一种密封型定量溶解气体的装置及其应用
【专利摘要】本发明涉及一种密封型定量溶解气体的装置及其应用，装置包括：装置主体：包括液体定量组件和气体定量组件，液体定量组件包括带水箱刻度的水箱，在水箱上方密封安装有密封盖，气体定量组件包括带气室刻度的气室，气室开口向下倒插入水箱内，并与密封盖密封活动连接，气室顶部设有抽气口和进气口；恒温加热组件：包括加热套和监控水箱内液体温度变化的温度探头，加热套与温度探头均与加热控制器连接；搅拌组件：设置在水箱底部，并正对气室开口；上述装置可用于配置定量气体溶液或气体饱和溶液。与现有技术相比，本发明能够保证气体定量溶解和溶解过程密闭减少环境污染，且装置槽孔简单，易拆洗、易更换，气体溶解相关参数可控等。
【专利说明】
一种密封型定量溶解气体的装置及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种溶解气体的装置及其应用，尤其是涉及一种密封型定量溶解气体的装置及其应用。
【背景技术】
[0002]随着中国化工品、农药等消费市场的扩大，以及国内农药行业、制药及化工行业的快速，蓬勃发展，国内外大量的新农药、医药及化工品被引进或研发出来，其中包括大量的气体类物质。根据法规这些新物质在投放市场前必须要做理化参数及相关的环境水生生物毒性评价测定，在相关试验过程中必然会遇到将气体类样品溶解到水或其他溶剂的要求，如中国专利ZL201280039287.8公开了一种气体溶解装置，气液混合槽、中间槽和气液分离槽在溶解罐的内部由第一分隔壁和第二分隔壁划分而形成，相对于液体的流动，气液混合槽、中间槽和气液分离槽从上游侧到下游侧依次配置，在溶解罐中，划分中间槽和气液分离槽的第二分隔壁与流出部设置成使得液体沿水平方向在气液分离槽中流动。但是如上所述的气体溶解装置，并无法实现将气体在密闭条件下定量溶解于相应溶剂的功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种密封型定量溶解气体的装置及其应用。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]—种密封型定量溶解气体的装置，包括:
[0006]装置主体:包括液体定量组件和气体定量组件，所述的液体定量组件包括带水箱刻度的水箱，在水箱上方密封安装有密封盖，所述的气体定量组件包括带气室刻度的气室，该气室开口向下倒插入水箱内，并与密封盖密封活动连接，所述的气室顶部设有抽气口和进气口；
[0007]恒温加热组件:包括加热套和监控水箱内液体温度变化的温度探头，所述的加热套与温度探头均与加热控制器连接；
[0008]搅拌组件:设置在水箱底部，并正对气室开口。
[0009]所述的搅拌组件包括设置在水箱底部的搅拌棒，在水箱底部围绕搅拌棒还设有限位网环。搅拌组件可以选用磁力搅拌组件等，限位网环设置在搅拌棒在气室液面造成漩涡后，能够引起液流向下流动，进而加快溶解过程。
[0010]所述的气室外还配有用于使气室和水箱相对固定的定位环锁。通过定位环锁固定气室在目标体积位置，从而可以控制倒入气室内的待溶解气体的体积。
[0011]所述的密封盖上还设有使水箱与外部接通的呼吸管。呼吸管用于保证水箱顶部的空气与外部的交换，进而保证水箱内的液面上方的气压。
[0012]所述的加热套上还设有便于观察水箱刻度的观察口。观察口可以为设置在加热套上的用于观察水箱刻度的垂直狭缝，或者是在水箱刻度这一侧的加热套均采用透明材质制作。
[0013]所述的密封盖与水箱之间通过密封垫圈密封连接；
[0014]所述的密封盖上设有供气室穿过并上下移动的通孔，在通孔处还设有使气室与密封盖密封接触的密封环。
[0015]密封型定量溶解气体的装置用于配置定量气体溶液或气体饱和溶液。
[0016]配置定量气体溶液时，包括以下步骤:
