CN111151031A - 一种除气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及层析、超声和溶出介质技术领域，具体涉及一种除气系统，包括形成循环液路的溶剂瓶和除气泵，所述的循环液路包括内径逐级增大的多段泵管。本发明公开的除气系统，通过设置了内径逐级增加的泵管，通过降低压强减小空气溶解度的方式使空气从溶剂中析出，同时借助溶剂与管壁的碰撞和摩擦促进气体从溶剂中析出，提高了除气系统的除气效率，而且整体结构简单，操作方便，实现也容易。

Description

一种除气系统

技术领域

本发明涉及层析、超声和溶出介质技术领域，具体涉及一种用于层析、超声和溶出介质的除气系统。

背景技术

实验室中，常采用除气机对试剂进行除气。对于一般试剂，常采用超声波消泡设备对试剂进行除气；对于HPLC溶剂，常采用超声消泡、通氦气置换或者真空除气的方式进行除气；对于化工领域的诸多应用需求，常采用抽真空和通氮气进行置换的方式进行除气。

超声波消泡设备是利用超声振子产生超声波，使超声波在液体中传递，超声波的一部分能量传递给液体，在超声波作用下，液体和气体相互摩擦、分离，最后气体聚集成气泡溶出。这种方法除气的缺点是除气过程中存在很强的噪音，并且除气效果不佳。

真空除气是指利用真空泵将溶剂瓶抽成负压，使溶剂中的气体与溶剂实现分离。负压的大小影响真空除气的效果，一般来说真空除气可以达到比较好的除气效果，除气效率也比较高，但是真空除气的设备结构复杂，而且除气设备中的塑料膜容易被堵塞，需要经常维护，使用起来非常麻烦。

通氦气和氮气置换的缺点是无法达到很好的除气效果，且操作较为复杂。

因此，鉴于现有技术中的不足，还需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明提供一种用于层析、超声和溶出介质的除气系统，旨在通过除气泵将溶剂瓶内的溶剂吸出并进行循环流动，在循环流动的过程中实现气体的分离，最终溶剂回到溶剂瓶中，而气体彻底分离；在循环的过程中，利用了环境压强减小，溶剂中气体的溶解度减小的原理，以及气液摩擦导致分离的原理，从而实现气体从溶剂中分离。

为了实现上述效果，本发明所采用的技术方案为：

一种除气系统，包括形成循环液路的溶剂瓶和除气泵，所述的循环液路包括内径逐级增大的多段泵管。

上述公开的除气系统，在循环液路中设置的多级泵管，内径在增大后其内部的空间增大，溶剂从内径较小的一段泵管进入内径较大的另一段泵管后，在更大的空间内气压减小，则溶剂的气体溶解度减小，原本已经溶于溶剂的气体便从溶剂中析出；同时，由于溶剂从较小的一段泵管进入较大的另一段泵管，溶剂与泵管的内壁之间发生碰撞和摩擦，加速了气体从溶剂中析出的速度。在上述情况下，溶剂中的气体逐渐从溶剂中析出，实现了除气的目的。

进一步的，所述的溶剂从溶剂瓶导出后被排向除气泵，在该期间可实现除气的过程，即溶剂瓶的排出口与除气泵的进液段之间设置为多级泵管，具体的，此处对循环液路的结构进行优化，举出一种可行的方式：所述的溶剂瓶与除气泵的进液端之间至少设置两段泵管，且泵管的内径从溶剂瓶往除气泵的进液端逐级增大。

优选的，所述的溶剂瓶与除气泵的进液端之间设置有三段泵管，且泵管的内径从溶剂瓶往除气泵的进液端逐级增大。其中，相邻的两段泵管通过转接头实现连接，且第一段泵管深入溶剂瓶的液面以下，第三段泵管连通至除气泵的进液端。

进一步的，从除气泵的出液端排出的溶剂最终回到溶剂瓶，回到溶剂瓶的溶剂与空气实现了分离，空气回到溶剂瓶后需要排出，避免重新溶入溶剂中，故对溶剂瓶的结构进行优化，举出一种可行的方案：所述的溶剂瓶上设置有透气结构。

