二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置制造方法
【专利摘要】一种二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，包括气体循环系统、分别与气体循环系统相连的二氧化碳注入系统、加压系统、减压系统和CO2分析仪；气体循环系统包括：空气储罐、与空气储罐出口相连的净化罐、与净化罐出口相连的干燥器，干燥器的出口与空气储罐进口相连，空气储罐内装有用于带动气体循环的风机，净化罐内装填有二氧化碳吸收剂；二氧化碳注入系统与空气储罐进口相连；所述CO2分析仪连接于干燥器的出口处的管路上。利用空气压缩机或真空泵和风机模拟二氧化碳吸收剂的工作环境，并实现装置内气体的循环，同时按照测试要求向测试装置中输入设定量的CO2，通过CO2分析仪检测二氧化碳吸收剂的吸收性能，具有使用方便、测试结构准确的优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于空气净化【技术领域】，具体涉及一种二氧化碳吸收剂的吸收性能测 试装置。 二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置
【背景技术】
[0002] 二氧化碳吸收是空气净化领域的一个重要研究方向，在航天、航空及民用领域均 具有较广泛的应用。例如在在执行舱外任务时，为了保证航天员航天服内的二氧化碳浓度 在允许范围内，需要通过宇航服内的二氧化碳净化装置吸收航天员代谢产生的二氧化碳以 实现二氧化碳浓度控制和调节，其中主要依靠净化装置内装填的二氧化碳吸收剂吸收C0 2 来控制其浓度，以保障航天员生命安全和身体健康。高性能的二氧化碳吸收剂是二氧化碳 吸收研究中的关键，在二氧化碳吸收剂研制过程中需要对其性能进行大量测试，从而研制 得到高性能的二氧化碳吸收剂，因此研制一种低成本的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置 有较大的实用性。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了满足二氧化碳吸收剂的吸收性能测试，提供一种可用于 模拟各种压力环境下二氧化碳吸收剂工作性能、成本低、测试结构准确、使用方便的二氧化 碳吸收剂吸收性能测试装置。
[0004] 本实用新型的技术方案是：包括气体循环系统、分别与气体循环系统相连的二氧 化碳注入系统、加压系统、减压系统和co 2分析仪；所述气体循环系统包括：空气储罐、与空 气储罐出口相连的净化罐、与净化罐出口相连的干燥器，干燥器的出口与空气储罐进口相 连，从而实现整个回路内的气流循环；空气储罐内装有用于带动气体循环的风机，净化罐内 装填有二氧化碳吸收剂；所述二氧化碳注入系统与空气储罐进口相连；所述co 2分析仪连 接于干燥器的出口处的管路上。
[0005] 所述二氧化碳注入系统包括co2气瓶，co2气瓶的出口管路上设有co 2流量计、co2 流量调节阀。
[0006] 所述空气储罐的出口管路上设有空气流量计、第一流量调节阀。
[0007] 所述加压系统、减压系统连接于空气储罐和干燥器之间的管路上。
[0008] 所述加压系统包括空气压缩机，空气压缩机的进口管路上设有第二流量调节阀、 第二截止阀。
[0009] 所述减压系统包括真空泵，真空泵的进口管路上设有第三流量调节阀、第三截止 阀，真空泵的出口管路上设有囊袋。
[0010] 还包括设置于空气储罐和干燥器之间的管路上的用于检测气体循环系统内压力 的压力传感器，压力传感器位于加压系统和减压系统之间，便于加压系统和减压系统共用 一个控制柜。
[0011] 还包括与压力传感器、加压系统、减压系统分别相连用于根据压力传感器检测的 气体循环系统内压力值控制加压系统、减压系统打开/关闭的控制柜。
[0012] 所述干燥器内装有干燥剂，所述干燥剂为无水氯化钙。
[0013] 所述净化罐、干燥器的端盖上装有硅橡胶密封圈。
