CN111487355A - 一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，该壁挂式含标定功能的恒温控制箱，包括标定系统和混合系统，所述标定系统通过混合系统连接色谱仪；本发明的混合系统从根本上是通过液氮与样气混合进入自循环混合管道机构，伴随加热气化释放，使液氮与样气充分的混合，自循环混合管道机构利用弧形段以及喇叭段的组合利用液氮气化促使内部气体的相互流动，使样气与液氮气化产生的氮气充分的混合，尤其是样气中的有机相由低温升温的过程中良好的释放到了氮气的气氛中，经过这样一种混合处理后的混合气能够降低色谱仪检测数值的波动，使检测数据更加可信，并且数据处理更加容易。

Description

一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱

技术领域

本发明属于气体在线监测技术领域，具体涉及一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱。

背景技术

挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds)，简称VOC。目前，VOC在线监测系统是为环境监测行业提供气体监控业务的集成系统，可以实现有机废气主要组分以及总量在线监测。在线监测仪采用先进的只能组分分析算法以及FID技术，通过高精度AD采样对气体进行采集、处理、分析、存储并上传实时测量数据，实时监测总VOC浓度、主要组分浓度、总排放量。

气体在线监测设备一般需要配备恒温控制箱，恒温控制箱是一种标准的预处理设备，其主要作用是保持进入VOC在线监测设备的气体的温度稳定性，避免样气温度过高或过低对于VOC在线监测设备内部检测单元造成损伤，现有技术中的恒温控制箱存在的问题是在标气与样气混合进入VOC在线监测设备时混合并不充分，因此在混合气通过检测单元时其成分是处于波动状态，导致检测数据波动，需要进行多次算法处理得出可信数据。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种使标气与样气混合均匀的壁挂式含标定功能的恒温控制箱。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，包括标定系统和混合系统，所述标定系统包括抽气泵、六通阀和定量环，抽气泵的进口通过管道连接样气入口，出口通过管道连接六通阀的5号口，六通阀的6号口通过管道连接全程标定出口，六通阀的4号口和1号口之间连接有定量环，六通阀的2号口连接混合系统的入口，六通阀的3号口通过管道连接标气入口；混合系统包括1号三通阀、自循环混合管道机构、加热单元、进气嘴、出气嘴、进气阀和出气阀，自循环混合管道机构为对称结构，包括上单元和下单元，上单元和下单元均包括弧形段、连通段、喇叭段、连接段和中通段，弧形段的两端分别通过连通段连接两个喇叭段的广口端，两个喇叭段的缩口段通过连接段直通连接，连接段的中部连通中通段的一端，中通段的另一端连接弧形段的中部，上单元和下单元的弧形段连为一体构成连体部分，连体部分的两侧分别连接进气嘴和出气嘴，出气嘴和进气嘴均与弧形段的内部空间连通，进气嘴上设有进气阀，出气管上设有出气阀，进气嘴连接1号三通阀的下口，1号三通阀的左口连接标定系统的出口，1号三通阀的右口连接载气入口，出气嘴连通色谱仪样气入口；弧形段上设有加热单元。

作为本发明的进一步优化方案，所述标气为液氮。

作为本发明的进一步优化方案，所述上单元和下单元的弧形段内部空间相互连通。

作为本发明的进一步优化方案，所述加热单元为电热丝，电热丝环绕于弧形段的外部。

作为本发明的进一步优化方案，色谱仪采用现有技术中的气相色谱仪。该色谱仪的检测返回口通过管道连接水气分离器的入口，水气分离器的出水口连接至废水收集管道。检测返回口排出检测后的废气，废气经过水气分离后的气相从出气口排入大气，出水口排入废水收集管道收集。

作为本发明的进一步优化方案，所述标定系统还连接反吹系统，利用反吹系统对标定系统的管道进行反吹，反吹系统包括压缩空气源、电磁阀和2号三通阀，压缩空气源通过管道和电磁阀连接2号三通阀的上口，2号三通阀的左口和右口分别连接样气入口和抽气泵入口。2号三通阀切换压缩空气和样气两个气源进入抽气泵，切换左口与右口连通时样气进入抽气泵，切换上口与右口连通时压缩空气进入抽气泵，对标定系统管道进行反吹清洁。

