柱箱，該柱箱為方形，主要是將加熱膜、色譜柱、熱敏電阻安裝 在一個支撐架上，支撐架材料為鋁鎂合金，其溫度傳遞方式主要靠支撐架的熱傳導，并有2 個風扇，用于降溫時加速下降。但是該色譜柱箱的氣流場并不對稱均勻，進入柱箱的冷空氣 不能充分通過支撐架的色譜柱，而且支撐架存儲較多熱能，其降溫效果受到影響。另外該方 案的色譜柱、加熱膜是一體化的，更換色譜柱困難，色譜柱的選擇也很受限。由此可見，上述現有的色譜柱箱以及色譜儀在結構與使用上，顯然仍存在有不便 與缺陷，而亟待加以進一步改進。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于 創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的主要目的在于，克服現有的色譜柱箱存在的缺陷，而提供一種新型結構 的色譜柱箱，所要解決的技術問題是通過采用離心式風扇、圓柱形箱體內壁，減小色譜柱箱 的體積，且具有良好的溫度調節功能。該色譜柱箱通過采用可安裝、拆卸的離心風扇葉片、加熱裝置和色譜柱支架，使更 換色譜柱易于操作。通過在設置出氣口和進氣口，并通過電機控制出氣門、進氣門的開度， 可實現快速降溫和近室溫溫度控制。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案 來實現的。依據本發明提出的一種色譜柱箱包括柱箱箱體，在該柱箱箱體的背板上開設 有與該柱箱箱體內部連通的進氣口和出氣口 ；以及風扇電機，固定在所述柱箱箱體的后面 板上，風扇電機的軸深入柱箱箱體內，并在風扇電機的軸設有離心風扇葉片。作為更優的方 式，本發明的色譜柱箱還包括色譜柱支架，設置在所述柱箱箱體內部；溫度傳感器，設置 在所述柱箱箱體內部；加熱裝置，設置在所述柱箱箱體內部；以及柱箱前門，通過設置在柱 箱箱體底部的色譜柱箱前門軸和柱箱箱體相連。所述柱箱箱體的內部空間呈圓柱狀。所述 的風扇電機是可調速直流電機。較佳的，該色譜柱箱還設置于柱箱箱體內部的進氣口擋板， 該進氣口擋板為中心開孔的環板狀，風扇電機的軸穿過該進氣口擋板的中心開孔。所述進氣口擋板的中心開孔與所述柱箱箱體內部中心區域連通。所述出氣口通過一擋板與柱箱箱 體內壁形成的通風道與所述柱箱箱體內前部區域連通。所述進氣門和出氣門的控制電機為 步進電機。由以上技術方案可知，本發明色譜柱箱至少具有下列優點通過采用所述的離心 式風扇比常用的前推式風扇減小色譜柱箱的體積；所述的離心式風扇葉片在所述柱箱箱體 中旋轉，在電機軸附近形成低氣壓區，在所述離心式風扇葉片外緣形成高氣壓區，這將使柱 箱內形成循環氣流，該氣流使柱箱內溫度場均勻；色譜柱是受循環流動的熱空氣加熱，受熱 均勻；因為是用加熱絲加熱空氣，空氣熱容系數小，且柱箱體積小，可實現大于100°C /分鐘 的升溫速度，且溫度范圍可以從環境溫度到420°c ；所述的柱箱箱體有進氣口和出氣口，進 氣口靠近電機軸的低氣壓區，出氣口通過所述柱箱箱體內部的通風道與柱箱箱體的前部高 氣壓區相通，當進氣門、出氣門在通風門控制電機控制下打開，外面的冷空氣會從進氣口抽 入，從出氣口推出，從而實現快速降溫從250°C到比環境溫度高5°C的溫度需要2分鐘，通過 控制進氣門和出氣門的開度可實現近環境溫度控制；進樣器、檢測器安裝在所述柱箱箱體 頂板上，色譜柱通過通用連接器與進樣器、檢測器相連；所述離心式風扇葉片、加熱裝置、色 譜柱支架可以從所述柱箱箱體內取出，方便操作者拆卸、安裝色譜柱；所述柱箱體積是現在 柱箱體積的20%左右，節省電功率90%以上，上述各項指標經過進一步優化仍有望大幅提 尚ο本發明的色譜柱箱不僅小型化，還方便色譜柱拆卸、安裝。本發明對于氣相色譜儀 的小型化、便攜化和制作工業現場在線式氣相色譜儀具有廣泛的用途與應用前景，具有顯 著的經濟與社會效益。上述說明儀是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 并依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
