一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，通過自動(dòng)置換裝置的設(shè)計(jì)，利用色譜儀分析的間隙可以實(shí)現(xiàn)殘余氣相液化氣體排出采用本蒸發(fā)器，減少檢測準(zhǔn)備時(shí)間；且可以實(shí)現(xiàn)氣相色譜儀連續(xù)分析樣本，大大提高了氣相色譜儀的利用率。
【專利說明】一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域的一種低壓液化氣體及混合氣體檢測用制樣設(shè)備，具體涉及一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體及混合氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，用于低壓液化氣體及混合氣體(如丙烯、丙烷、二甲醚、溴化氫、氨、液化石油氣等)檢驗(yàn)中由液相轉(zhuǎn)換成非飽和氣相介質(zhì)(即過熱蒸汽)的制樣設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓液化氣體及混合氣體現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，由于不同的使用環(huán)境對(duì)低壓液化氣體及混合氣體的組分要求不同，準(zhǔn)確快速地測定低壓液化氣體及混合氣體的組分就顯得十分必要，而準(zhǔn)確快速測定低壓液化氣體及混合氣體的組分首先就是要將液態(tài)低壓液化氣體及混合氣體重新完全氣化為常壓或微正壓非飽和氣態(tài)低壓液化氣體及混合氣體?，F(xiàn)有的氣化工藝一般為盤管加熱式，改進(jìn)型將盤管加熱式改為毛細(xì)管加熱式(如閃蒸儀等)，這些蒸發(fā)裝置均是參照SH/T 0230-1992《液化石油氣組成測定法(色譜法)》的氣化工藝設(shè)計(jì)的，SH/T 0230-1992《液化石油氣組成測定法(色譜法)》給定的氣化工藝存在耗時(shí)長，閥門段和輸入進(jìn)樣段無熱源加溫，閥門段結(jié)露嚴(yán)重，使C5組分氣化困難，進(jìn)樣段再液化，使進(jìn)樣組分出現(xiàn)波動(dòng)，造成重現(xiàn)性誤差大，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)失真。同一樣品重復(fù)性誤差最高超過了 30%，是典型的檢不準(zhǔn)項(xiàng)目，而且更換樣品清洗置換不便，液化石油氣放散量大，導(dǎo)致消防隱患增大，同時(shí)也令實(shí)驗(yàn)室空氣環(huán)境受到污染，目前此方法基本在檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)停止使用。其后國內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)研發(fā)了包括閃蒸儀在內(nèi)的多種形式氣化儀器，仍不能完全解決檢不準(zhǔn)的問題。通過了解國內(nèi)外先進(jìn)研究成果，積極請(qǐng)教業(yè)內(nèi)專家，為解決樣品氣化前后化學(xué)組成一致，避免氣化管路樣品殘留，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性等難題，設(shè)計(jì)出具有大氣平衡導(dǎo)流蒸發(fā)器，有效地保證了儀器檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的技術(shù)特征可相互結(jié)合。
[0004]本發(fā)明提供了一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，包括一個(gè)獲取液相介質(zhì)樣本的液相蛋和一個(gè)含有自動(dòng)置換裝置的將樣本氣化并向檢驗(yàn)儀器提供氣相介質(zhì)樣本的氣相蛋，以及相應(yīng)的恒溫、恒壓、置換、清潔保養(yǎng)相應(yīng)功能單元所需的控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)及相應(yīng)的控制程序軟件。
[0005]所述置換工作控制程序單元控制活塞總成在缸體總成內(nèi)的位置和開啟送氣調(diào)節(jié)置換組合閥中載氣輸入電磁閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞上腔、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管、氣相介質(zhì)伴熱輸送管、定量進(jìn)樣六通閥、定量進(jìn)樣六通閥定量管內(nèi)介質(zhì)排出和吸入置換氣體，減少介質(zhì)在上述介質(zhì)容腔中殘留量達(dá)到檢測精度要求的功能。
[0006]所述自動(dòng)置換裝置是在各程序單元通過可編程邏輯控制器PLC或微控制單元MCU運(yùn)行控制驅(qū)動(dòng)板上各執(zhí)行元器件自動(dòng)置換裝置由活塞總成、無油空壓機(jī)、上端蓋、缸體總成、下封頭、液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口、置換廢氣抽吸孔、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管、置換用載氣輸入管、自閉鎖置換輸氣管接頭、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管、氣相介質(zhì)伴熱輸送管、定量進(jìn)樣六通閥、定量進(jìn)樣六通閥定量管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、廢棄氣相介質(zhì)排放管、排廢氣定形空壓軟管、置換廢氣排出管組成。
