一种低温液态气体样品取样装置的制作方法

1.本实用新型属于液态气体取样技术领域，具体涉及一种低温液态气体样品取样装置。


背景技术：

2.传统的低温液态气体样品取样，主要有两种方法；一种为使用贮气袋，另一种则使用管道传输。贮气袋使用便利、价格低廉，但不可承压、取气量少量，样品易受环境空气中所具有的成份污染；如用乳胶材质的贮气袋，还会对样品中的碳氢化合物具有吸附效应，导致样品失真。使用管道输送，则可连续性传输样品气体，取样较为便捷，但如距离过长，则投资成本高；如遇不方便布管、走管情况时，则使用管道输送则无法完成。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的低温液态气体样品取样装置。
4.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种低温液态气体样品取样装置，其特征在于：包括储罐、进液机构和出液机构，所述进液机构设置在储罐的顶部且与储罐的进口连通，出液机构与储罐的侧部连通，出液机构包括液态样品输出管路和气态样品输出管路，液态样品输出管路和气态样品输出管路连接在储罐的侧部，液态样品输出管路位于气态样品输出管路的下方。
5.进一步的，所述液态样品输出管路上设有液态样品输出阀，气态样品输出管路上设有气态样品输出阀。
6.进一步的，所述取样装置还包括升压机构，升压机构包括升压阀和升压管，升压阀设置在液态样品输出管路上，升压管的一端连接在液态样品输出管路上，升压管的另一端连接气态样品输出管路上。
7.进一步的，所述升压管为蛇形盘管，升压管竖直设置在液态样品输出管路和气态样品输出管路之间。
8.进一步的，所述进液机构包括输入管和原料输出阀，输入管的一端与原料低温液态贮罐连通，输入管的另一端与储罐连通，原料输出阀安装在输入管上，原料低温液态贮罐中的低温液态气体通过输入管进入到储罐中。
9.进一步的，所述储罐为双层结构，储罐包括外筒、内筒和支撑架，内筒位于外筒内，支撑架设置在外筒内位于内筒底部，支撑架的一端连接在外筒上，支撑架的一端连接在内筒上，内筒与外筒之间设有腔体，输入管与内筒连通。
10.进一步的，所述内筒与外筒之间的腔体内设有珠光砂保温材料，外筒的顶部设有珠光砂加入口，低温液态气体存放在内筒中，内筒的顶部设有进口，进口上设有密封盖。
11.进一步的，所述取样装置还包括压力表和安全阀，安全阀通过管路与内筒连通，压力表设置在管路上。
12.采用本实用新型技术方案的优点为：
13.本实用新型低温液态气体样品取样装置，结构简单、可靠性强、重量轻、升压速度快，盛装样品量适中，非常适用低温液态样品的制取、转移，填补目前低温液态贮罐市场上的空白；又由于该贮罐造价低廉，具有非常好的市场应用前景。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
15.图1为本实用新型低温液态气体样品取样装置示意图；
16.图2为本实用新型低温液态气体样品取样装置工作示意图。
17.上述图中的标记分别为：1—储罐；2—升压阀；3—液态样品输出阀；4—升压管；5—气态样品输出阀；6—珠光砂加入口；7—密封盖；8—压力表；9—安全阀；10—外筒；11—内筒；12—珠光砂保温材料；13—输入管；14—低温液态气体；15—原料输出阀；16—支撑架；17—进口；18—管路。
具体实施方式
18.在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.如图1、图2所示，一种低温液态气体样品取样装置，包括储罐1、进液机构和出液机构，所述进液机构设置在储罐1的顶部且与储罐1的进口连通，进液机构的另一端与原料低温液态贮罐连通，出液机构与储罐1的侧部连通，出液机构包括液态样品输出管路和气态样品输出管路，液态样品输出管路和气态样品输出管路连接在储罐1的侧部，液态样品输出管路位于气态样品输出管路的下方。液态样品输出管路上设有液态样品输出阀3，气态样品输出管路上设有气态样品输出阀5。
20.取样装置还包括升压机构，升压机构包括升压阀2和升压管4，升压阀2设置在液态样品输出管路上，升压管4的一端连接在液态样品输出管路上，升压管4的另一端连接气态样品输出管路上。当需要输出气态样品时，可打开气态样品输出阀5输出样气。如储罐样气压力下降，可略为打开升压阀2，此时储罐底部的低温液态气体将在升压管4中与环境空气换热，由于低温液态气体的温度很低，当其与空气接触后升压管4中的低温液态气体会快速气化，变成气态后流到储罐顶部，达到储罐压力上升的目的；当气态样品输出阀5处于打开状态时低温液态气体变成气态后一部分流到储罐顶部，一部分从气态样品输出阀5输出，达到一个动态平衡的状态。如需直接输出低温液态气体，直接打开液态样品输出阀即可。
