非接触式全自动气体留样装置

1.一种非接触式全自动气体留样装置，其特征在于包括采样管(7)，其上依次设有样气阀(5)、抽空流量计(9)和抽空气泵(12)，并且所述样气阀(5)和抽空流量计(9)之间的采样管(7)上设有气袋连接区，其上通过样气支管(14)连接有若干气袋(3)，而每根样气支管(14)上均设有连通阀(1)；还包括空气管路(8)，所述空气管路(8)上依次设有空气阀(6)、采样流量计(10)和采样气泵(11)，而在空气阀(6)和采样流量计(10)之间的空气管路(8)上设有真空箱连接区，其上通过抽空支管(15)连接有若干与前述气袋(3)一一对应的真空箱(4)，所述每个气袋(3)均密封设于对应的真空箱(4)内，并且每根抽空支管(15)上均设有抽气阀(2)；所述气袋连接区和抽空流量计(9)之间的采样管(7)上设有采样防漏阀(16)，而真空箱连接区和采样流量计(10)之间的空气管路(8)上设有真空平衡阀(17)，还包括控制器(13)，所述样气阀(5)、抽空流量计(9)、抽空气泵(12)、各连通阀(1)、空气阀(6)、采样流量计(10)、采样气泵(11)、各抽气阀(2)、采样防漏阀(16)和真空平衡阀(17)均与所述控制器(13)电连接。
2.根据权利要求1所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于还包括用于对真空箱(4)内部气体进行加热的真空箱电加热装置，并且该真空箱电加热装置也与控制器(13)电连接。
3.根据权利要求2所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于所述真空箱电加热装置的加热温度区间为0～120℃。
4.根据权利要求1所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于还包括用于对采样管(7)内部气体进行加热的采样管电加热装置，并且该采样管电加热装置也与控制器(13)电连接。
5.根据权利要求4所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于所述采样管(7)内部设有低吸附性内衬。
6.根据权利要求1所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于所述气袋(3)为低吸附性气袋。
7.根据权利要求1所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于还包括与控制器(13)电连接的报警装置。
8.根据权利要求1所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于所述采样气泵(11)和抽空气泵(12)均为隔膜泵，而所述连通阀(1)、抽气阀(2)、样气阀(5)、空气阀(6)、采样防漏阀(16)和真空平衡阀(17)均为电磁阀。
9.根据权利要求1或2或4或7所述的非接触式全自动气体留样装置，其特征在于所述控制器(13)为PC或MCU。

非接触式全自动气体留样装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种非接触式全自动气体留样装置。\n背景技术\n[0002] 气体留样是气体生产与检测过程中一个重要的环节，对于未达标的气体（例如公司目前生产的聚四氟乙烯气体，具有化学稳定性、不粘性、润滑性和电绝缘性、耐老化性和抗辐射性诸多优点，通常用作内衬材料，其在出厂前需要进行达标检测），都要抽取并储存在一个乃至多个气袋中以备后续的检定、分析和查证。\n[0003] 目前常规的做法均依靠人工留样，不仅费时费力，使企业承担不小的人工成本，且对于超标气体样品来说，工人很难把控在什么时候应该留样，以及留取多少的量，很有可能会错过最具代表性的样品气体或未留取达到检定所需的气体量，给以后的研究，查证带来不便。而且现有的人工气体留样过程中因工人直接与气袋接触，操作不当极易造成留样气体的污染和损耗，造成后续的检定和分析结果的不准确，达不到应有的目的。