[0007]所述無油空壓機(jī)設(shè)置在所述缸體總成的左下面的位置，所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥設(shè)置在所述缸體總成的上面，所述活塞總成設(shè)置在所述缸體總成的內(nèi)部，所述上端蓋設(shè)置在所述缸體總成的上端，所述下封頭設(shè)置在所述缸體總成的下端，在所述上端蓋上設(shè)有所述液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口和所述置換廢氣抽吸孔；所述置換用載氣輸入管連接到所述自閉鎖置換輸氣管接頭，所述自閉鎖置換輸氣管接頭通過所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管連接所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥，所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥一端連接所述氣相介質(zhì)伴熱輸送管，另一端連接所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與所述活塞上腔連通管，所述定量進(jìn)樣六通閥將所述氣相介質(zhì)伴熱輸送管與所述定量進(jìn)樣六通閥定量管相連接；所述定量進(jìn)樣六通閥經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接到所述廢棄氣相介質(zhì)排放管；所述廢棄氣相介質(zhì)排放管連接到所述排廢氣定形空壓軟管，接著連通所述置換廢氣排出管。所述的控制系統(tǒng)由主板、驅(qū)動(dòng)板、觸摸屏人機(jī)界面和相應(yīng)壓力、溫度、時(shí)間、距離傳感器組成；所述的控制程序軟件包含溫度控制、介質(zhì)壓力控制、置換工作、清潔保養(yǎng)、進(jìn)樣工作、手動(dòng)操作六套程序單元組成，各程序單元通過可編程邏輯控制器PLC或微控制單元MCU運(yùn)行控制驅(qū)動(dòng)板上各執(zhí)行元器件。
[0008]所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，活塞上腔置換方式為:控制系統(tǒng)指令二位五通換向閥將無油壓縮機(jī)進(jìn)排氣口按程序循環(huán)換向，無油壓縮機(jī)對(duì)活塞下腔循環(huán)輸出正、負(fù)壓力，輸入正壓時(shí)活塞上行，輸入負(fù)壓時(shí)活塞下行，上下行止點(diǎn)均由PLC或MCU控制運(yùn)行；通過活塞上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行置換，上行排出氣體被無油空氣壓縮機(jī)吸走，下行吸入新鮮空氣；活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，活塞上腔容積小于1ml，活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，活塞上腔容積大于1300ml，活塞上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)一次，殘留氣體僅為上一循環(huán)后氣體的萬分之7.7，三次循環(huán)后僅為置換前的10億分之4.6，可以滿足采用庫侖法和色譜法對(duì)液化氣體硫含量測定類PPm級(jí)分析置換要求。
[0009]所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，送氣調(diào)節(jié)置換組合閥、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管、氣相介質(zhì)伴熱輸送管、定量進(jìn)樣六通閥、定量進(jìn)樣六通閥定量管置換方式為:與活塞上腔置換同步進(jìn)行，控制系統(tǒng)指令送氣調(diào)節(jié)置換組合閥中載氣輸入電磁閥開啟，載氣進(jìn)入上述兀器件中對(duì)輸送管腔進(jìn)行吹掃，吹掃時(shí)間3min,載氣流量大于3000ml，是管腔體積30ml的100倍，置換后不得檢出ppm級(jí)介質(zhì)殘留量。
[0010]所述無油空氣壓縮機(jī)為雙機(jī)頭，一機(jī)頭作真空泵用于置換廢氣抽吸，另一機(jī)頭與二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥配合驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)。
[0011]所述活塞下行吸入新鮮空氣由液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口輸入。
[0012]所述置換廢氣由廢棄氣相介質(zhì)排放管、置換廢氣排出管輸送至安全排放處。
[0013]所述的液相蛋主要由排放閥、主閥閥桿手輪、主閥閥桿、液相蛋殼體手輪、液相蛋殼體、2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔、和和排放閥防漏O形圈、排氣閥密封面O形圈、主閥閥桿防漏O形圈、進(jìn)出液閥密封面O形圈、液相蛋進(jìn)出液連接防漏O形圈組成。
[0014]所述氣相蛋由下封頭、導(dǎo)熱恒溫鋁套、缸體總成、活塞總成、活塞裝卸安全架、活塞溫度傳感器、活塞上腔、活塞上腔數(shù)字壓力傳感器、置換用載氣輸入管、氣相介質(zhì)伴熱輸送管、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管、自閉鎖置換輸氣管接頭、活塞上腔壓力傳感器連通管、置換廢氣抽吸孔、液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口、上端蓋、活塞驅(qū)動(dòng)力抽壓氣體接管、活塞下腔、活塞下腔數(shù)字壓力傳感器以及氣相蛋內(nèi)由大氣平衡裝置通大氣開口、伸縮型空壓軟管、伸縮型空壓軟管壓緊彎頭、活塞總成上下密封O形圈間氣體收集環(huán)槽、大氣平衡管活塞內(nèi)腔導(dǎo)氣通道、大氣平衡管下接頭構(gòu)成的大氣平衡裝置組成。
