一种用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统的制作方法

本实用新型属于分析仪器技术领域，尤其涉及一种用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统。

背景技术：

化学蒸气发生进样技术具有进样效率高、基体去除能力强等优点，被广泛应用于原子光谱类分析仪器。气液分离系统作为将化学蒸气发生反应生成的气态物质和液体进行有效分离的手段，如何降低进入检测器的水蒸气或有机类蒸气的含量，提高检测结果的可靠性和仪器的性能指标，实现排液过程的自动和可靠成为气液分离系统技术发展的关键。

现有技术中的气液分离系统，在分离技术上采用了膜分离或半导体制冷的冷却方式，降低分离气体中的水蒸气含量；在废液排出技术上，采用了蠕动泵抽取或液封自动排废的方式。

在分离技术上，膜分离技术存在膜的使用寿命和化学腐蚀及结盐问题；半导体制冷存在热交换时间短、制冷效率低、半导体制冷结构设计复杂等问题。在废液排出技术上，蠕动泵排出废液需要匹配抽取速度和进液速度，且存在泵管老化导致废液无法及时排除的问题；液封自动排废则存在需要人为视觉判断液封是否存在以及液封压力不稳定的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供本实用新型的目的是提供一种用于化学蒸气发生进样技术的气液分离系统，以解决膜分离寿命短、半导体制冷除水效率低、蠕动泵排出废液泵管老化以及液封无法自动判断及液封压力温等问题。

本实用新型提供了一种用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统，其特征在于，包括：

由载气入口、反应液入口、制冷液出口、待测气体出口、冷却液区、二级分离区、载气喷流口、反应液喷流口、一级分离区、一级分离区出口、冷却液入口组成的分离单元；

由第一废液管入口、废液区、第一废液管、第二废液管、废液排放口、第三废液管、液位传感器、废液管出口、第五废液管、第四废液管、废液合并口、压力平衡口、通气口组成的废液单元；

分离单元和废液单元之间通过支撑柱连接；

反应液入口和反应液喷流口之间的连接管安装于载气入口和载气喷流口之间的连接管中，二者合并安装于一级分离区内；

一级分离区安装于所述二级分离区的内部，二级分离区安装在冷却液区的内部；

一级分离区出口位于二级分离区与第一废液管入口之间的连接处，待测气体出口贯穿冷却液区；

冷却液区与废液区之间通过支撑柱相连，第一废液管自二级分离区贯穿冷却液区、支撑柱进入废液区；

第一废液管和第三废液管之间通过第二废液管相连接，形成U型结构；第三废液管和第五废液管之间通过第四废液管相连接；

液位传感器安装于第三废液管上，压力平衡口位于第四废液管上，废液合并口和通气口位于废液区的上方，废液排放口位于废液区的下方。

进一步地，该气液分离系统由玻璃、石英焊接或亚克力粘接制成。

进一步地，第一废液管、第二废液管、第三废液管、第四废液管和第五废液管的内径为3～20mm。

进一步地，第三废液管的高度为30～100mm。

进一步地，液位传感器为电容式液位传感器或超声波液位传感器。

进一步地，分离单元相对于所述废液单元的倾角为5～60°。

借由上述方案，通过用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统，通过自动形成的U型液封、液位传感器对液封的监测以及压力平衡口和通气口的设计保证废液排放过程的稳定可靠。通过流动的冷却液高效冷却化学蒸气发生反应过程中的气体，有效降低气体中的水蒸气含量，具有结构简单、可靠性高、成免维护、成本低等优点，具有较佳的应用价值。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型一种用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统的结构示意图。

图中标号：

1-载气入口；2-反应液入口；3-制冷液出口；4-待测气体出口；5-冷却液区；6-二级分离区；7-载气喷流口；8-反应液喷流口；9-一级分离区；10-一级分离区出口；11-第一废液管入口；12-冷却液入口；13-支撑柱；14-废液区；15-第一废液管；16-第二废液管；17-废液排放口；18-第三废液管；19-液位传感器；20-废液管出口；21-第五废液管；22-第四废液管；23-废液合并口；24-压力平衡口；25-通气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种基于冷却液制冷二级分离、自动形成的U型液封、液位传感器对液封的监测以及压力平衡口和通气口设计，用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统，包括：