\n[0004] 另外比较重要的一点，对于易吸附粘结的一类气体，其在输送和留样过程中需要全程加热，故要求准备专门的加热设备，处理较为麻烦，不仅大大增加了工人负担，也增加了企业的生产成本。并且工人在留样过程中意外接触加热气体或气袋容易引起不必要的安全事故。\n发明内容\n[0005] 本发明目的是：提供一种非接触式全自动气体留样装置，不仅能够实现气体的自动精确留样，极大的提高生产效率和节约人工成本，而且气袋采用非接触式设计以隔绝与工人的直接接触，便于加装气体加热装置的同时提高生产安全性，并确保留样过程中气体全程无污染，无损耗。\n[0006] 本发明的技术方案是：一种非接触式全自动气体留样装置，其特征在于包括采样管，其上依次设有样气阀、抽空流量计和抽空气泵，并且所述样气阀和抽空流量计之间的采样管上设有气袋连接区，其上通过样气支管连接有若干气袋，而每根样气支管上均设有连通阀；还包括空气管路，所述空气管路上依次设有空气阀、采样流量计和采样气泵，而在空气阀和采样流量计之间的空气管路上设有真空箱连接区，其上通过抽空支管连接有若干与前述气袋一一对应的真空箱，所述每个气袋均密封设于对应的真空箱内，并且每根抽空支管上均设有抽气阀；还包括控制器，所述样气阀、抽空流量计、抽空气泵、各连通阀、空气阀、采样流量计、采样气泵和各抽气阀均与所述控制器电连接。\n[0007] 进一步的，本发明还包括用于对真空箱内部气体进行加热的真空箱电加热装置，并且该真空箱电加热装置也与控制器电连接。当然本发明对于真空箱电加热装置的形式不作限定，其可采用已知技术中任意一种成熟的加热装置，例如电阻式加热装置或电热管式加热装置等。\n[0008] 更为优选的，所述真空箱电加热装置的加热温度区间为0 120℃。\n~\n[0009] 进一步的，本发明还包括用于对采样管内部气体进行加热的采样管电加热装置，并且该采样管电加热装置也与控制器电连接。当然本发明对于采样管电加热装置的形式不作限定，其可采用已知技术中任意一种成熟的加热装置，例如电阻式加热装置或电热管式加热装置等。\n[0010] 更为优选的，所述采样管内部设有低吸附性内衬。采用低吸附性制成的内衬为本领域常规技术，主要用于防止气体粘附于采样管内壁上。\n[0011] 进一步的，本发明中所述气袋为低吸附性气袋。采用低吸附性制成的气袋为本领域常规技术，主要用于防止气体粘附于气袋内壁上。\n[0012] 进一步的，本发明中所述气袋连接区和抽空流量计之间的采样管上设有采样防漏阀，而真空箱连接区和采样流量计之间的空气管路上设有真空平衡阀，所述采样防漏阀和真空平衡阀也都与控制器电连接。\n[0013] 进一步的，本发明还包括与控制器电连接的报警装置，如果检测到样品气体长时间没有流量，MCU将给出信号驱动报警装置发出警报。而至于报警装置的形式可以是已知任何形式的声音报警装置，或发光报警装置或两者结合的声光报警装置。\n[0014] 更进一步的，本发明中所述采样气泵和抽空气泵均为隔膜泵，而所述连通阀、抽气阀、样气阀、空气阀、采样防漏阀和真空平衡阀均为电磁阀。\n[0015] 进一步的，本发明中所述控制器为PC或MCU。\n[0016] 本发明的实际工作流程如下：\n[0017] 初始：装置系统复位或更换气袋后，MCU控制开启抽空气泵和全部连通阀，抽空全部气袋内的气体（上一操作环节的残余气体或废气），进入正常工作状态；\n[0018] 正常工作状态：\n[0019] 1）采样管清洗：MCU检测到留样信号，开启样气阀，启动抽空气泵，抽取样品气体清洗采样管，当样品气体达到程序预定的时间或流量后，采样管清洗完毕，关闭抽空气泵和样气阀；\n[0020] 2）气袋清洗：MCU发出控制信号打开样气阀、真空平衡阀和启动采样气泵，并开启其中一组连通阀和抽气阀（通常沿采样管气体流向来决定连通阀和抽气阀组的开启顺序），通过采样流量计定量从真空箱内抽取预定体积（例如300ml）的气体，相应的气袋内吸入等量的样品气体，随即关闭采样气泵、连通阀、抽气阀、真空平衡阀和样气阀；启动抽空气泵，并再次开启刚关闭的连通阀（同时开启空气阀和刚关闭的抽气阀，以平衡真空箱内气压），通过抽空流量计定量从所述气袋内抽取刚刚注入的预定体积（例如300ml）的气体，然后关闭抽空气泵和连通阀、空气阀和抽气阀，完成一次气袋清洗过程；\n[0021] 