一種氣體在線取樣四通閥門系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，包括左側四通閥、右側四通閥及真空泵，所述左側四通閥與右側四通閥連接，所述左側四通閥和右側四通閥分別與真空泵連接。本實用新型提供的一種氣體在線取樣四通閥門系統，實現了在不影響實驗體系環境(壓力、氣體氛圍)的情況下，可以多次實現樣品的在線取樣，并實現了閥門的全自動軟件控制。可以實現雙套系統平行進樣，增加實驗的效率，降低成本。
【專利說明】
一種氣體在線取樣四通閥門系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及新型氣體在線取樣四通閥門系統主要用用于光解水制氫系統、光催化制氫系統、光電解水制氫、C02還原等微量氣體的氣體在線取樣，用于氣體在線采集，并輸送到檢測設備。
【背景技術】
[0002]新型氣體在線取樣閥門系統，主要用于光催化活性評價系統，光解水制氫制氧，二氧化碳還原等氣體產物的采集，并將采集到的氣體樣品在線的輸送到檢測設備，氣相色譜。
[0003]現有的氣相色譜在線進樣，一般都是采用六通閥門取樣進樣，這樣可以實現樣品流過定量環后，通過六通閥門的切換實現將定量環的樣品載入檢測裝置分析。這只適合單向流動的氣體樣品，這樣才可以進行二次取樣。如果是一個封閉負壓體系，在二次進樣前定量環會有載氣留存在定量環里，通過切換會將載氣釋放到負壓系統里，會引起封閉負壓體系環境的改變，也不利于六通閥的二次取樣的準確性。
[0004]如圖1-1和1-2所示，六通閥門左側I，2號管與負壓體系聯通，3、6號管連接到一起，形成定量封閉的體系，稱之為定量環，4、5號管連接氣相色譜的載氣。狀態A:當閥門擰到A位置時，六通閥的接通狀態為2、3、1、6相通，4與5相通，此時負壓體系的樣品與定量環連通，定量環采集到樣品；狀態B，當閥門擰到B位置時，六通閥的接通狀態為3、4、5、6相通，I與2相通，此時氣相色譜的載氣(氮氣、氬氣或者氫氣)與定量環連通，流動的載氣將定量環內的樣品帶入氣相色譜儀分析，分析完成后，當再次回到A狀態時，定量環內的載氣將釋放到負壓體系內，影響實驗的一致性。
[0005]有鑒于上述現有的線檢取樣檢測測系統存在的缺陷:在恒定的反應環境中，單個六通閥門不能在負壓體系中多次取樣，不能實現對比分析。本設計人，積極加以研究創新，以期創設新型氣體在線取樣閥門組合系統，使其更具有實用性。
【實用新型內容】
[0006]為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種氣體在線取樣四通閥門系統，實現了在不影響實驗體系環境(壓力、氣體氛圍)的情況下，可以多次實現樣品的在線取樣，并實現了閥門的全自動軟件控制。可以實現雙套系統平行進樣，增加實驗的效率，降低成本。
[0007]通過兩個四通球閥的連接組合使用，形成一個獨立的定量環的空間，可以單獨將定量環抽取真空，抽取真空后的定量環可以多次接入系統進行多次采樣，不會影響系統本身的實驗環境。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下技術方案:
[0009](I)—種氣體在線取樣四通閥門系統，包括左側四通閥、右側四通閥及真空栗，所述左側四通閥與右側四通閥連接，所述左側四通閥和右側四通閥分別與真空栗連接。
[0010](2)根據(I)所述的氣體在線取樣四通閥門系統，所述左側四通閥包括I號管、2號管、3號管和4號管，所述右側四通閥包括I’號管、2’號管、3’號管和4’號管;所述左側四通閥的I號管和2號管與負壓體系連接，所述左側四通閥的3號管連接真空栗，所述左側四通閥的4號管連接右側四通閥的I’號管;所述右側四通閥的3’號管和4’號管與氣相色譜檢測器連接，所述右側四通閥2’號管連接真空栗。
[0011](3)—種氣體在線取樣四通閥門系統，包括第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥、第四四通閥及真空栗;第一四通閥和第二四通閥連接，第二四通閥和第三四通閥連接，第三四通閥和第四四通閥連接;第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥和第四四通閥分別與與真空栗連接。
