CN104111181B - 一种用于捕集气体样品的捕集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种捕集装置，尤其是涉及一种用于大气挥发性有机物检测仪的组件。包括一个设有圆台的主体，所述圆台外壁周向设有若干螺旋槽，所述螺旋槽上绕有毛细管，圆台上设有正极和负极两个电极片；所述正极电极片与毛细管的进气端接触，所述负极电极片与毛细管的出气端接触。因此，本发明具有如下优点：1)体积小，重量轻；2)热损失量小，制冷效率高；3)能耗低；4)可根据需要细微地调节温度控制；5)无需进行昂贵且繁琐的后期维护。

Description

一种用于捕集气体样品的捕集装置

技术领域

本发明涉及一种用于大气挥发性有机物检测仪的组件，尤其是涉及一种用于捕集气体样品的捕集装置。

背景技术

现有的大气挥发性有机物的捕集装置，采用了复叠式制冷系统，它克服了现有技术所存在的用液氮制冷所带来的应用局限性及操作成本过大等缺陷。

复叠式制冷系统通一般是由两个独立的制冷系统组成，分别称为高温系统及低温系统。在高温系统中使用中温制冷剂，在低温系统中使用低温制冷剂。高温系统中制冷剂的蒸发是为了吸收低温系统中制冷剂冷凝所释放的热量，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温系统的蒸发器，又是低温系统的冷凝器。低温系统中的制冷剂在蒸发器内蒸发向被冷却对象吸热即制冷，并将此热量传给高温系统制冷剂，然后再由高温系统中的制冷剂将热量传给冷却介质水或空气，即向环境放热。

复叠式制冷系统具有以下优点：1低温系统压缩机的气缸容积比双级压缩低温部分压缩机气缸容积小得多。这对减少整机的重量、尺寸有利。例如蒸发温度为-60℃时.Rl2和R13组成的覆叠式制冷机与R12的双级压缩制冷机比较，总的气缸容积可减少65％，而且可减少能耗10％以上。2系统内保持正压力，空气不易漏入系统，使运行稳定而安全。3复叠式制冷机不仅可以用不同的制冷剂组合，而且可用不同的制冷方式加以组合。例如，低温系统用蒸汽压缩式制冷循环，而高温系统用吸收式制冷循环。

复叠式制冷系统的缺点是冷凝蒸发器、膨胀容器等设备及多元制冷剂使系统的复杂性提高。同时由于蒸发冷凝器有传热温差存在，当传热温差过大时，会使复叠式制冷系统消耗的功比多级压缩单一制冷剂的系统要大。

然后，将复叠式制冷系统应用于捕集大气中挥发性有机物，需要达到-150℃的制冷环境，否则无法捕集类似氯甲烷等低沸点目标化合物，但是这种制冷系统在长期运行过程中存在以下不足：1体积笨重，功率大；2从室温降至-150℃所需时间长；3向环境空气散出的热量大；4添加制冷剂繁琐；4复叠式制冷系统的制冷温度只能在小范围内调节。因此，为了更有效地捕集大气中挥发性有机物，亟需一种低耗能、制冷效率高的捕集装置。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，包括一个设有圆台的主体，以及一个底端周向设有接触环的柱体；所述柱体内部的部分为空腔且圆台位于柱体的空腔内，并且柱体能在一驱动机构的驱动下与圆台发生相对轴向的垂直运动；所述柱体外壁周向设有螺旋槽，所述螺旋槽上绕有毛细管；柱体上设有两个电极片，分别是正极电极片和负极电极片；所述正极电极片与毛细管的毛细管进气端接触，所述负极电极片与毛细管的毛细管出气端接触。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述主体的圆台下方设有一个法兰盘；法兰盘下方设有一个套在制冷机的制冷头上的套管，所述套管底部外壁周向设有一个楔形卡环，锁紧帽套在套管外壁使套管紧固在制冷头上。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述柱体上端面设有一个压盖，柱体外壁还设有一个套在柱体上用于保护毛细管的护圈；压盖截面为U形，套在圆台上将护圈紧固在圆台外壁；正极电极片和负极电极片均为Z形；正极电极片一端与设有一个供毛细管通过的弧形凹槽并通过护圈压住固定，正极电极片弧形凹槽的内壁与毛细管的毛细管进气端接触；；负极电极片一端与设有一个供毛细管通过的弧形凹槽并通过压盖和护圈联合压住固定，负极电极片弧形凹槽的内壁与毛细管的毛细管出气端接触；所述正极电极片和负极电极片另一端分别设有一个用于固定电线正极端和负极端的接线座。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述护圈外壁设有一个安装孔，所述柱体上设有与安装孔对应的孔，温度探头伸入安装孔至柱体孔内，所述压盖上设有一个探头固定孔，探头定位螺丝穿过探头固定孔将温度探头固定在护圈上。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述驱动机构包括一个驱动电机，一个通过固定螺钉固定在驱动电机输出轴上的电机连接套，以及一个推拉杆；所述推拉杆一端设有导向螺纹槽，另一端设有固定螺纹；推拉杆设有固定螺纹的一端穿过压盖和柱体的定位孔并通过锁紧螺母与压盖和柱体连接固定在一起；推拉杆设有导向螺纹槽的一端插入电机连接套内并能在电机连接套内垂直上下运动；推拉杆设有导向螺纹槽的一端侧面轴向设有一个平口，形成一个径向截面为夹角大于90度的弧形，该推拉杆设有平口的一端穿过一个挡片，挡片中的穿孔形状与弧形相适应；电机连接套的外壁设有一个导向螺钉，所述导向螺钉穿过电机连接套位于导向螺纹槽内；推拉杆设有导向螺纹槽的一端还设有一个弹簧槽；压簧一端设置在弹簧槽内，另一端套在驱动电机输出轴上并与电机连接套内壁接触。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，还包括一个保温组件，将毛细管、电极片、护圈以及压盖封闭在保温组件的空腔内。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述保温组件包括一个保温盖和一个保温套，所述保温盖和一个保温套的截面均是U形，上下扣合形成一个具有空腔的矩形保温组件，所述保温套底端设有一个安装孔，所述安装孔的孔径大于套管直径且小于法兰盘外径；保温套底端通过螺丝固定在法兰盘上；保温盖21扣在保温套上并紧固；上述挡片固定在保温盖上。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述保温套对应毛细管进气端和毛细管出气端处均设有槽，毛细管进气端和毛细管出气端分别通过保温套的槽伸出保温套外。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，所述柱体上还设有导向孔，所述推拉杆设有固定螺纹的一端开有内孔，导向杆的一端插入导向孔内，另一端插入推拉杆内孔并通过螺纹固定。