根据实际需要上述步骤2）可以反复执行多次；\n[0022] 3）气体留样：打开样气阀、真空平衡阀和启动采样气泵，并开启步骤2）中已完成清洗的气袋所对应的连通阀和抽气阀，通过采样流量计定量从真空箱内抽取x ml的样品气体（用户可以根据气袋容量设定x的大小值），真空箱内气压下降，气袋内随之吸入等量的样品气体xml，然后关闭采样气泵和对应的连通阀、抽气阀、真空平衡阀和样气阀，完成一次留样；需要注意，气体留样过程中要确保采样防漏阀关闭，防止样品气体从采样管末端的抽空气泵内跑掉。\n[0023] 4）当下一次留样信号到来，MCU控制切换到下一个气袋和与之对应的连通阀和抽气阀，并依次重复执行步骤1）的采样管清洗，步骤2）的气袋清洗和步骤3）的气体留样全过程，以此类推，本发明可取代人工完成多个气袋的留样操作。如果检测到样品气体长时间没有流量，MCU将给出信号驱动报警装置发出警报。\n[0024] 且整个气体采样过程中，MCU均可发送信号驱动真空箱和采样管内的电加热装置对样品气体实施加热，防止一类特种气体粘结。\n[0025] 需要指出，本发明的上述气体留样步骤均由MCU设定并控制执行，而MCU的程序设定及其与流量计和各泵、阀间的连接控制技术为常规技术，本发明对此不作详述。\n[0026] 本发明的优点是：\n[0027] 1．本发明提供的这种非接触式全自动气体留样仪，能够代替人工实现全自动化的气体留样作业，极大的提高生产效率，节约人工成本，并且能够消除人工操作中存在的失误，确保气体留样过程中全程无污染，无损耗，提高后续气体样品检定分析的准确性。\n[0028] 2. 本发明提供的这种非接触式全自动气体留样仪，因其气袋设计成非接触形式（外部增设真空箱），隔绝了操作过程中气袋与工人直接接触，且便于在优化方案中加装气体加热装置以应对粘附性高的特种气体，大大提高了仪器的适用性和生产安全性，并进一步有助于确保留样过程中气体全程无污染，无损耗。\n[0029] 3. 本发明提供的这种非接触式全自动气体留样仪，其能够在气体留样前对气袋进行多次清洗，确保气体留样的纯度，消除残气的干扰，进一步提高后续气体样品检定和分析的准确性。\n[0030] 4. 本发明提供的这种非接触式全自动气体留样仪，整体采用泵、阀和管路的连接设计，结构简单、封闭性好，不受外界干扰，也无需人工干预，自动化程度高，且工作稳定性好。\n[0031] 5. 本发明提供的这种非接触式全自动气体留样仪，设计有报警装置，能够在检测到样品气体长时间无流量的前提下发出警报，大大提高生产安全性。\n附图说明\n[0032] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：\n[0033] 图1为本发明的结构示意图。\n[0034] 其中：1、连通阀；2、抽气阀；3、气袋；4、真空箱；5、样气阀；6、空气阀；7、采样管；8、空气管路；9、抽空流量计；10、采样流量计；11、采样气泵；12、抽空气泵；13、控制器；14、样气支管；15、抽空支管；16、采样防漏阀；17、真空平衡阀。\n具体实施方式\n[0035] 实施例：结合图1所示为本发明非接触式全自动气体留样装置的一种具体实施方式，其具有平行布置的采样管7和空气管路8，其中：\n[0036] 所述采样管7上依次设有样气阀5、抽空流量计9和抽空气泵12，并且所述样气阀5和抽空流量计9之间的采样管7上设有气袋连接区，其上通过样气支管14连接有若干气袋3，而每根样气支管14上均设有连通阀1。而所述空气管路8上依次设有空气阀6、采样流量计10和采样气泵11，而在空气阀6和采样流量计10之间的空气管路8上设有真空箱连接区，其上通过抽空支管15连接有若干与前述气袋3一一对应的真空箱4，所述每个气袋3均密封设于对应的真空箱4内，并且每根抽空支管15上均设有抽气阀2。本实施例中所述气袋连接区和抽空流量计9之间的采样管7上还设有采样防漏阀16，而真空箱连接区和采样流量计10之间的空气管路8上还设有真空平衡阀17。