[0017](a)根据需要液体和待溶解气体的体积，往水箱中导入液体至预定刻度，再气室移动至预定的气室刻度与水箱液面持平；
[0018](b)关闭进气口，打开抽气口抽气至液体充满气室，关闭抽气口，打开进气口通入待溶解气体，直至气室液面与水箱液面持平；
[0019](C)关闭进气口，启动搅拌组件，调节搅拌速度至气室内液面有漩涡产生，并调节加热套至设定加热温度，待溶解气体开始溶解；
[0020](d)溶解时，调节气室，使气室内液面与水箱液面保持持平，直至气室内液面不再变化，即得到定量气体溶液。
[0021 ]配置气体饱和溶液时，包括以下步骤:
[0022](A)根据需要液体和待溶解气体的体积，往水箱中导入液体至预定刻度，将气室伸入水箱液面中；
[0023](B)关闭进气口，打开抽气口抽气至液体充满气室，关闭抽气口，打开进气口通入待溶解气体，直至气室液面低于水箱液面；
[0024](C)关闭进气口，启动搅拌组件，调节搅拌速度至气室内液面有漩涡产生，并调节加热套至设定加热温度，待溶解气体开始溶解；
[0025](D)溶解时，对气室补气，使气室内液面始终低于水箱液面，直至气室内液面不再变化，即得到气体饱和溶液。
[0026]步骤(A)中气室伸入水箱液面的深度满足:当步骤(B)中气室抽气时，水箱液面不低于气室下端面；
[0027]待溶解气体溶解过程中，气室内的待溶解气体的通入量满足:气室液面低于水箱液面0.1?0.5cm。为了防止待溶解气体的浪费，步骤(A)中，气室可以尽量更深的伸入水箱液面下。
[0028]本发明针对气体类物质的定量溶解，通过气体和液体定量组件控制气体及液体的加入量，实现配制设定浓度的气体类物质的溶液;通过试验装置密闭减少气体外逸，避免污染;通过温度控制系统控制试验温度保持恒定，可保证温度在设定温度的± TC ;通过磁力搅拌和限位网环，可调节搅拌强度，使气体充分溶解。
[0029]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0030](I)本发明中的气体定量组件和液体定量组件的设置，可以严格控制气体和液体的加入量，从而可直接配置一定浓度或一定浓度范围内的不饱和溶液。
[0031](2)对于饱和溶液，可配制的溶解度范围较宽，对溶解度大的气体，可通过多次补气的方式配制饱和溶液。
[0032](3)通过采用限位网环，在溶液配置过程中，当搅拌旋转的水流经过限位网环时，会弓I起液流向下，从而增加了气体和液体的接触面积，加快溶解过程。
[0033](4)整套装置均采用密封设置，特别是气体定量组件的密封，可以有效防范有毒气体与腐蚀性气体逸出造成的污染与伤害。
[0034](5)装置还设置恒温加热组件和搅拌组件，可很好的达到试验标准要求的恒定温度标准，同时搅拌强度可自动调节。
[0035](6)本发明可在密闭条件下将气体类化学品、农药及医药中间体直接配制成设定浓度的溶液或饱和液。该设备操控简单，自动化程度高，装置易拆洗、易更换，试验相关参数实现可控，该试验装置能够保证气体定量溶解和溶解过程密闭减少环境污染，能够适用于各种性质的气体的溶解，为后续试验展开提供有力支持。
【附图说明】
[0036]图1为本发明的结构不意图；
[0037]图中，1-液体定量组件，11-水箱，12-水箱刻度，13-放液口，14-限位网环，2_密封盖，21-密封垫圈，22-密封环，23-进液口，24-呼吸管，3-气体定量组件，31-气室，32-气室刻度，33-定位环锁，34-进气口，35-抽气口，4-恒温加热组件，41-温度探头，42-加热套，5-搅拌组件，51-搅拌棒。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0039]下述实施例中使用的材料、组件、连接管等全部采用耐腐、抗酸碱、低吸附、性状稳定的无害实验用钢材，玻璃陶瓷或有机高分子材料。
