VOCs捕集装置的制作方法

vocs捕集装置
技术领域
1.本技术涉及环境检测设备的领域，尤其是涉及一种vocs捕集装置。


背景技术：

2.在环境监测领域，对气态污染物尤其是大气中的挥发性有机物的富集、解析主要是通过低温吸附——高温热解析过程实现的，这一过程包括两个步骤，第一步是将捕集阱温度降至-150℃以下，将捕集部件与冷块集成在一起，冷块的冷量可以充分快速地传递至捕集部件，达到制冷温度后，捕集部件中的vocs由气态转化为固态被吸附收集；第二步是将捕集阱温度上升至100℃以上，vocs被完全热解析并进入后续分析系统。
3.目前在实现对气态污染物的低温捕集主要有4种方法：半导体制冷、液氮制冷、大功率压缩机制冷机和小功率热声制冷机。小功率热声制冷机由于其体积小、重量轻、易于搬运等优势受到广泛应用。但是相应的小功率热声制冷机的功率小，制冷温度虽然能够达到-150℃以下但是无法低于-150℃过高。而在捕集过程中由于vocs前处理装置处存在超低温现象，所以会在vocs前处理装置周围凝结冰晶，造成能量的流失，使得最终捕集部件处的温度达不到-150℃，造成捕集不完全的情况出现。


技术实现要素：

4.为了减少vocs前处理装置周围结晶情况的产生，降低能量的浪费，提高捕集质量，本技术提供一种vocs捕集装置。
5.本技术提供的一种vocs捕集装置采用如下的技术方案：一种vocs捕集装置，用于对捕集管道中的vocs进行捕集，包括：制冷仓，所述制冷仓为双层保温壳体；制冷装置，与所述制冷仓的内部连接，用于为所述制冷仓的内部制冷；vocs前处理装置，安装在所述制冷装置位于所述制冷仓内部的一端，用于固定捕集管道在制冷仓内的位置；加热装置，安装在所述制冷仓外壁上，用于对捕集管道进行加热；抽真空装置，一端连接至所述制冷仓，用于对所述制冷仓进行抽真空处理。
6.通过采用上述技术方案，在对vocs捕集时，通过抽真空装置将制冷仓抽成真空状态，由于在热传导理论中，根据传热介质的不同可以将传热过程分为气体传热、液体传热和固体传热三种类型。气体导热主要是通过气体分子热运动发生碰撞时的能量传递来完成的，根据气体分子动理论，当温度不变时，气体的导热率在常压下随气压变化较小；在气压小于2600pa的低压条件下，气体密度降低，平均自由程增大，分子之间相互碰撞的几率下降，导热率随着压强的下降而降低；绝对真空时热量只能通过热辐射进行传递。将制冷仓内部抽真空的主要目的就是通过接近真空环境使分子间相碰的几率下降，从而阻断热传递，减少制冷机制冷时冷量的流失。同时制冷仓双层的设置，可以进一步减少热量散发出去的概率，减少vocs前处理装置周围结晶情况的产生，同时也降低了能量的浪费。通过制冷装置
即可对捕集管道进行制冷，直至将捕集装置冷却至-150℃以下，使得vocs由气态转化为液态并被吸附在捕集管道的内壁上。接着通过加热装置对捕集管道进行加热，使得捕集管道升温至100℃以上，使得捕集管道壁上的vocs被热解析后通过捕集管道进入后续的分析系统。完成对vocs的捕集，由于在捕集过程中大大减少了能量的流失，所以使得捕集管道处可以降温至-150℃以下，能够将更多的vocs捕集，大大提高了捕集质量。
7.可选的，所述制冷仓包括：主壳体，所述主壳体为一端开口状，所述主壳体背离其开口端的一端开设有供制冷装置穿入的安装口；密封盖，安装在所述主壳体开口端，用于安装加热装置；保温罩，套设在所述主壳体上，和所述主壳体之间形成真空保温腔。
8.通过采用上述技术方案，vocs前处理装置等可以通过主壳体的开口端安装在主壳体内，并通过密封盖将主壳体开口端密封。真空保温腔的设置也使得制冷仓的保温效果更好，降低了能量的外溢。
9.可选的，所述保温罩包括套设在所述主壳体上的保温壳以及固接在所述保温壳内壁的封闭环，所述封闭环设置有两个，两个所述封闭环分别位于所述保温壳的两端，每个所述封闭环与所述保温壳之间均安装有保温密封圈。
10.通过采用上述技术方案，封闭环的设置使得保温壳与主壳体之间形成真空保温腔，保温密封圈的设置可以增加保温密封腔的密封。
11.可选的，所述保温罩上安装有用于对所述真空保温腔进行抽真空的第一抽真空接头，所述第一抽真空接头位于所述真空保温腔外的一端与抽真空装置连接。
12.通过采用上述技术方案，通过将第一抽真空接头与抽真空装置连接，即可通过抽真空装置对真空保温腔进行抽真空工作。
