用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具和包括這種器具的配制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具，以及提供了一種包括這種密封器具的標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的裝置和使用這種裝置配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的方法。該密封器具包括中空的主體、固定設(shè)置在主體內(nèi)的用于配制所需標(biāo)準(zhǔn)氣體的試劑瓶和破擊器。所述破擊器設(shè)置成受到外部作用力時會擊破密封器具中的試劑瓶。該裝置依靠密封材料封閉，防止其中的試劑揮發(fā)后產(chǎn)生泄露。根據(jù)本發(fā)明，在整個配制過程中試劑及其揮發(fā)氣體均局限在密閉環(huán)境中，不會擴(kuò)散，從而能夠避免對操作人員造成的可能傷害，并且使得配制過程準(zhǔn)確。
【專利說明】用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具和包括這種器具的配制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具，以及一種包括這種密封器具的標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的裝置和使用這種裝置配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常要配制具有低沸點(diǎn)、有毒、易燃或易爆等特性的標(biāo)準(zhǔn)氣體。例如，氯乙烷是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的試劑，特別是在乙烯環(huán)氧化反應(yīng)過程中常用作反應(yīng)的抑制劑，因此經(jīng)常需要配制氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體。常壓下氯乙烷沸點(diǎn)僅有12.27°C，因此其暴露于空氣中時極易揮發(fā)。且該試劑屬易燃、易爆危險化學(xué)品，在空氣中的爆炸極限范圍為
3.8-15.4%。另外，氯乙烷氣體對人體具有一定的刺激和麻醉作用，可通過皮膚和呼吸方式被人體吸收。接觸高濃度的氯乙烷氣體會引起麻醉、中樞抑制以及循環(huán)和呼吸抑制，并損害心、肝、腎等。吸入2-4%濃度的氯乙烷氣體可引起運(yùn)動失調(diào)、輕度痛覺減退，并很快出現(xiàn)知覺消失。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中配制氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體時，一般都是在敞開的環(huán)境中用針管定量抽取一定體積的液體氯乙烷，然后將其注入到抽成真空的鋼瓶中，再用高純氮?dú)膺M(jìn)行稀釋，并經(jīng)過儀器定量分析后標(biāo)注濃度。然而，由于該試劑的沸點(diǎn)極低，在敞開的環(huán)境中隨環(huán)境溫度的變化，所抽取的液體隨時在揮發(fā)和不定量地?fù)p失，因此難以準(zhǔn)確定量，在夏季時更是如此。因此，極易造成配制的標(biāo)準(zhǔn)氣濃度波動范圍較大，難以穩(wěn)定。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中有一種快速真空在線取樣裝置，其特點(diǎn)在于取樣器與取樣閥在取樣時密封連接，取樣后的樣品與外界密封隔離，避免了樣品受外界其他介質(zhì)的污染和取樣介質(zhì)泄漏對環(huán)境的污染和安全問題，其取樣真實(shí)、操作安全。但缺點(diǎn)是該取樣器適用于在工藝管道取樣，并要求設(shè)有專用的取樣閥門，不適合于玻璃試劑瓶中取樣；另一種注射重量法配氣裝置，其特點(diǎn)是盛液體樣品的配氣罐中的組分氣體和用來稀釋的氣體充灌彼此獨(dú)立，避免相互玷污，系統(tǒng)的氣密性能較好，配置標(biāo)準(zhǔn)氣的準(zhǔn)確性較高。但如何將試劑瓶中的易揮發(fā)液體放入小鋼瓶中，放入的過程是否會造成環(huán)境的污染和人員身體的傷害等這些問題并未涉及，也沒有解決方案；另一種從壓力容器中取樣的裝置，特點(diǎn)是有可以與帶壓液體儲罐上深度計(jì)緊密配合的取樣器，通過該取樣器可以避免取樣介質(zhì)的泄露而污染環(huán)境。但必須在容器上安裝有符合要求的深度計(jì)，而且該取樣器也不適合于在玻璃試劑瓶中取樣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具，其結(jié)構(gòu)簡單、密閉性好、使用方便。本發(fā)明還涉及了包括有這種密封器具的標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的裝置和使用這種裝置配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具，包括中空的密閉式主體、設(shè)置在主體內(nèi)的用于配制所需標(biāo)準(zhǔn)氣體的試劑瓶，以及破擊器，其中破擊器設(shè)置成能夠在受到外部作用力時使試劑瓶破裂。
