一种基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及有机膜片的气体渗透性能检测装置技术领域，尤其涉及一种基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置。


背景技术：

2.膜法气体分离技术是一项发展很快的新技术，基础原理是在一定压力驱动下，利用不同种类的气体分子在膜内渗透速率上的差异，使渗透速率相对快的分子在渗透气侧富集，而渗透速率相对慢的分子在渗余气侧富集，从而实现不同气体在膜两侧富集分离的过程。
3.膜法气体分离具有能耗低、设备简单、操作方便、运行可靠性高、成本和操作费用均较低、占地面积少等优点；因此膜法气体分离广泛运用在氧气、氮气、氢气、二氧化碳、一氧化碳等气体分离中。
4.气体分离使用的膜可以由多种材料制备，主要为有机材料、无机材料和杂化材料等，其中有机膜是研究早、发展成熟的一类气体分离膜，具有以下优点：1. 膜材料种类多，可满足不同分离过程的需求；2.材料价格便宜，具有经济竞争优势；3.材料柔韧性好，易于膜加工成各种型式(如平板式、管式和中空纤维式等) 及组装成膜组件；4.制膜工艺成熟，制膜成本较低，易于规模化生产。
5.鉴于有机膜气体分离具有以上优点，目前气体分离行业中有机膜产品应用较广，在有机膜膜片制备完成到投放市场前，膜片的气体渗透及分离性能如何需要一套与工艺要求相匹配的装置进行检测评价，市场上与正负压多组分气体分离工艺相匹配的性能检测装置未见产品。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置。
7.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
8.提供一种基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置，包括：
9.基础装置，所述基础装置包括上盖和底座，用于安装有机膜片；所述上盖和底座之间采用快装卡箍进行可拆卸连接；所述底座上设有气体输入通道和气体调节通道，所述上盖上设有气体输出通道；
10.控制检测组件，包括气体输入管线、气体调节管线和气体输出管线；所述气体输入通道与所述气体输入管线可拆卸连接，所述气体调节管线与所述气体调节通道可拆卸连接，所述气体输出管线与所述气体输出通道可拆卸连接；所述气体输出管线的第一支路管线上连接有无油真空泵，所述气体输出管线的第一支路管线和第二支路管线汇合后的下游分别连接有气体流量检测组件和分析仪。
11.进一步地，所述底座上设置有0形密封圈，所述有机膜片置于所述0形密封圈上，所
述上盖置于所述有机膜片上。
12.进一步地，所述气体输入通道和气体调节通道分别使用第二快速接头和第三速接头与外部连接；所述气体输出通道使用第一快速接头与外部连接。
13.进一步地，所述气体输入管线上依次设置有第一球阀和减压阀；所述气体调节管线上依次设置有压力指示表、第一气体缓冲罐和第一针型阀；所述气体输出管线上设置有压力变送器。
14.进一步地，所述无油真空泵的进气口和出气口分别设置有第三球阀和第四球阀，所述无油真空泵还设置有调节旁路，所述调节旁路上设置有第三针型阀；所述气体输出管线的第二支路管线上设置有第二球阀。
15.进一步地，所述气体流量检测组件包括第一流量检测管线、第二流量检测管线和第三流量检测管线，所述第一流量检测管线上设置有第四针型阀和第二流量计，所述第二流量检测管线上设置有第五针型阀和第三流量计，所述第三流量检测管线上设置有第六针型阀且其出气口伸入水槽中；所述第一流量检测管线、第二流量检测管线和第三流量检测管线上游的汇集管线上设置有第二气体缓冲罐，所述第二气体缓冲罐还连接有第五球阀。
16.进一步地，所述分析仪所在管线的上游依次设置有干燥剂储罐、第二针型阀和第一流量计。
17.进一步地，所述上盖面向所述有机膜片一侧设置有若干层不锈钢过滤网，以防止有机膜片在压力下破损。
18.进一步地，所述0形密封圈的材质为硅胶或氟胶；所述底座、上盖的材质为铝合金。
