一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器

专利检索2026-05-14  3


本发明涉及二氧化碳测量,具体涉及一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器。


背景技术:

1、水体中的溶解性气体如二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等的浓度是环境监测和碳、氮循环研究中的重要参数。测定水体中溶解性气体浓度的主要方法是使被测水样和样品气在水气平衡器中达到平衡,然后测定其在样品气中的浓度,此值可换算成其在水中的浓度。在这些方法中,水气平衡器的结构和性能对测定的准确度有很大的影响。此外,在实际应用时,水样连续过平衡器,会将内部的样品气不断带出,造成平衡器内气压持续减小,影响平衡器的正常工作。

2、现有技术提供了一些解决方案,例如专利us20230335385a1,该专利提供了一种用于样品输送的流量控制装置,该装置包括有一个样品分离区,该样品分离区侧面还包括有一个注射管道,该注射管道配置为引导气体流向的管道,这样在引入通过开口的气体流向与样品分离区的水体相接触进而形成涡流,以控制液体的流量大小。本发明通过持续性注入气流,避免气压持续减小,并且通过气流与水流形成涡流控制流量大小,但是本发明在气流与水流接触时间过短容易出现紊流的现象,在此,发明人认为还具有很大的改进空间。


技术实现思路

1、本发明提供了一种能够过滤待检测海水,增大射流海水压强,提高水气接触时长以及对回流气体降温的装置。

2、本发明提供了一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,该装置包括,主通路一端分别连接有第一支路和第二支路,所述第一支路的输出端连接有主平衡器,所述第二支路的输出端连接有副平衡器,所述第一支路与第二支路内部通路靠近输出端处均设置有过滤组件,所述过滤组件包括有柱形的滤套,所述滤套外侧套设有多个第一密封环,所述第一密封环与所述第一支路以及第二支路的内壁紧贴。

3、进一步地,主通路与外侧的海水接口相连通,海水从主通路分别流入至第一支路和第二支路中,第一支路与第二支路的输出端与第一射流基体相连接,海水经过第一支路与第二支路内的过滤组件过滤后流入至射流装置中,经过射流装置处理后的海水堆积在平衡器底部,其中,主平衡器底部设置的出水管路能够将部分处理后的海水输送出去,进一步用作检测。

4、本发明中,所述主平衡器与副平衡器上端还设置有互通管路,所述主平衡器与副平衡器之间通过互通管路相连接,所述主平衡器与副平衡器的侧面均设置有出水管路,所述主平衡器的出水管路位置靠近主平衡器的底端,所述副平衡器的出水管路位置靠近副平衡器的上端。

5、本发明中,所述第一支路和第二支路的输出端均连接有射流装置,所述射流装置设于主平衡器与副平衡器内,所述射流装置包括有第一射流基体,所述第一射流基体一端连接有第二射流基体,所述第二射流基体一端连接有第三射流基体,所述第一射流基体与所述第三射流基体呈锥形,所述第二射流基体向外延伸有气流支管,所述气流支管中心开设有通孔,该通孔与第一射流基体内部以及第三射流基体内部相连。

6、进一步地,射流装置包括有的气流支管能够与外界的气泵相连接,不断为射流装置输送气体,气体与射流装置内部的海水以及堆积在平衡器下方的海水不断接触,促使平衡器内达到水-气平衡,以便于对海水中二氧化碳含量的检测,同时副平衡器与主平衡器之间架设有互通管路,是因为,部分接触完成后的气流堆积于主平衡器的上方,并从回流管路中排出,回流管路中排出的气流需要经过冷却装置冷却,而温度的变化容易导致主平衡器内部的空气体积变化,进而可能导致污染。而增设副平衡器,并且将出水管路设置在副平衡器的较上方,避免平衡好的海水从一侧的出水管路中流出,而一部分平衡完全后的气体能够流入至主平衡器中,为主平衡器提供了预平衡好的空气,进而能够降低主平衡器中因为空气体积缩小而导致污染的风险。

7、此外,由于射流装置排出的水气中气泡能够在上升的过程中与海水接触,进行水气交换,同时气泵对气体具有一定的加热作用,通过增设副平衡器,能够通过对主平衡器内输送预先平衡好的气体以去除部分主平衡器中上升气泡中含带的水分,并且输入的气体温度要低于主平衡器中气体的温度,对主平衡器内的气体具有降温的作用。

