一种在线色谱的冷阱装置的制作方法

1.本实用新型涉及气相色谱的技术领域，尤其涉及一种在线色谱的冷阱装置。


背景技术：

2.挥发性有机物，常用vocs表示，根据世界卫生组织(who)的定义，vocs(volatile organic compounds)是指在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物。在我国，vocs是指常温下饱和蒸汽压大于70pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10pa且具有挥发性的全部有机化合物
3.环境空气中挥发性有机物(vocs)达到一定的浓度，会引发光化学烟雾，对人和动植物都是致命的伤害，严重破坏整个生态系统。同时人如果直接呼吸一定浓度的挥发性有机物，会引发一系列的疾病。因此，国家对挥发性有机物的排放的控制一直都在逐步加强。随着国家的重视，环境空气中vocs浓度逐步降低，色谱和质谱类仪器必须通过冷阱富集的方式才能有效监测vocs浓度的变化。在气相色谱中，常采用冷阱富集的方式来分离环境空气中的vocs。
4.目前实现冷阱富集技术主要有两种方式：超低温或低温加上辅助填料。超低温方式实现冷阱富集成本昂贵，不利于大范围使用，且实现超低温的装置体积较大，从而较难集成到移动型监测仪器的内部；而低温加上辅助填料的方式最低温度只能达到-30℃，导致部分低碳有机物捕集效率降低，另外低温加上辅助填料的方式一般需要较长时间才达到最低温，从而导致监测效率低下。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种可集成至移动型检测仪器内部，且可快速降温的在线色谱冷阱装置。
6.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种在线色谱的冷阱装置，包括冷阱管和导冷块，所述导冷块内沿其长度方向贯通设置有导冷腔，所述冷阱管设置在所述导冷腔内，所述冷阱管的外圆周侧壁上还螺旋设置有加热丝。
7.优选地，所述导冷块的一侧上设置有若干制冷块。
8.优选地，所述制冷块的数量为两个，两个所述制冷块远离导冷块的一侧上均设置有导热板。
9.优选地，两个所述制冷块均设置在同一块导热板上，且所述导热板远离所述制冷块的一侧上设置有散热结构。
10.优选地，所述散热结构包括散热板及若干散热片，所述散热板的一侧设置在导热板上，若干所述散热片设置在散热板远离导热板的一侧上。
11.优选地，所述散热结构包括散热板及若干散热片，所述散热板的一侧设置在导热板上，若干所述散热片设置在散热板远离导热板的一侧上。
12.优选地，所述散热结构还包括风扇，所述风扇设置在所述散热片远离散热板的一
端上。
13.优选地，还包括保温盒，所述保温盒设置在所述导热板上，所述导冷块及制冷块均设置在所述保温盒内。
14.优选地，所述保温盒上设置有保温盖。
15.优选地，所述保温盖上设置有嵌设部，所述保温盒的内壁上设置有供所述嵌设部嵌入的嵌设槽。
16.本实用新型具有如下技术效果：本实用新型提供的在线色谱冷阱装置采用双制冷的方式，能够有效的将温度降低到-40℃以下，可以有效的提高低碳有机物的富集效率；同时配置导热性质较好的导热片，增加散热的速率，减少降温所需要的时间；与此同时，整个模块体积较小，可以作为一个模块集成到仪器内部。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型提供的整体结构示意图；
19.图2为本实用新型的剖视图。
20.图中标识说明：
21.1、冷阱管；2、导冷块；21、导冷腔；3、加热丝；4、制冷块；5、导热板；6、散热结构；61、散热板；62、散热片；63、风扇；7、保温盒；71、嵌设槽；8、保温盖；81、嵌设部。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。
23.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
24.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
25.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者
是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
27.术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。