[0007]在一個實(shí)施例中，該破擊器設(shè)置在主體外壁上。
[0008]破擊器包括具有密封式地設(shè)置在主體的外壁上的支架，支架具有橫向的導(dǎo)向通道。破擊器還包括破擊體，其設(shè)置在導(dǎo)向通道中并能沿導(dǎo)向通道密封式地橫向運(yùn)動，并穿過主體的壁而擊破設(shè)于主體內(nèi)的試劑瓶。
[0009]破擊體支架包括直接密封式地安裝在主體外壁上的槽狀體，導(dǎo)向通道設(shè)置在槽狀體的底壁。
[0010]破擊體支架還包括從槽狀體中橫向向外側(cè)延伸的凸出部，凸出部在其內(nèi)部限定了導(dǎo)向通道的延伸部分。
[0011 ] 優(yōu)選地，槽狀體開口與主體結(jié)合處以及導(dǎo)向通道和破擊體之間設(shè)有若干密封件，防止內(nèi)部液體試劑揮發(fā)后產(chǎn)生泄露。
[0012]破擊器設(shè)置有彈性件以使得破擊體在受到外力作用時能夠穿過主體而擊碎試劑瓶，在外力消失后破擊體能自動復(fù)位。例如，彈性件為彈簧。
[0013]破擊體的處于槽底的內(nèi)側(cè)的部分上設(shè)置有限位板。用來限定破擊體在彈簧作用下自動復(fù)位時的位置。
[0014]在另一個實(shí)施例中，該破擊器設(shè)置在主體之中。例如，破擊器帶有尖銳突起使得更容易擊碎試劑瓶。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括有上述密封器具的標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的裝置及使用這種裝置配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的方法。將如上的密封器具的兩端通過管線和閥門分別與真空源和稀釋氣體源連接。密封器具和真空源之間的第一閥門設(shè)置成在試劑瓶破裂之后但在密封器具和稀釋氣體源之間的第二閥門打開之前打開，用于得到具有一定壓力和濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，把裝有定量試劑的試劑瓶放在密閉的主體中，利用破擊器方便地?fù)羝圃噭┢?，能?shí)現(xiàn)將液體試劑或者揮發(fā)出來的氣體局限在密閉的環(huán)境中，與空氣隔絕。從而提高了配制的準(zhǔn)確性，也避免了試劑液體揮發(fā)對人體造成傷害，提高了配制的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。在圖中:
[0018]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的破擊器設(shè)置在主體外的密封器具；
[0019]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的氣體配制裝置；
[0020]圖3顯示了用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具上的破擊器；
[0021]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的破擊器設(shè)置在主體內(nèi)的密封器具。
[0022]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]需要強(qiáng)調(diào)地是，盡管為方便起見在下文中采用氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體為例來進(jìn)行說明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明的用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具及其使用包括這種密封器具的裝置的方法也可以用于配制其它類型的氣體，例如包括但不限于具有低沸點(diǎn)、有毒、易燃或易爆等特性的標(biāo)準(zhǔn)氣體。
[0025]在一個優(yōu)選實(shí)施例中，圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的破擊器設(shè)置在主體外的密封器具10。如圖所示，該密封器具10包括中空的主體5和密封蓋6。密封蓋6例如可通過螺紋配合擰在本體5的縱向端部上，從而形成一個密封的結(jié)構(gòu)。在本體5內(nèi)設(shè)置有液體試劑瓶4，其內(nèi)裝有用于配制所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體的試劑。在該具體實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)氣體是氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體，而試劑是液體氯乙烷試劑，試劑瓶為玻璃試劑瓶。