在上述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，还包括一个控制驱动电机的控制组件，所述控制组件包括套在电机连接套顶端的光栅片，所述光栅片通过锁紧螺母固定在电机连接套上，光栅片与光耦控制器联合控制驱动电机的开关；所述保温盖上设有一个用于放置驱动电机的垫套，上述电机连接套设置在垫套内。

因此，本发明具有如下优点：1、体积小，重量轻；2、制冷效率高；3、散热量小，应用范围广；4、可根据需要细微地调节温度控制；5、无需进行昂贵且繁琐的后期维护。

附图说明

附图1是本发明的主视结构示意图。

附图2是本发明的一种立体结构示意图(部分剖视)。

附图3是本发明的一种立体结构示意图。

附图4是本发明中压盖、挡片以及推拉杆组合安装的立体结构示意图。

附图5是本发明中推拉杆的立体结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，圆台1、接触环2、柱体3、螺旋槽4、毛细管5、正极电极片6、负极电极片7、毛细管进气端8、毛细管出气端9、法兰盘10、套管11、楔形卡环12、锁紧帽13、压盖14、护圈15、安装孔、温度探头17、探头固定孔、探头定位螺丝19、驱动电机20、电机连接套21、推拉杆22、导向螺纹槽23、锁紧螺母24、平口25、挡片26、导向螺钉27、弹簧槽28、压簧29、保温盖30、保温套31、导向孔32、导向杆33、光栅片34、垫套35、主体36、接线座37、导向螺纹。

实施例：

首先，介绍一下本发明的结构：

本发明包括一个设有圆台1的主体36，以及一个底端周向设有接触环2的柱体3；所述柱体3内部的部分为空腔且圆台1位于柱体3的空腔内，并且柱体3能在一驱动机构的驱动下与圆台1发生相对轴向的垂直运动；所述柱体3外壁周向设有螺旋槽4，所述螺旋槽4上绕有毛细管5；柱体3上设有两个电极片，分别是正极电极片6和负极电极片7；所述正极电极片6与毛细管5的毛细管进气端8接触，所述负极电极片7与毛细管5的毛细管出气端9接触。

主体36的圆台1下方设有一个法兰盘10；法兰盘10下方设有一个套在制冷机的制冷头上的套管11，所述套管11底部外壁周向设有一个楔形卡环12，锁紧帽13套在套管11外壁使套管11紧固在制冷头上。

柱体3上端面设有一个压盖14，柱体3外壁还设有一个套在柱体3上用于保护毛细管5的护圈15；压盖14截面为U形，套在圆台1上将护圈15紧固在圆台1外壁；正极电极片6和负极电极片7均为Z形；正极电极片6一端与设有一个供毛细管5通过的弧形凹槽并通过护圈15压住固定，正极电极片6弧形凹槽的内壁与毛细管5的毛细管进气端8接触；；负极电极片7一端与设有一个供毛细管5通过的弧形凹槽并通过压盖14和护圈15联合压住固定，负极电极片7弧形凹槽的内壁与毛细管5的毛细管出气端9接触；所述正极电极片6和负极电极片7另一端分别设有一个用于固定电线正极端和负极端的接线座37。