圖1是本發明一實施例色譜柱箱的頂視圖的示意圖。圖2是本發明一實施例色譜柱箱的前視圖的示意圖。圖3是本發明一實施例色譜柱箱的立體示意圖。圖中1、柱箱箱體 2、色譜柱支架 3、加熱裝置 4、離心風扇葉片 5、進氣口擋板 6、檢測器 7、進樣器 8、色譜柱箱前門軸 9、出氣門 10、進氣門 11、通風門控制電 機12、傳動軸13、色譜柱箱前門14、進樣器連接管15、檢測器連接管16、風扇電機 17、進氣口 18、出氣口 19、溫度傳感器20、通風道
具體實施例方式為更進一一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結 合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的色譜柱箱以及色譜儀其具體實施方式
、結構、特 征及其功效，詳細說明如后。如圖1至圖3所示，圖1是本發明的較佳實施例提出的色譜柱箱的頂視圖的示意 圖，圖2是該色譜柱箱的前視圖的示意圖，圖3是該色譜柱箱的立體圖的示意圖。
該色譜柱箱包括柱箱箱體1，優選的，柱箱箱體內壁為圓柱形，使得柱箱箱體的 內部空間呈圓柱狀，柱箱箱體的外壁為長方體形；風扇電機16固定在所述柱箱箱體的后面 板上；離心風扇葉片4，固定在所述風扇電機16的軸上；加熱裝置3為環狀，設置在所述柱 箱箱體1內部，且位于離心風扇葉片4外側，所述加熱裝置可整體取出，整體置入，方便安 裝。色譜柱支架2為環狀，設置于所述的柱箱箱體內部，且位于加熱裝置3外側，色譜柱支 架可整體取出，整體置入，方便安裝。溫度傳感器19安裝在色譜柱支架2上；進氣口 17和 出氣口 18，分別開設在所述柱箱箱體的背板上。進氣口擋板5為中心開孔的環板狀，風扇 電機16的軸穿過該進氣口擋板5的中心開孔，形成進風通道，使進氣口 17與所述柱箱箱體 內部中心區域連通。出氣口 18通過一擋板形成的通風道20與所述柱箱箱體內前部區域連 通。進氣口 17外有進氣門10，出氣口 18外有出氣門9，進氣門10和出氣門9的開度通過 傳動軸12受通風門電機11控制，較佳的，該通風門電機11為步進電機。柱箱前門13，設置 在所述柱箱箱體的前面，柱箱前門13通過設置在底部的色譜柱箱前門軸8和柱箱箱體1相 連。在柱箱箱體1的頂部設有檢測器6和進樣器7，該進樣器7連接于進樣器連接管14，該 檢測器6連接于檢測器連接管15。當風扇電機16帶動離心風扇葉片4旋轉會在該風扇電機的軸附近形成低氣壓區， 在離心風扇葉片4徑向外緣形成高氣壓區，將使柱箱箱體1內形成循環氣流，該氣流使柱箱 箱體1內溫度場均勻，色譜柱受循環流動的熱空氣均勻加熱。由于柱箱箱體1體積小、空氣 的熱容系數小，可實現大于100°C /分鐘的升溫速度，溫度上限可達420°C。進氣口 17通過擋板5連接到柱箱箱體1中心的低氣壓區，出氣口 18通過通風道 20與柱箱箱體1的前部區域相通，該區域處于高氣壓區，當通風門控制電機11控制進氣門 10和出氣門9打開，柱箱外面的冷空氣從進氣口 17抽入，從出氣口 18推出，從而實現快速 降溫。通過通風道20將出氣口 18延伸到柱箱箱體1的前部區域的目的是讓進氣口 17流 入的冷空氣可以流經柱箱箱體1的前部區域，以對前部區域降溫，從250°C到比環境溫度高 5°C的溫度需要2分鐘。還可以通過控制進氣門10和出氣門9的開度實現近環境溫度控制。柱箱箱體1用Imm厚的鏡面不銹鋼制作，柱箱箱體1的內壁直徑220mm，外壁長、 寬為^Omm，柱箱箱體1的內腔深度60mm，柱箱箱體1后壁厚度30mm，柱箱箱體1內壁和外 壁之間填充玻璃棉絕熱材料。柱箱前門13的厚度30mm，柱箱前門13的長、寬為觀0讓，柱 箱前門13內部填充玻璃棉絕熱材料。離心風扇葉片4的直徑為100mm，厚度40mm。加熱裝 置3直徑140mm，厚度50mm，滿負荷功率150瓦。