全文摘要
本实用新型涉及一种用于气体在线取样的四通阀门系统，主要解决的技术问题是现有四通阀门气体在线取样系统定量环存在死体积，且需要额外的二通或三通阀门才能实现在线取样，管路复杂；在四通阀门组合中，实现无死体积进样，操作简单。混合四通阀门气体在线取样系统包括：两个四通阀门，四通阀门包括第一、二、三、四接口及接口转换阀，其中一个四通阀门的接口转换阀使相邻的接口两两同时连接，另一个四通阀门的接口转阀只能使其中两个接口连接，而另外两个接口关闭；定量环，由两个四通阀门之间的管路组成，可以与反应体系连接，或与色谱检测器连接。该产品在取样过程中，操作简便，阀门设计巧妙，成本较低，更便于应用。
主设计要求
1.一种混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，包括：两个四通阀门，四通阀门包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口以及接口转换阀，接口转换阀用于转换四通阀门的接口状态；第一四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口与第二接口导通，第三接口与第四接口导通；第一四通阀门的接口状态在第二状态时，第一接口与第四接口导通，第二接口与第三接口导通；第二四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口与第二接口导通，第三接口与第四接口关闭；第二四通阀门的接口状态在第二状态时，第二接口与第三接口导通，第一接口与第四接口关闭；第二四通阀门的接口状态在第三状态时，第三接口与第四接口导通，第一接口与第二接口关闭；定量环，具有储气空间，由两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口、第四接口和两个四通阀门中第二个四通阀门的第二接口、第三接口组成；两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第三接口连通；两个四通阀门中的第一个四通阀门的第四接口和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第二接口连通；两个四通阀门中的第一个四通阀门的第一接口、第二接口和气相色谱载气连通；两个四通阀门中的第二个四通阀门的第四接口和反应体系连通；两个四通阀门中的第二个四通阀门的第一接口和真空泵连通。
设计方案
1.一种混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，包括：
两个四通阀门，四通阀门包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口以及接口转换阀，接口转换阀用于转换四通阀门的接口状态；第一四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口与第二接口导通，第三接口与第四接口导通；第一四通阀门的接口状态在第二状态时，第一接口与第四接口导通，第二接口与第三接口导通；第二四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口与第二接口导通，第三接口与第四接口关闭；第二四通阀门的接口状态在第二状态时，第二接口与第三接口导通，第一接口与第四接口关闭；第二四通阀门的接口状态在第三状态时，第三接口与第四接口导通，第一接口与第二接口关闭；定量环，具有储气空间，由两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口、第四接口和两个四通阀门中第二个四通阀门的第二接口、第三接口组成；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第三接口连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第四接口和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第二接口连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第一接口、第二接口和气相色谱载气连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第四接口和反应体系连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第一接口和真空泵连通。
2.根据权利要求1所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，还包括：
所述四通阀门是玻璃真空阀门，玻璃阀门后壳有抽取真空的管路，用于抽真空使玻璃真空阀门的阀芯和玻璃真空阀门的壳紧密结合。
3.根据权利要求1所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
所属四通阀门为手动阀门。
4.根据权利要求1所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
所述四通阀门为动力阀门,
动力阀门的接口状态受控于阀门控制器的电控进行转换。
5.根据权利要求4所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
所述控制器内设置有计时部件。
6.根据权利要求4所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
所述控制器为单片机。
7.根据权利要求4所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