护圈15外壁设有一个安装孔，所述柱体3上设有与安装孔对应的孔，温度探头17伸入安装孔至柱体3孔内，所述压盖14上设有一个探头固定孔，探头定位螺丝19穿过探头固定孔将温度探头17固定在护圈15上。

驱动机构包括一个驱动电机20，一个通过固定螺钉固定在驱动电机20输出轴上的电机连接套21，以及一个推拉杆22；所述推拉杆22一端设有导向螺纹槽23，另一端设有固定螺纹；推拉杆22设有固定螺纹的一端穿过压盖14和柱体3的定位孔并通过锁紧螺母24与压盖14和柱体3连接固定在一起；推拉杆22设有导向螺纹的一端插入电机连接套21内并能在电机连接套21内垂直上下运动；推拉杆22设有导向螺纹的一端侧面轴向设有一个平口25，形成一个径向截面为夹角大于90度的弧形，该推拉杆22设有平口25的一端穿过一个挡片26，挡片26中的穿孔形状与弧形相适应；电机连接套21的外壁设有一个导向螺钉27，所述导向螺钉27穿过电机连接套21位于导向螺纹槽23内；推拉杆22设有导向螺纹的一端还设有一个弹簧槽28；压簧29一端设置在弹簧槽28内，另一端套在驱动电机20输出轴上并与电机连接套21内壁接触。

本发明还包括一个保温组件，将毛细管5、电极片、护圈15以及压盖14封闭在保温组件的空腔内。

保温组件包括一个保温盖30和一个保温套31，所述保温盖30和一个保温套31的截面均是U形，上下扣合形成一个具有空腔的矩形保温组件，保温套31底端设有一个安装孔，安装孔的孔径大于套管11直径且小于法兰盘10外径；保温套31底端通过螺丝固定在法兰盘10上；保温盖21扣在保温套31上并紧固；上述挡片26固定在保温盖30上。

保温套31对应毛细管进气端8和毛细管出气端9处均设有槽，毛细管进气端8和毛细管出气端9分别通过保温套31的槽伸出保温套31外；柱体3上还设有导向孔32，推拉杆22设有固定螺纹的一端开有内孔，导向杆33的一端插入导向孔32内，另一端插入推拉杆22内孔并通过螺纹固定。

本发明还包括一个控制驱动电机20的控制组件，所述控制组件包括套在电机连接套21顶端的光栅片34，所述光栅片34通过锁紧螺母固定在电机连接套21上，光栅片34与光耦控制器联合控制驱动电机20的开关；所述保温盖30上设有一个用于放置驱动电机20的垫套35，上述电机连接套21设置在垫套35内。

工作时，首先接触环2与圆台1接触，圆台1套在制冷头上开始制冷，制冷到达所需温度时候，驱动电机20驱动电机连接套21旋转带动导向螺钉27旋转，导向螺钉27一端设置在导向螺纹槽23内从而带动推拉杆22运动，由于推拉杆22的平口25结构以及挡片26的设置，导致推拉杆22不能旋转，类似丝杆原理，将圆周运动转为垂直上下运动，从而推拉杆22带动压盖14从而带动整个柱体3上升与设有圆台1的主体36分离，然后开始加温，带加温到所需温度，若需要开始制冷，则此时，驱动电机20驱动电机连接套21继续旋转带动导向螺钉27旋转，当导向螺钉27旋转至推拉杆22的平口25处时，推拉杆22追至落下并在压簧29的推力下带动柱体3的接触环2重新与圆台1贴合，开始制冷；再次需要加热时，重复循环上述步骤即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了圆台1、接触环2、柱体3、螺旋槽4、毛细管5、正极电极片6、负极电极片7、毛细管进气端8、毛细管出气端9、法兰盘10、套管11、楔形卡环12、锁紧帽13、压盖14、护圈15、温度探头17、探头定位螺丝19、驱动电机20、电机连接套21、推拉杆22、导向螺纹槽23、锁紧螺母24、平口25、挡片26、导向螺钉27、弹簧槽28、压簧29、保温盖30、保温套31、导向孔32、导向杆33、光栅片34、垫套35、主体36、接线座37等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，包括一个设有圆台(1)的主体(36)，以及一个底端周向设有接触环(2)的柱体(3)；所述柱体(3)内部的部分为空腔且圆台(1)位于柱体(3)的空腔内，并且柱体(3)能在一驱动机构的驱动下与圆台(1)发生相对轴向的垂直运动；所述柱体(3)外壁周向设有螺旋槽(4)，所述螺旋槽(4)上绕有毛细管(5)；柱体(3)上设有两个电极片，分别是正极电极片(6)和负极电极片(7)；所述正极电极片(6)与毛细管(5)的毛细管进气端(8)接触，所述负极电极片(7)与毛细管(5)的毛细管出气端(9)接触；