[0015]采用上述技術(shù)方案的有益效果:本發(fā)明氣相蛋含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器單一氣化樣時(shí)總耗時(shí)短，用工少；樣本消耗量少，極大地方便了質(zhì)監(jiān)部門進(jìn)行液化氣體抽樣檢驗(yàn)工作，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和安全性也得到了較大幅度地提高。本發(fā)明氣相蛋具備自動(dòng)置換功能，利用檢測儀器分析的間隙可以實(shí)現(xiàn)殘余氣相液化氣體排出采用本蒸發(fā)器，減少檢測準(zhǔn)備時(shí)間；且可以實(shí)現(xiàn)檢測儀器連續(xù)分析樣本，大大提高了檢測儀器的利用率。由于置換精度達(dá)到不得檢出PPm級(jí)介質(zhì)殘留量，可以滿足采用庫侖法和色譜法對(duì)液化氣體硫含量測定類PPm級(jí)精度分析置換要求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1A蒸發(fā)器總圖(氣相蛋與液相蛋組合外形圖)結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖1B蒸發(fā)器頂蓋結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2氣相蛋結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3A液相蛋閥芯為錐形密封面結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3B液相蛋閥芯為平面密封面結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4液相蛋取樣時(shí)狀態(tài)示意圖；
[0022]圖5蒸發(fā)器工作示意圖；
[0023]圖6A.樣本輸入定量環(huán)介質(zhì)流向示意圖；
[0024]圖6B.載氣帶入定量環(huán)樣本介質(zhì)輸入檢驗(yàn)儀器流向示意圖；
[0025]圖7蒸發(fā)器工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]部件附圖標(biāo)記指定1.電源插座220VAC IOA
[0027]2.自恢復(fù)保險(xiǎn)絲240VAC 2A33.置換廢氣排出管
[0028]3.驅(qū)動(dòng)板34.活塞驅(qū)動(dòng)力抽壓氣體接管
[0029]4.直流電源DC19V 4.74A35.大氣平衡裝置通大氣開口
[0030]5.升降電機(jī)36.活塞下腔
[0031]6.溫控開關(guān) KSD301 105 °C37.電熱管
[0032]7.導(dǎo)熱恒溫鋁套38.缸體總成
[0033]8.導(dǎo)熱恒溫鋁套溫度傳感器39.伸縮型空壓軟管
[0034]9.氣相蛋40.伸縮型空壓軟管壓緊彎頭
[0035]10.置換用載氣輸入管41.活塞總成
[0036]11.活塞上腔數(shù)字壓力傳感器42.活塞下密封圈[0037]12.氣相介質(zhì)伴熱輸氣管43.大氣平衡管活塞內(nèi)腔導(dǎo)氣通道
[0038]13.送氣調(diào)節(jié)置換組合閥44.活塞上密封圈
[0039]14.送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連45.活塞PTEE F4防止吸附密封圈
通管 46.活塞裝卸安全架
[0040]15.送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送47.活塞溫度傳感器
管 48.活塞上腔
[0041]16.自閉鎖置換輸氣管接頭49.活塞上腔壓力傳感器連通管
[0042]17.液相蛋50.置換廢氣抽吸孔
[0043]18.排廢氣定形空壓軟管51.液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入
[0044]19.儲(chǔ)氣罐數(shù)字壓力傳感器口
[0045]20.主板(51單片機(jī))52.上端蓋
[0046]21.觸摸屏人機(jī)界面53.上端蓋密封圈
[0047]22.自閉鎖置換輸氣管接頭與儲(chǔ)氣罐接54.上端蓋PTEE F4防止吸附密封圈
管55.上端蓋安裝座
[0048]23.儲(chǔ)氣罐至二位五通換向電磁閥接管56.氣相蛋安裝基座板
[0049]24.儲(chǔ)氣罐57.活塞總成上下密封O形圈間氣體收
[0050]25.DS18B20數(shù)字溫度計(jì)數(shù)據(jù)線集環(huán)槽
[0051]26.置換廢氣吸入管58.大氣平衡管下接頭
[0052]27.無油空壓機(jī)59.下封頭
[0053]28.二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥60.大氣平衡管下接頭密封圈
[0054]29.3kPa排氣背壓閥61.排放閥
[0055]30.活塞下腔數(shù)字壓力傳感器62.主閥閥桿手輪
[0056]31.機(jī)箱內(nèi)置AC220V電源線63.主閥閥桿
[0057]32.船形開關(guān)KCD3 AC250V IOA64.排放閥防漏O形圈
[0058]65.排氣閥密封面O形圈76.氣相排出口
[0059]66.液相蛋殼體手輪77.排氣閥
[0060]67.液相蛋殼體78.進(jìn)出液閥手輪方向標(biāo)記
[0061]68.主閥閥桿防漏O形圈79.水平基準(zhǔn)線與液相蛋軸線的夾角
[0062]69.2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔80.廢棄氣相介質(zhì)排放管
[0063]70.進(jìn)出液閥密封面O形圈81.轉(zhuǎn)子流量計(jì)
[0064]71.液相蛋進(jìn)出液連接防漏O形圈82.定量進(jìn)樣六通閥
