二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置制造方法
【專利摘要】一種二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，包括氣體循環系統、分別與氣體循環系統相連的二氧化碳注入系統、加壓系統、減壓系統和CO2分析儀；氣體循環系統包括：空氣儲罐、與空氣儲罐出口相連的凈化罐、與凈化罐出口相連的干燥器，干燥器的出口與空氣儲罐進口相連，空氣儲罐內裝有用于帶動氣體循環的風機，凈化罐內裝填有二氧化碳吸收劑；二氧化碳注入系統與空氣儲罐進口相連；所述CO2分析儀連接于干燥器的出口處的管路上。利用空氣壓縮機或真空泵和風機模擬二氧化碳吸收劑的工作環境，并實現裝置內氣體的循環，同時按照測試要求向測試裝置中輸入設定量的CO2，通過CO2分析儀檢測二氧化碳吸收劑的吸收性能，具有使用方便、測試結構準確的優點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于空氣凈化【技術領域】，具體涉及一種二氧化碳吸收劑的吸收性能測 試裝置。 二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置
【背景技術】
[0002] 二氧化碳吸收是空氣凈化領域的一個重要研究方向，在航天、航空及民用領域均 具有較廣泛的應用。例如在在執行艙外任務時，為了保證航天員航天服內的二氧化碳濃度 在允許范圍內，需要通過宇航服內的二氧化碳凈化裝置吸收航天員代謝產生的二氧化碳以 實現二氧化碳濃度控制和調節，其中主要依靠凈化裝置內裝填的二氧化碳吸收劑吸收C0 2 來控制其濃度，以保障航天員生命安全和身體健康。高性能的二氧化碳吸收劑是二氧化碳 吸收研究中的關鍵，在二氧化碳吸收劑研制過程中需要對其性能進行大量測試，從而研制 得到高性能的二氧化碳吸收劑，因此研制一種低成本的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置 有較大的實用性。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的是為了滿足二氧化碳吸收劑的吸收性能測試，提供一種可用于 模擬各種壓力環境下二氧化碳吸收劑工作性能、成本低、測試結構準確、使用方便的二氧化 碳吸收劑吸收性能測試裝置。
[0004] 本實用新型的技術方案是：包括氣體循環系統、分別與氣體循環系統相連的二氧 化碳注入系統、加壓系統、減壓系統和co 2分析儀；所述氣體循環系統包括：空氣儲罐、與空 氣儲罐出口相連的凈化罐、與凈化罐出口相連的干燥器，干燥器的出口與空氣儲罐進口相 連，從而實現整個回路內的氣流循環；空氣儲罐內裝有用于帶動氣體循環的風機，凈化罐內 裝填有二氧化碳吸收劑；所述二氧化碳注入系統與空氣儲罐進口相連；所述co 2分析儀連 接于干燥器的出口處的管路上。
[0005] 所述二氧化碳注入系統包括co2氣瓶，co2氣瓶的出口管路上設有co 2流量計、co2 流量調節閥。
[0006] 所述空氣儲罐的出口管路上設有空氣流量計、第一流量調節閥。
[0007] 所述加壓系統、減壓系統連接于空氣儲罐和干燥器之間的管路上。
[0008] 所述加壓系統包括空氣壓縮機，空氣壓縮機的進口管路上設有第二流量調節閥、 第二截止閥。
[0009] 所述減壓系統包括真空泵，真空泵的進口管路上設有第三流量調節閥、第三截止 閥，真空泵的出口管路上設有囊袋。
[0010] 還包括設置于空氣儲罐和干燥器之間的管路上的用于檢測氣體循環系統內壓力 的壓力傳感器，壓力傳感器位于加壓系統和減壓系統之間，便于加壓系統和減壓系統共用 一個控制柜。
[0011] 還包括與壓力傳感器、加壓系統、減壓系統分別相連用于根據壓力傳感器檢測的 氣體循環系統內壓力值控制加壓系統、減壓系統打開/關閉的控制柜。
[0012] 所述干燥器內裝有干燥劑，所述干燥劑為無水氯化鈣。
[0013] 所述凈化罐、干燥器的端蓋上裝有硅橡膠密封圈。
