一種重量法測量氣體吸附劑材料性能的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及吸附材料性能測試領域，特別涉及一種重量法測量氣體吸附劑材料性能的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]吸附材料的性能，如等溫吸附線，吸附性能，脫附性能，吸附和脫附溫度等是吸附材料的重要參數，傳統吸附材料或新開發的吸附材料都需要精確測試其相關參數，然后才能推廣應用。
[0003]傳統的測量方式采用間接測量方式，比如在吸附材料的前后端布置溫度，濃度，壓力風速等等傳感器，再采用數學公式進行計算，推導出吸附材料的性能，這種方式雖然簡單，但由于吸附劑材料對氣體的吸附性能公式本身存在不確定性，導致間接推導出來的吸附材料性能存在不確定性和誤差。
[0004]吸附材料的物理吸附是指氣體分子或蒸汽分子被固體表面吸附，被吸附的分子以類似于凝聚的物理過程與固體表面結合，即以范德華力相互作用，稱之為物理吸附。因此，采用一定時間段內的重量測量能夠準確直接的測量吸附材料的吸附或脫附性能。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種重量法測量氣體吸附劑材料的吸附或脫附性能的方法和裝置，目的是在工業應用過程中，精確測量吸附劑材料的性能。
[0006]本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。
[0007]一種重量法測量氣體吸附劑材料性能的裝置，包括吸附氣體發生單元，以及與吸附氣體發生單元相連的進出管道，在吸附氣體發生單元進出管道上設有一管道回路，在管道回路上設有重量測量單元，重量測量單元的進出管道上再進一步設有一管道回路。
[0008]進一步地，所述吸附氣體發生單元的進出管道口上、出口管道上和進出管道回路上分別裝有閥門，吸附氣體發生單元的進出管道口上閥門為便于氣體循環的1#閥門VI，在吸附氣體發生單元的出口管道上的閥門為2#閥門V2，在吸附氣體發生單元進出管道回路上的閥門為3#閥門V3。
[0009]進一步地，在所述重量測量單元兩側的進出管道和重量測量單元的進出管道回路上分別設有閥門，重量測量單元兩側的進出管道上的閥門包括4#閥門V4、5#閥門V5，還包括氣體流量計F ;在重量測量單元的進出管道回路上閥門為6#閥門V6。
[0010]進一步地，所述閥門是電動閥門、電磁動閥門、氣動閥門或者這幾種閥門的組合。
[0011]進一步地，所述重量測量單元包括吸附材料裝填部件，以及在其兩側設置的進口和出口管路連接板，進口和出口管路連接板的外側分別設有進口和出口管路；在吸附材料裝填部件上方設有與其相接的微量天平，位于進口和出口管路連接板之間設有曲柄連桿機構。
[0012]進一步地，在所述吸附材料裝填部件與進口和出口管路連接板之間設有橡膠密封墊。
[0013]進一步地，所述曲柄連桿機構由雙向轉動電機驅動，曲柄連桿機構的轉動分為三個檔位，第一個檔位是兩個曲柄位置形成垂直狀態；第二個檔位是兩個曲柄位置形成與水平方向30?45°之間的位置；第三個檔位是兩個曲柄位置形成水平狀態。
[0014]進一步地，所述吸附材料裝填部件中填裝有附劑材料，吸附劑材料被制作成與吸附材料裝填部件一樣的形狀，其橫截面積比吸附材料裝填部件略小，緊貼吸附材料裝填部件安裝。
[0015]進一步地，所述重量測量單元進口和出口管路上設有溫度和氣體濃度傳感器。
[0016]相應地，本發明還給出了一種利用上述的裝置進行重量法測量氣體吸附劑材料的方法，包括下述步驟:
[0017]1)系統初始啟動時，1#閥門VI打開，其余閥門全部關閉，吸附氣體從吸附氣體發生單元的出口直接進入到吸附氣體發生單元的進口；
[0018]2)吸附氣體發生單元的吸附氣體調節穩定后，1#閥門VI和6#閥門V6關閉，2#閥門V2、4#閥門V4、5#閥門V5和3#閥門V3分別打開，吸附氣體由吸附氣體發生單元的出口依次流過2#閥門V2、4#閥門V4、重量測量單元、5#閥門V5、氣體流量計F和3#閥門V3，然后進入吸附氣體發生單元；