[0065]72.液化氣體供樣閥門83.定量進(jìn)樣六通閥定量環(huán)
[0066]73.液化氣體容器或管線84.定量進(jìn)樣六通閥載氣接管
[0067]74.液化氣體取樣液相介質(zhì)入口85.儀器進(jìn)樣接管
[0068]75.進(jìn)出液閥86.檢驗(yàn)分析儀器
[0069]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明提供了一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器如圖1A所示，該蒸發(fā)器包括一個(gè)獲取液相介質(zhì)樣本的液相蛋17和一個(gè)將樣本氣化并向檢驗(yàn)儀器提供氣相介質(zhì)樣本的氣相蛋9，以及相應(yīng)的恒溫、恒壓、置換、清潔保養(yǎng)等相應(yīng)功能單元所需的控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)及相應(yīng)的控制程序軟件組成；[0070]控制系統(tǒng)由主板20、驅(qū)動(dòng)板3、觸摸屏人機(jī)界面21、溫度、壓力、電流、運(yùn)動(dòng)距離、計(jì)時(shí)傳感器和預(yù)設(shè)的各單元工作時(shí)間、溫度、距離、電壓、電流數(shù)據(jù)組成。其中觸摸屏人機(jī)界面21負(fù)責(zé)顯示蒸發(fā)器各項(xiàng)工況信息，輸入操作指令；主板20負(fù)責(zé)按既定程序處理各傳感器發(fā)來的工況信息，對(duì)驅(qū)動(dòng)板3發(fā)出執(zhí)行指令；驅(qū)動(dòng)板3按主板20發(fā)出的指令開啟或關(guān)閉各操作單元工作，如開啟電熱管37加溫、開啟無油空壓機(jī)27和二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥結(jié)合時(shí)間參數(shù)控制活塞總成41在缸體總成38內(nèi)按主板20發(fā)出的指令做功能性運(yùn)動(dòng)。
[0071]控制程序軟件包含溫度控制、介質(zhì)壓力控制、置換工作、清潔保養(yǎng)、進(jìn)樣工作、手動(dòng)操作六套程序單元組成，在觸摸屏人機(jī)界面上以子菜單顯示，各程序單元通過可編程邏輯控制器(PLC)或微控制單元(MCU)運(yùn)行控制驅(qū)動(dòng)板3上各執(zhí)行元器件，達(dá)到智能化氣化樣本介質(zhì)和輸送己氣化樣本介質(zhì)等功能。溫度控制程序單元控制活塞上腔48、活塞下腔36溫度，使氣化溫度在輸入設(shè)定溫度范圍內(nèi)；介質(zhì)壓力控制程序單元控制活塞總成41在缸體總成38內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞上腔48內(nèi)介質(zhì)壓力增加或降低介質(zhì)壓力的功能；置換工作控制程序單元控制活塞總成41在缸體總成38內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞上腔48內(nèi)介質(zhì)排出和吸入置換氣體，減少介質(zhì)在活塞上腔48中的殘留量的功能；清潔保養(yǎng)控制程序單元控制活塞裝卸安全架46保護(hù)上端蓋52和活塞總成41從缸體總成38內(nèi)上升到缸體總成38外設(shè)定高度，方便操作人員對(duì)上端蓋52和活塞總成41進(jìn)行清潔保養(yǎng)和更換密封元器件工作；進(jìn)樣工作控制程序單元控制活塞裝卸安全架46、上端蓋52和活塞總成41復(fù)位至進(jìn)樣狀態(tài)位置并控制氣化及氣相介質(zhì)輸送全部溫度、壓力參數(shù)在設(shè)定值范圍內(nèi)；手動(dòng)操作控制程序單元能通過觸摸屏人機(jī)界面21輸入指令完成蒸發(fā)器全部設(shè)定工作程序。
[0072]動(dòng)力系統(tǒng)由電源插座220VAC IOAl、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲240VAC 2A2、機(jī)箱內(nèi)置AC220V電源線31、船形開關(guān)KCD3 AC250V 10A32、直流電源DC19V 4.74A4、導(dǎo)熱恒溫鋁套7、升降電機(jī)5、儲(chǔ)氣罐24、ZTP82無油空氣壓縮機(jī)27，雙機(jī)頭，其中一個(gè)機(jī)頭作真空泵用于置換廢氣抽吸，另一個(gè)機(jī)頭與二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28配合驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)、二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28、3kPa排氣背壓閥29、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13、驅(qū)動(dòng)板3、活塞驅(qū)動(dòng)力抽壓氣體接管34及動(dòng)力氣體管線置換用載氣輸入管10、排廢氣定形空壓軟管18、自閉鎖置換輸氣管接頭與儲(chǔ)氣罐接管22、儲(chǔ)氣罐至二位五通換向電磁閥接管23、置換廢氣吸入管26、置換廢氣排出管33和送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13、二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28組成。其中恒溫鋁套7中含有電熱管37。