8、进一步地,第一射流基体与第一支路或第二支路相连接,其内部通过海水时侧面的气流支管输入气体,促使气体与海水充分接触,由于采用的是间隙进样的方式,射流装置内部负压的环境有利于气体能够顺利流入射流装置内部使水气进行接触进而促成水-气平衡,同时从射流装置中排出的气流中还有部分平衡气流可从主平衡器上端开设的气体出口中排出至检测仪器中。

9、本发明中,所述滤套的端部分别连接有第一过滤基座和第二过滤基座,其中第一过滤基座端面开设有孔体,且该第一过滤基座内固定连接有固定台,所述固定台中心处开设有通水孔。

10、进一步地,海水可通过滤套进行过滤,并且滤套外侧固定连接有多个第一密封环,多个第一密封环一方面能够增大过滤组件与第一支路或第二支路内壁的摩擦力,避免间隙进样输入海水的过程中冲击过滤组件导致其脱离原有位置;另一方面,第一密封环与滤套配合促使流入过滤组件的海水停留在过滤组件内的停留时间边长,且海水在通过滤套时能够筛除海水本身带有的颗粒物等,减少样本海水本身的污浊,减少射流装置内由于海水自带颗粒杂物带来磨损情况的发生,提高射流装置的使用寿命。

11、本发明中,所述固定台的端面处固定连接有向第二过滤基座延伸的第一弹簧,所述第一弹簧的另一端固定连接有封堵块,所述第二过滤基座端部固定连接有碰撞基体,所述第一支路和第二支路的内部还设置有滤盘,所述滤盘设置于所述碰撞基体的前端。

12、由于采用的是间隙进样,水流为一股一股的冲入第一支路以及第二支路当中,当水流冲入过滤组件内部时,水流撞击在封堵块上,使得水流本身的流速与流向发生改变,促使水流停留在过滤组件内的时间延长,有利于其充分过滤。此外,封堵块受水流的冲击作用于顶部的第二过滤基座发生碰撞,由于碰撞基体端部与滤盘相抵接,封堵块与第二过滤基座碰撞引发的震动,能够促使滤套以及通过碰撞基体将震动力引导至滤盘上,将滤套与滤盘上筛除的颗粒抖落,避免颗粒堆积过多导致水流无法顺利通过。

13、本发明中,所述第二射流基体与第三射流基体连接处的内部设置有分流组件,所述分流组件包括第一分流基体,所述第一分流基体一端连接有第二分流基体,所述第二分流基体一端连接有第三分流基体,所述第三分流基体侧面环绕开设有多个第二分流孔,所述第二分流基体靠近与第一分流基体和第三分流基体的端部开设有第一凹槽,所述第一凹槽上均套设有第二密封圈。

14、本发明中,所述第二分流基体中部设置有分流基台,所述分流基台靠近第一分流基体一端设置有半球形的缓冲基体,所述分流基台上环绕缓冲基体的侧边开设有多个第一分流孔。

15、进一步地,冲入射流装置的水流在流入分流组件后,水流在半球形的缓冲基体的作用下散开,同时还与后续冲上来的水流发生碰撞,进一步削减水流的作用力,减缓水流在射流装置内的流速,促使其停留更长时间,进一步确保水流能够与气体混合更充分,促使装置内达成水-气平衡,且由于水流在冲击过缓冲基体后沿多个第二分流孔进一步流入至第三分流基体并从多个第二分流孔中排出,这样排出的水流产生的冲击力更小,排出后的水流对本身囤积在平衡器底部的水体产生的冲击力更小,不容易使得平衡完全后的水体内部的气流受力晃动而跑出,不会导致检测得到的海水二氧化碳含量发生偏差。

16、本发明与现有技术相比,其显著的技术进步在于:增设有过滤组件,海水可通过滤套进行过滤,并且滤套外侧固定连接有多个第一密封环,多个第一密封环一方面能够增大过滤组件与第一支路或第二支路内壁的摩擦力,避免间隙进样输入海水的过程中冲击过滤组件导致其脱离原有位置;另一方面,第一密封环与滤套配合促使流入过滤组件的海水停留在过滤组件内的停留时间边长,且海水在通过滤套时能够筛除海水本身带有的颗粒物等,减少样本海水本身的污浊,减少射流装置内由于海水自带颗粒杂物带来磨损情况的发生,提高射流装置的使用寿命;在射流装置内设置有分流组件,冲入射流装置的水流在流入分流组件后,水流在半球形的缓冲基体的作用下散开,同时还与后续冲上来的水流发生碰撞,进一步削减水流的作用力,减缓水流在射流装置内的流速,促使其停留更长时间,进一步确保水流能够与气体混合更充分,促使装置内达成水-气平衡,且由于水流在冲击过缓冲基体后沿多个第一分流孔进一步流入至第三分流基体并从多个第二分流孔中排出,这样排出的水流产生的冲击力更小,排出后的水流对本身囤积在平衡器底部的水体产生的冲击力更小,不容易使得平衡完全后的水体内部的气流受力晃动而跑出,导致检测得到的海水二氧化碳含量发生偏差。