优选的，所述的溶剂瓶上设置透气孔或透气间隙，从而实现空气的排出。

进一步的，除气泵的运转速度、运转时间会影响循环液路中溶剂的流速，合理的流速可以促进气体从溶剂中高效析出，为提高气体析出的效率，对除气系统进行优化，具体的，举出如下可行的方案：所述的除气系统还包括用于控制除气泵的控制装置，所述的控制装置包括与除气泵电连接的控制板。

进一步的，对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，以更加合理地控制除气泵的运转，举出如下可行的方案，具体的：所述的控制装置包括用于控制除气泵转速的调速装置，调速装置与除气泵电连接。

进一步的，对除气泵的的工作运转，可进行预约设置，实现启动倒计时、停止倒计时等控制，以达到更加精确的运行控制管理，因此对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，举出如下可行的技术方案：所述的控制装置还包括设置在控制板上的定时装置，定时装置用于发送定时信息给控制板，从而控制除气泵的工作时长。

优选的，所述的定时装置可设置于控制板上。

进一步的，对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，举出如下可行的方案：所述的控制装置还包括与控制板连接的操作及显示装置，所述的操作及显示装置用于进行人机交互并将交互指令发送给控制板。设置操作及显示装置后，可与控制板配合设计操作及显示界面程序，方便人机交互。

优选的，所述的操作及显示装置可采用触控屏。

进一步的，对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，举出如下可行的方案：所述的控制装置连接提醒装置，提醒装置与控制板电连接并由控制板控制打开和关闭。

优选的，所述的提醒装置可采用声光报警器，例如可采用蜂鸣器等，其作用在于，当一个除气过程结束后，提醒装置启动用以提醒操作者。

进一步的，对上述技术方案中公开的除气系统进行优化，举出如下可行的方案，具体的：所述的除气系统包括控制电源，所述的控制电源用于给控制装置供电，且控制电源与控制装置之间通过控制开关控制连接通断。

进一步的，对上述技术方案中公开的除气系统进行优化，举出如下可行的方案，具体的：所述的除气系统还包括驱动电源，所述的驱动电源用于给除气泵供电，且驱动电源与控制装置之间通过驱动开关控制连接通断。

优选的，驱动电源和/或控制电源均通过220V直流电源供电，也可采用可充电电源，在提供电源供能的同时，也能够通过充电的方式实现蓄电。

优选的，所述的除气系统应用于层析、超声和溶出介质技术领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开的除气系统，通过设置了内径逐级增加的泵管，通过降低压强减小空气溶解度的方式使空气从溶剂中析出，同时借助溶剂与管壁的碰撞和摩擦促进气体从溶剂中析出，提高了除气系统的除气效率，而且整体结构简单，操作方便，实现也容易。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是除气系统的组成结构示意图；

图2是除气系统的功能模块连接示意图。

上述附图中，各个标号的含义为：1、溶剂瓶；2、溶剂；3、泵管；4、转接头；5、除气泵。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例

如图1、图2所示，本实施例提供一种除气系统，包括形成循环液路的溶剂瓶2和除气泵5，所述的循环液路包括内径逐级增大的多段泵管3。

上述公开的除气系统，在循环液路中设置的多级泵管3，内径在增大后其内部的空间增大，溶剂从内径较小的一段泵管进入内径较大的另一段泵管后，在更大的空间内气压减小，则溶剂的气体溶解度减小，原本已经溶于溶剂的气体便从溶剂中析出；同时，由于溶剂从较小的一段泵管进入较大的另一段泵管，溶剂与泵管3的内壁之间发生碰撞和摩擦，加速了气体从溶剂中析出的速度。在上述情况下，溶剂中的气体逐渐从溶剂中析出，实现了除气的目的。