其中AC220V交流電源為對(duì)蒸發(fā)器供電總電源，船形開關(guān)32控制其通斷，驅(qū)動(dòng)板3上電熱管37繼電器、無油空壓機(jī)27繼電器直接通過船形開關(guān)32輸入AC220V交流電帶動(dòng)電熱管37、無油空壓機(jī)27工作；直流電源DC19V4.74A4在船形開關(guān)32后接入AC220V交流電源轉(zhuǎn)換為DC19V電源對(duì)按主板20和驅(qū)動(dòng)板3中升降電機(jī)5控制電路、氣相介質(zhì)伴熱輸送管/送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13伴熱繼電器、3kPa排氣背壓閥29繼電器、二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28繼電器供電，主板20對(duì)溫度傳感器和壓力傳感器供電；溫度傳感器包括導(dǎo)熱恒溫鋁套溫度傳感器8和活塞溫度傳感器47 ;壓力傳感器包括活塞上腔數(shù)字壓力傳感器11、儲(chǔ)氣罐數(shù)字壓力傳感器19以及活塞下腔數(shù)字壓力傳感器30 ;儲(chǔ)氣罐24獲取壓縮載氣，通過儲(chǔ)氣罐至二位五通換向電磁閥接管23輸送至二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28，在二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28中電磁閥配合下按主板20發(fā)出的指令推動(dòng)二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28轉(zhuǎn)換閥對(duì)氣體回路換向。
[0073]如圖1B所示在本發(fā)明蒸發(fā)器的頂蓋處一側(cè)設(shè)有活塞上腔數(shù)字壓力傳感器11和送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13，送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13與置換用載氣輸入管10，氣相介質(zhì)伴熱輸氣管12以及活塞上腔連通管14以及相連接，液相蛋17設(shè)置在蒸發(fā)器的中間，氣相蛋9設(shè)置在蒸發(fā)器內(nèi)部液相蛋的左邊的位置，觸摸屏人機(jī)界面21設(shè)置在蒸發(fā)器的另一側(cè)。
[0074]如圖2所示氣相蛋由下封頭59、大氣平衡裝置、導(dǎo)熱恒溫鋁套7、缸體總成38、活塞總成41、活塞裝卸安全架46，含升降螺母導(dǎo)向桿、氣相蛋安裝基座板56、上端蓋安裝座55、活塞溫度傳感器47、活塞上腔48、活塞上腔數(shù)字壓力傳感器11、置換用載氣輸入管10、氣相介質(zhì)伴熱輸送管12、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管15、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管14、自閉鎖置換輸氣管接頭16、活塞上腔壓力傳感器連通管49、置換廢氣抽吸孔50、液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口 51、上端蓋52、活塞驅(qū)動(dòng)力抽壓氣體接管34、活塞下腔36、活塞下腔數(shù)字壓力傳感器30組成。
[0075]氣相蛋內(nèi)由大氣平衡裝置通大氣開口 35、伸縮型空壓軟管39、伸縮型空壓軟管壓緊彎頭40、活塞總成41上下密封O形圈間氣體收集環(huán)槽、大氣平衡管活塞內(nèi)腔導(dǎo)氣通道43、大氣平衡管下接頭58構(gòu)成大氣平衡裝置。
[0076]作為優(yōu)選，如圖2所示氣相蛋9活塞隨動(dòng)變?nèi)轀p壓空間簡稱活塞上腔48由上端蓋52、缸體總成38、活塞總成41構(gòu)成，形成3?IOkPa微正壓氣化后低壓液化氣體及混合氣體蒸汽容腔，內(nèi)襯全部采用PTFE F4防吸附涂層。氣相蛋的活塞隨動(dòng)變?nèi)轀p壓空間的微正壓由所述介質(zhì)壓力傳感器即活塞上腔數(shù)字壓力傳感器11和活塞溫度傳感器47及導(dǎo)熱恒溫鋁套溫度傳感器8反饋至主板中心控制所述主板20來調(diào)整。在氣相蛋活塞隨動(dòng)減壓過程中介質(zhì)蒸汽壓推動(dòng)活塞總成41下行，容腔體積擴(kuò)大導(dǎo)致蒸汽壓力下降，直至蒸汽壓力下降到與活塞運(yùn)動(dòng)阻力平衡為止(活塞阻力僅為活塞與缸體內(nèi)壁的摩擦力)，此時(shí)蒸汽壓力下降到3?IOkPa微正壓，此壓力為氣相介質(zhì)的輸送的最適宜壓力。若壓力不在此范圍內(nèi)，介質(zhì)壓力傳感器即活塞上腔數(shù)字壓力傳感器11將數(shù)據(jù)傳至蒸發(fā)器主板PLC或MCU自動(dòng)啟動(dòng)恒壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力，當(dāng)介質(zhì)壓力大于IOkPa時(shí)，對(duì)活塞下腔36減壓使活塞總成41下行；當(dāng)介質(zhì)壓力小于3kPa時(shí)，對(duì)活塞下腔36增壓使活塞總成上行；直至氣相介質(zhì)的壓力3?IOkPa微正壓內(nèi)。氣相蛋活塞下腔36由下封頭59、缸體總成38、活塞總成41、大氣平衡裝置組成。
[0077]如圖3所示液相蛋主要由液相蛋17主要由排放閥61、主閥閥桿手輪62、主閥閥桿
63、液相蛋殼體手輪66、液相蛋殼體67、2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔69、和排放閥防漏O形圈
