一种一体式气液分离器的制作方法

本发明涉及一种气液分离器，具体涉及一种可用于原子荧光光谱仪器的气液分离器。

背景技术：

原子荧光光度计是一种基于原子在共振光的辐射激发下可发出荧光的原理而设计的分析仪器，由于原子荧光光度计灵敏度高（可直接应用于ppb或亚ppb级的元素分析）、重复性好，结构简单，在我国已经成为一种非常有效而实用的分析手段，在实验室的元素检测方面非常普及。

原子荧光光度计目前多采用氢化物发生法进行元素的原子化，待测元素的溶液在酸性条件下与还原剂发生反应，形成该元素的气态氢化物，气态氢化物和溶液的气液混合物经过一级气液分离器和二级气液分离器的分离后，气态氢化物被载气送入原子化器，在氢火焰的燃烧下分解为原子，同时在共振光的辐射激发下发出荧光，通过检测荧光的强度获得待测元素的浓度。在这个过程中，形成的气态氢化物和溶液间的分离是至关重要的一步，如果气液分离的效果不好，会使大量的微小液滴进入原子化器，发生荧光淬灭现象，造成信号的严重降低甚至完全消失。因此，每一家仪器设计生产厂都非常注重气液分离器的设计和优化。

目前，绝大多数的原子荧光光度计采用单臂式一级气液分离器，即气液混合物的入口和液体出口都位于一个分离瓶上，这种设计方式虽然结构简单，但是由于在分离过程中气液混合物会形成不易分散的球团状，会有一部分气体被带入分离瓶底部并经液体出口排出，所以会造成气态氢化物的损失而最终明显地降低仪器的灵敏度。另外，常见的原子荧光光度计的一级气液分离器和二级气液分离器都采用分离元件的设计方式，二者中间用化学惰性好的柔性导管加以连接，这种方式使得结构零散且不易固定，尤其对于具有现场使用要求的在线仪器是极为不利的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能有效进行气液分离，且避免微小液滴引起荧光淬灭现象的装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种一体式气液分离器，该一体式气液分离器包括一级气液分离器器和二级气液分离器；一级气液分离器包括分离瓶A、U型下沉管和分离瓶B；分离瓶A和分离瓶B的下端通过U型下沉管相连通；分离瓶A上部设有气液混合物入口，分离瓶B下部设有液体出口，液体出口位于气液混合物入口下方；分离瓶A上端与二级气液分离器一端相连通；二级气液分离器另一端封闭；二级气液分离器上设有气相出口。

其中，分离瓶A的上端通过倒U型连接管与所述二级气液分离器的上端相连通；二级气液分离器位于分离瓶B的上方；一体式气液分离器整体呈矩形框架；气相出口位于二级气液分离器的上部；气液混合物入口、液体出口和气相出口均朝向矩形框架的外侧。

二级气液分离器下端设有排液口；排液口处设有胶塞。

分离瓶B的顶端封闭。

分离瓶A的内径小于分离瓶B的内径。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明采用一级气液分离器的双臂型结构，即由两个分离瓶构成，并通过U型下沉管的存在，较单臂结构更有效地将分离出的气体存留在分离器内而不至于流失，使仪器的灵敏度达到明显的提高。

2、将二级气液分离器设于一级气液分离器的分离瓶B上方，两级分离集成化，且空间安排更加紧凑，方便在现场环境下在线仪器的使用。

3、同时通过一级气液分离器的分离瓶B顶部的封闭结构，以及对各部分内径的优化设计，使得气液混合物的分离更加平稳，减小了检测信号的短期噪声，使仪器的检出限降低。

附图说明

图1为本发明一体式气液分离器的结构示意图；

图2为图1的B向视图；

图3为分别应用本发明一体式气液分离器、和应用常见的分立结构的单臂型一级气液分离器和二级分离器所测得的5 μg/L Pb元素的荧光信号对照图。

图中，101—气液混合物入口；102—分离瓶A；103 — U型下沉管；104—液体出口； 105—分离瓶B；201—连接管；301—二级气液分离器；302—气相出口；303—排液口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明一体式气液分离器包括一级气液分离器和二级气液分离器301。一级气液分离器由双臂构成，即由两个分离瓶Ａ102和分离瓶Ｂ105构成，气液混合物入口101与分离瓶A102相连接，U型下沉管103位于分离瓶Ａ102和分离瓶Ｂ105的下端并将二者连通，液体出口104与分离瓶Ｂ105相连接，分离瓶Ａ102的上端经过倒U型连接管201和二级气液分离器301相连通。由于U型下沉管103的存在，在气液混合物进入本发明分离器后，总会有液体被存留在U型下沉管103中，这部分液体将分离瓶Ａ102和分离瓶Ｂ105的空间分隔开来，由于液体的阻挡作用，使被分离出的气体无法进入分离瓶Ｂ105，因此也不可能通过位于分离瓶Ｂ105上的液体出口104而流出分离器外，最大程度地保证了被分离出的气体存留于分离瓶Ａ102中，并依次通过分离瓶Ａ102顶部的出口、连接管201进入二级气液分离器301。

一级气液分离器的分离瓶Ａ102的内径小于分离瓶Ｂ105的内径，保证在液体流动时的非稳态状态下，分离瓶Ｂ105的液面不高于分离瓶Ａ102内的液面，有利于保持分离的稳定性。同时分离瓶Ｂ105的顶部为封闭结构，如果分离瓶Ｂ105的液面升高，会使分离瓶Ｂ105内部的气压增加，起到调节分离瓶Ｂ105液面高度的作用。

二级气液分离器301位于一级气液分离器的分离瓶Ｂ105的上方，使空间安排更加紧凑。

结合图2所示，二级气液分离器301的下端设有排液口303，正常情况下用胶塞封闭；如在异常情况下，有液体进入二级气液分离器后，可以拿掉胶塞，方便液体的排出，便于仪器的维修。

将本发明一体式气液分离器应用于实验室用或在线用原子荧光光度计，其中气液混合物入口101连接还原剂和载流液的反应混合管，气相出口302连接石英原子化器，液体出口104连接废液管，在以下的实验条件下分别测定0,1,2,5,10μg/L 的Pb元素标准样品，所得结果测定结果如表1。

表1

标准曲线方程：y=763.9X+37.05；R² =1；LOD=0.0108μg/L

同时，结合测定5.0 μg/L 的Pb元素标准样品的荧光信号，与现有常见的分立结构的分离器（采用单臂型一级气液分离器和二级气液分离器以柔性导管连接）进行对比，如图3所示，本发明一体式气液分离器使得气液混合物的分离更加平稳，灵敏度明显提高，使仪器的检出限降低，且有效避免了荧光淬灭现象。