[0012](4)根據(3)所述的氣體在線取樣四通閥門系統，第一四通閥包括I號管、2號管、3號管和4號；所述第二四通閥包括I’號管、2’號管、3’號管和4’號管；第三四通閥包括I”號管、2”號管、3”號管和4”號管;第四四通閥包括I”’號管、2”’號管、3”’號管和4”’號管；
[0013]所述第一四通閥的I號管、2號管與負壓體系連接，所述第一四通閥的3號管連接真空栗，所述第一四通閥的4號管與所述第二四通閥的I’號管連接；
[0014]所述第二四通閥的2’號管連接真空栗，所述第二四通閥的3’號管與氣相色譜檢測器連接，所述第二四通閥的4’號管與第三四通閥的2”號管連接；
[0015]所述第三四通閥的I”號管與氣相色譜檢測器連接，第三四通閥的3”號管連接真空栗，第三四通閥的4”號管與第四四通閥的I”’號管連接；
[0016]所述第四四通閥的2”’號管連接真空栗，第四四通閥的3”’號管和4”’號管與負壓體系連接。
[0017](5)根據(1)-(4)任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，所述四通閥門為玻璃真空閥門，玻璃閥門后端有抽取真空的管路，用于玻璃閥門的芯和玻璃閥門的殼緊密的結合在一起，保持良好的氣密性。
[0018](6)根據(1)-(5)任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，所述四通閥門為金屬四通球閥、氣動四通球閥或電動四通球閥。
[0019](7)根據(1)-(6)任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，所述四通閥門通過手動操控、單片機控制、軟件控制，根據實驗需求設置時間間隔。
[0020](8)根據(1)-(7)任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，所述的管路為玻璃管、塑料管、不銹鋼、復合材料管。
[0021](9)根據(1)-(8)任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，所述的管路為玻璃管路的焊接、接頭連接、銅、鋁、鐵、不銹鋼管路的標準接頭連接、塑料及復合材料管路的連接。
[0022]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:
[0023]1、本實用新型的新型氣體在線取樣四通閥門系統，玻璃閥門體系比較方便的實現了手動進樣，并可以隨時真空抽走定量環中的載氣，操作方便，工藝簡單。
[0024]2、本實用新型的新型氣體在線取樣四通閥門系統，采用雙四通組合模式，四通閥均采用全自動氣動閥門控制，實現了軟件反控控制，無需人工繁瑣的操作，可以匹配任意廠家氣相色譜。
【附圖說明】
[0025]圖1-1為六通閥門狀態A的結構圖。
[0026]圖1-2為六通閥門狀態B的結構圖。
[0027]圖2-1為四通閥門狀態A的結構圖。
[0028]圖2-2為四通閥門狀態B的結構圖。
[0029]圖3為雙四通閥門的組合連接的結構圖。
[0030]圖4為雙四通閥門的組合連接的結構圖。
[0031]圖5為雙四通閥門的組合連接的結構圖。
[0032]圖6為雙套系統雙四通閥門的組合連接的結構圖。
[0033]圖7為雙套系統雙四通閥門的組合連接的結構3D圖。
[0034]圖8為雙套系統雙四通閥門的組合連接的結構圖。
[0035]圖9為雙套系統雙四通閥門的組合連接的結構圖。
[0036]圖10為雙套系統雙四通閥門的組合連接的結構圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0038]實施例1:
[0039]如圖3所示，一種氣體在線取樣四通閥門系統，包括左側四通閥、右側四通閥及真空栗，所述左側四通閥與右側四通閥連接，所述左側四通閥和右側四通閥分別與真空栗連接。所述左側四通閥包括I號管、2號管、3號管和4號管，所述右側四通閥包括I’號管、2’號管、3’號管和4’號管;所述左側四通閥的I號管和2號管與負壓體系連接，所述左側四通閥的3號管連接真空栗，所述左側四通閥的4號管連接右側四通閥的I’號管;所述右側四通閥的3’號管和4’號管與氣相色譜檢測器連接，所述右側四通閥2’號管連接真空栗。