所述的溶剂从溶剂瓶2导出后被排向除气泵5，在该期间可实现除气的过程，即溶剂瓶2的排出口与除气泵5的进液段之间设置为多级泵管3，具体的，此处对循环液路的结构进行优化，举出一种可行的方式：所述的溶剂瓶2与除气泵5的进液端之间至少设置两段泵管3，且泵管3的内径从溶剂瓶2往除气泵5的进液端逐级增大。

本实施例中，所述的溶剂瓶2与除气泵5的进液端之间设置有三段泵管3，且泵管3的内径从溶剂瓶2往除气泵5的进液端逐级增大。其中，相邻的两段泵管3通过转接头4实现连接，且第一段泵管深入溶剂瓶2的液面以下，第三段泵管3连通至除气泵5的进液端。

具体设置的是，从溶剂瓶2到除气泵5的第一段泵管内径为1mm，泵管3壁厚度为1mm，且长度为150mm；第一段泵管通过2.4mm转1.6mm的转接头4连接第二段泵管，第二段泵管的内径为2mm，泵管3壁厚为1mm，且第二段泵管的长度为40mm；第二段泵管通过4.0mm转2.4mm的转接头4连接第三段泵管，泵管3的内径为5mm，泵管3壁厚为1.5mm，且第三段泵管的长度为500mm，第三段泵管通过1/8接头连通至除气泵5的进液端。除气泵5的出液端通过1/8接头连接第四段泵管，第四段泵管的内径为5mm，泵管3壁厚为1.5mm，且泵管3的长度为700mm，第四段泵管连接至溶剂瓶2。

同时，所述的除气泵5可采用LY57CDC24V微型磁驱动齿轮泵，在运转时，通过除气泵5的溶剂2流速为1L/min，除气效果为1.0ppm。

在本实施例中，所述的泵管3、转接头4、接头和除气泵5均经过耐腐蚀处理，其中泵管3、转接头4和接头均采用耐腐蚀材料制成，除气泵5内设置有耐腐蚀的特氟龙涂层；这样设置后，除气系统的化学惰性好，可用于分析级化学应用和强酸碱溶剂的除气。

从除气泵5的出液端排出的溶剂最终回到溶剂瓶2，回到溶剂瓶2的溶剂2与空气实现了分离，空气回到溶剂瓶2后需要排出，避免重新溶入溶剂2中，故对溶剂瓶2的结构进行优化，举出一种可行的方案：所述的溶剂瓶2上设置有透气结构。

本实施例中，所述的溶剂瓶2上设置透气孔或透气间隙，从而实现空气的排出。

除气泵5的运转速度、运转时间会影响循环液路中溶剂2的流速，合理的流速可以促进气体从溶剂2中高效析出，为提高气体析出的效率，对除气系统进行优化，具体的，举出如下可行的方案：所述的除气系统还包括用于控制除气泵5的控制装置，所述的控制装置包括与除气泵5电连接的控制板。

对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，以更加合理地控制除气泵5的运转，举出如下可行的方案，具体的：所述的控制装置包括用于控制除气泵5转速的调速装置，在本实施例中，电位器与除气泵电连接。

对除气泵5的的工作运转，可进行预约设置，实现启动倒计时、停止倒计时等控制，以达到更加精确的运行控制管理，因此对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，举出如下可行的技术方案：所述的控制装置还包括设置在控制板上的定时装置，定时装置用于向控制板发送定时指令，从而控制除气泵的工作时长。

具体的，所述的定时装置可设置于控制板上。具体的，所述的定时装置可采用常规的时间模块以实现时刻记录和时间指令的发送。

对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，举出如下可行的方案：所述的控制装置还包括与控制板连接的操作及显示装置，所述的操作及显示装置用于进行人机交互并将交互指令发送给控制板。设置操作及显示装置后，可与控制板配合设计操作及显示界面程序，方便人机交互。

