气体捕集装置

1.本实用新型涉及气体分析技术领域，具体而言，涉及一种气体捕集装置。


背景技术：

2.在科研领域及环境监测过程中，气体中的痕量组分往往需要冷凝预浓缩后才能够被检出，然而传统的气体分析设备需要降温至-200℃才能进行冷凝。因此，使用传统的气体分析设备进行痕量气体的检测时，必须设立真空装置来保护需要降温的部件，以确保系统的正常运行。但是真空装置的安装繁琐，且运行期间需要外加真空泵来提供稳定的真空环境，不适用于小型分析设备及可移动的分析设备中。


技术实现要素：

3.基于此，本实用新型提供了一种气体捕集装置。该气体捕集装置不用设置真空系统即可进行超低温痕量气体的捕集。
4.本实用新型提供了一种气体捕集装置，其包括第一导温板、第二导温板、捕集阱、热电偶、加热装置、氦气制冷机及保温隔水装置；
5.所述捕集阱包括两个直管部分和连接它们的弯管部分，所述弯管部分设有绝缘层，所述热电偶的测温探头位于绝缘层内并紧贴于所述弯管部分，所述加热装置的加热处安装于所述直管部分上；
6.所述第一导温板的一面安装在所述氦气制冷机的冷头上，另一面配合所述第二导温板将所述捕集阱的弯管部分夹在中间；
7.所述保温隔水装置将所述冷头、第一导温板、第二导温板、捕集阱的弯管部分、加热装置的加热处及至少部分直管部分罩设住形成密闭结构。
8.在一些实施方式中，所述保温隔水装置与所述氦气制冷机之间通过法兰连接。
9.在一些实施方式中，所述捕集阱为l形、u形或v形，弯管部分位于转角处。
10.在一些实施方式中，所述加热装置的加热处套设于所述直管部分。
11.在一些实施方式中，所述加热装置的加热处与所述捕集阱的直管部分相接触的部位包裹有绝缘层。
12.在一些实施方式中，所述热电偶的测温探头紧贴于所述捕集阱弯管部分的中间部位。
13.在一些实施方式中，所述第一导温板与所述第二导温板之间通过螺钉连接。
14.在一些实施方式中，所述第一导温板和/或所述第二导温板安装有捕集阱弯管部分的一面上设有凹槽，所述凹槽用于固定所述捕集阱的弯管部分和所述热电偶。
15.在一些实施方式中，所述第一导温板和所述第二导温板的材质为铜。
16.在一些实施方式中，所述保温隔水装置的材质为氯醚橡胶、表氯醇橡胶、氯醇橡胶或冷轧钢。
17.有益效果：
18.本实用新型提供的气体捕集装置通过将氦气制冷机的冷头与导温板直接相连及在捕集阱上安装加热装置，能够迅速的进行降温和升温，提高了装置的升温、降温效率。而且使用氦气制冷机舍弃了传统卤代烃冷媒，在对卤代烃进行监测时不会产生干扰。进一步加装保温隔水装置将捕集阱和导温板等部件与外界隔离开来，一方面大大减少了降温过程中外界环境对上述部件的影响，避免了空气中的水等物质凝结在上述部件上；另一方面阻隔了整个捕集体系与外界的热量交换，提高了升温效率并降低了能耗。另外，在使用该装置进行捕集的过程中，无需真空系统，提高了装置的集成度，具有较高的便携性。且该装置安装简便，有利于后期的维护保养。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一个实施例中气体捕集装置的结构示意图；
21.图中：1-第一导温板；2-第二导温板；3-捕集阱；4-热电偶；5-加热装置；6-氦气制冷机；7-保温隔水装置；8-法兰；611-第一螺纹孔；11-第二螺纹孔；12-第三螺纹孔；21-第四螺纹孔；31-弯管部分；32-直管部分；61-冷头。
具体实施方式
22.现将详细地提供本实用新型实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本实用新型。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本实用新型进行多种修改和变化而不背离本实用新型的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
23.因此，旨在本实用新型覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本实用新型的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述，而非意在限制本实用新型更广阔的方面。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.在本实用新型专利中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.术语和定义
27.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
28.术语“长度”、“宽度”、“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“径向”、“轴向”、“纵向”、“横向”、“周向”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.本实用新型提供了一种气体捕集装置，其包括第一导温板、第二导温板、捕集阱、热电偶、加热装置、氦气制冷机及保温隔水装置；
