本實用新型涉及新型氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)主要用于光解水制氫系統(tǒng)、光催化制氫系統(tǒng)、光電解水制氫、CO2還原等微量氣體的氣體在線取樣，用于氣體在線采集，并輸送到檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

新型氣體在線取樣閥門系統(tǒng)，主要用于光催化活性評價系統(tǒng)，光解水制氫制氧，二氧化碳還原等氣體產(chǎn)物的采集，并將采集到的氣體樣品在線的輸送到檢測設(shè)備，氣相色譜。

現(xiàn)有的氣相色譜在線進樣，一般都是采用六通閥門取樣進樣，這樣可以實現(xiàn)樣品流過定量環(huán)后，通過六通閥門的切換實現(xiàn)將定量環(huán)的樣品載入檢測裝置分析。這只適合單向流動的氣體樣品，這樣才可以進行二次取樣。如果是一個封閉負壓體系，在二次進樣前定量環(huán)會有載氣留存在定量環(huán)里，通過切換會將載氣釋放到負壓系統(tǒng)里，會引起封閉負壓體系環(huán)境的改變，也不利于六通閥的二次取樣的準確性。

如圖1-1和1-2所示,六通閥門左側(cè)1，2號管與負壓體系聯(lián)通，3、6號管連接到一起，形成定量封閉的體系，稱之為定量環(huán)，4、5號管連接氣相色譜的載氣。狀態(tài)A：當(dāng)閥門擰到A位置時，六通閥的接通狀態(tài)為2、3、1、6相通，4與5相通，此時負壓體系的樣品與定量環(huán)連通，定量環(huán)采集到樣品；狀態(tài)B，當(dāng)閥門擰到B位置時，六通閥的接通狀態(tài)為3、4、5、6相通，1與2相通，此時氣相色譜的載氣(氮氣、氬氣或者氫氣)與定量環(huán)連通，流動的載氣將定量環(huán)內(nèi)的樣品帶入氣相色譜儀分析，分析完成后，當(dāng)再次回到A狀態(tài)時，定量環(huán)內(nèi)的載氣 將釋放到負壓體系內(nèi)，影響實驗的一致性。

現(xiàn)有技術(shù)201520796926.6一種氣體在線取樣四通閥門系統(tǒng)的缺陷為，雙四通形成的定量管用于氣體的收集和轉(zhuǎn)移，定量管真空的抽取由玻璃兩通閥門來實現(xiàn)與定量管之間的通斷，由于兩通閥與定量管連接處形成一個小的死體積，在實驗研究中，氣相色譜儀的數(shù)據(jù)會形成一個相對長的拖尾峰，影響峰形的美觀及數(shù)據(jù)的精確處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供了一種氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，實現(xiàn)了在不影響實驗體系環(huán)境(壓力、氣體氛圍)的情況下，可以多次實現(xiàn)樣品的在線取樣，并實現(xiàn)了閥門的全自動軟件控制?？梢詫崿F(xiàn)雙套系統(tǒng)平行進樣，增加實驗的效率，降低成本。

通過兩個四通球閥與一個三通球閥的連接組合使用，形成一個獨立的定量環(huán)的空間，可以單獨將定量環(huán)抽取真空，抽取真空后的定量環(huán)可以多次接入系統(tǒng)進行多次采樣，不會影響系統(tǒng)本身的實驗環(huán)境。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)201520796926.6一種氣體在線取樣四通閥門系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點，采用三通閥門抽取定量環(huán)中的氣體，三通閥門的切換和連接中，均不會形成死體積，在實驗研究中，氣相色譜儀的數(shù)據(jù)形成的峰為正態(tài)分布，峰形美觀，利于提高數(shù)據(jù)的重復(fù)性和準確性。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下技術(shù)方案：

(1)一種氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，包括左側(cè)四通閥、右側(cè)四通閥及三通閥門和真空泵，所述左側(cè)四通閥與右側(cè)四通閥連接，所述左側(cè)四通閥和右側(cè)四通閥分別與三通閥門鏈接，所述三通閥門與真空泵連接。