本实施例中，所述的操作及显示装置采用5寸电容触控屏。

对上述技术方案中公开的控制装置进行优化，举出如下可行的方案：所述的控制装置连接提醒装置，提醒装置与控制板电连接并由控制板控制打开和关闭。

本实施例中，所述的提醒装置可采用声光报警器，例如可采用蜂鸣器等，其作用在于，当一个除气过程结束后，提醒装置启动用以提醒操作者。

对上述技术方案中公开的除气系统进行优化，举出如下可行的方案，具体的：所述的除气系统包括控制电源，所述的控制电源用于给控制装置供电，且控制电源与控制装置之间通过控制开关控制连接通断。

在本实施例中，所述的控制电源采用5V(2A)的直流电源。

对上述技术方案中公开的除气系统进行优化，举出如下可行的方案，具体的：所述的除气系统还包括驱动电源，所述的驱动电源用于给除气泵5供电，且驱动电源与控制装置之间通过驱动开关控制连接通断。具体的，驱动电源通过控制板给除气泵5供电，如此实现更为精确的通电、断电等，以精确控制除气泵5的启动、停止等。

本实施例中，所述的驱动电源采用24V(5A)的直流电源。

本实施例中，控制开关和驱动开关均为继电器，驱动电源和/或控制电源均可采用可充电电源，在提供电源的同时，也能够通过充电的方式实现蓄电。

在具体使用本实施例中公开的除气系统时，可获取如下对应的数据，能够反映出除气的有效性：

根据泊肃叶定律，△P＝8Qηl/(πR^4)，其中△P为压差，Q为体积流量，l为泵管长度，R为泵管内径，η为粘滞系数。设水在25degC下的粘度为0.8949X10^-3Pas，计算各个管路总压降为66.5kPa。各个泵管段的气压值如下表所示：

	第一段泵管	第二段泵管	第三段泵管	总压降
					压降(Pa)	302.63943	9457.482	56744.89	66505.01

大气压为101kPa，溶剂进入第一段泵管后压降已经达到56.7kPa，泵的进液口总压降达到66.5kPa，因此在第二段泵管和第三段泵管处的实际压力为30～40kPa左右，远低于大气压。在较低的压力下，气体的溶解度急剧降低，溶剂中的气体形成气泡析出体系。

以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (11)

1.一种除气系统，其特征在于：包括形成循环液路的溶剂瓶(1)和除气泵(5)，所述的循环液路包括内径逐级增大的多段泵管(3)。

2.根据权利要求1所述的除气系统，其特征在于：所述的溶剂瓶(1)与除气泵(5)的进液端之间至少设置两段泵管(3)，且泵管(3)的内径从溶剂瓶(1)往除气泵(5)的进液端逐级增大。

3.根据权利要求1或2所述的除气系统，其特征在于：所述的溶剂瓶(1)上设置有透气结构。

4.根据权利要求1所述的除气系统，其特征在于：所述的除气系统还包括用于控制除气泵(5)的控制装置，所述的控制装置包括与除气泵(5)电连接的控制板。

5.根据权利要求4所述的除气系统，其特征在于：所述的控制装置包括用于控制除气泵(5)转速的调速装置，调速装置与除气泵(5)电连接。

6.根据权利要求4所述的除气系统，其特征在于：所述的控制装置还包括设置在控制板上的定时装置，定时装置用于控制除气泵的工作时长。

7.根据权利要求4所述的除气系统，其特征在于：所述的控制装置还包括与控制板连接的操作及显示装置，所述的操作及显示装置用于进行人机交互并将交互指令发送给控制板。

8.根据权利要求4所述的除气系统，其特征在于：所述的控制装置连接提醒装置，提醒装置与控制板电连接并由控制板控制打开和关闭。

9.根据权利要求4所述的除气系统，其特征在于：所述的除气系统包括控制电源，所述的控制电源用于给控制装置供电，且控制电源与控制装置之间通过控制开关控制连接通断。

10.根据权利要求1所述的除气系统，其特征在于：所述的除气系统还包括驱动电源，所述的驱动电源用于给除气泵(5)供电，且驱动电源与控制装置之间通过驱动开关控制连接通断。

11.根据权利要求1～10任一项所述的除气系统，其在层析、超声和溶出介质方面的应用。

Images