[0040]实施例1
[0041 ] 一种密封型定量溶解气体的装置，其结构如图1所示，包括:
[0042]装置主体:包括液体定量组件I和气体定量组件3，液体定量组件I包括顶部开口的带水箱刻度12的水箱11，在水箱11上方通过密封垫圈21密封安装有密封盖2，密封盖2上还设有使水箱11与外部接通的呼吸管24和用于导入液体的进液口 23，水箱11底部还设有放液口 13，气体定量组件3包括带气室刻度32的气室31，该气室31开口向下倒插入水箱11内，并与密封盖2密封活动连接，密封盖2上设有供气室31穿过并上下移动的通孔，在通孔处还设有使气室31与密封盖2密封接触的密封环22，气室31外还配有用于使气室31和水箱11相对固定的定位环锁33，气室31顶部设有抽气口 35和进气口 34。
[0043]恒温加热组件4:包括加热套42和监控水箱11内液体温度变化的温度探头41，加热套42与温度探头41均与加热控制器连接，加热套42上还设有便于观察水箱刻度12的观察口。观察口可以为设置在加热套42上的用于观察水箱刻度12的垂直狭缝，或者是在水箱刻度12这一侧的加热套42均采用透明材质制作。
[0044]搅拌组件5:设置在水箱11底部，并正对气室31开口，搅拌组件5包括设置在水箱11底部的搅拌棒51，在水箱11底部围绕搅拌棒51还设有限位网环14。搅拌组件5可以选用磁力搅拌组件5等，限位网环14设置在搅拌棒51在气室31液面造成漩涡后，能够引起液流向下流动，进而加快溶解过程。
[0045]上述的密封型定量溶解气体的装置可以用于配置定量气体溶液或气体饱和溶液。
[0046]配置定量气体溶液时，包括以下步骤:
[0047](a)根据需要液体和待溶解气体的体积，往水箱11中导入液体至预定刻度，再气室31移动至预定的气室刻度32与水箱11液面持平；
[0048](b)关闭进气口 34，打开抽气口 35抽气至液体充满气室31，关闭抽气口 35，打开进气口 34通入待溶解气体，直至气室31液面与水箱11液面持平；
[0049](c)关闭进气口 34，启动搅拌组件5，调节搅拌速度至气室31内液面有漩涡产生，并调节加热套42至设定加热温度，待溶解气体开始溶解；
[0050](d)溶解时，调节气室31，使气室31内液面与水箱11液面保持持平，直至气室31内液面不再变化，即得到定量气体溶液。
[0051 ]配置气体饱和溶液时，包括以下步骤:
[0052](A)根据需要液体和待溶解气体的体积，往水箱11中导入液体至预定刻度，将气室31伸入水箱11液面中；
[0053](B)关闭进气口 34，打开抽气口 35抽气至液体充满气室31，关闭抽气口 35，打开进气口 34通入待溶解气体，直至气室31液面低于水箱11液面；
[0054](C)关闭进气口 34，启动搅拌组件5，调节搅拌速度至气室31内液面有漩涡产生，并调节加热套42至设定加热温度，待溶解气体开始溶解；
[0055](D)溶解时，对气室31补气，使气室31内液面始终低于水箱11液面，直至气室31内液面不再变化，即得到气体饱和溶液。
[0056]配置气体饱和溶液的方法中:步骤(A)气室31伸入水箱11液面的深度满足:当步骤
(B)中气室31抽气时，水箱11液面不低于气室31下端面；
[0057]待溶解气体溶解过程中，气室31内的待溶解气体的通入量满足:气室31液面低于水箱11液面0.1?0.5cmo