19.本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
20.本实用新型的基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置，可以对有机膜片两侧气体参数进行控制和检测，渗透气侧可以为正压或负压，该装置能够对有机膜片的渗透性能进行客观检测评价。
21.本实用新型的基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置，即可适用于正负压差的双组分或多组分气体分离渗透性能检测，也可适用单组分气体渗透性能检测。
附图说明
22.图1是本实用新型基于片状有机膜的气体渗透性能检测试验装置的示意图；
23.图2是本实用新型基础装置的结构示意图；
24.图3是本实用新型基本装置的外形示意图；
25.图4是本实用新型控制箱体的外形示意图；
26.其中的附图标记为：
27.1-第一球阀，2-减压阀，3-压力指示表，4-第一气体缓冲罐，5-第一针型阀， 6-基础装置；7-压力变送器，8-第二球阀，9-干燥剂储罐，10-第二针型阀，11
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第一流量计，12-分析仪，13-第三球阀，14-第三针型阀，15-第四球阀，16-第二气体缓冲罐，17-第四针型阀，18-第二流量计，19巢五针型阀，20-第三流量计， 21-无油真空泵，22-第五球阀，23-第六针型阀，24-冰槽；25-o形密封圈，26
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有机膜片，27-上盖，28-第一快速接头，29-快装卡箍，30-第二快速接头，31-底座，32-第三快速接头，34-控制箱体。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例及附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
31.参考图1-3，本实用新型提供一种基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置，包括：
32.基础装置6，基础装置6包括上盖27和底座31，用于安装有机膜片26；上盖27和底座31之间采用快装卡箍29进行可拆卸连接；底座31上设有气体输入通道和气体调节通道，上盖27上设有气体输出通道；
33.控制检测组件，包括气体输入管线、气体调节管线和气体输出管线；气体输入通道与气体输入管线可拆卸连接，气体调节管线与气体调节通道可拆卸连接，气体输出管线与气体输出通道可拆卸连接；气体输出管线的第一支路管线上连接有无油真空泵21，气体输出管线的第一支路管线和第二支路管线汇合后的下游分别连接有气体流量检测组件和分析仪12。
34.本实用新型中，基础装置6的作用是将有机膜片26安装固定，使有机膜片 26两侧区分为渗透气侧和渗余气侧；控制检测组件可以对有机膜片26输入气体的环境参数进行设置，并对输出气体实时检测和观察，进而对有机膜片26的渗透性能进行客观检测评价。
35.本实用新型中，底座31上设置有0形密封圈25，有机膜片26置于0形密封圈25上，上盖2了置于有机膜片26上，并通过快装卡箍29进行可拆卸连接。上述快装卡箍29的配合形状尺寸符合相关行业通用标准，并可以快速的安装和拆卸。
36.本实用新型中，气体输入通道和气体调节通道分别使用第二快速接头30和第三速接头32与外部连接；气体输出通道使用第一快速接头28与外部连接。
37.作为一个优选例，上述0形密封圈25的材质为硅胶或氟胶；上述底座31、上盖27的材质为铝合金。
38.作为一个优选例，上盖27面向有机膜片26一侧设置有若干层不锈钢过滤网，以防止有机膜片26在压力下破损。