[0014] 本實用新型主要應用于不同壓力環境下二氧化碳吸收劑吸收性能的測試，以研制 高性能的二氧化碳吸收劑。本實用新型可利用空氣壓縮機(或真空泵)和風機模擬不同的二 氧化碳吸收劑工作壓力（正壓、負壓或常壓）及二氧化碳輸入情況，并實現裝置內氣體的循 環，同時按照測試要求向測試裝置中輸入設定量的C0 2，通過C02分析儀檢測二氧化碳吸收 劑的吸收性能，從而測試二氧化碳吸收劑的二氧化碳吸收性能，成本低、測試結構準確、并 且使用方便。〇) 2分析儀可用于測試絕對壓力為20kPa~200 kPa間的低壓、常壓和高壓下的 二氧化碳吸收劑的吸收效率。C02分析儀應安裝于干燥器的出口處，這樣可最大限度地減少 循環氣體中的水份對C0 2分析儀造成的不良影響。加壓系統、減壓系統最好設置在空氣儲 罐的進口處，并且只有在需要測試高壓、低壓下二氧化碳吸收劑的吸收效率時才需要開啟 工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型的原理圖。
【具體實施方式】
[0016] 本實用新型由氣體循環系統(含裝填有二氧化碳吸收劑的凈化罐及裝填有無水氯 化鈣的干燥器)、二氧化碳注入系統、加壓系統和減壓系統及檢測系統共五部份組成。利用 空氣壓縮機(或真空泵）和風機模擬二氧化碳吸收劑的工作環境(正壓、負壓或常壓)，并實 現裝置內氣體的循環，同時按照測試要求向測試裝置中輸入設定量的co 2，通過co2分析儀 檢測二氧化碳吸收劑的吸收性能。
[0017] 氣體循環系統包括空氣儲罐8、裝填有二氧化碳吸收劑的凈化罐、裝填有無水氯化 鈣的干燥器15,空氣儲罐8內裝有用于帶動氣體循環的風機9。二氧化碳吸收劑裝填在凈 化罐13內，通過調節第一流量調節閥12,使裝填二氧化碳吸收劑的凈化罐13內空氣流動性 能夠滿足預定的要求。干燥器15中加入無水氯化鈣作為干燥劑，根據二氧化碳吸收劑工作 性質(化學性質、物理性質）不同確定干燥器的加入量，裝填干燥劑的干燥器要保持良好的 空氣流動性。凈化罐13及干燥器15的端蓋均采用橡膠密封圈密封，通過螺栓連接方式保 證凈化罐13及干燥器15在工作時有良好的密封性。
[0018] 二氧化碳注入系統包括：C02氣瓶1及減壓閥、軟管接頭2和軟管接頭4、連接軟管 3、C02流量計5及C02流量調節閥6,該系統通過三通7與空氣儲罐8進口相連。該系統必 須與空氣儲罐8進口相連，并隨循環氣流進入到凈化罐13內，以利于C02的吸收。C02氣瓶 1為40L標準C0 2氣瓶，其中的二氧化碳純度為99. 5%以上，在工作時對C02氣瓶加以固定 支撐裝置。
[0019] 加壓系統包括：空氣壓縮機26、第二截止閥25和第二流量調節閥24。該系統通 過三通23與空氣儲罐8進口相連，通過第二流量調節閥24可控制測試裝置內的升壓速率。 加壓系統最好設置在空氣儲罐8的進口處，并且只有在需要測試高壓下二氧化碳吸收劑的 吸收效率時才需要開啟工作。
[0020] 減壓系統包括：真空泵20、第三截止閥19和第三流量調節閥18。該系統通過三通 17與空氣儲罐8進口相連，通過第三流量調節閥18可控制測試裝置內的減壓速率。該系統 也最好設置在空氣儲罐8的進口處，并且只有在需要測試低壓下二氧化碳吸收劑的吸收效 率時才需要開啟工作。
[0021] 壓力傳感器22設置加壓系統和減壓系統間的氣體循環回路上，用于檢測測試裝 置內的壓力。當測試裝置內的壓力高于或低于設定的壓力時，壓力傳感器22會自動開啟或 關閉真空泵20或空氣壓縮機26。
[0022] 加壓系統在進行高壓(如200kPa)下二氧化碳吸收劑吸收性能測試時，可先設定壓 力傳感器22斷開值為200kPa，然后打開第二截止閥25,并將第二流量調節閥24開到最大， 再開啟空氣壓縮機26向測試裝置內注入空氣。當測試裝置內的壓力加壓到接近200kPa時 再關小流量調節閥，直到裝置內壓力達到200kPa為止，這時空氣壓縮機26會自動停止工 作。若整個測試裝置的氣密性良好，則測試裝置內的壓力會穩定在200kPa左右。在確認測 試裝置無泄漏后，即可打開二氧化碳注入系統，向裝置內注入設定量的C0 2，開始進行二氧 化碳吸收劑吸收性能的測試。若系統有微量漏氣時導致壓力異常降低時，空氣壓縮機26又 會自動重新啟動工作，再向測試裝置內補充微量的空氣。
