[发明专利]一种用于液体中气体监测的气液分离器

权利要求书

1.一种用于液体中气体监测的气液分离器，其特征在于：所述的气液分离器由集气管（1）、集气腔（3）、贮气腔（12）、中空针头（24）和带推杆（9）的堵头（21）组成；所述集气管（1）由能够选择性透气而不能透过所分析液体的高分子膜构成；所述的集气腔（3）包括集气腔凹面（2）和集气腔凸面（4），一根或多根集气管（1）安装于集气腔凹面（2）上，并贯通集气腔（3）内外，集气腔凸面（4）的底部中间位置设有一个小孔，小孔的内径明显小于凸出部分的腔体内径，从而使小孔周围的集气腔凸面底部具有挡板的作用，形成集气腔挡板（5），集气腔凸面（4）凸出的部分加工有集气腔凸面螺纹（7），与贮气腔（12）的贮气腔采气端（8）紧密连接，并压紧集气腔密封垫片（6）；贮气腔（12）的腔体上安装一个贯通内外的气路四通（10），其中一个通路安装一个真空-压力测量元件（11），贮气腔（12）的另一端腔内位置处，设置有中间开孔的贮气腔挡板（13），其外侧安装贮气腔密封垫片（14），并与堵头螺纹端（15）通过内外螺纹拧紧的方式密封；所述气液分离器中推杆（9）的伸入贮气腔（12）的一端加工有外螺纹，能够与中空针头（24）的钝端，通过螺纹咬合的方式，紧密连接；所述中空针头（24）的钝端加工有一个或数个针尾端小孔（25），中空针头（24）的尖端加工有一个或数个针尖端小孔（28）；中空针头（24）可以穿过集气腔密封垫片（6），伸入集气腔（3）内。

2.根据权利要求1所述的用于液体中气体监测的气液分离器，其特征在于：所述的堵头（21）内部具有空腔结构，在堵头自由端（18）和堵头螺纹端（15）的圆心位置，分别设置有堵头自由端孔（22）和堵头螺纹端孔（23），堵头自由端（18）上焊接有一个卡环（19）；所述推杆（9）的一端固定有一个卡块（20），另一端依次穿过堵头自由端孔（22）、滑块（16）、复位弹簧（17）、堵头螺纹端孔（23）和贮气腔密封垫片（14），并伸入贮气腔（12）中一段距离，再与中空针头（24）相连接；两个滑块（16）分别安装于复位弹簧（17）的两边，且位于堵头（21）的空腔内。

3.根据权利要求2所述的用于液体中气体监测的气液分离器，其特征在于：所述的贮气腔（12）侧壁上气路四通（10）的一个通路接上电磁阀A开关（32）后与气源相连通，另一个通路密封连接真空-压力测量元件（11），第三个通路上连接一个电磁阀B开关（33），电磁阀B开关（33）与六通阀（34）上的①号位孔相连通；六通阀（34）上的②号位孔和⑤号位孔安装一个定量环（36），③号位孔直接连接气源，作为系统的载气，④号位孔连接检测单元（37），⑥号位孔连接一个微型真空泵（35）后与大气环境相通；卡块（20）上焊接一个控制推杆（9）沿直线运动的驱动电动机（38）；所述的气液分离器密封安装在贮样罐（31）上，应用于在线监测液体中的挥发性气体。

4.根据权利要求2所述的用于液体中气体监测的气液分离器，其特征在于，用于手工采样检测的方法如下：

⑴ 真空状态形成步骤，是卡块（20）离开卡环（19），复位弹簧（17）处于自然伸长状态，中空针头（24）不接触集气腔密封垫片（6），集气腔（3）和贮气腔（12）相互密封隔离，通过四通密封垫（26）和密封螺帽（27），用注射器或真空泵将贮气腔（12）内部抽成真空，并保持需要的真空度，通过真空-压力测量元件（11）观察真空的大小及变化；

⑵ 挥发性气体脱出步骤，是运用手工向采样瓶（29）中采集液体样品，并使样品充满整个采样瓶，不留空隙，通过采样瓶外螺纹（30）与集气腔凹面（2）的内螺纹紧密连接，构成密闭系统，然后将推杆（9）按下，卡块（20）卡在卡环（19）上，中空针头（24）刺穿集气腔密封垫片（6），集气腔（3）和贮气腔（12）通过针尖端小孔（28）和针尾端小孔（25），相互贯通，使整个气液分离器中保持一定的真空度；

⑶ 取样分析步骤，是在真空加强膜渗透脱气一定时间后，卡块（20）脱离卡环（19），复位弹簧（17）恢复原状，中空针头（24）离开集气腔密封垫片（6），集气腔（3）和贮气腔（12）相互隔离，用工作气体将贮气腔（12）补充至常压后，即可通过密封螺帽（27）抽取定量体积的气体进行分析。

5.根据权利要求3所述的气液分离器，其特征在于，用于在线监测液体中挥发性气体时的方法如下：

⑴ 取样和状态调整步骤，是将被分析的液体物质，泵入并充满贮样罐（31），然后密封贮样罐（31），使六通阀（34）的①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔和微型真空泵（35）相连通，同时开启电磁阀B开关（33），关闭电磁阀A开关（32），驱动电动机（38）将推杆（9）推向复位弹簧（17）压缩的状态，卡块（20）牢牢卡住卡环（19），集气腔（3）与贮气腔（12）通过中空针头（24）相互贯通；

⑵ 脱气步骤，是用微型真空泵（35），将气液分离器抽至一定的真空度后，关闭电磁阀B开关（33），待监测液体中的挥发性气体在真空作用下，不断通过集气管（1）的高分子渗透膜，向贮气腔（12）内扩散，当膜两侧的挥发性气体浓度达到平衡时，驱动电动机（38）运动至复位弹簧（17）恢复原状的位置，贮气腔（12）与集气腔（3）相互隔离；

⑶ 定量取气步骤，是将气源电磁阀A开关（32）开启，气源气输入贮气腔（12），将贮气腔（12）补充至常压，再开启电磁阀B开关（33），此时六通阀（34）处于加载状态，气源气通过电磁阀A开关（32）,将贮气腔中的气态挥发性物质依次吹过六通阀（34）上的①号位孔、②号位孔、定量环、⑤号位孔、⑥号位孔而排出；

⑷ 进样分析步骤，是当定量环（36）中完全充满脱出的挥发性气体后，转动六通阀（34）至进样状态，定量环（36）中的样品气体被载气带入检测单元（37）中进行检测；

⑸ 系统清洗步骤，是分析完成后，将六通阀（34）再转回加载状态，将被分析物质从贮样罐（31）中完全排出后，密封贮样罐（31），集气腔（3）与贮气腔（12）通过中空针头（24）相互贯通，微型真空泵（35）将系统中残余的脱出气体抽空，再用气源气冲洗气液分离器一段时间后，恢复至初始状态，准备进行下一轮脱气分析。