[0058]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种密封型定量溶解气体的装置，其特征在于，包括: 装置主体:包括液体定量组件(I)和气体定量组件(3)，所述的液体定量组件(I)包括带水箱刻度(12)的水箱(11)，在水箱(11)上方密封安装有密封盖(2)，所述的气体定量组件(3)包括带气室刻度(32)的气室(31)，该气室(31)开口向下倒插入水箱(11)内，并与密封盖(2)密封活动连接，所述的气室(31)顶部设有抽气口(35)和进气口(34); 恒温加热组件(4):包括加热套(42)和监控水箱(11)内液体温度变化的温度探头(41)，所述的加热套(42)与温度探头(41)均与加热控制器连接； 搅拌组件(5):设置在水箱(11)底部，并正对气室(31)开口。2.根据权利要求1所述的一种密封型定量溶解气体的装置，其特征在于，所述的搅拌组件(5)包括设置在水箱(11)底部的搅拌棒(51)，在水箱(11)底部围绕搅拌棒(51)还设有限位网环(14)。3.根据权利要求1所述的一种密封型定量溶解气体的装置，其特征在于，所述的气室(31)外还配有用于使气室(31)和水箱(11)相对固定的定位环锁(33)。4.根据权利要求1所述的一种密封型定量溶解气体的装置，其特征在于，所述的密封盖(2)上还设有使水箱(11)与外部接通的呼吸管(24)。5.根据权利要求1所述的一种密封型定量溶解气体的装置，其特征在于，所述的加热套(42)上还设有便于观察水箱刻度(12)的观察口。6.根据权利要求1所述的一种密封型定量溶解气体的装置，其特征在于，所述的密封盖(2)与水箱(11)之间通过密封垫圈(21)密封连接； 所述的密封盖(2)上设有供气室(31)穿过并上下移动的通孔，在通孔处还设有使气室(31)与密封盖(2)密封接触的密封环(22)。7.如权利要求1?6任一所述的密封型定量溶解气体的装置用于配置定量气体溶液或气体饱和溶液。8.根据权利要求7所述的一种密封型定量溶解气体的装置的应用，其特征在于，配置定量气体溶液时，包括以下步骤: (a)根据需要液体和待溶解气体的体积，往水箱(11)中导入液体至预定刻度，再气室(31)移动至预定的气室刻度(32)位置与水箱(11)液面持平； (b)关闭进气口(34)，打开抽气口(35)抽气至液体充满气室(31)，关闭抽气口(35)，打开进气口( 34)通入待溶解气体，直至气室(31)液面与水箱(11)液面持平； (c)关闭进气口(34)，启动搅拌组件(5)，调节搅拌速度至气室(31)内液面有漩涡产生，并调节加热套(42)至设定加热温度，待溶解气体开始溶解； (d)溶解时，调节气室(31)，使气室(31)内液面与水箱(11)液面保持持平，直至气室(31)内液面不再变化，即得到定量气体溶液。9.根据权利要求7所述的一种密封型定量溶解气体的装置的应用，其特征在于，配置气体饱和溶液时，包括以下步骤: (A)根据需要液体和待溶解气体的体积，往水箱(11)中导入液体至预定刻度，将气室(31)伸入水箱(11)液面中； (B)关闭进气口(34)，打开抽气口(35)抽气至液体充满气室(31)，关闭抽气口(35)，打开进气口( 34)通入待溶解气体，直至气室(31)液面低于水箱(11)液面； (C)关闭进气口(34)，启动搅拌组件(5)，调节搅拌速度至气室(31)内液面有漩涡产生，并调节加热套(42)至设定加热温度，待溶解气体开始溶解； (D)溶解时，对气室(31)补气，使气室(31)内液面始终低于水箱(11)液面，直至气室(31)内液面不再变化，即得到气体饱和溶液。10.根据权利要求9所述的一种密封型定量溶解气体的装置的应用，其特征在于，步骤(A)中气室(31)伸入水箱(11)液面的深度满足:当步骤(B)中气室(31)抽气时，水箱(11)液面不低于气室(31)下端面； 待溶解气体溶解过程中，气室(31)内的待溶解气体的通入量满足:气室(31)液面低于水箱(11)液面0.1?0.5cmo
【文档编号】B01F13/08GK105833750SQ201610157154
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】张小沁, 刘刚, 郭丹丹, 舒耀皋
【申请人】上海化工研究院, 上海天科化工检测有限公司