(2)根據(jù)(1)所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述左側(cè)四通閥包括1號管、2號管、3號管和4號管，所述右 側(cè)四通閥包括1’號管、2’號管、3’號管和4’號管；所述三通閥包括1”號管、2”號管、3”號管；所述左側(cè)四通閥的1號管和2號管與負壓體系連接，所述左側(cè)四通閥的3號管連接三通閥的1”號管，所述左側(cè)四通閥的4號管連接右側(cè)四通閥的1’號管；所述右側(cè)四通閥的3’號管和4’號管與氣相色譜檢測器連接，所述右側(cè)四通閥2’號管連接三通閥的3”號管；所述三通閥門的2”號管鏈接真空泵。

(3)根據(jù)(1)或(2)任一項所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述四通閥門、三通閥門為玻璃真空閥門，玻璃閥門后端有抽取真空的管路，用于玻璃閥門的芯和玻璃閥門的殼緊密的結(jié)合在一起，保持良好的氣密性。

(4)根據(jù)(1)-(3)任一項所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述四通閥門為金屬四通球閥、氣動四通球閥或電動四通球閥。

(5)根據(jù)(1)-(4)任一項所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述三通閥門為金屬三通球閥、氣動三通球閥或電動三通球閥。

(6)根據(jù)(1)-(5)任一項所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述四通閥門、三通閥門通過手動操控、單片機控制、軟件控制，根據(jù)實驗需求設(shè)置時間間隔。

(7)根據(jù)(1)-(6)任一項所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述的管路為玻璃管、塑料管、不銹鋼、復(fù)合材料管。

(8)根據(jù)(1)-(7)任一項所述的氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述管路的連接為玻璃管路的焊接、接頭連接、銅、鋁、鐵、不銹鋼管路的標準接頭連接、塑料及復(fù)合材料管路的連接。

(9)一種氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，包括第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥、第四四通閥、第一三通閥、第二三通閥及真空泵；第一四通閥和第二四通閥連接，第三四通閥和 第四四通閥連接，第二四通閥和第三四通閥連接；第一四通閥、第二四通閥分別與第一三通閥連接，第三四通閥和第四四通閥分別與第二三通閥連接；第一三通閥、第二三通閥與真空泵連接。

(10)根據(jù)(9)所述的氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，第一四通閥包括1號管、2號管、3號管和4號；所述第二四通閥包括1’號管、2’號管、3’號管和4’號管；第三四通閥包括1”號管、2”號管、3”號管和4”號管；第四四通閥包括1”’號管、2”’號管、3”’號管和4”’號管；第一三通閥包括1””號管、2””號管、3””號管；第二三通閥包括1””’號管、2””’號管、3””’號管；

所述第一四通閥的1號管、2號管與負壓體系連接，所述第一四通閥的3號管鏈接第一三通閥的1””號管，所述第一四通閥的4號管與所述第二四通閥的1’號管連接；

所述第二四通閥的2’號管連接第一三通閥的3””號管，所述第二四通閥的3’號管與氣相色譜檢測器連接，所述第二四通閥的4’號管與第三四通閥的2”號管連接；

所述第三四通閥的1”號管與氣相色譜檢測器連接，第三四通閥的3”號管連接第四四通閥的2”’號管連接，第三四通閥的4”號管與第二三通閥的1””’號管連接；

所述第四四通閥的3”’號管和4”’與負壓體系連接；

所述第一三通閥的2””號管連接真空泵，第二三通閥的2””’號管連接真空泵。

(11)根據(jù)(9)或(10)任一項所述的氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述四通閥門、三通閥門為玻璃真空閥門，玻璃閥門后端有抽取真空的管路，用于玻璃閥門的芯和玻璃閥門的殼緊密的結(jié)合在一起，保持良好的氣密性。

(12)根據(jù)(9)-(11)任一項所述的氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述四通閥門為金屬四通球閥、氣動四通球閥或電動四通球閥。

(13)根據(jù)(9)-(12)任一項所述的氣體在線取樣雙套雙四通 閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述三通閥門為金屬三通球閥、氣動三通球閥或電動三通球閥。

(14)根據(jù)(9)-(13)任一項所述的氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述四通閥門、三通閥門通過手動操控、單片機控制、軟件控制，根據(jù)實驗需求設(shè)置時間間隔。

(15)根據(jù)(8)-(14)任一項所述的氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述的管路為玻璃管、塑料管、不銹鋼、復(fù)合材料管。