[0040]本實施例氣體在線取樣四通閥門系統的工作過程如下:
[0041](I)樣品收集，如圖3，左側四通閥處于A位置，I號管和4號管連通，2號管和3號管連通。右側四通閥處于B位置，I’號管和2’號管連通，3’號管和4’號管連通。兩通閥門始終關閉，此時樣品會通過定量環與系統相通。
[0042](2)根據實驗需要，樣品收集一定時間后，進行采樣測試分析，如圖4，左側四通閥扳到B位置，I號管和2號管連通，3號管和4號管連通。然后將右側四通閥扳到A位置，I’號管和4’號管連通，2’號管和3’號管連通。載氣將通過左側四通閥和右側四通閥形成的定量環，將定量環內的樣品輸送到氣相色譜儀的檢測器中進行分析。
[0043](3)進樣并數據分析分析完成后，如圖5，左側四通閥的位置不變，右側四通閥轉動至IJB的位置，然后打開兩通閥，實現定量環中載氣的抽取，真空抽取完成后，關閉兩通閥，左側四通閥扳到A位置，并回到狀態(I)，實現一次完整的進樣。
[0044]本實施方式采用的雙四通閥門組合，為玻璃四通閥門含真空杯，也可采用不銹鋼氣動四通閥(或者電動四通閥門)，通過軟件控制四通閥門的動作，動作順序與手動方式相同，實現了全自動運行。
[0045]實施例2:
[0046]如圖6所示，一種氣體在線取樣四通閥門系統，包括第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥、第四四通閥及真空栗;第一四通閥和第二四通閥連接，第二四通閥和第三四通閥連接，第三四通閥和第四四通閥連接;第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥和第四四通閥分別與與真空栗連接。
[0047]所述第一四通閥包括I號管、2號管、3號管和4號;所述第二四通閥包括I’號管、2’號管、3’號管和4’號管;第三四通閥包括I”號管、2”號管、3”號管和4”號管;第四四通閥包括I”’號管、2”’號管、3”’號管和4”’號管；
[0048]所述第一四通閥的I號管、2號管與負壓體系連接，所述第一四通閥的3號管連接真空栗，所述第一四通閥的4號管與所述第二四通閥的I’號管連接；
[0049]所述第二四通閥的2’號管連接真空栗，所述第二四通閥的3’號管與氣相色譜檢測器連接，所述第二四通閥的4’號管與第三四通閥的2”號管連接；
[0050]所述第三四通閥的I”號管與氣相色譜檢測器連接，第三四通閥的3”號管連接真空栗，第三四通閥的4”號管與第四四通閥的I”’號管連接；
[0051]所述第四四通閥的2”’號管連接真空栗，第四四通閥的3”’號管和4”’號管與負壓體系連接。
[0052]此4個閥門可以接入兩套制氫系統，且分別獨立控制。其中第一四通閥和第二四通閥為一組(I)，對應操作制氫系統I，第三四通閥和第四四通閥為一組(Π )，對應操作制氫系統2。通過第二四通閥的4’號管與第三四通閥的2”號管串聯起來，實現兩組閥門系統的串聯，氣相色譜的載氣可以分別將兩套閥門的系統實驗樣片送入檢測器。
[0053]如圖8，雙套制氫系統的在線取樣，采用的是將【具體實施方式】I中的取樣方式，通過GC接口處的四通串聯起來使用。第一、四四通閥置于A，第一四通閥的I號管和4號管連通，2號管和3號管連通;第四四通閥I”’號管和4”’號管兩通，2”’號管和3”’號管連通。第二、三四通閥置于B，第二四通閥的I’號管和4’號管連通，2’號管和3’號管連通，第三四通閥的I”號管和4”號管連通、2”號管和3”號管連通。(Ι)、(Π)組閥門系統，分別收集系統中產生的氣體，第二、三四通閥通過四通的串聯，載氣可以同時通過(Ι)、(Π)組閥門系統。
[0054]如圖9，(Π)組閥門系統維持狀態不動，(I)組閥門系統第一四通閥置于B，第二四通閥置于Α，系統I的氣體樣品通過載氣送到氣相色譜的檢測器檢測。
[0055]如圖10，(I)組閥門系統維持狀態不動，(Π)組閥門系統第三四通閥置于Α，第二四通閥置于B，系統2的氣體樣品通過載氣送到氣相色譜的檢測器檢測。
[0056](I)、(Π)組閥門系統的工作流程與實施例1相同。