动力阀门为气动四通球阀或电动四通球阀。
8.根据权利要求1所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
真空泵，所述真空泵的第一接口和两个四通阀门中至少一个玻璃真空阀门后壳相连。
9.根据权利要求1-2任一项所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
所述混合四通阀门气体在线取样系统的管路为玻璃管、塑料管、不锈钢或复合材料管。
10.根据权利要求1-2任一项所述的混合四通阀门气体在线取样系统，其特征在于，
所述混合四通阀门气体在线取样系统的管路的连接为玻璃管路的焊接、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。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及气体在线取样领域，特别是涉及一种混合四通阀门气体在线取样系统。
背景技术
混合四通阀门气体在线取样系统，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气相色谱等检测设备。
现有的气相色谱在线进样，一般都是采用六通阀门取样进样，六通阀门取样过程为，如图1和图2所示,六通阀门左侧1，2号管与负压体系联通，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所示,状态A：当阀门拧到A位置时，六通阀的接通状态为2、3、1、6相通，4与5相通，此时负压体系的样品与定量环连通，定量环采集到样品；如图2所示,状态B，当阀门拧到B位置时，六通阀的接通状态为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。
在实验中，六通阀门经常会出现阀门漏气的现象，由于其呈一体结构，查漏过程非常繁琐，很难快速找到漏气点，维修较为费时，且管路设计复杂，阀门成本较高。
虽然现有气体在线取样四通阀门系统(专利CN 205426868U)在使用中其可靠性好于六通阀门，但当使用四通阀门组进行取样时，定量环管路中存在死体积，如图3所示，色谱载气从3’接口进入定量环，从4’接口出定量环时无法保证充满定量环的全部空间，给检测带来了一定的误差，在此设计中若要实现无死体积进样则需要加入额外的三通阀门，管路较为复杂，且操作步骤繁琐。因此，设计开发简单便捷且气密性较好的在线取样阀门系统在该领域有重要的应用前景。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种混合四通阀门气体在线取样系统，主要解决的技术问题是现有四通阀门气体在线取样系统定量环存在死体积现，且需要额外的二通或三通阀门才能实现在线取样，管路复杂。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
本实用新型的实施例提供一种混合四通阀门气体在线取样系统，包括：
两个四通阀门，四通阀门包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口以及接口转换阀，接口转换阀用于转换四通阀门的接口状态；第一四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口与第二接口导通，第三接口与第四接口导通；第一四通阀门的接口状态在第二状态时，第一接口与第四接口导通，第二接口与第三接口导通；第二四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口与第二接口导通，第三接口与第四接口关闭；第二四通阀门的接口状态在第二状态时，第二接口与第三接口导通，第一接口与第四接口关闭；第二四通阀门的接口状态在第三状态时，第三接口与第四接口导通，第一接口与第二接口关闭；
定量环，具有储气空间，由两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口、第四接口和两个四通阀门中第二个四通阀门的第二接口、第三接口组成,可以保证每次取样的体积一致；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第三接口连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第四接口和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第二接口连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第一接口、第二接口和气相色谱载气连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第四接口和反应体系连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第一接口和真空泵连通。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