(16)根據(jù)(8)-(15)任一項所述的氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，所述管路的連接為玻璃管路的焊接、接頭連接、銅、鋁、鐵、不銹鋼管路的標準接頭連接、塑料及復(fù)合材料管路的連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型的新型氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，玻璃閥門體系比較方便的實現(xiàn)了手動進樣，并可以隨時真空抽走定量環(huán)中的載氣，操作方便，工藝簡單。

2、本實用新型的新型氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，采用雙四通組與三通組合模式，四通閥和三通閥均采用全自動氣動閥門控制，實現(xiàn)了軟件反控控制，無需人工繁瑣的操作，可以匹配任意廠家氣相色譜。

附圖說明

圖1-1六通閥門A狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-2為六通閥門B狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-1為四通閥門A狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-2為四通閥門B狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3-1為三通閥門A狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3-2為三通閥門B狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3D示意圖。

圖8為雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3D示意圖。

圖10為雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

實施例1：

如圖4所示，一種氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，包括左側(cè)四通閥、右側(cè)四通閥、三通閥及真空泵，所述左側(cè)四通閥與右側(cè)四通閥連接，所述左側(cè)四通閥和右側(cè)四通閥分別與三通閥連接，所述三通閥與真空泵連接。所述左側(cè)四通閥包括1號管、2號管、3號管和4號管，所述右側(cè)四通閥包括1’號管、2’號管、3’號管和4’號管；所述三通閥包括1”號管、2”號管、3”號管；所述左側(cè)四通閥的1號管和2號管與負壓體系連接，所述左側(cè)四通閥的3號管連接三通閥的1”號管，所述左側(cè)四通閥的4號管連接右側(cè)四通閥的1’號管；所述右側(cè)四通閥的3’號管和4’號管與氣相色譜檢測器連接，所述右側(cè)四通閥2’號管連接三通閥的3”號管；所述三通閥門的2”號管鏈接真空泵。

本實施例氣體在線取樣雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的工作過程如下：

(1)樣品收集，如圖4，左側(cè)四通閥處于A位置，1號管和4號管連通，2號管和3號管連通。右側(cè)四通閥處于B位置，1’號管和2’號管連通，3’號管和4’號管連通。三通閥處于A位置，1”號管和3”號管連通，此時樣品會通過定量環(huán)與系統(tǒng)相通。

(2)根據(jù)實驗需要，樣品收集一定時間后，進行采樣測試分析，如圖5，左側(cè)四通閥扳到B位置，1號管和2號管連通，3號管和4號 管連通。然后將右側(cè)四通閥扳到A位置，1’號管和4’號管連通，2’號管和3’號管連通。三通閥處于A位置。載氣將通過左側(cè)四通閥和右側(cè)四通閥以及三通閥形成的定量環(huán)，將定量環(huán)內(nèi)的樣品輸送到氣相色譜儀的檢測器中進行分析。

(3)進樣并數(shù)據(jù)分析，分析完成后，如圖6，左側(cè)四通閥的位置不變，右側(cè)四通閥轉(zhuǎn)動到B的位置，三通閥轉(zhuǎn)動到B位置，實現(xiàn)定量環(huán)中載氣的抽取，真空抽取完成后，三通閥轉(zhuǎn)動到A位置，左側(cè)四通閥扳到A位置，并回到狀態(tài)(1)，實現(xiàn)一次完整的進樣。

本實施方式采用的雙四通閥門與三通閥組合，四通閥與三通閥分別為玻璃四通閥門含真空杯、玻璃三通閥門含真空杯，也可采用不銹鋼氣動閥(或者電動閥門)，通過軟件控制閥門的動作，動作順序與手動方式相同，實現(xiàn)了全自動運行。

實施例2：

如圖8所示，一種氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)，包括第一四通閥、第二四通閥、第三四通閥、第四四通閥、第一三通閥、第二三通閥及真空泵；第一四通閥和第二四通閥連接，第三四通閥和第四四通閥連接，第二四通閥和第三四通閥連接；第一四通閥、第二四通閥分別與第一三通閥連接，第三四通閥和第四四通閥分別與第二三通閥連接；第一三通閥、第二三通閥與真空泵連接。