色譜柱支架2直徑180mm，厚度50mm。出 氣門9和進氣門10直徑為40mm。風扇電機16為直流電機，輸出功率可調，滿負荷25瓦。本發明的色譜儀柱箱所需的其他必備零件以及未詳細描述之處皆采用現有技術 即可，在此不再贅述。本發明的氣相色譜儀柱箱在重慶川儀分析儀器有限公司的SC6000氣相色譜儀溫 度控制器控制下，溫控精度達到士0. 05°C，控溫范圍可達到環境溫度+5 420°C，可實現9 階程序升溫，重復性優于0. 5%。升溫速度大于100°C /分鐘，降溫時，從250°C到比環境溫 度高5°C的溫度需要2分鐘。優于目前較先進的通用氣相色譜儀指標，但是其體積是現有氣 相色譜儀體積的20%左右，節省電功率90%以上。本發明對于氣相色譜儀的小型化、便攜 化和制作工業現場在線式氣相色譜儀具有廣泛的用途與應用前景，具有顯著的經濟與社會 效益。
以上所述，儀是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，任 何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內 容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容， 依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本
發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種色譜柱箱，其特征在于其包括柱箱箱體，在該柱箱箱體的背板上開設有與該柱箱箱體內部連通的進氣口和出氣口；以及風扇電機，固定在所述柱箱箱體的后面板上，風扇電機的軸深入柱箱箱體內，并在風扇 電機的軸設有離心風扇葉片。
2.根據權利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于還包括 色譜柱支架，設置在所述柱箱箱體內部；溫度傳感器，設置在所述柱箱箱體內部； 加熱裝置，設置在所述柱箱箱體內部；以及柱箱前門，通過設置在柱箱箱體底部的色譜柱箱前門軸與柱箱箱體相連。
3.根據權利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于所述柱箱箱體的內部空間呈圓柱狀。
4.根據權利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于所述的風扇電機是可調速直流電機。
5.根據權利要求1-4任一項所述的色譜柱箱，其特征在于還包括設置于柱箱箱體內 部的進氣口擋板，該進氣口擋板為中心開孔的環板狀，風扇電機的軸穿過該進氣口擋板的 中心開孔。
6.根據權利要求5所述的色譜柱箱，其特征在于所述進氣口擋板的中心開孔與所述柱 箱箱體內部中心區域連通。
7.如權利要求1-4任一項所述的色譜柱箱，其特征在于所述出氣口通過一擋板與柱箱 箱體內壁形成的通風道與所述柱箱箱體內前部區域連通。
8.如權利要求1所述的色譜柱箱，其特征在于所述進氣門和出氣門的控制電機為步進 電機。
全文摘要
本發明是關于一種色譜柱箱。該色譜柱箱包括柱箱箱體，優選的，柱箱箱體內壁為圓柱形，外壁為長方體形；風扇電機，固定在所述柱箱箱體的后面板上；離心風扇葉片、加熱裝置、溫度傳感器、色譜柱支架，設置在所述柱箱箱體內部；進氣口和出氣口，分別設置在所述柱箱箱體的后面板上，并與所述柱箱箱體內部連通；進氣口外有進氣門，出氣口外有出氣門，進氣門、出氣門的開度受電機控制，較佳的，該電機應為步進電機；以及可開閉的柱箱前門。通過本發明可使色譜柱箱小型化、快速升溫、快速降溫，并且易于色譜柱的安裝和更換，可用于便攜式氣相色譜儀中。
文檔編號G01N30/54GK102095823SQ20101057626
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者劉渝, 靳斌, 龔偉 申請人:西華大學