21.为增加升压管4中低温液态气体与空气的换热面积，增加低温液态气体气化的速度，升压管4设计为蛇形盘管，升压管4竖直设置在液态样品输出管路和气态样品输出管路之间。
22.进液机构包括输入管13和原料输出阀15，输入管13的一端与原料低温液态贮罐连通，输入管13的另一端与储罐1连通，原料输出阀15安装在输入管13上，原料低温液态贮罐
中的低温液态气体14通过输入管13进入到储罐1中。
23.储罐1为双层结构，储罐1包括外筒10、内筒11和支撑架16，内筒11位于外筒10内，支撑架16设置在外筒10内位于内筒11底部，支撑架16的一端连接在外筒10上，支撑架16的一端连接在内筒11上，内筒11与外筒10之间设有腔体，输入管13与内筒11连通。内筒11与外筒10之间的腔体内设有珠光砂保温材料12，外筒10的顶部设有珠光砂加入口6，低温液态气体14存放在内筒11中，内筒11的顶部设有进口17，进口上设有密封盖7。
24.由于液态低温气体温度均较低，储罐设计为双层结构，内部填充保温材料珠光砂，珠光砂是一种由酸性火山玻璃质熔岩经破碎、预热，焙烧膨胀成的具有多孔结构的白色，粒状松散的材料，具有密度小，导热系数低，吸水性小，化学性质稳定性好，不燃、无毒、无味、吸音等特点，是一种非常理想的保温材料；从而可以避免低温液态样气与环境空气换热而导致超压。
25.取样装置还包括压力表8和安全阀9，安全阀9通过管路18与内筒11连通，压力表8设置在管路18上。为控制储罐内部压力，防止超压，在储罐顶部设置有压力表和安全阀，正常情况下，可通过气态样品输出阀5来控制储罐压力当压力超过0.1mpa，安全阀将起跳释放压力，以确保储罐在安全压力下。
26.本实用新型旨在于设计一个用于贮存低温液态气体样品的储罐，可自行完成升压及样品输出的功能。可用于储存液氧、液氮、液氩、液空、液氦等非腐蚀性、无毒低温液态气体。它一般从原料低温液态贮罐中取样，取样时，先旋开密封盖7，打开升压阀2、液态样品输出阀3和气态样品输出阀5，略开一点原料输出阀15，用原料气体置换整个容器及管道，待置换完毕。关闭升压阀2和液态样品输出阀3，储罐开始充装原料液态气体，待气态样品输出阀5有液态气体样品输出，停止充装，旋紧密封盖，原料液态气体充装结束。
27.当需要输出气态样品时，可打开气态样品输出阀5输出样气。如储罐样气压力下降，可略微打开升压阀2，此时储罐底部的低温液态气体将在升压管4中与环境空气换热，变成气态后流到储罐顶部，达到储罐压力上升的目的。如需直接输出低温液态气体，直接打开液态样品输出阀3即可。
28.储罐为双层圆柱形结构，内筒直径为10厘米，高40厘米，根据圆柱形体积计算公式，内筒体积为3.140升；由于气态样品输出阀5位置设计在内筒总高度的3/4处，因此可盛装液态气体的容积为2.355升。由于不同的液态气体有不同的气化率及密度，具体如下表所示。
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由上表可知，即使盛装最化率最低的液氮，也可最化出1514l标态下的气体，完全可以满足任何种类气体的取样分析需要。而根据上表各种常见气体的密度可知，盛装满密度最重的液氩时，液体重量约3.29kg。而该液态气体取样装置，采用厚度为0.5厘米，密度为2.7kg/l的低温铝材制作；外筒直径为20厘米，高50厘米，空罐重量约为6kg。即使盛装液氩，装满后总重也在10kg以下，非常便于携带。
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本实用新型低温液态气体样品取样装置，结构简单、可靠性强、重量轻、升压速度快，盛装样品量适中，非常适用低温液态样品的制取、转移，填补目前低温液态贮罐市场上的空白；又由于该贮罐造价低廉，具有非常好的市场应用前景。
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以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。