64、排氣閥密封面O形圈65、主閥閥桿防漏O形圈68、進(jìn)出液閥密封面O形圈70、液相蛋進(jìn)出液連接防漏O形圈71組成。其中主閥閥桿63上閥座與排放閥61上閥芯構(gòu)成液相蛋氣相排出截止閥簡稱為排氣閥77，保證2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔69內(nèi)充滿液相介質(zhì)后將液相介質(zhì)關(guān)閉在2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔69中；液相蛋殼體67上閥座與主閥閥桿63上芯構(gòu)成液相蛋液相進(jìn)出截止閥簡稱進(jìn)出液閥，保證2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔69內(nèi)充滿液相介質(zhì)后將液相介質(zhì)關(guān)閉在2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔69中；液相蛋殼體67、主閥閥桿63、排放閥61形成的封閉空間構(gòu)成2至5ml液相介質(zhì)存儲(chǔ)腔69，使液相蛋具備定量獲取液相介質(zhì)樣本并向氣相蛋輸入液相介質(zhì)樣本的功能。液相蛋的功能為獲取約2至5ml液相低壓液化氣體及混合氣體介質(zhì)作為注入氣相蛋氣化樣本，根據(jù)介質(zhì)氣化后膨脹系數(shù)和檢驗(yàn)樣本輸送量的不同，選用對(duì)應(yīng)容量的液相蛋。圖3A為液相蛋閥芯為錐形密封面結(jié)構(gòu)圖，圖3B為液相蛋閥芯為平面密封面結(jié)構(gòu)圖。
[0078]本發(fā)明操作時(shí)，如圖4所示將液相蛋17裝在液化氣體容器或管線73供樣閥門72上，液相蛋軸線與水平基準(zhǔn)線的夾角79成O?15度夾角，打開供樣閥門72，低壓液化氣體及混合氣體在從液化氣體取樣液相介質(zhì)入口 74進(jìn)入，開始取樣。首先所握住液相蛋殼體手輪66并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)主閥閥桿手輪62以及旋轉(zhuǎn)進(jìn)出液閥手輪78，開啟進(jìn)出液閥75，液相液化氣體在自身飽和蒸汽壓力作用下進(jìn)入儲(chǔ)存液相介質(zhì)容腔，然后握住主閥閥桿手輪62緩慢逆時(shí)針旋排放閥61開啟排氣閥77從氣相排出口 76排出液相蛋容腔內(nèi)氣相，至噴出氣液混合物時(shí)迅速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)排放閥61關(guān)閉排氣閥77后再握住液相蛋殼體手輪66并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)主閥閥桿手輪62關(guān)閉進(jìn)出液閥75，此時(shí)容腔內(nèi)充滿了液相樣本。關(guān)閉供樣閥門72，卸下液相蛋17，取樣完畢，耗時(shí)約2min。
[0079]如圖1所示液相蛋9供樣時(shí)，點(diǎn)擊觸摸屏人機(jī)界面21中進(jìn)樣工作功能菜單，蒸發(fā)器進(jìn)入自動(dòng)檢查儀器狀態(tài)，首先將活塞總成41復(fù)位至下止點(diǎn)，然后將活塞裝卸安全架46復(fù)位至下止點(diǎn)以關(guān)閉上端蓋52，再將活塞總成41推至上止點(diǎn)并將通過二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥28，使活塞下腔36與大氣連通，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣時(shí)活塞隨動(dòng)變?nèi)轀p壓時(shí)消除活塞下腔36背壓。此時(shí)觸摸屏人機(jī)界面21提示已進(jìn)入進(jìn)樣工作程序，活塞總成41處于上止點(diǎn)。將液相蛋17裝在氣相蛋上端蓋52上，關(guān)閉送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13，握住液相蛋殼體手輪66并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)液相蛋17主閥閥桿手輪62以及旋轉(zhuǎn)進(jìn)出液閥手輪78開啟進(jìn)出液閥75，液相蛋中液相液化氣體在自身飽和蒸汽壓力作用下噴入氣相蛋中儲(chǔ)存氣相介質(zhì)容腔，2至3秒鐘后關(guān)閉液相蛋進(jìn)出液閥75。在注入瞬間介質(zhì)壓力傳感器即活塞上腔數(shù)字壓力傳感器11檢測到一個(gè)大于IOkPa的瞬間壓力，PLC或MCU運(yùn)行控制程序開始進(jìn)入氣化監(jiān)控狀態(tài)，此時(shí)液相蛋容腔內(nèi)的液相樣本已全部輸入氣相蛋中，3秒鐘內(nèi)完成活塞隨動(dòng)變?nèi)轀p壓閃蒸相變過程。介質(zhì)在過熱蒸汽狀態(tài)下，熱分子運(yùn)動(dòng)和對(duì)流運(yùn)動(dòng)組分迅速均一化，保證了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，此過程耗時(shí)約2min。此時(shí)即可向檢驗(yàn)儀器供應(yīng)已氣化介質(zhì),總耗時(shí)約5min左右，用工僅一人獨(dú)立操作。實(shí)現(xiàn)了液相液化石油氣樣本介質(zhì)的快速氣化，消除SH/T 0230-1992《液化石油氣組成測定法(色譜法)》的氣化工藝耗時(shí)長的缺點(diǎn)。氣化后，氣相樣本依靠氣相蛋內(nèi)的溫度控制裝置，使其溫度恒定為設(shè)定介質(zhì)氣化溫度，如液化石油氣一般按82°C設(shè)定，高于液化石油氣C5的氣化溫度,不存在氣相樣本結(jié)露和再液化現(xiàn)象；獲取液相樣本的液相蛋腔內(nèi)容積為2?5mL，且取樣過程中不需連續(xù)排放樣品，有效減少了液化石油氣的樣品排放量，提高了樣本利用率，降低了火災(zāi)隱患。
