一种气体在线取样六通阀门及其系统的制作方法

本实用新型涉及新型气体在线取样六通阀门，主要用于光解水制氢系统、光催化制氢系统、光电解水制氢、CO2还原等微量气体的气体在线取样，用于气体在线采集，并输送到检测设备。

背景技术：

新型气体在线取样阀门，主要用于光催化活性评价系统，光解水制氢制氧，二氧化碳还原等气体产物的采集，并将采集到的气体样品在线的输送到检测设备，气相色谱。

现有的气相色谱在线进样，一般都是采用普通六通阀门取样进样，系统中定量环在六通阀门外部，这样样品流过定量环后，通过普通六通阀门的切换实现将定量环的样品载入检测装置分析。这样的结构适合单向流动的气体样品才可以进行二次取样。如果是一个封闭反应系统，在二次进样前定量环会有载气留存在定量环里，通过切换会将载气释放到反应系统里，会引起封闭反应系统环境的改变，也不利于六通阀门的二次取样的准确性。

如图1-1所示,六通阀门左侧1，2号管与反应系统连通，1、2、3、6号管连接到一起，形成定量封闭的体系，称之为定量环，4、5号管连接气相色谱的载气。如图1-1所示，状态A：当阀门拧到A位置时，六通阀门的接通状态为2、3、1、6相通，4与5相通，此时反应系统的样品与定量环连通，定量环采集到样品；如图1-2所示，状态B：当阀门拧到B位置时，六通阀门的接通状态为3、4、5、6相通，1与2相通，此时气相色谱的载气(氮气、氩气或者氢气)与定量环连通，流动的载气将定量环内的样品带入气相色谱仪分析，分析完成后，当再次回到A状态时，定量环内的载气将释放到反应系统内，影响实验的一致性。

申请号为CN201520802798.1的专利文献中，双六通阀门结构，是采用两个六通阀门连接的结构方式，实现在线的气体样品的取样、进样分析(在线进入色谱分析)、抽取定量环真空、归位后进行多次取样分析。如图2-1所示，左侧六通阀的1、2号管与反应系统连通，1、2、3、6号管连接到一起，形成定量封闭的体系，称之为定量环；右侧六通阀的4’、5’号管连接气相色谱的载气。将左侧六通阀扳到B位置，右侧六通阀扳倒A位置，同时打开两通阀，此时真空泵会将定量环内抽真空。抽真空完毕后，如图2-2，将左侧六通阀扳到A位置，负压体系的样品通过左侧六通阀的1号管和2号管直接进入定量环内。右侧六通阀扳到B位置，此时气相色谱检测器的载气气体进入到4号管，5号管，4’号管和5’号管形成的管路中。根据实验需要待一定时间后，如图2-3，将左侧六通阀扳倒B位置，右侧六通阀在B位置不变，载气将通过右侧六通阀，及左侧六通阀的定量环，将定量环内的样品输送到气相色谱仪的检测器中进行分析。这种技术方案在实验过程中双六通阀门操作时切换复杂，生产成本高。

鉴于上述现有的在线检取样检测测系统存在的缺陷:在恒定的反应环境中，如果采用普通单个六通阀门取样进样，系统中定量环在六通阀门外部，阀门切换过程中会引起系统环境的改变，不能在恒压体系中多次取样分析。而如果采用普通双六通阀门取样进样，操作时切换复杂，生产成本较高，体积偏大。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种气体在线取样进样六通阀门，实现了一个六通阀门在不影响实验体系环境(压力、气体氛围)的情况下，进行在线气体样品的取样、进样分析(在线进入色谱分析)、抽取定量环真空、并在归位后进行多次取样分析。该六通阀门安装上电控传动装置后可以实现阀门的全自动软件控制。

通过对六通阀门芯的结构改良，六通阀门的阀门芯中空，内接一条管路，内接管路两个出口焊接在阀门芯上，内接管路两出口连线呈180度，用于连通六通阀门壳上相对的管路，所述阀门芯内部管路长度和形状可以调节，形成一个独立的定量空间。可以单独将定量环抽取真空，抽取真空后的定量环可以多次接入系统进行多次采样分析，不会影响系统本身的实验环境。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

(1)一种气体在线取样六通阀门，包括六通阀门壳和阀门芯，所述阀门芯中空，所述阀门芯内设有内接管路，所述内接管路的出口连接在阀门芯壁上。

(2)根据(1)所述的气体在线取样六通阀门，在所述阀门芯内设有一条内接管路，所述内接管路的两端出口连线呈180度，用于连通六通阀门壳上相对的管路，所述阀门芯内部管路长度和形状可以调节，形成一个独立的定量空间。

(3)根据(1)或(2)所述的气体在线取样六通阀门，所述六通阀门壳包括壳中部均匀分布的1号管、2号管、3号管、4号管、5号管和6号管，所述六通阀门壳上的1号管和4号管与反应体系连接，所述六通阀门壳上的2号管和5号管与气相色谱检测器连接，所述六通阀门壳上的3号管或6号管连接真空泵。

(4)根据(1)-(3)任一项所述的气体在线取样六通阀门，所述六通阀门为玻璃真空阀门，玻璃阀门壳后端有抽取真空的管路，用于玻璃阀门的芯和玻璃阀门的壳紧密的结合在一起，保持良好的气密性。