13.可选的，所述抽真空装置包括真空泵以及固接在所述真空泵进气口的抽气管道，所述抽气管道远离所述真空泵的一端连接有与所述第一抽真空接头连接的第一抽气管以及与所述制冷仓连接的第二抽气管。
14.通过采用上述技术方案，通过真空泵可以同时对真空保温腔和制冷仓内部进行抽真空工作。
15.可选的，所述主壳体上安装有第二抽真空接头，所述第二抽真空接头一端位于主壳体外部与所述第二抽气管连接，所述第二抽真空接头另一端位于主壳体内部用于对所述主壳体抽真空作业。
16.通过采用上述技术方案，通过将第二抽气管连接在第二抽真空接头上，即可通过真空泵对主壳体内部进行抽真空工作。
17.可选的，所述第二抽真空接头位于所述主壳体内部的一端固接有滤油管，所述滤油管呈螺旋状缠绕。
18.通过采用上述技术方案，可以吸附真空泵抽真空过程中产生的油液挥发，降低挥发的油液到达制冷仓内而对制冷仓造成污染。
19.可选的，所述加热装置包括可拆卸连接在所述制冷仓上的安装部、可拆卸连接在所述安装部上的密封帽以及安装在所述安装部上的加热丝，所述密封帽和所述安装部之间放置有用于固定住捕集管道在所述安装部上位置的锁紧套，当所述密封帽与所述安装部之
间的连接越紧密时，所述锁紧套对捕集管道的夹持越紧。
20.通过采用上述技术方案，使用时，直接将安装部、锁紧套和密封帽依次套设在捕集管道上，然后将安装部连接在制冷仓上，并将密封帽连接在安装部上，且随着密封帽与安装部之间的连接越紧，锁紧套对捕集管道的夹持越紧，从而固定住安装部与捕集管道之间的相对位置，进而固定住加热丝与捕集管道之间的位置，便于加热丝对捕集管道进行加热。
21.可选的，所述锁紧套侧壁上开设有开口，所述锁紧套的端部为锥形，所述安装部朝向所述密封帽的一端和/或所述密封帽朝向所述安装部的一端开设有供所述锁紧套锥形的端部嵌入的锁紧槽。
22.通过采用上述技术方案，安装时，将锁紧套套设在捕集管道上，密封帽与安装部连接以将锁紧套夹持住，当密封帽与安装部之间夹持越紧时，将推动锁紧套锥形的端部插入锁紧槽内时，随着锁紧套插入的越紧，锁紧套对捕集管道的固定越紧。
23.可选的，所述安装部包括可拆卸连接在所述制冷仓上的固定筒以及螺纹连接在所述固定筒远离所述制冷仓一端的安装筒，所述固定筒和所述安装筒之间放置有压紧密封圈，所述压紧密封圈用于对所述固定筒和捕集管道之间进行密封。
24.通过采用上述技术方案，通过压紧密封圈可以实现固定筒与捕集管道之间的密封，减少制冷仓内的能量从固定筒与捕集管道之间溢出的概率。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术通过设置制冷仓为双层保温壳体，并且设置抽真空装置对制冷仓进行抽真空作业，使得一方面可以减少了真空仓内气体传输的速度，另一方面也降低了真空仓内的能量外溢出来的概率，使得前处理装置处的捕集部件可以降低至-150℃以下，最大限度的减少了vocs前处理装置周围结晶情况的产生，降低了能量的浪费，提高了捕集质量；2.滤油管呈螺旋状的设置，使得在真空泵工作过程中，如果有挥发的油液顺着第二抽气管到达制冷仓内，会到达滤油管中，由于真空仓温度较低，挥发的油液将会凝结吸附在滤油管上，而螺旋状的滤油管将会增加油液到达制冷仓内的形成，使得挥发的油液可以充分在滤油管中凝结；3.本技术通过将在制冷仓内制冷，并且在制冷仓外对捕集管道进行加热，使得在实现能够分别对捕集管道进行冷却加热的同时，还不会使得冷却和加热相冲突。
附图说明
26.图1是本技术未安装抽真空装置时的整体结构示意图。
27.图2是图1中的主视结构示意图。
28.图3是图2中另一剖切面的结构示意图。
29.图4是为了体现加热装置内部结构所做的剖切示意图。
30.图5是本技术的加热装置的爆炸示意图。
31.附图标记说明：1、制冷仓；11、主壳体；12、密封盖；121、端盖密封圈；13、保温罩；131、保温壳；132、封闭环；133、第一抽真空接头；134、保温密封圈；14、真空保温腔；15、第二抽真空接头；16、滤油管；2、vocs前处理装置；3、加热装置；31、安装部；311、固定筒；312、安装筒；313、压紧密封圈；314、压紧槽；32、密封帽；33、锁紧套；331、缺口；34、加热丝；35、锁紧槽；36、安装螺栓；4、制冷装置；5、抽真空装置；51、真空泵；52、抽气管道；53、第一抽气管；