[0080]如圖5所示本發(fā)明的工作示意圖首先通過液相蛋17取樣獲取液相樣本介質(zhì)2?5ml,將液相輸入氣相蛋9,經(jīng)氣相蛋氣化后獲取與液相相同組分的恒溫微壓過熱氣相樣本介質(zhì)，產(chǎn)生的樣本介質(zhì)氣相通過自閉鎖置換輸氣管接頭16連接到置換用載氣輸入管I ;由送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管14和送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管15連接到送氣調(diào)節(jié)置換組合閥，經(jīng)相介質(zhì)伴熱輸氣管12輸出到定量進(jìn)樣六通閥定量環(huán)83，如圖6A所示為樣本輸入定量環(huán)介質(zhì)流向示意圖，開啟定量進(jìn)樣六通閥82將樣本輸入定量環(huán)介質(zhì)由定量進(jìn)樣六通閥定量環(huán)83，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)81將產(chǎn)生的廢氣由廢棄氣相介質(zhì)排放管80排出；待達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后將定量進(jìn)樣六通閥工作狀態(tài)調(diào)至載氣帶入定量環(huán)樣本介質(zhì)輸入檢驗(yàn)儀器流向位置，圖6B為載氣帶入定量環(huán)樣本介質(zhì)輸入檢驗(yàn)儀器流向示意圖，由定量進(jìn)樣六通閥載氣接管84通過定量進(jìn)樣六通閥定量環(huán)83，按做樣程序?qū)⒍窟M(jìn)樣六通閥工作調(diào)至樣本輸入定量環(huán)介質(zhì)流向位置，然后載氣將定量環(huán)中已定量的樣本介質(zhì)由儀器進(jìn)樣接管85輸入到檢測分析儀器86中。如圖7所示為本發(fā)明的工作流程圖。[0081]在液相蛋不安裝在氣相蛋上端蓋中液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口 51的狀態(tài)下，開啟圖1中送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13，點(diǎn)擊觸摸屏人機(jī)界面21中置換功能菜單，蒸發(fā)器自動(dòng)執(zhí)行置換程序，先是活塞上下運(yùn)動(dòng)三次，通過吸入和排出空氣，清掃活塞上腔48上一樣本殘留介質(zhì)，三次循環(huán)后活塞上腔48內(nèi)上一樣本殘留介質(zhì)僅為置換前的10億分之4.6，可以滿足采用庫侖法和色譜法對(duì)液化氣體硫含量測定類ppm級(jí)分析置換要求；同時(shí)控制系統(tǒng)指令送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13中載氣輸入電磁閥開啟，載氣進(jìn)入送氣調(diào)節(jié)置換組合閥13、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管14、氣相介質(zhì)伴熱輸送管12、定量進(jìn)樣六通閥82、定量進(jìn)樣六通閥定量管83推出輸送管腔內(nèi)上一樣本滯留介質(zhì)，至活塞上腔48置換完畢時(shí)，載氣對(duì)輸送管腔進(jìn)行吹掃時(shí)間為3min，載氣流量大于3000ml，是管腔體積30ml的100倍，置換后達(dá)到輸送管腔不得檢出PPm級(jí)介質(zhì)殘留量的效果；以上程序完畢后將活塞推至上止點(diǎn)，消除活塞與上端蓋之間間隙，此時(shí)觸摸屏人機(jī)界面提示進(jìn)入進(jìn)樣工作程序。
[0082]由于置換精度達(dá)到不得檢出ppm級(jí)介質(zhì)殘留量，可以滿足采用庫侖法和色譜法對(duì)液化氣體硫含量測定類PPm級(jí)精度分析置換要求。
[0083]當(dāng)然，以上圖示僅為本發(fā)明較佳實(shí)施方式，并非以此限定本發(fā)明的使用范圍，凡采用本發(fā)明所公開的發(fā)明構(gòu)思、等同替換或等效變換的技術(shù)方案包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，包括一個(gè)獲取液相介質(zhì)樣本的液相蛋(17)和一個(gè)含有自動(dòng)置換裝置的將樣本氣化并向檢驗(yàn)儀器提供氣相介質(zhì)樣本的氣相蛋(9)，以及相應(yīng)的恒溫、恒壓、置換、清潔保養(yǎng)相應(yīng)功能單元所需的控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)及相應(yīng)的控制程序軟件；其特征在于， 所述置換工作控制程序單元控制活塞總成(41)在缸體總成(38)內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞上腔(48)、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13)、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管(14)、氣相介質(zhì)伴熱輸送管(12)、定量進(jìn)樣六通閥(82)、定量進(jìn)樣六通閥定量管(83)內(nèi)介質(zhì)排出和吸入置換氣體，減少介質(zhì)在上述介質(zhì)容腔中殘留量達(dá)到檢測精度要求的功能； 所述自動(dòng)置換裝置是在各程序單元通過可編程邏輯控制器(PLC)或微控制單元(MCU)運(yùn)行控制驅(qū)動(dòng)板(3)上各執(zhí)行元器件，所述自動(dòng)置換裝置由所述活塞總成(41)、無油空壓機(jī)(27)、上端蓋(52)、所述缸體總成(38)、下封頭(59)、液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口(51)、置換廢氣抽吸孔(50)、所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13)、送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管(15)、置換用載氣輸入管(10)、自閉鎖置換輸氣管接頭(16)、所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管(14)、所述氣相介質(zhì)伴熱輸送管(12)、所述定量進(jìn)樣六通閥 (82)、所述定量進(jìn)樣六通閥定量管(83)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)(81)、廢棄氣相介質(zhì)排放管(80、排廢氣定形空壓軟管(18)、置換廢氣排出管(33)組成； 