\n[0037] 本实施例中还设有控制器13，该控制器13采用MCU，所述样气阀5、抽空流量计9、抽空气泵12、各连通阀1、空气阀6、采样流量计10、采样气泵11和各抽气阀2，以及采样防漏阀\n16和真空平衡阀17均与所述控制器13电连接。并且本实施例中还设有与所述控制器13电连接的报警装置（图中未画出），报警装置具体为蜂鸣器。\n[0038] 本实施例中所述真空箱4内部设有真空箱电加热装置（未画出），用于对真空箱内部气体进行加热，并且该真空箱电加热装置也与控制器13电连接。所述真空箱电加热装置的加热温度区间为0 120℃。本实施例中真空箱电加热装置的具体形式为置于真空箱内的~\n电加热管。\n[0039] 本实施例中所述采样管7内部设有采样管电加热装置（未画出），用于对采样管7内部气体进行加热，并且该采样管电加热装置也与控制器13电连接。本实施例中采样管电加热装置的具体形式为置于采样管内的电加热内胆。\n[0040] 同时本实施例中所述采样管7内部设有低吸附性内衬，由低吸附性材料制成，防止气体粘附在管壁上。而所述气袋3为低吸附性气袋，防止气体粘附在气袋内壁上。\n[0041] 本实施例中所述采样气泵11和抽空气泵12均为隔膜泵，而所述连通阀1、抽气阀2、样气阀5、空气阀6、采样防漏阀16和真空平衡阀17均为电磁阀。\n[0042] 本实施例的实际工作流程如下：\n[0043] 初始：装置系统复位或更换气袋后，MCU控制开启抽空气泵12和全部连通阀1，抽空全部气袋3内的气体（上一操作环节的残余气体或废气），进入正常工作状态；\n[0044] 正常工作状态：\n[0045] 1）采样管清洗：MCU检测到留样信号，开启样气阀5，启动抽空气泵12，抽取样品气体清洗采样管7，当样品气体达到程序预定的时间或流量后，采样管7清洗完毕，关闭抽空气泵12和样气阀5；\n[0046] 2）气袋清洗：MCU发出控制信号打开样气阀5、真空平衡阀17和启动采样气泵11，并开启其中一组连通阀1和抽气阀2（通常沿采样管7气体流向来决定连通阀1和抽气阀2组的开启顺序），通过采样流量计10定量从真空箱4内抽取预定体积（例如300ml）的气体，相应的气袋3内吸入等量的样品气体，随即关闭采样气泵11、连通阀1、抽气阀2、真空平衡阀17和样气阀5；启动抽空气泵12，并再次开启刚关闭的连通阀1（同时开启空气阀6和刚关闭的抽气阀2，以平衡真空箱4内气压），通过抽空流量计9定量从所述气袋3内抽取刚刚注入的预定体积（例如300ml）的气体，然后关闭抽空气泵12和连通阀1、空气阀6和抽气阀2，完成一次气袋\n3清洗过程；\n[0047] 根据实际需要上述步骤2）可以反复执行多次；\n[0048] 3）气体留样：打开样气阀5、真空平衡阀17和启动采样气泵11，并开启步骤2）中已完成清洗的气袋3所对应的连通阀1和抽气阀2，通过采样流量计10定量从真空箱4内抽取x ml的样品气体（用户可以根据气袋3容量设定x的大小值），真空箱4内气压下降，气袋3内随之吸入等量的样品气体xml，然后关闭采样气泵11和对应的连通阀1、抽气阀2、真空平衡阀\n17和样气阀5，完成一次留样；需要注意，气体留样过程中要确保采样防漏阀16关闭，防止样品气体从采样管7末端的抽空气泵12内跑掉。\n[0049] 4）当下一次留样信号到来，MCU控制切换到下一个气袋3和与之对应的连通阀1和抽气阀2，并依次重复执行步骤1）的采样管清洗，步骤2）的气袋清洗和步骤3）的气体留样全过程，以此类推，本发明可取代人工完成多个气袋3的留样操作。如果检测到样品气体长时间没有流量，MCU将给出信号驱动报警装置发出警报。\n[0050] 且整个气体采样过程中，MCU均可发送信号驱动真空箱和采样管内的电加热装置对样品气体实施加热，防止一类特种气体粘结。\n[0051] 需要指出，本实施例的上述气体留样步骤均由MCU设定并控制执行，而MCU的程序设定及其与流量计和各泵、阀间的连接控制技术为常规技术，本实施例对此不作详述。\n[0052] 当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。