[0057]本實施方式采用的雙四通閥門組合，為玻璃四通閥門含真空杯，也可采用不銹鋼氣動四通閥(或者電動四通閥門)，通過軟件控制四通閥門的動作，動作順序與手動方式相同，實現了全自動運行。
[0058]以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本實用新型的實質和保護范圍內，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，包括左側四通閥、右側四通閥及真空栗，所述左側四通閥與右側四通閥連接，所述左側四通閥和右側四通閥分別與真空栗連接。2.根據權利要求1所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，所述左側四通閥包括I號管、2號管、3號管和4號管，所述右側四通閥包括I’號管、2’號管、3’號管和4’號管;所述左側四通閥的I號管和2號管與負壓體系連接，所述左側四通閥的3號管連接真空栗，所述左側四通閥的4號管連接右側四通閥的I’號管;所述右側四通閥的3’號管和4’號管與氣相色譜檢測器連接，所述右側四通閥2’號管連接真空栗。3.—種氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，包括第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥、第四四通閥及真空栗;第一四通閥和第二四通閥連接，第二四通閥和第三四通閥連接，第三四通閥和第四四通閥連接;第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥和第四四通閥分別與與真空栗連接。4.根據權利要求3所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，第一四通閥包括I號管、2號管、3號管和4號;所述第二四通閥包括I’號管、2’號管、3’號管和4’號管;第三四通閥包括I”號管、2”號管、3”號管和4”號管;第四四通閥包括I”’號管、2”’號管、3”’號管和4”’號管； 所述第一四通閥的I號管、2號管與負壓體系連接，所述第一四通閥的3號管連接真空栗，所述第一四通閥的4號管與所述第二四通閥的I’號管連接； 所述第二四通閥的2’號管連接真空栗，所述第二四通閥的3’號管與氣相色譜檢測器連接，所述第二四通閥的4’號管與第三四通閥的2”號管連接； 所述第三四通閥的I”號管與氣相色譜檢測器連接，第三四通閥的3”號管連接真空栗，第三四通閥的4”號管與第四四通閥的I”’號管連接； 所述第四四通閥的2”’號管連接真空栗，第四四通閥的3”’號管和4”’號管與負壓體系連接。5.根據權利要求1-4任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，所述四通閥門為玻璃真空閥門，玻璃閥門后端有抽取真空的管路，用于玻璃閥門的芯和玻璃閥門的殼緊密的結合在一起，保持良好的氣密性。6.根據權利要求1-4任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，所述四通閥門為金屬四通球閥、氣動四通球閥或電動四通球閥。7.根據權利要求1-4任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，所述四通閥門通過手動操控、單片機控制、軟件控制，根據實驗需求設置時間間隔。8.根據權利要求1-4任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，所述氣體在線取樣四通閥門系統的管路為玻璃管、塑料管、不銹鋼或復合材料管。9.根據權利要求1-4任一項所述的氣體在線取樣四通閥門系統，其特征在于，所述氣體在線取樣四通閥門系統的管路的連接為玻璃管路的焊接、接頭連接、銅、鋁、鐵、不銹鋼管路的標準接頭連接、塑料及復合材料管路的連接。
【文檔編號】G01N1/24GK205426868SQ201520796926
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年10月15日
【發明人】王新偉, 蔡春水, 牟濤
【申請人】北京中教金源科技有限公司