所述無油空壓機(jī)(27)設(shè)置在所述缸體總成(38)的右下方的位置，所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13)設(shè)置在所述缸體總成(38)的上面，所述活塞總成(41)設(shè)置在所述缸體總成(38)的內(nèi)部，所述上端蓋(52)設(shè)置在所述缸體總成(38)的上端，所述下封頭(59)設(shè)置在所述缸體總成(38)的下端，在所述上端蓋(52)上設(shè)有所述液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口(51)和所述置換廢氣抽吸孔(50);所述置換用載氣輸入管(10)連接到所述自閉鎖置換輸氣管接頭(16)，所述自閉鎖置換輸氣管接頭(16)通過所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥置換氣體輸送管(15)連接所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13)，所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13) —端連接所述氣相介質(zhì)伴熱輸送管(12)，另一端連接所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與所述活塞上腔連通管(14)，所述定量進(jìn)樣六通閥(82)將所述氣相介質(zhì)伴熱輸送管(12)與所述定量進(jìn)樣六通閥定量管(83)相連接；所述定量進(jìn)樣六通閥(82)經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)(81)連接到所述廢棄氣相介質(zhì)排放管(80);所述廢棄氣相介質(zhì)排放管(80)連接到所述排廢氣定形空壓軟管(18)，接著連通所述置換廢氣排出管(33)； 所述的控制系統(tǒng)由主板(20)、驅(qū)動(dòng)板(3)、觸摸屏人機(jī)界面(21)和相應(yīng)壓力、溫度、時(shí)間、距離傳感器組成；所述的控制程序軟件包含溫度控制、介質(zhì)壓力控制、置換工作、清潔保養(yǎng)、進(jìn)樣工作、手動(dòng)操作六套程序單元組成，各程序單元通過可編程邏輯控制器(PLC)或微控制單元(MCU)運(yùn)行控制驅(qū)動(dòng)板(3)上各執(zhí)行元器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，其特征在于，所述活塞上腔(48)置換方式為:控制系統(tǒng)指令二位五通換向閥將所述無油壓縮機(jī)(27)進(jìn)排氣口按程序循環(huán)換向，所述無油壓縮機(jī)(27)對(duì)活塞下腔循環(huán)輸出正、負(fù)壓力，輸入正壓時(shí)活塞上行，輸入負(fù)壓時(shí)活塞下行，上下行止點(diǎn)均由PLC或MCU控制運(yùn)行；通過活塞上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行置換，上行排出氣體被所述無油空氣壓縮機(jī)(27)吸走，下行吸入新鮮空氣；活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，活塞上腔容積小于1ml，活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，活塞上腔容積大于1300ml，活塞上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)一次，殘留氣體僅為上一循環(huán)后氣體的萬分之7.7，三次循環(huán)后僅為置換前的10億分之4.6，可以滿足采用庫侖法和色譜法對(duì)液化氣體硫含量測定類ppm級(jí)分析置換要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，其特征在于，所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13)、所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥與活塞上腔連通管(14)、所述氣相介質(zhì)伴熱輸送管(12)、所述定量進(jìn)樣六通閥(82)、所述定量進(jìn)樣六通閥定量管(83)置換方式為:與所述活塞上腔(48)置換同步進(jìn)行，控制系統(tǒng)指令所述送氣調(diào)節(jié)置換組合閥(13)中載氣輸入電磁閥開啟，載氣進(jìn)入上述兀器件中對(duì)輸送管腔進(jìn)行吹掃，吹掃時(shí)間3min,載氣流量大于3000ml,是管腔體積30ml的100倍,置換后不得檢出ppm級(jí)介質(zhì)殘留量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，其特征在于，所述無油空壓機(jī)(27)為雙機(jī)頭，其中一個(gè)機(jī)頭作真空泵用于置換廢氣抽吸，另一個(gè)機(jī)頭與所述二位五通正負(fù)壓力轉(zhuǎn)換閥(28)配合驅(qū)動(dòng)所述活塞總成(41)上下運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，其特征在于，活塞下行吸入新鮮空氣由液相蛋輸入氣相蛋試驗(yàn)液相介質(zhì)入口(51)輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或 3所述含有自動(dòng)置換裝置的低壓液化氣體檢驗(yàn)用進(jìn)樣蒸發(fā)器，其特征在于，換廢氣由所述廢棄氣相介質(zhì)排放管(80)、所述置換廢氣排出管(33)輸送至安全排放處。
【文檔編號(hào)】G01N30/12GK103543227SQ201310514272
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】徐繼承 申請(qǐng)人:徐繼承