54、第二抽气管；55、控制阀；6、捕集管道。
具体实施方式
32.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种vocs捕集装置。参照图1和图2，vocs捕集装置包括制冷仓1、安装在制冷仓1内用于对捕集管道6进行支撑固定的vocs前处理装置2、用于对捕集管道6进行加热的加热装置3以及用于对捕集管道6进行制冷的制冷装置4。其中，制冷仓1为双层保温壳体，制冷装置4一端位于制冷仓1内部且通过vocs前处理装置2与捕集管道6接触，用于对捕集管道6冷却；加热装置3可以安装在制冷仓1外壁上其与捕集管道6连接用于为捕集管道6加热。同时还设置有用于对制冷仓1进行抽真空的抽真空装置5，通过抽真空装置5可以将制冷仓1内部抽真空处理。
34.在热传导理论中，根据传热介质的不同可以将传热过程分为气体传热、液体传热和固体传热三种类型，固体导热又分为金属导热和非金属导热。这三种导热方式的微观机理并不相同，其中气体导热主要是通过气体分子热运动发生碰撞时的能量传递来完成的，根据气体分子动理论，当温度不变时，气体的导热率在常压下随气压变化较小；在气压小于2600pa的低压条件下，气体密度降低，平均自由程增大，分子之间相互碰撞的几率下降，导热率随着压强的下降而降低；绝对真空时热量只能通过热辐射进行传递。制冷仓1的主要目的就是通过接近真空环境使分子间相碰的几率下降，从而阻断热传递，减少制冷装置4制冷时冷量的流失。
35.参照图1和图2，制冷仓1包括一端开口的盒状的主壳体11、通过螺栓可拆卸连接在主壳体11开口端的密封盖12以及套设在主壳体11上的保温罩13。其中，在主壳体11与密封盖12之间安装有端盖密封圈121，实现对制冷仓1内部的密封。
36.其中，主壳体11整体为圆筒形，圆筒形的主壳体11具有较好的支撑性能，可以减少当主壳体11内部被抽真空时主壳体11发生变形的概率。制冷装置4可以选用现有的制冷机，制冷机主体位于主壳体11外部，制冷机的制冷端穿设主壳体11封闭端并深入主壳体11内部；vocs前处理装置2固接在制冷剂的制冷端，vocs前处理装置2可选用现有的vocs前处理装置2，在此不再对vocs前处理装置2的具体结构进行阐述。
37.捕集管道6整体呈u形，其u形的两端从密封盖12处穿出，其u形的底部固接在vocs前处理装置2上，以通过制冷装置4对捕集管道6进行制冷。
38.加热装置3安装在密封盖12上且位于密封盖12背离主壳体11内部的一侧。
39.使用时，直接将捕集管道6安装在制冷仓1内，并通过vocs前处理装置2固定住捕集管道6在制冷仓1内的位置即可。通过制冷装置4可以对捕集管道6进行降温冷却，因为制冷仓1内部处于接近真空环境，分子间相碰的几率较低，所以降低了制冷装置4和捕集管道6处的冷气散发至外界而造成能量流失的概率；而保温罩13的设置，使得到达主壳体11内壁处的能量也将受保温罩13隔离，降低主壳体11处的能量溢出，进一步降低能量流失的概率。
40.其中，保温罩13包括套设在主壳体11上的保温壳131以及固接在保温壳131内壁上的两个封闭环132，两个封闭环132分别位于保温壳131的两端，使得保温壳131、主壳体11以及两个封闭环132之间形成真空保温腔14。
41.同时在保温壳131上固接有用于对真空保温腔14进行抽真空的第一抽真空接头
133，第一抽真空接头133一端位于真空保温腔14内且与真空保温腔14连通，第一抽真空接头133另一端位于真空保温腔14外用于与抽真空装置5连接。
42.同时，在每个封闭环132与主壳体11之间均安装有保温密封圈134，可以实现对真空保温腔14的密封。
43.参照图3，抽真空装置5包括真空泵51、固接在真空泵51进气口的抽气管道52、固接在抽气管道52远离真空泵51一端且与抽气管道52连通的第一抽气管53以及固接在抽气管道52远离真空泵51一端且与抽气管道52连通的第二抽气管54。其中，抽气管道52、第一抽气管53和第二抽气管54之间通过三通接口连接，第一抽气管53和第二抽气管54分别与真空保温腔14和制冷仓1连接用于对真空保温腔14和制冷仓1进行抽真空作业。
44.同时，为了避免当真空泵51不工作时，外界气体从抽气管道52中到达真空保温腔14和制冷仓1内而影响真空保温腔14和制冷仓1的真空度，在抽气管道52上安装有用于控制抽气管道52通断的控制阀55。