技术特征:

1.一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,包括,主通路(11),所述主通路(11)一端分别连接有第一支路(12)和第二支路(13),所述第一支路(12)的输出端连接有主平衡器(31),所述第二支路(13)的输出端连接有副平衡器(32),其特征在于,所述第一支路(12)与第二支路(13)内部通路靠近输出端处均设置有过滤组件(2),所述过滤组件(2)包括有柱形的滤套(21),所述滤套(21)外侧套设有第一密封环(22)。

2.根据权利要求1所述的一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,其特征在于,所述主平衡器(31)与副平衡器(32)上端还设置有互通管路(41),所述主平衡器(31)与副平衡器(32)之间通过互通管路(41)相连接,所述主平衡器(31)与副平衡器(32)的侧面均设置有出水管路(42),所述主平衡器(31)的出水管路(42)位置靠近主平衡器(31)的底端,所述副平衡器(32)的出水管路(42)位置靠近副平衡器(32)的上端。

3.根据权利要求2所述的一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,其特征在于,所述第一支路(12)和第二支路(13)的输出端均连接有射流装置(5),所述射流装置(5)包括有第一射流基体(51),所述第一射流基体(51)一端连接有第二射流基体(52),所述第二射流基体(52)一端连接有第三射流基体(53),所述第一射流基体(51)与所述第三射流基体(53)呈锥形,所述第二射流基体(52)向外延伸有气流支管(521),所述气流支管(521)中心开设有通孔,该通孔与第一射流基体(51)内部以及第三射流基体(53)内部连通。

4.根据权利要求1所述的一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,其特征在于,所述滤套(21)的两端部分别连接有第一过滤基座(231)和第二过滤基座(232),其中第一过滤基座(231)端面开设有孔体,且该第一过滤基座(231)内固定连接有固定台(24),所述固定台(24)中心处开设有通水孔(241)。

5.根据权利要求4所述的一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,其特征在于,所述固定台(24)的端面处固定连接有向第二过滤基座(232)延伸的第一弹簧(242),所述第一弹簧(242)的另一端固定连接有封堵块(243),所述第二过滤基座(232)端部固定连接有碰撞基体(25),所述第一支路(12)和第二支路(13)的内部还设置有滤盘(26),所述滤盘(26)设置于所述碰撞基体(25)的前端。

6.根据权利要求3所述的一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,其特征在于,所述第二射流基体(52)与第三射流基体(53)连接处的内部设置有分流组件(6),所述分流组件(6)包括第一分流基体(61),所述第一分流基体(61)一端连接有第二分流基体(62),所述第二分流基体(62)一端连接有第三分流基体(63),所述第三分流基体(63)侧面环绕开设有第二分流孔(631),所述第二分流基体(62)靠近第一分流基体(61)和第三分流基体(63)的端部分别开设有第一凹槽(624),所述第一凹槽(624)上套设有第二密封圈(64)。

7.根据权利要求6所述的一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器,其特征在于,所述第二分流基体(62)中部设置有分流基台(621),所述分流基台(621)靠近第一分流基体(61)一端设置有半球形的缓冲基体(622),所述分流基台(621)上环绕缓冲基体(622)的侧边环绕开设有第一分流孔(623)。


技术总结
本发明涉及二氧化碳测量技术领域,具体涉及一种鼓泡式二氧化碳水汽平衡器。本发明提供的捕获装置包括第一支路,第二支路等,该第一支路与第二支路内设置有过滤组件,过滤组件包括有滤套等部件,海水可通过滤套进行过滤,并且滤套外侧固定连接有多个第一密封环,多个第一密封环一方面能够增大过滤组件与第一支路或第二支路内壁的摩擦力,避免间隙进样输入海水的过程中冲击过滤组件导致其脱离原有位置;第一密封环与滤套配合促使流入过滤组件的海水停留在过滤组件内的停留时间边长,且海水在通过滤套时能够筛除海水本身带有的颗粒物等,减少样本海水本身的污浊,减少射流装置内由于海水自带颗粒杂物带来磨损情况的发生,提高射流装置的使用寿命。

技术研发人员:王奎,樊炜
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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