[0026]在本發(fā)明中為方便起見，將主體5的延伸方向描述為縱向(或軸向)，而與之垂直的方向?yàn)闄M向(或徑向)，并且靠近主體5的一側(cè)稱為內(nèi)側(cè),反之一側(cè)稱為外側(cè)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，在主體5的外壁上還設(shè)有破擊器3，如圖3所示。在圖示實(shí)施例中，該破擊器3包括破擊體21。在該具體實(shí)施例中，破擊體21的一端設(shè)置成帶有尖銳突起，以有效擊破試劑瓶。然而，在初始狀態(tài)下破擊體21并不會與試劑瓶4發(fā)生任何相互作用。破擊器3還包括被構(gòu)造為槽狀的破擊體支架26，其槽狀開口端被固定在主體5的外壁上。槽狀體槽底橫向向外延伸的凸出部28和槽底設(shè)置有貫穿的導(dǎo)向通道29。破擊體21設(shè)置于導(dǎo)向通道29中，并能沿導(dǎo)向通道29密閉式的橫向運(yùn)動。為此，在導(dǎo)向通道29中設(shè)有圍繞著破擊體21布置的密封件24。此外，為增強(qiáng)密封效果，在破擊體支架26的槽內(nèi)表面上也設(shè)有密封材料25。在凸出部28的自由端處設(shè)有蓋板23，以密封導(dǎo)向通道29。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，破擊體21能夠在受到外部作用力時沿導(dǎo)向通道29密閉式地橫向運(yùn)動，以其尖端擊破試劑瓶4，從而釋放出液態(tài)氯乙烷試劑。由于主體5本身是密封的，并且破擊器3也與主體5密封式連接，因此不會發(fā)生泄漏。
[0029]在一個具體實(shí)施例中，破擊器3還包括復(fù)位彈簧22，用于使破擊體21在外力撤除后自動地回到初始位置。在圖3所示的實(shí)施例中，彈簧22纏繞式設(shè)置蓋板23和設(shè)于破擊體21的自由端處的凸臺30之間。此外，在破擊體21的處于槽狀體內(nèi)部的部分上還優(yōu)選地設(shè)有限位板27，該限位板27可在破擊體21的橫向運(yùn)動中與主體5的外壁接合，從而限制了破擊體21的破擊行程。
[0030]在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，圖4示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的破擊器設(shè)置在主體內(nèi)的密封器具10。如圖所示，該密封器具10包括中空的主體5和密封蓋6。密封蓋6例如可通過螺紋配合擰在本體5的縱向端部上，從而形成一個密封的結(jié)構(gòu)。在本體5內(nèi)設(shè)置有液體試劑瓶4，其內(nèi)裝有用于配制所需的標(biāo)準(zhǔn)氣體的試劑。在該具體實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)氣體是氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體，而試劑是液體氯乙烷試劑，試劑瓶為玻璃試劑瓶。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，在主體5內(nèi)還設(shè)有破擊器31。如圖4所示實(shí)施例中，該破擊器31的形式為一端帶有尖銳突起的板件。該破擊器31在正常狀態(tài)下不會與試劑瓶4發(fā)生任何相互作用。然而，該破擊器31能夠在密封器具10受到外部沖擊時使試劑瓶4破裂，從而釋放出液態(tài)氯乙烷試劑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，例如將密封器具10豎起后上下晃動，就能利用破擊器31上的尖銳突起來刺破試劑瓶4。
[0032]在優(yōu)選實(shí)施例中，密封器具10還包括過濾網(wǎng)I和/或密封件2。其中，過濾網(wǎng)I用于防止試劑瓶4在破裂后的碎屑造成阻塞,而密封件2用于防止試劑泄露。
[0033]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，密封器具和破擊器均應(yīng)由不會與試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬、工程塑料和橡膠等材料制成。
[0034]圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的包含上述密封器具的標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置20。如圖所示，該標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置20包括如上所述的密封器具10、通過第一管線11和第一閥門13連接在密封器具10的第一端上的真空源15，以及通過第二管線12和第二閥門14連接在密封器具10的第二端上的稀釋氣體源16。在該具體實(shí)施例中，真空源15為抽成真空的鋼瓶，而稀釋氣體源16為高純度氮?dú)怃撈?。第一管線11和第二管線12均可采用無縫鋼管或耐壓軟管。