(5)根据(1)-(4)任一项所述的气体在线取样六通阀门，所述六通阀门可以为金属六通球阀、气动六通球阀或电动六通球阀。

(6)根据(1)-(5)任一项所述的气体在线取样六通阀门，所述六通阀门可以通过手动操控、单片机控制、软件控制，根据实验需求设置时间间隔。

(7)根据(1)-(6)任一项所述的气体在线取样六通阀门，所述的六通阀门的连接管路可以为玻璃管、塑料管、不锈钢、复合材料管。

(8)根据(1)-(7)任一项所述的气体在线取样六通阀门，所述的管路为玻璃管路的焊接、接头连接、铜、铝、铁、不锈钢管路的标准接头连接、塑料及复合材料管路的连接。

(9)一种气体在线取样六通阀门系统，包括(1)-(8)任一项所述的气体在线取样六通阀门、真空泵、反应体统和气相色谱检测系统，所述六通阀门包括1号管、2号管、3号管、4号管、5号管和6号管，所述六通阀门的1号管和4号管与反应体统连接，所述六通阀门的2号管和5号管与气相色谱检测系统连接，所述六通阀门3号管或6号管链接真空泵1-5。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型气体在线取样六通阀门，玻璃阀门结构比较方便的实现了手动进样，六通阀门的阀门芯中空，内接一条管路，内接管路两个出口焊接在阀门芯上，内接管路两出口连线呈180度，所述阀门芯内部管路长度和形状可以调节，形成一个独立的定量空间。随时真空抽走定量环中的载气，操作方便，工艺简单。

2、本实用新型气体在线取样六通阀门，实现了一个六通阀门在不影响实验体系环境(压力、气体氛围)的情况下，进行在线气体样品的取样、进样分析(在线进入色谱分析)、抽取定量环真空、并在归位后进行多次取样分析。

3、本实用新型气体在线取样六通阀门，六通阀门安装上电控传动装置后可以实现阀门的全自动软件控制。无需人工繁琐的操作，可以匹配任意厂家气相色谱。

附图说明

图1-1为现有技术六通阀门状态A的结构示意图。

图1-2为现有技术六通阀门状态B的结构示意图。

图2-1为现有技术双六通阀门系统的结构示意图。

图2-2为现有技术双六通阀门系统的结构示意图。

图2-3为现有技术双六通阀门系统的结构示意图。

图3-1为本实用新型六通阀门状态A的结构示意图。

图3-2为本实用新型六通阀门状态B的结构示意图。

图3-3为本实用新型六通阀门状态C的结构示意图

图4为本实用新型六通阀结构3D图。

图4-1为本实用新型为阀门芯的结构示意图。

图5为本实用新型六通阀门连接结构示意图。

图6为本实用新型六通阀门连接结构示意图。

图7为本实用新型六通阀门连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图3-1、3-2、3-3、4、4-1、5所示，一种气体在线取样六通阀门，包括六通阀门壳1-1和阀门芯1-2。

所述六通阀门壳1-1包括壳中部均匀分布的1号管、2号管、3号管、4号管、5号管和6号管，所述六通阀门壳1-1上的1号管和4号管与反应体系连接，所述六通阀门壳上的2号管和5号管与气相色谱检测器连接，所述六通阀门壳上的3号管或6号管连接真空泵。

所述阀门芯1-2中空，所述阀门芯1-2内设有一条内接管路1-4，所述内接管路1-4的出口连接在阀门芯壁上，所述内接管路1-4的两端出口连线呈180度，用于连通六通阀门壳上相对的管路(如图3-1、3-2、3-3所示)，即连通六通阀门壳上1号管和4号管、或2号管和5号管、3号管和6号管。所述阀门芯内部管路1-4长度和形状可以调节，形成一个独立的定量空间。

所述六通阀门为玻璃真空阀门，玻璃阀门壳1-1后端有抽取真空的管路1-3，用于阀门芯1-2和阀门壳1-1紧密的结合在一起，保持良好的气密性。

实施例2：

如图5、6、7所示，一种气体在线取样六通阀门系统，包括气体在线取样六通阀门、真空泵1-5、反应体统、气相色谱检测系统，所述六通阀门包括1号管、2号管、3号管、4号管、5号管和6号管，所述六通阀门的1号管和4号管与反应体统连接，所述六通阀门的2号管和5号管与气相色谱检测系统连接，所述六通阀门3号管或6号管链接真空泵1-5。

本实用新型的气体在线取样六通阀门系统的工作过程如下：

(1)样品收集，如图5，六通阀门处于B位置，1号管和4号管连通。此时样品会通过定量环与系统相通。

(2)根据实验需要，样品收集一定时间后，进行采样测试分析，如图6，六通阀门扳到C位置，2号管和5号管连通。载气将通过六通阀门芯内部的定量环，将定量环内的样品输送到气相色谱仪的检测器中进行分析。

(3)进样并数据分析，分析完成后，如图7，六通阀门转动到A位置，实现定量环中载气的抽取，真空抽取完成后，六通阀门转动到B位置，并回到状态(1)，实现一次完整的进样。

本实施方式采用的六通阀门为玻璃六通阀门含真空杯，也可以安装上电控传动装置后实现阀门的全自动软件控制，动作顺序与手动方式相同，实现了全自动运行。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。