32.其中，捕集阱包括两个直管部分和连接它们的弯管部分，弯管部分设有绝缘层，热电偶的测温探头位于绝缘层内并紧贴于弯管部分，加热装置的加热处安装于直管部分上；
33.第一导温板的一面安装在氦气制冷机的冷头上，另一面配合第二导温板将捕集阱的弯管部分夹在中间；
34.保温隔水装置将冷头、第一导温板、第二导温板、捕集阱的弯管部分、加热装置的加热处及至少部分直管部分罩设住形成密闭结构。
35.所述气体捕集装置通过将氦气制冷机的冷头与导温板直接相连及在捕集阱上安装加热装置，能够迅速的进行降温和升温，提高了装置的升温、降温效率。进一步加装保温隔水装置将捕集阱和导温板等部件与外界隔离开来，一方面大大减少了降温过程中外界环境对上述部件的影响，避免了空气中的水等物质凝结在上述部件上；另一方面阻隔了整个捕集体系与外界的热量交换，提高了升温效率并降低了能耗。另外，在使用该装置进行捕集的过程中，无需真空系统，提高了装置的集成度，具有较高的便携性。且该装置安装简便，有利于后期的维护保养。
36.通过在弯管部分设置绝缘层，可以避免在加热过程中捕集阱发生漏电。
37.在一些实施方式中，绝缘层可以以涂层的形式涂覆于捕集阱的弯管部分，也可以以单独成型的绝缘层套设于捕集阱的弯管部分。优选的，以涂层的形式将绝缘层涂覆于捕集阱的弯管部分。
38.所述绝缘层的材质为高分子聚合物，例如可以为聚四氟乙烯。
39.在一些实施方式中，保温隔水装置与氦气制冷机之间通过法兰连接。所述法兰穿过氦气制冷机的冷头，并安装于靠近氦气制冷机机体的位置。其中，法兰的材质可以为铸铁、碳钢、合金钢或不锈钢。优选的，法兰的材质为碳钢。
40.所述保温隔水装置可以为任意形状，例如可以正方体、长方体、柱体，其中，柱体可以为圆柱、棱柱，所述棱柱优选为正棱柱，例如正三棱柱、正五棱柱、正六棱柱、正七棱柱及正八棱柱等。更优选的，保温隔水装置为正方体或长方体。
41.所述保温隔水装置的材质为氯醚橡胶、表氯醇橡胶、氯醇橡胶或冷轧钢。
42.在一些实施方式中，保温隔水装置与热电偶、捕集阱直管部分及加热装置相接触的部位均通过聚醚醚酮树脂进行密封。
43.在一些实施方式中，捕集阱为l形、u形或v形，弯管部分位于转角处。优选的，捕集阱为l形。
44.在一些实施方式中，加热装置的加热处套设于所述直管部分。具体的，以缠绕的方式将加热装置的加热处安装于捕集阱的直管部分。所述加热装置的加热处与捕集阱的直管部分相接触的部位包裹有绝缘层。
45.在一些实施方式中，热电偶的测温探头紧贴于捕集阱弯管部分的中间部位。
46.在一些实施方式中，氦气制冷机的冷头、第一导温板和第二导温板上均设有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装螺钉。通过螺钉将氦气制冷机的冷头与第一导温板相连，第一导温板与第二导温板之间也通过螺钉连接。
47.所述氦气制冷机冷头上的螺纹孔数量可以为1～5个，优选为4个。所述第一导温板与第二导温板上除了设有与氦气制冷机冷头上相对应的螺纹孔外，还在边沿处设有2～4个螺纹孔。
48.在一些实施方式中，第一导温板和/或第二导温板安装有捕集阱弯管部分的一面上设有凹槽，其中凹槽用于固定捕集阱的弯管部分及热电偶。优选的，第一导温板与第二导温板安装有捕集阱弯管部分的一面上均设有凹槽。
49.在一些实施方式中，第一导温板和所述第二导温板的材质为金属。所述金属可以为单一金属，也可以为多种金属组成的金属合金、不锈钢等。金属具有良好的导温导热性，从而提高了热传导效率，保证了制冷的高效性。优选的，第一导温板和所述第二导温板的材质为铜、铝、铁或前述金属形成的合金，或不锈钢。进一步，第一导温板和所述第二导温板的材质为铜，更进一步的，第一导温板和所述第二导温板的材质为纯度为99％的纯铜。
50.所述第一导温板和所述第二导温板的形状可以为规则或不规则多边形、圆形。优选的，第一导温板和所述第二导温板的形状为正多边形或圆形，其中正多边形可以为正方形、长方形、正五边形及正六边形等。更优选的，第一导温板和所述第二导温板的形状为正方形。
51.结合附图对本实用新型的气体捕集装置作进一步详细的说明。
52.如图1所示，本实用新型的气体捕集装置，其包括第一导温板1、第二导温板2、捕集阱3、热电偶4、加热装置5、氦气制冷机6及保温隔水装置7。其中捕集阱3包括两个直管部分32和连接它们的弯管部分31，弯管部分31设有绝缘层。热电偶4的测温探头位于绝缘层内并紧贴于弯管部分31，加热装置5的加热处安装于直管部分32上。第一导温板1的一面安装在
氦气制冷机6的冷头61上，另一面配合第二导温板2将捕集阱3的弯管部分31夹在中间。保温隔水装置7将冷头61、第一导温板1、第二导温板2、捕集阱3的弯管部分31、加热装置5的加热处及至少部分直管部分32罩设住形成密闭结构。
53.其中，保温隔水装置7与氦气制冷机6之间通过法兰8连接，氦气制冷机6的冷头61上设有第一螺纹孔611，第一导温板1上设有第二螺纹孔11和第三螺纹孔12，第二导温板2上设有第四螺纹孔21，其中第一螺纹孔611与第三螺纹孔12位置相对应，第二螺纹孔11与第四螺纹孔21的位置相对应。所述捕集阱3的弯管部分31包裹有绝缘层。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。