[0035]下面以配制氯乙烷為例并且根據(jù)圖1到4來描述根據(jù)本發(fā)明的配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的方法。首先，將裝有試劑的玻璃試劑瓶4放進(jìn)主體5中，并對破擊器3或者破擊器31施加外力以擊破玻璃試劑瓶。之后，打開通向真空源15的第一閥門13，使得釋放出來的液體氯乙烷試劑在真空環(huán)境下迅速氣化。為加速氣化過程，還可利用加熱裝置(圖中未示出)來對密封器具10進(jìn)行加熱。該加熱裝置例如可以是熱水源或熱蒸氣源。在靜置一段時間后，打開通向稀釋氣體源16的第二閥門14。這樣，稀釋氣體源16中的高純度氮?dú)獗銓⒚芊馄骶?0以及管線中的氯乙烷氣體壓入到真空瓶中。因此，在原先抽成真空的鋼瓶15中就得到了具有一定壓力和濃度的氯乙烷氣體?？衫蒙V或質(zhì)譜的方式對其濃度進(jìn)行準(zhǔn)確地定量分析。
[0036]如果氯乙烷的濃度過高，可按照需要繼續(xù)補(bǔ)充高純氮?dú)獠⑾♂屩烈?guī)定的濃度，并進(jìn)行最終濃度的定量標(biāo)定，即可得到具有一定精度的氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)氣體。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，在整個標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制過程中，無論是氯乙烷液體還是揮發(fā)后的氣體均被局限在密閉的環(huán)境中，與空氣徹底隔絕。因此，徹底消除了氯乙烷氣體與空氣混合形成爆炸性混合物的可能，提高了配制過程中的安全性，同時也避免了氯乙烷液體及其揮發(fā)后的氣體暴露于空氣中傷害人體。此外，由于整個過程中沒有向外界環(huán)境揮發(fā)損失，因此也提高了配制的準(zhǔn)確性。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可容易地進(jìn)行改變或變化，而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的密封器具，包括沿縱向延伸的中空的密閉式主體、設(shè)置在所述主體內(nèi)的用于配制所需標(biāo)準(zhǔn)氣體的試劑瓶，以及破擊器，其中所述破擊器設(shè)置成能夠在受到外部作用力時使所述試劑瓶破裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封器具，其特征在于，所述破擊器設(shè)置在所述主體外壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封器具，其特征在于，所述破擊器包括密封式地設(shè)置在所述主體的外壁上的支架，所述支架具有橫向的導(dǎo)向通道，所述破擊器還包括破擊體，其設(shè)置在所述導(dǎo)向通道中并能在外力作用下沿導(dǎo)向通道密封式地橫向運(yùn)動，從而穿過所述主體的壁而擊破設(shè)于所述主體內(nèi)的試劑瓶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封器具，其特征在于，所述支架構(gòu)造成包括直接密封式地安裝在主體外壁上的槽狀體，所述導(dǎo)向通道設(shè)置在所述槽狀體的底壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的密封器具，其特征在于，所述支架還包括從所述槽狀體中橫向向外側(cè)延伸的凸出部，所述凸出部在其內(nèi)部限定了所述導(dǎo)向通道的延伸部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)所述的密封器具，其特征在于，在所述導(dǎo)向通道和破擊體之間設(shè)有若干密封件。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到6中任一項(xiàng)所述的密封器具，其特征在于，所述破擊器還包括彈性件，以使得所述破擊體在外力消失后能自動復(fù)位。
8.根據(jù)權(quán)利要求3到7中任一項(xiàng)所述的密封器具，其特征在于，在所述破擊體的處于所述槽底的內(nèi)側(cè)的部分上設(shè)置有限位板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封器具，其特征在于，所述破擊器設(shè)置在所述主體中，并在施加于所述主體上的力的作用下使所述試劑瓶破裂。
10.一種用于配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的密封器具，以及通過管線和閥門與所述密封器具相連的真空源和稀釋氣體源。
11.一種使用根據(jù)權(quán)利要求10所述的配制裝置來配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的方法，包括以下步驟: 步驟一:對所述破擊器施加作用力以擊碎所述主體中的所述試劑瓶； 步驟二:打開所述密封器具通向真空源的閥門； 步驟三:打開所述密封器具通向稀釋氣體源的閥門。
【文檔編號】B01F13/00GK104511257SQ201310445604
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】梁汝軍, 王金秋, 劉蓉, 王祎, 楊建友, 馬坤, 劉剛, 隗永清 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院