[0014] 本实用新型主要应用于不同压力环境下二氧化碳吸收剂吸收性能的测试，以研制 高性能的二氧化碳吸收剂。本实用新型可利用空气压缩机(或真空泵)和风机模拟不同的二 氧化碳吸收剂工作压力（正压、负压或常压）及二氧化碳输入情况，并实现装置内气体的循 环，同时按照测试要求向测试装置中输入设定量的C0 2，通过C02分析仪检测二氧化碳吸收 剂的吸收性能，从而测试二氧化碳吸收剂的二氧化碳吸收性能，成本低、测试结构准确、并 且使用方便。〇) 2分析仪可用于测试绝对压力为20kPa~200 kPa间的低压、常压和高压下的 二氧化碳吸收剂的吸收效率。C02分析仪应安装于干燥器的出口处，这样可最大限度地减少 循环气体中的水份对C0 2分析仪造成的不良影响。加压系统、减压系统最好设置在空气储 罐的进口处，并且只有在需要测试高压、低压下二氧化碳吸收剂的吸收效率时才需要开启 工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型的原理图。
【具体实施方式】
[0016] 本实用新型由气体循环系统(含装填有二氧化碳吸收剂的净化罐及装填有无水氯 化钙的干燥器)、二氧化碳注入系统、加压系统和减压系统及检测系统共五部份组成。利用 空气压缩机(或真空泵）和风机模拟二氧化碳吸收剂的工作环境(正压、负压或常压)，并实 现装置内气体的循环，同时按照测试要求向测试装置中输入设定量的co 2，通过co2分析仪 检测二氧化碳吸收剂的吸收性能。
[0017] 气体循环系统包括空气储罐8、装填有二氧化碳吸收剂的净化罐、装填有无水氯化 钙的干燥器15,空气储罐8内装有用于带动气体循环的风机9。二氧化碳吸收剂装填在净 化罐13内，通过调节第一流量调节阀12,使装填二氧化碳吸收剂的净化罐13内空气流动性 能够满足预定的要求。干燥器15中加入无水氯化钙作为干燥剂，根据二氧化碳吸收剂工作 性质(化学性质、物理性质）不同确定干燥器的加入量，装填干燥剂的干燥器要保持良好的 空气流动性。净化罐13及干燥器15的端盖均采用橡胶密封圈密封，通过螺栓连接方式保 证净化罐13及干燥器15在工作时有良好的密封性。
[0018] 二氧化碳注入系统包括：C02气瓶1及减压阀、软管接头2和软管接头4、连接软管 3、C02流量计5及C02流量调节阀6,该系统通过三通7与空气储罐8进口相连。该系统必 须与空气储罐8进口相连，并随循环气流进入到净化罐13内，以利于C02的吸收。C02气瓶 1为40L标准C0 2气瓶，其中的二氧化碳纯度为99. 5%以上，在工作时对C02气瓶加以固定 支撑装置。
[0019] 加压系统包括：空气压缩机26、第二截止阀25和第二流量调节阀24。该系统通 过三通23与空气储罐8进口相连，通过第二流量调节阀24可控制测试装置内的升压速率。 加压系统最好设置在空气储罐8的进口处，并且只有在需要测试高压下二氧化碳吸收剂的 吸收效率时才需要开启工作。
[0020] 减压系统包括：真空泵20、第三截止阀19和第三流量调节阀18。该系统通过三通 17与空气储罐8进口相连，通过第三流量调节阀18可控制测试装置内的减压速率。该系统 也最好设置在空气储罐8的进口处，并且只有在需要测试低压下二氧化碳吸收剂的吸收效 率时才需要开启工作。
[0021] 压力传感器22设置加压系统和减压系统间的气体循环回路上，用于检测测试装 置内的压力。当测试装置内的压力高于或低于设定的压力时，压力传感器22会自动开启或 关闭真空泵20或空气压缩机26。
[0022] 加压系统在进行高压(如200kPa)下二氧化碳吸收剂吸收性能测试时，可先设定压 力传感器22断开值为200kPa，然后打开第二截止阀25,并将第二流量调节阀24开到最大， 再开启空气压缩机26向测试装置内注入空气。当测试装置内的压力加压到接近200kPa时 再关小流量调节阀，直到装置内压力达到200kPa为止，这时空气压缩机26会自动停止工 作。若整个测试装置的气密性良好，则测试装置内的压力会稳定在200kPa左右。在确认测 试装置无泄漏后，即可打开二氧化碳注入系统，向装置内注入设定量的C0 2，开始进行二氧 化碳吸收剂吸收性能的测试。若系统有微量漏气时导致压力异常降低时，空气压缩机26又 会自动重新启动工作，再向测试装置内补充微量的空气。