本发明的有益效果在于：

1)本发明的混合系统从根本上是通过液氮与样气混合进入自循环混合管道机构，伴随加热气化释放，使液氮与样气充分的混合，自循环混合管道机构利用弧形段以及喇叭段的组合利用液氮气化促使内部气体的相互流动，使样气与液氮气化产生的氮气充分的混合，尤其是样气中的有机相由低温升温的过程中良好的释放到了氮气的气氛中，经过这样一种混合处理后的混合气能够降低色谱仪检测数值的波动，使检测数据更加可信，并且数据处理更加容易；

2)本发明采用六通阀配合定量环的结构对样气进行标定，并且能够方便的切换到标气通道，标气能够更好的与样气进行混合。

附图说明

图1是实施例一中本发明的系统结构示意图；

图2是实施例一中本发明的定量环截留样气时六通阀的阀口示意图；

图3是实施例一中本发明的标气混合样气时六通阀的阀口示意图；

图4是实施例一中本发明的自循环混合管道机构的结构示意图。

图中：抽气泵101、六通阀102、定量环103；

1号三通阀201、自循环混合管道机构202、加热单元203、进气嘴204、出气嘴205、进气阀206、出气阀207；

弧形段2021、连通段2022、喇叭段2023、连接段2024、中通段2025、连体部分2026；

电磁阀301、2号三通阀302。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例一

如图1-4所示，一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，包括标定系统和混合系统，所述标定系统通过混合系统连接色谱仪，标定系统对样气进行标定，获取标定量的样气，并在标定系统中与标气初步混合后进入混合系统与标气充分混合，然后再通过载气送入色谱仪对样气进行监测。

标定系统包括抽气泵101、六通阀102和定量环103，抽气泵101的进口通过管道连接样气入口，出口通过管道连接六通阀102的5号口，六通阀102的6号口通过管道连接全程标定出口，六通阀102的4号口和1号口之间连接有定量环103，六通阀102的2号口连接混合系统的入口，六通阀102的3号口通过管道连接标气入口。

标定系统的样气标定的方法：六通阀102的阀口切换至2号口与3号口连通、1号口与6号口连通、5号口连通4号口，抽气泵101将样气抽入6号口，样气依次经过6号口、1号口、定量环103、4号口和5号口，通过定量环103截留定量的样气，剩余的样气从全程标定出口排出；

标定系统的样气与标气混合的方法：六通阀102的阀口切换至2号口与1号口连通、3号口与4号口连通、5号口连通6号口，标气进入3号口，依次经过3号口、4号口、定量环103、1号口和2号口，标气通过定量环103时与定量环103中所截留的定量的样气混合后最终从2号口输出到混合系统中。

混合系统包括1号三通阀201、自循环混合管道机构202、加热单元203、进气嘴204、出气嘴205、进气阀206和出气阀207，自循环混合管道机构202为对称结构，包括上单元和下单元，上单元和下单元均包括弧形段2021、连通段2022、喇叭段2023、连接段2024和中通段2025，弧形段2021的两端分别通过连通段2022连接两个喇叭段2023的广口端，两个喇叭段2023的缩口段通过连接段2024直通连接，连接段2024的中部连通中通段2025的一端，中通段2025的另一端连接弧形段2021的中部，上单元和下单元的弧形段2021连为一体构成连体部分2026，连体部分2026的两侧分别连接进气嘴204和出气嘴205，出气嘴205和进气嘴204均与弧形段2021的内部空间连通，进气嘴204上设有进气阀206，出气管上设有出气阀207，进气嘴204连接1号三通阀201的下口，1号三通阀201的左口连接六通阀102的2号口，1号三通阀201的右口连接载气入口，出气嘴205连通色谱仪样气入口；弧形段2021上设有加热单元203。

必要的，标气为液氮。载气为氮气。

混合系统的混合原理：首先1号三通阀201切换为左口和下口连通，标气与样气的混合气从进气嘴204进入上单元和下单元的弧形段2021，然后从液氮通过加热单元203的加热气化，气化使气相总量增加，弧形段2021内部气压升高，气流通过连通段2022流向一个喇叭段2023的广口端，气流通过这个喇叭段2023的广口端进入缩口段，由于口径变化在中间的连接段2024内产生负压，将气体从中通段2025抽入，然后从另一个喇叭段2023流出，气体流动的动能实际上是由液氮气化所提供的，在液氮完全气化之前内部气化会不断的使内部气流在弧形段2021与喇叭段2023之间相互流动，在完全密封的空间内产生一个良好的混合效果，只有在液氮完全气化之后自循环混合管道机构202内部的气体才可能进入一个稳定的状态。