[0023] 減壓系統在進行低壓(如20kPa)下二氧化碳吸收劑吸收性能測試時，可先設定壓 力傳感器22斷開值為20kPa，然后打開第三截止閥19,并將第三流量調節閥18開到最大， 再開啟真空泵20將測試裝置內的空氣抽出到裝置外。當測試裝置內的壓力減壓到接近 20kPa時再關小流量調節閥，直到裝置內壓力達到20kPa為止，這時真空泵20會自動停止 工作。若整個測試裝置的氣密性良好，則測試裝置內的壓力會穩定在20kPa左右。在確認 測試裝置無泄漏后，即可打開二氧化碳注入系統，向裝置內注入設定量的C0 2，開始進行二 氧化碳吸收劑吸收性能的測試。若系統有微量漏氣時導致壓力異常升高時，真空泵20又會 自動重新啟動工作，將泄漏進裝置內的微量氣體抽出到裝置外。此時還可在真空泵20的出 口設置囊袋21，用于收藏從裝置內抽出來的微量氣體，且在真空泵20的出口處設置囊袋21 同時可防止外界空氣從真空泵20的出口處漏入到裝置內。
[0024] 在空氣儲罐8和干燥器15之間的管路上設有用于檢測氣體循環系統內壓力的壓 力傳感器22,壓力傳感器22位于加壓系統和減壓系統之間。
[0025] 本實用新型還可包括與壓力傳感器22、加壓系統、減壓系統分別相連用于根據壓 力傳感器22檢測的氣體循環系統內壓力值控制加壓系統、減壓系統打開/關閉的控制柜 27,控制柜27可選用上海好夫滿電氣設備有限公司的GB101230002型控制柜。
[0026] 使用時，首先將風機9安裝并固定于空氣儲罐8的底部，風機9的出口與空氣儲罐 8的出口相連，并將風機9與電纜接頭10聯接。再將空氣儲罐8的出口與空氣流量計11、 第一流量調節閥12、凈化罐13及干燥器15連結，截止閥28經過三通14裝于凈化罐13及 干燥器15之間的管路上，并將干燥器15的出口通過三通等與空氣儲罐8的進口相連，組成 空氣循環系統。
[0027] 接著將帶有減壓閥的二氧化碳氣瓶1通過塑料軟管3、二氧化碳流量計5及流量調 節閥6等與空氣循環系統相連接，組成二氧化碳注入系統。為保證二氧化碳與空氣盡可能 混合均勻，二氧化碳注入系統出口應設在空氣儲罐8的進口處。
[0028] 然后將空氣壓縮機26通過第二截止閥25、第二流量調節閥24等與空氣循環系統 連接，組成加壓系統。再將真空泵20通過第三截止閥19、第三流量調節閥18等也與空氣循 環系統連接，組成減壓系統。在兩者與空氣循環系統連接的管路之間設置壓力傳感器22,壓 力傳感器22將壓力信號轉變為電流信號，并輸出到控制柜27,控制柜27用于控制加壓系統 或減壓系統的開啟和關閉。
[0029] 最后將C02分析儀16安裝于干燥器15的出口處，這樣可最大限度地減少循環氣 體中的水份對C0 2分析儀造成的不良影響。至此，整套二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置 安裝完成。
[0030] 模擬負壓工作環境時，先將設定量的二氧化碳吸收劑裝入空氣循環系統中的凈化 罐13內，并擰緊凈化罐的密封蓋，再將適量的無水氯化鈣干燥劑裝入干燥器15內并擰緊干 燥器的密封蓋。接著關閉加壓系統上的第二截止閥25和空氣循環系統上的截止閥28,并在 壓力傳感器22上設定好測試裝置的工作壓力。再開啟減壓系統上的第三截止閥19,并將第 三流量調節閥18開到最大，然后開啟真空泵20將測試裝置內的空氣抽出到裝置外，同時開 啟空氣循環系統中的風機9。待測試裝置內的壓力抽到接近壓力傳感器22上的設定值時， 可關小第三流量調節閥18,并調節第一流量調節閥12,通過讀取空氣流量計11的數值，使 空氣循環風量達到設定值。待測試裝置內的壓力達到設定值時真空泵20會自動停機。在確 認測試裝置無泄漏后，即可打開二氧化碳注入系統，向裝置內注入設定量的C0 2，并通過C02 分析儀16測試二氧化碳吸收劑的吸收性能。若系統有微量漏氣時導致壓力異常升高時，真 空泵20又會自動重新啟動工作，將泄漏進裝置內的微量氣體抽出到裝置外。當測試裝置內 二氧化碳的濃度超過設定值后，試驗結束。此時可打開截止閥28,向裝置內注入空氣，待裝 置內外加壓平衡后，再打開凈化罐13和干燥器15的密封蓋，取出試驗后的材料，并將測試 裝置擦洗干凈待用。
[0031] 模擬常壓工作環境時，將二氧化碳吸收劑及干燥劑分別裝入凈化罐13和干燥器 15后，可先關閉加壓系統上的第二截止閥25、減壓系統上的第三截止閥19和空氣循環系統 上的截止閥28,然后開啟空氣循環系統中的風機9和第一流量調節閥12,待空氣循環風量 達到設定要求后，即可開啟二氧化碳注入系統進行氧化碳吸收劑吸收性能測試。