[0019]3)重量測量單元進口和出口管路上的溫度和氣體濃度傳感器測量進出口管道的氣體溫度和濃度；測量一段時間后，4#閥門V4、5#閥門V5關閉，6#閥門V6打開，其余閥門狀態不變，同時，重量測量單兀中的曲柄連桿機構將進口和出口管路與進口和出口管路連接板的固定件撐開，懸掛式微量天平連續測量吸附材料裝填部件的重量；
[0020]4)測量一定時間后，重量測量單元中的曲柄連桿機構將進口和出口管路與進口和出口管路連接板的固定件拉回與吸附材料裝填部件緊密連接，此時，關閉6#閥門V6，打開4#閥門V4和5#閥門V5，其余閥門狀態不變，實現一次數據測量；
[0021]5)重復步驟1)?6)，依次類推進行循環測量。
[0022]本發明通過重量測量單元中曲柄連桿機構的不同位置實現吸附劑材料的更換，吸附氣體的吸附或脫附以及和吸附或脫附后的重量測量。本發明利用重量法直接測量吸附劑材料的吸附或脫附性能，擺脫間接測量的不確定性。采用一定時間段內的重量測量能夠準確直接的測量吸附材料的吸附或脫附性能。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的結構原理圖。
[0024]圖中:11:吸附氣體發生單元；12:1#閥門VI ；13 -.2#閥門V2 ；14 -.4#閥門V4 ；15:重量測量單元；16:5#閥門V5 ；17:氣體流量計F ；18 -.3#閥門V3 ；19 -.6#閥門V6。
[0025]圖2是重量測量單元的結構原理圖。
[0026]圖中:1:微量天平；2:進口和出口管路；3:進口和出口管路連接板；4:橡膠密封墊；5:吸附材料裝填部件；6:曲柄連桿機構。
[0027]圖3(a) -圖3(c)是重量測量單元在曲柄連桿機構6的作用下的三個位置示意圖。【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明的工作原理作進一步詳細說明。
[0029]參照圖1所示，該重量法測量氣體吸附劑材料性能的裝置，包括吸附氣體發生單元11，以及與吸附氣體發生單元11相連的進出管道，在吸附氣體發生單元11進出管道上設有一管道回路，在管道回路上設有重量測量單元15，重量測量單元15的進出管道上再進一步設有一管道回路。
[0030]其中，吸附氣體發生單元11的進出管道口上裝有便于氣體循環的1#閥門VI 12，在吸附氣體發生單元11的出口管道上裝有2#閥門V2 13，在吸附氣體發生單元11進出管道回路上設有3#閥門V3 18。
[0031]在重量測量單元15兩側的進出管道上分別設有4#閥門V4 14、5#閥門V5 16和氣體流量計F17。在重量測量單元15的進出管道回路上設有6#閥門V6 19。上述閥門是電動閥門、電磁動閥門、氣動閥門或者這幾種閥門的組合。
[0032]具體吸附氣體發生單元的連接關系為，吸附氣體發生單元包括吸附氣體進口和吸附氣體出口，吸附氣體發生單元11的出口分為兩路，第一路出口與1#閥門VI 12的進口連接，1#閥門VI 12的進口與吸附氣體發生單元11的進口連接。第二路出口與2#閥門V2 13的進口連接，2#閥門V2 13的出口又分為兩個支路，第一個支路與6#閥門V6 19的進口連接，6#閥門V6 19的出口與3#閥門V3 18的進口連接，3#閥門V3 18的出口與吸附氣體發生單元11的進口連接；第二個支路與4#閥門V4 14的進口連接，4#閥門V4 14的出口與重量測量單元15的進口連接，重量測量單元15的出口與5#閥門V5 16的進口連接，5#閥門V5 16的出口與氣體流量計F17的進口連接，氣體流量計F17的出口與3#閥門V3 18的進口連接，3#閥門V3 18的出口與吸附氣體發生單元11的進口連接。
[0033]如圖2所示，重量測量單元15包括吸附材料裝填部件5，以及在其兩側設置的進口和出口管路連接板3，進口和出口管路2與進口和出口管路連接板3固定連接在一起，在吸附材料裝填部件5與進口和出口管路連接板3之間設有橡膠密封墊4，進口和出口管路連接板3的外側分別設有進口和出口管路2 ;在吸附材料裝填部件5上方設有與其固定相接的懸掛式微量天平1，位于進口和出口管路連接板3之間設有曲柄連桿機構6。
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