[0023] 减压系统在进行低压(如20kPa)下二氧化碳吸收剂吸收性能测试时，可先设定压 力传感器22断开值为20kPa，然后打开第三截止阀19,并将第三流量调节阀18开到最大， 再开启真空泵20将测试装置内的空气抽出到装置外。当测试装置内的压力减压到接近 20kPa时再关小流量调节阀，直到装置内压力达到20kPa为止，这时真空泵20会自动停止 工作。若整个测试装置的气密性良好，则测试装置内的压力会稳定在20kPa左右。在确认 测试装置无泄漏后，即可打开二氧化碳注入系统，向装置内注入设定量的C0 2，开始进行二 氧化碳吸收剂吸收性能的测试。若系统有微量漏气时导致压力异常升高时，真空泵20又会 自动重新启动工作，将泄漏进装置内的微量气体抽出到装置外。此时还可在真空泵20的出 口设置囊袋21，用于收藏从装置内抽出来的微量气体，且在真空泵20的出口处设置囊袋21 同时可防止外界空气从真空泵20的出口处漏入到装置内。
[0024] 在空气储罐8和干燥器15之间的管路上设有用于检测气体循环系统内压力的压 力传感器22,压力传感器22位于加压系统和减压系统之间。
[0025] 本实用新型还可包括与压力传感器22、加压系统、减压系统分别相连用于根据压 力传感器22检测的气体循环系统内压力值控制加压系统、减压系统打开/关闭的控制柜 27,控制柜27可选用上海好夫满电气设备有限公司的GB101230002型控制柜。
[0026] 使用时，首先将风机9安装并固定于空气储罐8的底部，风机9的出口与空气储罐 8的出口相连，并将风机9与电缆接头10联接。再将空气储罐8的出口与空气流量计11、 第一流量调节阀12、净化罐13及干燥器15连结，截止阀28经过三通14装于净化罐13及 干燥器15之间的管路上，并将干燥器15的出口通过三通等与空气储罐8的进口相连，组成 空气循环系统。
[0027] 接着将带有减压阀的二氧化碳气瓶1通过塑料软管3、二氧化碳流量计5及流量调 节阀6等与空气循环系统相连接，组成二氧化碳注入系统。为保证二氧化碳与空气尽可能 混合均匀，二氧化碳注入系统出口应设在空气储罐8的进口处。
[0028] 然后将空气压缩机26通过第二截止阀25、第二流量调节阀24等与空气循环系统 连接，组成加压系统。再将真空泵20通过第三截止阀19、第三流量调节阀18等也与空气循 环系统连接，组成减压系统。在两者与空气循环系统连接的管路之间设置压力传感器22,压 力传感器22将压力信号转变为电流信号，并输出到控制柜27,控制柜27用于控制加压系统 或减压系统的开启和关闭。
[0029] 最后将C02分析仪16安装于干燥器15的出口处，这样可最大限度地减少循环气 体中的水份对C0 2分析仪造成的不良影响。至此，整套二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置 安装完成。
[0030] 模拟负压工作环境时，先将设定量的二氧化碳吸收剂装入空气循环系统中的净化 罐13内，并拧紧净化罐的密封盖，再将适量的无水氯化钙干燥剂装入干燥器15内并拧紧干 燥器的密封盖。接着关闭加压系统上的第二截止阀25和空气循环系统上的截止阀28,并在 压力传感器22上设定好测试装置的工作压力。再开启减压系统上的第三截止阀19,并将第 三流量调节阀18开到最大，然后开启真空泵20将测试装置内的空气抽出到装置外，同时开 启空气循环系统中的风机9。待测试装置内的压力抽到接近压力传感器22上的设定值时， 可关小第三流量调节阀18,并调节第一流量调节阀12,通过读取空气流量计11的数值，使 空气循环风量达到设定值。待测试装置内的压力达到设定值时真空泵20会自动停机。在确 认测试装置无泄漏后，即可打开二氧化碳注入系统，向装置内注入设定量的C0 2，并通过C02 分析仪16测试二氧化碳吸收剂的吸收性能。若系统有微量漏气时导致压力异常升高时，真 空泵20又会自动重新启动工作，将泄漏进装置内的微量气体抽出到装置外。当测试装置内 二氧化碳的浓度超过设定值后，试验结束。此时可打开截止阀28,向装置内注入空气，待装 置内外加压平衡后，再打开净化罐13和干燥器15的密封盖，取出试验后的材料，并将测试 装置擦洗干净待用。
[0031] 模拟常压工作环境时，将二氧化碳吸收剂及干燥剂分别装入净化罐13和干燥器 15后，可先关闭加压系统上的第二截止阀25、减压系统上的第三截止阀19和空气循环系统 上的截止阀28,然后开启空气循环系统中的风机9和第一流量调节阀12,待空气循环风量 达到设定要求后，即可开启二氧化碳注入系统进行氧化碳吸收剂吸收性能测试。