由载气入口1、反应液入口2、制冷液出口3、待测气体出口4、冷却液区5、二级分离区6、载气喷流口7、反应液喷流口8、一级分离区9、一级分离区出口10、冷却液入口12组成的分离单元。

由第一废液管入口11、废液区14、第一废液管15、第二废液管16、废液排放口17、第三废液管18、液位传感器19、废液管出口20、第五废液管21、第四废液管22、废液合并口23、压力平衡口24、通气口25组成的废液单元。

分离单元和废液单元之间通过支撑柱13连接。

反应液入口2和反应液喷流口8之间的连接管安装于载气入口1和载气喷流口7之间的连接管中，二者合并安装于一级分离区9内。一级分离区9安装于二级分离区6的内部，二级分离区6安装在冷却液区5的内部。一级分离区出口10位于二级分离区6与第一废液管入口11之间的连接处，待测气体出口4贯穿冷却液区。冷却液区5与废液区14之间通过支撑柱13相连，第一废液管15自二级分离区6贯穿冷却液区5、支撑柱13进入废液区14。第一废液管15和第三废液管18之间通过第二废液管16相连接，形成U型结构；第三废液管18和第五废液管21之间通过第四废液管22相连接。液位传感器19安装于第三废液管18上；压力平衡口24位于第四废液管22上；废液合并口23和通气口位于废液区14的上方；废液排放口17位于废液区14的下方。

通过该气液分离系统，将冷却液在线高效冷却二级气液分离、自动形成的U型液封、液封液位传感器、压力平衡口和通气口稳压系统等进行集成设计，发挥低温冷却在线去除水蒸气和有机蒸汽，U型液封自动液封、自动排废、自动监测液位、自动平衡压力的优势，解决了气液分离系统分离效率低，自动化程度不高，可靠性差的问题，具有结构简单、免维护等优点，具有较佳的应用价值。

在本实施例中，气液分离系统的制作方式为玻璃、石英焊接或亚克力粘接。

在本实施例中，第一废液管15、第二废液管16、第三废液管18、第四废液管22和第五废液管21的内径为3～20mm。

在本实施例中，第三废液管18的高度为30～100mm。

在本实施例中，液位传感器19为电容式液位传感器或超声波液位传感器。

在本实施例中，分离单元相对于废液单元的倾角为5～60°。

该用于化学蒸气发生反应进样的气液分离系统的工作过程如下：

(1)化学蒸气发生反应后的气液混合物经过反应液入口2进入本气液分离系统，载气经过载气入口1进入本气液分离系统；化学蒸气发生反应后的气液混合物在反应液喷流口8，在经载气喷流口7流出的载气的携带下进入一级分离区9。液体和气体在一级分离区9实现第一次气液分离。

(2)气体自一级分离区出口10进入二级分离区6，被流经冷却液区5的冷却液低温冷却，然后自待测气体出口4流出，气体中的水蒸气含量得以大幅降低。同时被冷却液冷凝的液体通过重力作用经第一废液管入口11与来自一级分离区9的液体合并进入第一废液管15。

(3)液体依靠重力作用，自一级分离区出口10和第一废液管入口11依次进入第一废液管入口11、第一废液管15、第二废液管16、第三废液管18、第四废液管22、第五废液管21、废液管出口20，自动在第一废液管15、第二废液管16和第三废液管18之间形成液封。液位传感器19自动监测液封的液位高度，压力平衡口24释放废液中的少量气泡，以稳定废液的排出，通气口25与大气相通，维持废液区14内部与大气相同的压力。

(4)自废液管出口20流出的废液进入废液区14，同时和经废液合并口23引入的其他废液汇聚于废液区14的下方，通过重力作用自动排出本气液分离系统。

(5)重复(1)～(4)，完成下一个化学蒸汽发生反应的气液分离过程。

本实用新型将自动形成的U型液封、液位传感器对液封的监测以及压力平衡口和通气口的设计保相结合，在实现高效气液分离，去除水蒸气和有机蒸汽的同时，解决了气液分离系统自动化程度低、可靠性差的问题，集成度高，结构简单，具有较佳的推广和使用价值。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。