[0032] 模擬正壓工作環境時，先將將二氧化碳吸收劑及干燥劑分別裝入凈化罐13和干 燥器15后，再關閉減壓系統上的第三截止閥19和空氣循環系統上的截止閥28,并在壓力傳 感器22上設定好測試裝置的工作壓力。再開啟加壓系統上的第二截止閥25,并將第二流量 調節閥24開到最大，然后開啟空氣壓縮機26向測試裝置內的充入壓縮空氣，同時開啟空氣 循環系統中的風機9。待測試裝置內的壓力抽到接近壓力傳感器22上的設定值時，可關小 第二流量調節閥24,并調節第一流量調節閥12,使空氣循環風量達到設定值。待測試裝置 內的壓力達到設定值時空氣壓縮機26會自動停機。在確認測試裝置無泄漏后，即可打開二 氧化碳注入系統，測試二氧化碳吸收劑的吸收性能。若系統有微量漏氣時導致壓力異常降 低時，空氣壓縮機26又會自動重新啟動工作，向裝置內補充少量壓縮空氣。當測試裝置內 二氧化碳的濃度超過設定值后，試驗結束。此時可打開截止閥28向裝置外排氣，待裝置內 外加壓平衡后，再打開凈化罐13和干燥器15的密封蓋，取出試驗后的材料，并將測試裝置 擦洗干凈。
【權利要求】
1. 一種二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：包括氣體循環系統、分別與 氣體循環系統相連的二氧化碳注入系統、加壓系統、減壓系統和co 2分析儀； 所述氣體循環系統包括：空氣儲罐（8)、與空氣儲罐（8)出口相連的凈化罐（13)、與凈 化罐（13)出口相連的干燥器（15)，干燥器（15)的出口與空氣儲罐（8)進口相連；空氣儲罐 (8)內裝有用于帶動氣體循環的風機（9)，凈化罐（13)內裝填有二氧化碳吸收劑； 所述二氧化碳注入系統與空氣儲罐（8)進口相連； 所述C02分析儀（16)連接于干燥器（15)的出口處的管路上。
2. 根據權利要求1所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述二氧 化碳注入系統包括C02氣瓶（1 )，C02氣瓶（1)的出口管路上設有C02流量計（5)、0)2流量調 節閥（6)。
3. 根據權利要求1所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述空氣 儲罐（8 )的出口管路上設有空氣流量計（11 )、第一流量調節閥（12 )。
4. 根據權利要求1所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述加壓 系統、減壓系統連接于空氣儲罐（8)和干燥器（15)之間的管路上。
5. 根據權利要求1或4所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述 加壓系統包括空氣壓縮機（26 )，空氣壓縮機（26 )的進口管路上設有第二流量調節閥（24 )、 第二截止閥（25)。
6. 根據權利要求1或4所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述 減壓系統包括真空泵（20)，真空泵（20)的進口管路上設有第三流量調節閥（18)、第三截止 閥（19 )，真空泵（20 )的出口管路上設有囊袋（21)。
7. 根據權利要求1或4所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：還包 括設置于空氣儲罐（8)和干燥器（15)之間的管路上的用于檢測氣體循環系統內壓力的壓 力傳感器（22)，壓力傳感器（22)位于加壓系統和減壓系統之間。
8. 根據權利要求7所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：還包括與 壓力傳感器（22)、加壓系統、減壓系統分別相連用于根據壓力傳感器（22)檢測的氣體循環 系統內壓力值控制加壓系統、減壓系統打開/關閉的控制柜（27)。
9. 根據權利要求1所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述干燥 器（15)內裝有干燥劑，所述干燥劑為無水氯化鈣。
10. 根據權利要求1所述的二氧化碳吸收劑吸收性能測試裝置，其特征在于：所述凈化 罐（13)、干燥器（15)的端蓋上裝有硅橡膠密封圈。
【文檔編號】G01N33/00GK203881743SQ201420287046
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】鄧康清, 徐浩星, 杜又新, 崔兵彥, 周渝淞, 牛同鋒, 陳淑娟, 劉紅, 關兵鋒, 胡發靈 申請人:湖北航天化學技術研究所