[0032] 模拟正压工作环境时，先将将二氧化碳吸收剂及干燥剂分别装入净化罐13和干 燥器15后，再关闭减压系统上的第三截止阀19和空气循环系统上的截止阀28,并在压力传 感器22上设定好测试装置的工作压力。再开启加压系统上的第二截止阀25,并将第二流量 调节阀24开到最大，然后开启空气压缩机26向测试装置内的充入压缩空气，同时开启空气 循环系统中的风机9。待测试装置内的压力抽到接近压力传感器22上的设定值时，可关小 第二流量调节阀24,并调节第一流量调节阀12,使空气循环风量达到设定值。待测试装置 内的压力达到设定值时空气压缩机26会自动停机。在确认测试装置无泄漏后，即可打开二 氧化碳注入系统，测试二氧化碳吸收剂的吸收性能。若系统有微量漏气时导致压力异常降 低时，空气压缩机26又会自动重新启动工作，向装置内补充少量压缩空气。当测试装置内 二氧化碳的浓度超过设定值后，试验结束。此时可打开截止阀28向装置外排气，待装置内 外加压平衡后，再打开净化罐13和干燥器15的密封盖，取出试验后的材料，并将测试装置 擦洗干净。
【权利要求】
1. 一种二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：包括气体循环系统、分别与 气体循环系统相连的二氧化碳注入系统、加压系统、减压系统和co 2分析仪； 所述气体循环系统包括：空气储罐（8)、与空气储罐（8)出口相连的净化罐（13)、与净 化罐（13)出口相连的干燥器（15)，干燥器（15)的出口与空气储罐（8)进口相连；空气储罐 (8)内装有用于带动气体循环的风机（9)，净化罐（13)内装填有二氧化碳吸收剂； 所述二氧化碳注入系统与空气储罐（8)进口相连； 所述C02分析仪（16)连接于干燥器（15)的出口处的管路上。
2. 根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述二氧 化碳注入系统包括C02气瓶（1 )，C02气瓶（1)的出口管路上设有C02流量计（5)、0)2流量调 节阀（6)。
3. 根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述空气 储罐（8 )的出口管路上设有空气流量计（11 )、第一流量调节阀（12 )。
4. 根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述加压 系统、减压系统连接于空气储罐（8)和干燥器（15)之间的管路上。
5. 根据权利要求1或4所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述 加压系统包括空气压缩机（26 )，空气压缩机（26 )的进口管路上设有第二流量调节阀（24 )、 第二截止阀（25)。
6. 根据权利要求1或4所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述 减压系统包括真空泵（20)，真空泵（20)的进口管路上设有第三流量调节阀（18)、第三截止 阀（19 )，真空泵（20 )的出口管路上设有囊袋（21)。
7. 根据权利要求1或4所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：还包 括设置于空气储罐（8)和干燥器（15)之间的管路上的用于检测气体循环系统内压力的压 力传感器（22)，压力传感器（22)位于加压系统和减压系统之间。
8. 根据权利要求7所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：还包括与 压力传感器（22)、加压系统、减压系统分别相连用于根据压力传感器（22)检测的气体循环 系统内压力值控制加压系统、减压系统打开/关闭的控制柜（27)。
9. 根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述干燥 器（15)内装有干燥剂，所述干燥剂为无水氯化钙。
10. 根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂吸收性能测试装置，其特征在于：所述净化 罐（13)、干燥器（15)的端盖上装有硅橡胶密封圈。
【文档编号】G01N33/00GK203881743SQ201420287046
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】邓康清, 徐浩星, 杜又新, 崔兵彦, 周渝淞, 牛同锋, 陈淑娟, 刘红, 关兵锋, 胡发灵 申请人:湖北航天化学技术研究所