一種氣體收集與計量系統的製作方法

2023-09-17 20:33:05

專利名稱：一種氣體收集與計量系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及計量設備，具體的說是一種氣體收集與計量系統。
背景技術：
化學實驗室在日常工作中，常常需要對物質與水發生反應時產生 的微量氣體進行收集與計量，以便評定該種物質的性質，這一工作需 將產生的氣體在大氣壓力的條件進行收集，根據氣體產生的量和該量 與時間的關係，確定物質的性質，這一實驗常用於分析危險品。
由於氣體的體積與氣體所處空間的壓力和溫度有關，物質與水反 應的速度同樣與反應所處空間的壓力和溫度有關。為統一危險品分類 的標準，規定了危險品在與水反應時的壓力和溫度條件，即反映空間
的壓力為大氣壓力，溫度為22度，計算釋放氣體的體積和釋放氣體 的速率趨勢同樣在此條件下進行。 本實驗的主要難點在於-
其一，如何維持一個密封空間的空間壓力始終與大氣壓力一致， 特別是在該空間不斷有氣體產生出來改變著空間壓力情況下，
其二，如何在大氣壓力的條件下進行釋放氣體的收集，並在大氣 壓力的條件下計算出釋放氣體的體積和氣體釋放速率的變化趨勢，
其三，危險品與水反應的時間長(連續5天，5天產生氣體約250 毫升)，氣體釋放速率變化範圍大。
由於上述技術難點，目前國內沒有專供該種實驗使用的高精度氣 體收集與計量系統，現有的試驗系統是利用產生的氣體推動氣缸，氣 缸活塞另一端的氣體被推出，推出的氣體進入集氣瓶，隨著集氣瓶的 壓力增高，集氣瓶中的蒸餾水被壓入天平上的燒杯中，通過天平稱出
3蒸餾水的質量，換算成氣體的體積，該氣體體積是反應系統的氣體被
壓縮推動氣缸後的體積，所以大氣壓力控制誤差大於10kPa，給收集 氣體的計量帶來了很大的誤差，偏離了實驗標準的要求。

實用新型內容
針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在於提供一種氣 體收集與計量系統，結構簡單，成本低廉，符合危險品在與水反應時 的壓力和溫度條件，大氣壓力控制誤差小於30Pa。 為達到以上目的，本實用新型釆取的技術方案是 一種氣體收集與計量系統，其特徵在於加水容器A底部和反應 容器頂部連接的管路上依次設有三通接頭A、加水閥DC1，三通接頭 A通過排水閥DC2連接到排水管路，加水容器A頂部和反應容器頂部、 和集氣容器頂部間各設有一條直通管路，加水容器A頂部和大氣壓力 監控裝置連接的管路上設有連通閥DC7，反應容器頂部和大氣連通的 管路上依次設有三通接頭B、連通閥DC6，三通接頭B通過氮氣閥DC9
和氮氣充入管路連接，集氣容器底部和排水管路間設有並聯的壓力調 節閥DC4、壓力調節閥DC5，集氣容器底部和加水容器B連接的管路 上設有加水閥DC3，大氣壓力監控裝置和大氣連通的管路上設有連通 閥DC8，集氣容器設在電子天平上，電子天平的數據接口通過數據線 連接到設有印表機的計算機的信號輸入端，大氣壓力監控裝置通過電 纜線和可編程序控制器連接。
在上述技術方案的基礎上，所說的管路的材質為玻璃、聚氟四乙 烯或矽膠。
在上述技術方案的基礎上，加水閥DC1、排水閥DC2、加水閥DC3、 壓力調節閥DC4、壓力調節閥DC5、連通閥DC6、連通閥DC7、連通閥 DC8和氮氣閥DC9的材質為聚氟四乙烯。
本實用新型所述的氣體收集與計量系統，結構簡單，成本低廉，符合危險品在與水反應時的壓力和溫度條件，大氣壓力控制誤差小於
30Pa。