28.术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.参照图1、图2，为了能快速降温而提高低碳有机物的捕集效率，且能集成至移动型检测仪器内部，本实用新型提供了一种在线色谱的冷阱装置，包括冷阱管1和导冷块2，导冷块2内沿其长度方向贯通设置有导冷腔21，冷阱管1设置在所述导冷腔21内，而冷阱管1的外圆周侧壁上还螺旋设置有加热丝3。导冷块2的一侧上设置有若干制冷块4，在本实用新型中，制冷块4的数量为两个，两个制冷块4远离导冷块2的一侧上均设置有导热板5。其中，导冷块2会将制冷块4产生的低温传输给冷阱管1，使冷阱管1能够迅速降低温度；而加热丝3以螺旋状缠绕在冷阱管1上，保持充分接触，从而在整体装置进行脱附工作时的时候，加热丝3会迅速加热，升温速率可以达到60℃/s，使冷阱管1里面的物质脱附出去；而冷阱管1内部有填料，可以根据需要富集的vocs种类选取合适的填料。
31.参照图2，需要说明的是，本实用新型中制冷块4的数量可以根据导冷块2和冷阱管1的体积进行实际调整，以保证在25℃的室温条件下，整体最低温度可以达到-40℃，从而提高低碳有机物的吸附效率。导冷块2在考虑实际应用及成本的情况下，可以选择导热系数高的金属，如铜或铝；而制冷块4则与导冷块2紧密贴合，从而制冷块4制冷时导冷块2本身会迅速降温，进而完成对冷阱管1的降温，且降温速率快，在5min内就可以达到-40℃。
32.参照图1、图2，在本实用新型中，两个制冷块4均设置在同一块导热板5上，且导热板5远离制冷块4的一侧上设置有散热结构6。其中，导热板5会将制冷块4在制冷过程中产生的热量导出至散热结构6，而散热结构6则会进一步将热量散发至外界中，从而保证制冷块4的制冷效果。为了保证导热板5的导热效果，导热板5优选为紫铜材质，具备较高的导热系数；且散热结构6全为铝材制成，进一步保证了热量的散发。
33.参照图1、图2，需要说明的是，散热结构6包括散热板61及若干散热片62，散热板61的一侧设置在导热板5上，若干散热片62则设置在散热板61远离导热板5的一侧上，若干散热片62各所在平面互相平行，且散热片62所在平面垂直于所述散热板61所在平面。散热板61会承接来自导热板5的热量，而散热片62则会承接来自散热板61的热量，从而散热板61及散热片62的整体设置增大了与空气的接触面积，提高了散热效果；而散热片62之间互相平行和散热片62与散热板61垂直的设置则会保障相邻的两片散热片62不会互相干扰，进而保
障了散热效果。
34.参照图1、图2，进一步地，散热结构6还包括风扇63，风扇63则设置在所述散热片62远离散热板61的一端上。本实用新型中，风扇63通过框架固定在散热片62远离散热板61的一端上。风扇63的设置则会加快空气流动速度，进一步提高了散热结构6的整体散热效果。
35.参照图1、图2，在本实用新型中，导热板5远离散热结构6的一侧上则设置有保温盒7，且导冷块2及制冷块4等均设置在保温盒7内。保温盒7的设置将会隔绝外界与导冷块2之间可能发生的热交换，从而保证导冷块2的温度仅受加热丝3及制冷块4的影响。而为了方便对保温盒7内的导冷块2及制冷块4等结构进行检修等工作，保温盒7上设置有保温盖8，以方便打开保温盒7。相应地，保温盖8上设置有嵌设部81，保温盒7的内壁上设置有供嵌设部81嵌入的嵌设槽71，嵌设部81和嵌设槽71的配合除了为保温盖8提供一定的固定效果外，还可有效隔绝外界与保温盒7内可能发生的热交换，进一步保证导冷块2的温度变化不受外界影响。
36.在本实用新型工作的时候分为两个状态：富集状态和脱附状态。在富集状态过程中，样气从进样口进入冷阱管1，此时制冷块4全功率工作，通过导冷块2将冷传递到冷阱管1，此时加热丝3停止工作，冷阱管1中的填料会将样气中的目标有机物吸附下来，将它们留在冷阱管1中，在温度达到-40℃的时候，能够有效提高大部分低碳有机物的吸附效率，同时在制冷过程中，制冷块4会产生大量的热，热量经过导热板5传递到散热结构6，最后经过风扇63散发出去；在脱附状态过程中，就是将冷阱管1中吸附的有机物脱附出去，此时给加热丝3提供一定的电压，让加热丝3迅速加热升温，并将热量传到冷阱管1，冷阱管1内温度升高，有机物会从填料中脱附出来，同时从冷阱管1的出气口处通入纯氮气，将脱附出来的有机物吹扫出来，最后进入到分析仪器中进行检测。
37.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。