在上述进气过程中一定时间(优选为30s)后含有样气的混合气完全进入环形管，此时关闭进气嘴204上的阀门，出气嘴205上的阀门初始处于关闭状态，此时混合气被封闭在自循环混合管道机构202内。

一定时间(优选为1～2min)后混合气中的液氮充分气化，此时打开出气阀207，自循环混合管道机构202内由于高压使气体从出气嘴205排出，进入色谱仪样气入口，通过色谱仪进行在线监测挥发性有机物量。

需要对色谱仪进行清洁时，1号三通阀201切换为右口和下口连通，然后打开进气阀206和出气阀207，载气通过1号三通阀201进入自循环混合管道机构202，然后进入色谱仪样气入口，通过单纯的载气对色谱仪进行清洁。

在本实施例中上单元和下单元的弧形段2021内部空间相互连通。

在本实施例中加热单元203为电热丝，电热丝环绕于弧形段2021的外部。

在本实施例中色谱仪采用现有技术中的气相色谱仪。该色谱仪的检测返回口通过管道连接水气分离器的入口，水气分离器的出水口连接至废水收集管道。检测返回口排出检测后的废气，废气经过水气分离后的气相从出气口排入大气，出水口排入废水收集管道收集。

标定系统还连接反吹系统，利用反吹系统对标定系统的管道进行反吹，反吹系统包括压缩空气源、电磁阀301和2号三通阀302，压缩空气源通过管道和电磁阀301连接2号三通阀302的上口，2号三通阀302的左口和右口分别连接样气入口和抽气泵101入口。2号三通阀302切换压缩空气和样气两个气源进入抽气泵101，切换左口与右口连通时样气进入抽气泵101，切换上口与右口连通时压缩空气进入抽气泵101，对标定系统管道进行反吹清洁。

必要的，与现有技术中的恒温控制箱相同的设置有恒温系统，但是其仅作用于出气嘴205之后的工段，也即只对从出气嘴205排出的气体进行恒温处理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，其特征在于：包括标定系统和混合系统，所述标定系统包括抽气泵、六通阀和定量环，抽气泵的进口通过管道连接样气入口，出口通过管道连接六通阀的5号口，六通阀的6号口通过管道连接全程标定出口，六通阀的4号口和1号口之间连接有定量环，六通阀的2号口连接混合系统的入口，六通阀的3号口通过管道连接标气入口；混合系统包括1号三通阀、自循环混合管道机构、加热单元、进气嘴、出气嘴、进气阀和出气阀，自循环混合管道机构为对称结构，包括上单元和下单元，上单元和下单元均包括弧形段、连通段、喇叭段、连接段和中通段，弧形段的两端分别通过连通段连接两个喇叭段的广口端，两个喇叭段的缩口段通过连接段直通连接，连接段的中部连通中通段的一端，中通段的另一端连接弧形段的中部，上单元和下单元的弧形段连为一体构成连体部分，连体部分的两侧分别连接进气嘴和出气嘴，出气嘴和进气嘴均与弧形段的内部空间连通，进气嘴上设有进气阀，出气管上设有出气阀，进气嘴连接1号三通阀的下口，1号三通阀的左口连接标定系统的出口，1号三通阀的右口连接载气入口，出气嘴连通色谱仪样气入口；弧形段上设有加热单元。

2.根据权利要求1所述的一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，其特征在于：所述标气为液氮。

3.根据权利要求1所述的一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，其特征在于：所述上单元和下单元的弧形段内部空间相互连通。

4.根据权利要求1所述的一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，其特征在于：所述加热单元为电热丝，电热丝环绕于弧形段的外部。

5.根据权利要求1所述的一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，其特征在于：所述色谱仪的检测返回口通过管道连接水气分离器的入口，水气分离器的出水口连接至废水收集管道。

6.根据权利要求1所述的一种壁挂式含标定功能的恒温控制箱，其特征在于：所述标定系统还连接反吹系统，利用反吹系统对标定系统的管道进行反吹，反吹系统包括压缩空气源、电磁阀和2号三通阀，压缩空气源通过管道和电磁阀连接2号三通阀的上口，2号三通阀的左口和右口分别连接样气入口和抽气泵入口。

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