39.本实用新型中，气体输入管线上依次设置有第一球阀1和减压阀2；气体调节管线上依次设置有压力指示表3、第一气体缓冲罐4和第一针型阀5；气体输出管线上设置有压力变送器7。本实用新型中，气体输入可以为正压或负压，正压由外部气源提供，并受第一球阀1和减压阀2控制；负压由无油真空泵21提供动力。气体正压输入时压力除了使用减压阀2进行控制外，还设置气体调节管线，以对膜渗余气侧压力进行准确稳定控制，其中第一针型阀5对气体流量进行调节，压力指示表3对压力进行显示。有机膜片26气体输出侧正负压力使用压力变送器7进行检测，使检测精度更高，同时数据处理也更方便。
40.本实用新型中，无油真空泵21的进气口和出气口分别设置有第三球阀13和第四球
阀15，无油真空泵21还设置有调节旁路，调节旁路上设置有第三针型阀 14；其中第三针型阀14用于对真空度进行调节控制，第三球阀13和第四球阀 15的设置以便在使用正压检测时完全隔离无油真空泵21。气体输出管线的第二支路管线上设置有第二球阀8。
41.本实用新型中，气体流量检测组件包括第一流量检测管线、第二流量检测管线和第三流量检测管线，第一流量检测管线上设置有第四针型阀17和第二流量计18，第二流量检测管线上设置有第五针型阀19和第三流量计20，第三流量检测管线上设置有第六针型阀23且其出气口伸入水槽24中；第一流量检测管线、第二流量检测管线和第三流量检测管线上游的汇集管线上设置有第二气体缓冲罐16，第二气体缓冲罐16还连接有第五球阀22。在流量检测前端设置第二气体缓冲罐16，使流量输出稳定，并设置两种规格的流量计(第二流量计18和第三流量计20)供使用，增大流量测试范围和准确度。流量特性除了使用流量计进行测量外，还可使用水槽24气泡直观展示，第六针型阀23对气泡流速进行控制，在具体使用时，可以根据需求独立使用或同时使用。
42.本实用新型中，分析仪12所在管线的上游依次设置有干燥剂储罐9、第二针型阀10和第一流量计11。在分析仪12前端设置干燥剂储罐9，保证气体干燥，减少水分对分析结果的影响，同时干燥剂储罐9也起到缓冲罐的作用，减少因气流波动对分析结果造成的不良影响。
43.请继续参考图4，本实用新型的基于片状有机膜的气体渗透性能检测实验装置集中布局安装在控制箱体33上。优选地，第一球阀1、第二球阀8、第三球阀13、第四球阀15、减压阀2、第一针型阀5、第三针型阀14、第六针型阀23使用面板式安装，直接在控制箱体33上开孔，方便安装，集中控制。
44.实施例1
45.双组分或多组分气体分离渗透性能检测实施步骤：关闭所有球阀、针型阀，首先打开第一球阀1，带有一定压力的双组分或多组分的混合气体经过打开第一球阀1、减压阀2进入有机膜片26的渗余气侧，调节第一针型阀5观察压力指示表3、压力变送器7，待其稳定后，依次缓慢打开第二球阀8、第二针型阀10，通过分析仪12可检测渗透气侧气体浓度，压力变送器7可观察渗透气侧压力，打开第四针型阀17可检测渗透气侧气体流量，如果气流流量较大可以更换更大规格的流量计(第三流量计20)，气体流量也可以通过第六针型阀23开闭使用水槽24气泡直观展示。
46.实施例2
47.单组分气体渗透性能检测实施步骤：关闭所有球阀、针型阀，打开第三球阀 13、第四球阀15、第五球阀22，开启无油真空泵21，观察压力变送器7达到设定真空度，真空度数字可以通过第三针型阀14进行调节，缓慢关闭第三球阀13，单组分气体通过第一球阀1、调压阀2进入有机膜片26的渗余气侧，调整第一针型阀5，观察压力指示表3，待压力变送器7的压力值与压力指示表3压力随时间呈线性变化后，说明有机膜片26达到稳定透过状态。
48.实施例3
49.当输入气体为常压时，比如空气，渗透气侧可以为负压，具体实施步骤：去除第一球阀1、减压阀2、第一针型阀5，使输入气体与渗余气侧连通，关闭所有球阀、针型阀，第三球阀13、第四球阀15、第五球阀22，开启无油真空泵21，渗透气侧压力为负压，压力值可以通过第三针型阀14进行调节，渗透气体浓度、流量可以使用分析仪12、第一流量计11、第二流量
计18、第三流量计20检测，流量也可通过水槽24气泡直观展示。
50.输入气体气流方向可通过底座31上的入口位置不同和内部气路流道的变化进行控制，进而可以测量不同工况下的渗透性能参数。
51.以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。