45.参照图 ，第一抽气管53远离抽气管道52的一端与第一抽真空接头133固接以实现对真空保温腔14的抽真空作业。
46.同时在主壳体11上固接有第二抽真空接头15，第二抽真空接头15一端位于主壳体11内部且与主壳体11内部连通，另一端位于主壳体11外部且与第二抽气管54固接。当启动真空泵51时，真空泵51可以直接对真空保温腔14以及制冷仓1内部进行抽真空作业。
47.本技术的真空泵51可以选用扩散泵，扩散泵是以油或汞蒸汽作为工作介质的，所以为了减少真空泵51工作时蒸汽会挥发至制冷仓1内部对制冷仓1造成的污染。
48.因此，在第二抽真空接头15位于制冷仓1内部的一端固接有滤油管16，滤油管16整体呈螺旋状盘旋，使得在占用较少空间的同时，还能够保证滤油管16的长度。当真空泵51中的挥发的油液蒸汽到达制冷仓1时，将先到达滤油管16中，并沿滤油管16的长度方向流动。由于制冷仓1内的温度较低，所以到达滤油管16中的蒸汽将凝结在滤油管16内部上，降低蒸汽到达制冷仓1并对制冷仓1造成污染的概率。
49.参照图4，加热装置3包括螺纹连接在密封盖12远离主壳体11一侧的安装部31、螺纹连接在安装部31远离密封盖12一端的密封帽32、放置在安装部31和密封帽32之间的锁紧套33以及可拆卸连接在安装部31上的加热丝34，捕集管道6依次穿设在密封帽32、锁紧套33、安装部31内后从密封盖12上伸入制冷仓1内。
50.参照图4和图5，在锁紧套33侧壁上沿其长度方向开设有缺口331，缺口331从锁紧套33一端开设至另一端，锁紧套33的两端均为锥形，且在安装部31朝向密封帽32的一端和密封帽32朝向安装部31的一端均开设有供锁紧套33锥形端插入的锁紧槽35。安装时，将安装部31、锁紧套33、密封帽32依次套设在捕集管道6上后，将安装部31旋拧在密封盖12上开设的螺纹孔里，并将密封帽32旋拧在安装部31上，且随着密封帽32旋拧的越紧，锁紧套33锥形端部插入锁紧槽35中的距离越多，锁紧套33侧壁上缺口331的两侧将相对靠近，使得锁紧帽将捕集管道6夹持的更紧。
51.当然，锁紧套33也可以其中一端为锥形，此时锁紧套33将开设在安装部31朝向密封帽32的一端或开设在密封帽32朝向安装部31的一端。本技术以锁紧套33的两端均为锥形为例进行说明，且在安装部31和密封帽32上均开设有锁紧槽35为例进行说明。
52.参照图4和图5，安装部31包括螺纹连接在密封盖12上的固定筒311以及螺纹连接
在固定筒311远离密封盖12一端的安装筒312，密封帽32连接在安装部31远离固定筒311的一端，且在固定筒311和安装筒312之间放置有压紧密封圈313，压紧密封圈313用于对固定筒311和捕集管道6之间进行密封。
53.其中，压紧密封圈313的两端也设计呈锥状，并在固定筒311和安装筒312端部开设有供压紧密封圈313锥形端嵌入的压紧槽314，当将固定筒311和安装筒312旋拧在一起时，可以将压紧密封圈313夹紧，且随着固定筒311和安装筒312之间旋拧的越紧，对压紧密封圈313挤压的越紧，固定筒311与捕集管道6之间的密封越严密。
54.加热丝34安装在安装筒312上，具体的，在安装筒312外壁上螺纹连接有安装螺栓36，加热丝34通过安装螺栓36固定在安装筒312外壁上，从而通过安装筒312将加热丝34的热量传递至捕集管道6，实现对捕集管道6的加热。
55.本技术实施例一种vocs捕集装置的实施原理为：使用前，先通过真空泵51对真空保温腔14以及制冷仓1进行抽真空作业，使得制冷仓1和真空保温腔14内部处理接近真空状态。当需要对vocs进行捕集时，vocs从捕集管道6中到达vocs前处理装置2处时，制冷机将对捕集管道6进行冷却，且制冷机制冷头处的能量可以最大限度传递至捕集管道6处，而不会由于空气传播造成能量的流失，保证使得捕集管道6处的温度降至-150℃。此时捕集管道6中的vocs由气态凝结成固态并被吸附，待吸附完成后。关闭制冷机，通过加热丝34对捕集管道6进行加热，使得固态的vocs被热解析后通过捕集管道6进入后续的分析系统。
56.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。