一种富集管制冷装置的制作方法

1.本实用新型主要涉及挥发性有机化合物气体富集装置，特指一种富集管制冷装置。


背景技术：

2.voc气体检测过程中，当被测样品的浓度很低时，被测样品不能直接送入灵敏度有限的气相色谱仪中进行分析，而是需要将被测样品先通入气相色谱仪的富集管内，然后利用富集管对被测样品进行富集处理，富集到一定浓度后，再对富集管进行快速升温使富集管内的被测样品迅速脱附出来进入气相色谱仪的色谱柱中分离。在检测仪器的实际使用过程中，富集管需要循环降温富集和升温脱附的一个过程。现有技术中，对于富集管的降温处理，现有技术常常采用半导体制冷器和压缩机制冷等方式。但往往会有以下缺点：
3.1、现有技术的使用半导体制冷器制冷方案温度往往只能达到
‑
10℃。不能达到很好的富集效果，低碳有机气体(乙烯，乙炔等)往往会出现样品逃逸，造成检测结果偏差。
4.2、富集管加热温度过高就会造成半导体制冷器的损坏，而温度过低则部分样气脱附不充分，造成检测结果偏差。
5.3、压缩机等其他制冷方式则过于笨重或成本较高。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、制冷速度快、制冷效果好的富集管制冷装置，能满足富集管的加热温度而不损坏制冷器。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种富集管制冷装置，包括富集管、半导体制冷组件、冷却机构，所述冷却机构内设有容置冷却介质的管道，所述冷却机构设置在所述半导体制冷组件和所述富集管之间，所述冷却机构包裹所述富集管的外管壁。
9.作为本实用新型的进一步改进：还包括储液装置，所述冷却机构设有第一进口和第一出口，所述第一进口和第一出口与管道连通，所述储液装置设有第二进口和第二出口，所述冷却机构的第一进口与所述储液装置的第二出口连通，所述冷却机构的第一出口与所述储液装置的第二进口连通。
10.作为本实用新型的进一步改进：所述半导体制冷组件包括第一半导体制冷器、导热机构和第二半导体制冷器，所述导热机构设置在第一半导体制冷器和第二半导体制冷器之间。
11.作为本实用新型的进一步改进：所述导热机构一端与第二半导体制冷器的热面端相接，所述导热机构的另一端与第一半导体制冷器的冷面端相接。
12.作为本实用新型的进一步改进：还包括散热机构，所述散热机构与所述第一半导体制冷器的热面端的相接，所述散热机构用于对第一半导体制冷器进行降温。
13.作为本实用新型的进一步改进：所述散热机构为散热风扇。
14.作为本实用新型的进一步改进：所述冷却机构为金属块。
15.作为本实用新型的进一步改进：所述管道在冷却机构内呈螺旋布置或s型布置。
16.作为本实用新型的进一步改进：还包括保温盒，所述富集管、半导体制冷组件、冷却机构设置于保温盒内。
17.作为本实用新型的进一步改进：还包括储热块，所述储热块设置在导热机构和保温盒之间。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
19.1、本实用新型的富集管制冷装置，设有半导体制冷组件和冷却机构，冷却机构包裹富集管的外管壁，且冷却机构的一面紧贴半导体制冷组件，冷却机构对半导体制冷组件和富集管之间进行热传导，冷却机构内设有用于冷却介质流动的管道，冷却介质通过管道在冷却机构循环流动。富集管脱附过程中，缠绕在富集管上的电阻丝开始发热，将温度升至230℃，冷却机构能有效防止过高的温度从富集管传导至半导体制冷组件，避免半导体制冷组件损坏。在富集管进行降温富集时，半导体制冷组件将冷温通过冷却机构传导至富集管，制冷过程中冷却机构中的冷却介质会凝固停止流动，冷却介质结冰后的导热系数大大提高，从而加快冷温从半导体制冷组件传导至富集管，提升低温富集的效率。
20.2、本实用新型的富集管制冷装置，还设计有储液装置，冷却介质通过管道在冷却机构和储液装置中循环流动。富集管脱附过程中，缠绕在富集管上的电阻丝开始发热，将温度升至230℃，高温使冷却机构中的冷却介质融化，当达到冷却介质的沸点，冷却介质开始沸腾，蒸汽沿着管道上升进入储液装置，储液装置中的冷却介质通过第一进口进入冷却机构内，循环往复，实现持续对冷却机构进行降温，进而能更好地保护半导体制冷组件，能有效防止过高的温度从富集管传导至半导体制冷组件，避免半导体制冷组件损坏。
附图说明
21.图1是本实用新型的立体结构示意图。
22.图2是本实用新型的爆破图。
23.图3是本实用新型的主视结构示意图。
24.图4是图3中a
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a处的剖面图。