可选的，混合四通阀门气体在线取样系统，所述四通阀门是玻璃真空阀门，玻璃阀门后壳有抽取真空的管路，用于抽真空使玻璃真空阀门的阀芯和玻璃真空阀门的壳紧密结合。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中所属四通阀门为手动阀门。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中所述四通阀门为动力阀门；动力阀门的接口状态受控于阀门控制器的电控进行转换。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中所述控制器内设置有计时部件。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中所述控制器为单片机。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中动力阀门为气动三通球阀或电动三通球阀。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中所述真空泵的第一接口和两个四通阀门中至少一个玻璃真空阀门后壳相连。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中管路为玻璃管、塑料管、不锈钢或复合材料管。
可选的，前述的混合四通阀门气体在线取样系统，其中管路的连接为玻璃管路的焊接、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。
借由上述技术方案，本实用新型技术方案提供的混合四通阀门气体在线取样系统至少具有下列优点：
本实用新型实施例提供的技术方案中，整体仅由两个四通阀门拼装而成，可实现气体无死体积在线取样，管路设计巧妙，操作简单，从而相对于现有气体在线取样四通阀门系统，气密性高，检测维修更加便捷。
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
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是现有技术中状态A六通阀门的结构实体图；
图2是现有技术中状态B六通阀门的结构实体图；
图3是现有气体在线取样四通阀门系统的组合示意图。
图4为第一四通阀门在第一状态中的结构图。
图5为第一四通阀门在第二状态中的结构图。
图6为第二四通阀门在第一状态中的结构图。
图7为第二四通阀门在第二状态中的结构图。
图8为第二四通阀门在第三状态中的结构图。
图9为实施例2中第二四通阀门在第一状态中的结构图。
图10为实施例2中第二四通阀门在第二状态中的结构图。
图11为实施例2中第二四通阀门在第三状态中的结构图。
图12是混合四通阀门气体在线取样系统的组合示意图。
图13是混合四通阀门气体在线取样系统的组合示意图。
图14是混合四通阀门气体在线取样系统的组合示意图。
图15是混合四通阀门气体在线取样系统的组合示意图。
图16是混合四通阀门气体在线取样系统的组合示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型提出混合四通阀门气体在线取样系统具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1：
如图12所示，本实用新型的一个实施例提出的混合四通阀门气体在线取样系统，其中包括：两个四通阀门。
两个四通阀门，四通阀门包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口以及接口转换阀，接口转换阀用于转换四通阀门的接口状态；第一四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口141与第二接口142导通，第三接口143与第四接口144导通(如图4所示)；第一四通阀门的接口状态在第二状态时，第一接口141与第四接口144导通，第二接口142与第三接口143导通(如图5所示)；第二四通阀门的接口状态在第一状态中，第一接口241与第二接口242导通，第三接口243与第四接口244关闭(如图6所示)；第二四通阀门的接口状态在第二状态时，第二接口242与第三接口243导通，第一接口241与第四接口244关闭(如图7所示)；第二四通阀门的接口状态在第三状态时，第三接口243与第四接口244导通，第一接口241与第二接口242关闭(如图8所示)；
定量环，具有储气空间，由两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口143、第四接口144和两个四通阀门中第二个四通阀门的第二接口242、第三接口243组成；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口143和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第三接口243连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第四接口144和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第二接口242连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第一接口141、第二接口142和气相色谱载气连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第四接口244和反应体系连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第一接口241和真空泵连通。
在实现取样的过程可以为：
第一步：
第二个四通阀门状态切换为第三状态，如图13，第二个四通阀门第三接口243、第四接口244连通；
定量环与反应体系连通，反应产生的气体在定量环和反应体系中混合均匀。
第二步：
第二个四通阀门状态切换为第二状态，如图14，第二个四通阀门第二接口242、第三接口243连通；
定量环与反应体系断开。
第三步：
第一个四通阀门状态切换为第二状态，如图15所示，第一个四通阀门第一接口141、第四接口144连通，第一个四通阀门第二接口142、第三接口143连通；
载气通过定量环，使定量环内的样品送到气相色谱仪的检测器中进行分析。
第四步：进样并数据分析分析完成后：