本實用新型有如下附圖
圖l氣體收集與計量系統的結構示意圖
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1為本實用新型所述的氣體收集與計量系統的結構示意圖，加 水容器A2底部和反應容器1頂部連接的管路上依次設有三通接頭A、 加水閥DC1，三通接頭A通過排水閥DC2連接到排水管路，加水容器 A2頂部和反應容器1頂部、和集氣容器3頂部間各設有一條直通管 路，加水容器A2頂部和大氣壓力監控裝置4連接的管路上設有連通 閥DC7，反應容器1頂部和大氣連通的管路上依次設有三通接頭B、 連通閥DC6，三通接頭B通過氮氣閥DC9和氮氣充入管路連接，集氣 容器3底部和排水管路間設有並聯的壓力調節閥DC4、壓力調節閥 DC5，集氣容器3底部和加水容器B6連接的管路上設有加水閥DC3， 大氣壓力監控裝置4和大氣連通的管路上設有連通閥DC8，集氣容器 3設在電子天平5上，電子天平5的數據接口通過數據線連接到設有 印表機13的計算機12的信號輸入端，大氣壓力監控裝置4通過電纜 線和可編程序控制器14連接。
在上述技術方案的基礎上，所說的管路的材質為耐腐蝕強的材 料，所說的耐腐蝕強的材料為玻璃、聚氟四乙烯或矽膠。
在上述技術方案的基礎上，加水閥DC1、排水閥DC2、加水閥DC3、 壓力調節閥DC4、壓力調節閥DC5、連通閥DC6、連通閥DC7、連通閥 DC8和氮氣閥DC9的材質為聚氟四乙烯。
上述技術方案中，由於本實用新型用於有毒且有腐蝕性的試驗，因此外部結構也最好全部採用抗腐蝕性強的不鏽鋼材料製成，所說的 外部結構是指電器控制箱、各容器的固定架、天平放置平臺等。
本實用新型採用微壓控制方法，監視反應系統的壓力變化，大氣
壓力控制誤差為30Pa，當反應系統的壓力超過大氣壓力時，大氣壓 力控制裝置即可對壓力調節系統進行控制，壓力調節系統採用排水法 維持反應系統的壓力始終與大氣壓力一致，保證物質與水在大氣壓力 的條件下進行反應，並由專用的試驗軟體，計算在大氣壓力條件下收 集氣體的體積和產生氣體的速率。上述大氣壓力控制裝置是由玻璃連 通器、液位監視器、液位調整器及液位指示器組成。通過玻璃連通器 將液位的一端與密封的反應系統連通，另一端與大氣連通，當反應系 統的壓力高於大氣壓力時，液位發生變化，液位監視器便發出控制信 號，通過控制系統調整反應系統的壓力，使其與大氣壓力一致。 本實用新型工作過程如下
試驗前將加水容器A和加水容器B加入足夠的實驗用蒸餾水，通 過計算機的程序控制打開加水閥DC3，將集氣容器加入適量的蒸餾水， 將大氣壓力控制裝置調整在大氣壓力指示的位置，在反應容器中放入 試驗物品，將各容器封閉，打開氮氣閥DC9，將整個反應系統充入氮 氣，之後即可開始試驗。
試驗開始後，反應容器加水閥DC1被打開，加水容器A中的蒸餾 水流入反應容器(應使蒸餾水有一定的量，確保試驗物品與蒸餾水充 分反應)，此時，試驗物品與蒸餾水發生反應，釋放氣體，使整個反 應系統的壓力發生了變化，當反應系統的壓力超過大氣壓力時，大氣 壓力監控裝置即通過可編程控制器控制壓力調節閥DC4打開，從集氣 容器中放出一定量的蒸餾水，當釋放氣體速度較快時，大氣壓力監控 裝置通過可編程控制器同時控制壓力調節閥DC5打開，快速地從集氣 容器中放出蒸餾水，增大反應系統的空間，使整個反應系統的壓力與 大氣壓力保持一致。集氣容器中放蒸餾水後，天平的顯示值發生了變 化，此變化量輸入到計算機，經計算機運算處理後，即可得出釋放氣 體的瞬時值、累計量及釋放氣體隨時間變化的曲線，該數據與國際危規標準進行比較，即可對試驗物品進行定性分類，該數據可以保存到 計算機，也可以列印形成實驗報告文件。
權利要求1.一種氣體收集與計量系統，其特徵在於加水容器A(2)底部和反應容器(1)頂部連接的管路上依次設有三通接頭A、加水閥DC1，三通接頭A通過排水閥DC2連接到排水管路，加水容器A(2)頂部和反應容器(1)頂部、和集氣容器(3)頂部間各設有一條直通管路，加水容器A(2)頂部和大氣壓力監控裝置(4)連接的管路上設有連通閥DC7，反應容器(1)頂部和大氣連通的管路上依次設有三通接頭B、連通閥DC6，三通接頭B通過氮氣閥DC9和氮氣充入管路連接，集氣容器(3)底部和排水管路間設有並聯的壓力調節閥DC4、壓力調節閥DC5，集氣容器(3)底部和加水容器B(6)連接的管路上設有加水閥DC3，大氣壓力監控裝置(4)和大氣連通的管路上設有連通閥DC8，集氣容器(3)設在電子天平(5)上，電子天平(5)的數據接口通過數據線連接到設有印表機(13)的計算機(12)的信號輸入端，大氣壓力監控裝置(4)通過電纜線和可編程序控制器(14)連接。
2. 如權利要求1所述的氣體收集與計量系統，其特徵在於所 說的管路的材質為玻璃、聚氟四乙烯或矽膠。
3. 如權利要求1或2所述的氣體收集與計量系統，其特徵在於: 加水閥DC1、排水閥DC2、加水閥DC3、壓力調節閥DC4、壓力調節閥 DC5、連通閥DC6、連通閥DC7、連通閥DC8和氮氣閥DC9的材質為聚 氟四乙烯。
專利摘要一種氣體收集與計量系統，涉及計量設備，加水容器A底部和反應容器頂部連接的管路上依次設有三通接頭A、加水閥DC1，加水容器A頂部和反應容器頂部、和集氣容器頂部間各設有一條直通管路，加水容器A頂部和大氣壓力監控裝置連接的管路上設有連通閥DC7，反應容器頂部和大氣連通的管路上依次設有三通接頭B、連通閥DC6，三通接頭B通過氮氣閥DC9和氮氣充入管路連接，集氣容器底部和加水容器B連接的管路上設有加水閥DC3，大氣壓力監控裝置和大氣連通的管路上設有連通閥DC8，集氣容器設在電子天平上。本實用新型結構簡單，成本低廉，符合危險品在與水反應時的壓力和溫度條件，大氣壓力控制誤差小於30Pa。
文檔編號G01N1/20GK201368838SQ200820182928
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者張少巖, 李青泉, 王文斌, 趙進強, 車禮東, 強 陶 申請人:張少巖;陶 強;車禮東;趙進強;李青泉;王文斌;劉世竹;高世萍;丁才生