所述第一四通閥包括1號管、2號管、3號管和4號；所述第二四通閥包括1’號管、2’號管、3’號管和4’號管；第三四通閥包括1”號管、2”號管、3”號管和4”號管；第四四通閥包括1”’號管、2”’號管、3”’號管和4”’號管；第一三通閥包括1””號管、2””號管、3””號管；第二三通閥包括1””’號管、2””’號管、3””’號管；

所述第一四通閥的1號管、2號管與負壓體系連接，所述第一四通閥的3號管鏈接第一三通閥的1””號管，所述第一四通閥的4號管與所述第二四通閥的1’號管連接；

所述第二四通閥的2’號管連接第一三通閥的3””號管，所述第二四通閥的3’號管與氣相色譜檢測器連接，所述第二四通閥的4’號管與第 三四通閥的2”號管連接；

所述第三四通閥的1”號管與氣相色譜檢測器連接，第三四通閥的3”號管連接第四四通閥的2”’號管連接，第三四通閥的4”號管與第二三通閥的1””’號管連接；

所述第四四通閥的1”’號管與第二三通閥的3””’號管連接，第四四通閥的3”’號管和4”’與負壓體系連接；

所述第一三通閥的2””號管連接真空泵，第二三通閥的2””’號管連接真空泵。

此6個閥門可以接入兩套制氫系統(tǒng)，且分別獨立控制。其中第一四通閥、第二四通閥和第一三通閥為一組(Ⅰ)，對應(yīng)第一套操作制氫系統(tǒng)，第三四通閥、第四四通閥和第二三通閥為一組(Ⅱ)，對應(yīng)第二套操作制氫系統(tǒng)。通過第二四通閥的4’號管與第三四通閥的2”號管串聯(lián)起來，實現(xiàn)兩組閥門系統(tǒng)的串聯(lián)，氣相色譜的載氣可以分別將兩套閥門的系統(tǒng)實驗樣片送入檢測器。

如圖10，雙套制氫系統(tǒng)的在線取樣，采用的是將具體實施方式1中的取樣方式，通過GC接口處的四通串聯(lián)起來使用。第一四通閥和第四四通閥置于A，第一四通閥的1號管和4號管連通，2號管和3號管連通；第四四通閥1”’號管和4”’號管兩通，2”’號管和3”’號管連通。第二四通閥和第三四通閥置于B，第二四通閥的1’號管和2’號管連通，3’號管和4’號管連通，第三四通閥的1”號管和2”號管連通、3”號管和4”號管連通。(Ⅰ)、(Ⅱ)組閥門系統(tǒng),分別收集系統(tǒng)中產(chǎn)生的氣體，第二四通閥和第三四通閥通過4’號管與2”號管串聯(lián)，載氣可以同時通過(Ⅰ)、(Ⅱ)組閥門系統(tǒng)。

如圖11，(Ⅱ)組閥門系統(tǒng)維持狀態(tài)不動，(Ⅰ)組閥門系統(tǒng)第一四通閥置于B，第二四通閥置于A，第一套操作制氫系統(tǒng)的氣體樣品通過載氣送到氣相色譜的檢測器檢測。

如圖12，(Ⅰ)組閥門系統(tǒng)維持狀態(tài)不動，(Ⅱ)組閥門系統(tǒng)第三四通閥置于A，第二四通閥置于B，第一套操作制氫系統(tǒng)的氣體樣品通過載氣送到氣相色譜的檢測器檢測。

(Ⅰ)、(Ⅱ)組閥門系統(tǒng)的工作流程與實施例1相同。

氣體在線取樣雙套雙四通閥門與三通閥門組合系統(tǒng)的優(yōu)點為，實現(xiàn)了兩套閥門組的串聯(lián)組合，可以共用真空部分，可以實現(xiàn)兩組進樣共用一套分析系統(tǒng)(氣相色譜儀)，降低了用戶玻璃儀器設(shè)備的采購成本，降低了占地面積，節(jié)省了一套分析系統(tǒng)和真空部分的采購成本。

本實施方式采用的雙套雙四通閥門與三通閥門組合，四通閥與三通閥分別為玻璃四通閥門含真空杯，玻璃三通閥門含真空杯，也可采用不銹鋼氣動四通閥、三通閥(或者電動四通閥門、電動三通閥門)，通過軟件控制閥門的動作，動作順序與手動方式相同，實現(xiàn)了全自動運行。

以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實用新型的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。