所述主体(36)的圆台(1)下方设有一个法兰盘(10)；法兰盘(10)下方设有一个套在制冷机的制冷头上的套管(11)，所述套管(11)底部外壁周向设有一个楔形卡环(12)，锁紧帽(13)套在套管(11)外壁使套管(11)紧固在制冷头上；

所述驱动机构包括一个驱动电机(20)，一个通过固定螺钉固定在驱动电机(20)输出轴上的电机连接套(21)，以及一个推拉杆(22)；所述推拉杆(22)一端设有导向螺纹槽(23)，另一端设有固定螺纹；推拉杆(22)设有固定螺纹的一端穿过压盖(14)和柱体(3)的定位孔并通过锁紧螺母(24)与压盖(14)和柱体(3)连接固定在一起；推拉杆(22)设有导向螺纹槽(23)的一端插入电机连接套(21)内并能在电机连接套(21)内垂直上下运动；推拉杆(22)设有导向螺纹槽(23)的一端侧面轴向设有一个平口(25)，形成一个径向截面为夹角大于90度的弧形，该推拉杆(22)设有平口(25)的一端穿过一个挡片(26)，挡片(26)中的穿孔形状与弧形相适应；电机连接套(21)的外壁设有一个导向螺钉(27)，所述导向螺钉(27)穿过电机连接套(21)位于导向螺纹槽(23)内；推拉杆(22)设有导向螺纹槽(23)的一端还设有一个弹簧槽(28)；压簧(29)一端设置在弹簧槽(28)内，另一端套在驱动电机(20)输出轴上并与电机连接套(21)内壁接触；还包括一个保温组件，将毛细管(5)、电极片、护圈(15)以及压盖(14)封闭在保温组件的空腔内；所述保温组件包括一个保温盖(30)和一个保温套(31)，所述保温盖(30)和一个保温套(31)的截面均是U形，上下扣合形成一个具有空腔的矩形保温组件，所述保温套(31)底端设有一个安装孔，所述安装孔的孔径大于套管(11)直径且小于法兰盘(10)外径；保温套(31)底端通过螺丝固定在法兰盘(10)上；保温盖(30)扣在保温套(31)上并紧固；上述挡片(26)固定在保温盖(30)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，所述柱体(3)上端面设有一个压盖(14)，柱体(3)外壁还设有一个套在柱体(3)上用于保护毛细管(5)的护圈(15)；压盖(14)截面为U形，套在圆台(1)上将护圈(15)紧固在圆台(1)外壁；正极电极片(6)和负极电极片(7)均为Z形；正极电极片(6)一端设有一个供毛细管(5)通过的弧形凹槽并通过护圈(15)压住固定，正极电极片(6)弧形凹槽的内壁与毛细管(5)的毛细管进气端(8)接触；负极电极片(7)一端设有一个供毛细管(5)通过的弧形凹槽并通过压盖(14)和护圈(15)联合压住固定，负极电极片(7)弧形凹槽的内壁与毛细管(5)的毛细管出气端(9)接触；所述正极电极片(6)和负极电极片(7)另一端分别设有一个用于固定电线正极端和负极端的接线座(37)。

3.根据权利要求2所述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，所述护圈(15)外壁设有一个安装孔，所述柱体(3)上设有与安装孔对应的孔，温度探头(17)伸入安装孔至柱体(3)孔内，所述压盖(14)上设有一个探头固定孔，探头定位螺丝(19)穿过探头固定孔将温度探头(17)固定在护圈(15)上。

4.根据权利要求3所述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，所述保温套(31)对应毛细管进气端(8)和毛细管出气端(9)处均设有槽，毛细管进气端(8)和毛细管出气端(9)分别通过保温套(31)的槽伸出保温套(31)外。

5.根据权利要求4所述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，所述柱体(3)上还设有导向孔(32)，所述推拉杆(22)设有固定螺纹的一端开有内孔，导向杆(33)的一端插入导向孔(32)内，另一端插入推拉杆(22)内孔并通过螺纹固定。

6.根据权利要求5所述的一种用于捕集气体样品的捕集装置，其特征在于，还包括一个控制驱动电机(20)的控制组件，所述控制组件包括套在电机连接套(21)顶端的光栅片(34)，所述光栅片(34)通过锁紧螺母固定在电机连接套(21)上，光栅片(34)与光耦控制器联合控制驱动电机(20)的开关；所述保温盖(30)上设有一个用于放置驱动电机(20)的垫套(35)，上述电机连接套(21)设置在垫套(35)内。