25.图5是图4中b
‑
b处的剖面图
26.图例说明：
27.1、富集管；2、冷却机构；21、第一进口；22、第一出口；3、储液装置；31、第二进口；32、第二出口；4、第一半导体制冷器；5、导热机构；6、第二半导体制冷器；7、散热机构；8、保温盒；9、储热块。
具体实施方式
28.以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
29.如图1至图5所示，本实施例公开了一种富集管制冷装置，包括富集管1、半导体制冷组件和冷却机构2，冷却机构2内设有容置冷却介质的管道，冷却机构2设置在半导体制冷组件和富集管1之间，冷却机构2包裹富集管1的外管壁。
30.本实用新型的富集管制冷装置，设有半导体制冷组件和冷却机构2，冷却机构2包
裹富集管1的外管壁，且冷却机构2的一面紧贴半导体制冷组件，冷却机构2对半导体制冷组件和富集管1之间进行热传导，冷却机构2内设有用于冷却介质流动的管道，冷却介质通过管道在冷却机构2循环流动。富集管脱附过程中，缠绕在富集管1上的电阻丝开始发热，将温度升至230℃，冷却机构2能有效防止过高的温度从富集管1传导至半导体制冷组件，避免半导体制冷组件损坏。在富集管1进行降温富集时，半导体制冷组件将冷温通过冷却机构2传导至富集管1，制冷过程中冷却机构2中的冷却介质会凝固停止流动，冷却介质结冰后的导热系数大大提高，从而加快冷温从半导体制冷组件传导至富集管1，提升低温富集的效率。
31.本实施例中，还包括储液装置3，冷却机构2设有第一进口21和第一出口22，第一进口21和第一出口22与管道连通，储液装置3设有第二进口31和第二出口32，冷却机构2的第一进口21与储液装置3的第二出口32连通，冷却机构2的第一出口22与储液装置3的第二进口31连通。
32.由于设有储液装置3，冷却介质可通过管道在冷却机构2和储液装置3中循环流动。富集管1脱附过程中，缠绕在富集管1上的电阻丝开始发热，将温度升至230℃，高温使冷却机构2中的冷却介质融化，当达到冷却介质的沸点时，冷却介质开始沸腾，蒸汽沿着管道上升进入储液装置3内，储液装置3中的冷却介质通过第一进口21进入冷却机构2内，循环往复，实现持续对冷却机构2进行降温，进而能更好地保护半导体制冷组件，能有效防止过高的温度从富集管1传导至半导体制冷组件，避免半导体制冷组件损坏。
33.本实施例中，冷却机构2为金属块，利用金属良好的导热性能，实现对富集管1进行降温。
34.本实施例中，半导体制冷组件包括第一半导体制冷器4、导热机构5和第二半导体制冷器6，导热机构5设置在第一半导体制冷器4和第二半导体制冷器5之间。采用双级半导体制冷的方式，通过两组半导体制冷器多级叠加进行制冷，如通过第一半导体制冷器4将冷却机构降温至
‑
10℃，第二半导体制冷器6进一步降温使得冷却机构2降温至
‑
30℃，制冷温度更低，制冷速度更快。冷却机构2不仅能在样气脱附过程中实现对富集管1进行降温，而且在降温富集时，冷却介质能凝固，将温度传导至富集管1，实现低温富集。
35.本实施例中，导热机构5一端与第二半导体制冷器6的热面端相接，导热机构5的另一端与第一半导体制冷器4的冷面端相接。半导体制冷器通电会有冷热两个面，热面端温度越低，冷面端的制冷效果越好。导热机构5的作用是将第二半导体制冷器6热面端产生的热量传导至第一半导体制冷器4，通过第一半导体制冷器4对其进行散热。
36.本实施例中，还包括散热机构7，散热机构7与第一半导体制冷器4的热面端的相接，散热机构7用于对第一半导体制冷器4进行降温。进一步的，在优选实施例中，散热机构7为散热风扇。第一半导体制冷器4在工作中会产生大量的热，通过散热机构能对第一半导体制冷器4的热面端进行散热降温，避免第一半导体制冷器4因温度过高而出现故障。
37.本实施例中，管道在冷却机构2内呈螺旋布置，管道环绕富集管1呈螺旋布置，能实现对富集管1均匀降温，且采用螺旋布置，能降低冷却介质流动的速率，确保富集管1的热量更好的传导至冷却介质。在其他实施例中，管道也可以为s型布置。本实施例中，冷却介质为水，在其他实施例中，可以采用沸点低于锡的熔点的其他液体介质。进一步的，在优先实施例中，还包括储热块9，储热块9设置在导热机构5和保温盒8之间。储热块采用热容量较大的材料制成(如铜块)，能加快冷却机构2传冷和传热速度。
38.本实施例中，还包括保温盒8，富集管1、半导体制冷组件、冷却机构2设置于保温盒8内，通过保温盒能实现富集管制冷装置的保温。
39.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。