第一个四通阀门状态切换为第一状态，第一个四通阀门第一接口141、第二接口142连通，第一个四通阀门第三接口143、第四接口144连通(如图14所示)；
第二个四通阀门状态切换为第一状态，第二个四通阀门第一接口241、第二接口242连通(如图12所示)；
完成一次进样，并通过与真空泵连接的241接口、243接口，将定量环抽为真空。
管路连接状态回到反应中的状态。
实施例2：
该实施方式与具体实施方式1基本相同，如图16，仅第二四通阀门的结构做了改进，第二个四通阀门的制作工艺较实施例1中广泛，可以为在线取样提供更多的选择。如图9、10、11所示，所述第二四通阀的第三接口设置在阀体的一侧，所述第二四通阀的第二接口、第四接口设置在阀体的另一侧，所述第二四通阀的第一接口设置在阀体的底部。该四通原理：第二四通阀门的接口状态在第一状态中，如图9，第一接口24’1与第三接口24’3导通，第二接口24’2与第四接口24’4关闭；第二四通阀门的接口状态在第二状态时，如图10，第三接口24’3与第四接口24’4导通，第一接口24’1与第二接口24’2关闭；第二四通阀门的接口状态在第三状态时，如图11，第二接口24’2与第三接口24’3导通，第一接口24’1与第四接口24’4关闭；
定量环，具有储气空间，由两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口143、第四接口144和两个四通阀门中第二个四通阀门的第二接口24’2、第三接口24’3组成；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第三接口143和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第三接口24’3连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第四接口144和两个四通阀门中的第二个四通阀门的第二接口24’2连通；
两个四通阀门中的第一个四通阀门的第一接口141、第二接口142和气相色谱载气连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第四接口24’4和反应体系连通；
两个四通阀门中的第二个四通阀门的第一接口24’1和真空泵连通。
在实现取样的过程可以为：
第一步：
第二个四通阀门状态切换为第二状态，第二个四通阀门第三接口24’3、第四接口24’4连通(如图10所示)；
定量环与反应体系连通，反应产生的气体在定量环和反应体系中混合均匀。
第二步：
第二个四通阀门状态切换为第三状态，第二个四通阀门第二接口24’2、第三接口24’3连通(如图11所示)；
定量环与反应体系断开。
第三步：
第一个四通阀门状态切换为第二状态，第一个四通阀门第一接口141、第四接口144连通，第一个四通阀门第二接口142、第三接口143连通；
载气通过定量环，使定量环内的样品送到气相色谱仪的检测器中进行分析。
第四步：进样并数据分析分析完成后：
第一个四通阀门状态切换为第一状态，第一个四通阀门第一接口141、第二接口142连通，第一个四通阀门第三接口143、第四接口144连通；
第二个四通阀门状态切换为第一状态，第二个四通阀门第一接口24’1、第三接口24’3连通(如图9)；
完成一次进样，并通过与真空泵连接的24’1接口、24’3接口，将定量环抽为真空。
管路连接状态回到反应中的状态。
本实用新型实施例提供的技术方案中，可实现气体在线取样功能，同时，整体仅由两个四通阀门拼装而成，可实现无死体积在线取样，管路设计巧妙，操作简单，对于阀门可选择不同的制作工艺，从而相对于现有气体在线取样四通阀门系统，气密性高，检测维修更加便捷。
同时，现有技术中六通阀门的生产工艺较为复杂，对玻璃工技术门槛要求高，因此现有六通阀门气体在线取样系统价格昂贵，而本实用新型实施例提供的技术方案中，无需使用较为复杂的六通阀门，工艺简单，成本较低，该产品更利于大规模扩展。
四通阀门可以采用手动的实施方式，两个四通阀门中的至少一个为手动阀门。分别按照操控流程控制每个手动阀门，可进行气体在线取样。
优选的，四通阀门是玻璃真空阀门，玻璃阀门后壳有抽取真空的管路，用于抽真空使玻璃真空阀门的阀芯和玻璃真空阀门的壳紧密结合，玻璃真空阀门具有较高的气密性，其使用的稳定性较高。
四通阀门也可实现自动控制的实施方式，所述四通阀门为动力阀门；动力阀门的接口状态受控于阀门控制器的电控进行转换。动力阀门为气动四通球阀或电动四通球阀。所述控制器为单片机。所述控制器内设置有计时部件。控制器单片机实现自动控制，计时部件用于根据实验需求设置时间间隔。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本实用新型的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。
应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、第三、第四等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920087578.3
申请日:2019-01-20
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209624501U
授权时间:20191112
主分类号:G01N 30/20
专利分类号:G01N30/20;G01N1/24
范畴分类:31E;
申请人:孟超
第一申请人:孟超
申请人地址:100083北京市海淀区王庄路1号清华同方科技大厦A座
发明人:孟超
第一发明人:孟超
当前权利人:孟超
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计