CN104655454B - 一种气液混合物采集及分离装置 - Google Patents
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Abstract
一种气液混合物采集及分离装置，其包括采集室、导液管以及取样器，采集室包括设置有第一活塞的用于采集液体的第一采集室以及设置有第二活塞的用于采集气体的第二采集室，所述第一采集室与所述第二采集室通过一气体采集管连通，导液管的第一端连接待取样液体和气体混合物并能移动地密封套设在导液管的第二端上，导液管的第二端密封***第一采集室内部并延伸至第一采集室的底部，第一活塞能沿第一采集室的侧壁上下气密性滑动，第二活塞能沿第二采集室的侧壁上下气密性滑动。本发明通过提高密封性能，能够对气液混合物进行采集，有效防止气液混合物中气体的挥发及泄露，从而避免采集数据不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地下水采集领域，具体的涉及一种具有改善密封结构的气液混合物采集及分离装置。
背景技术
在许多地下水的探测过程中，不仅需要检测地下水体中的液体成分的含量，有些地方还需要检测地下水体中含有的气体成分含量，但是现有的地下水采集装置的密封性较差，一般是直接采用广口瓶在流体流出的端口或者液体池中直接采集，基本没有密封性能，流体中不可压缩气体和不溶性气体大部分挥发和逃逸，无法对地下流体中的气相氛进行采集，从而无法准确获知地下流体中各成分的准确含量，为以后的工作带来不便。
一方面，如果地下流中含有有毒有害气体，在检测过程中气体逃逸没有被检测到，在将来的利用过程中有毒有害气体与人体直接接触就会危及到人身安全。所以准确检测地下流体中的气相成分非常必要。另一方面，在许多地下水取水的过程中，尤其是许多温度较高的地下水的采集过程中，由于水分的蒸发导致采集时间增加和采集量达不到要求，为采集工作带来困难。
发明内容
本发明为解决上述提到的现有的地下水体采集装置存在的密封性差、采集数据不准确的缺点，提供一种气液混合物采集及分离装置，能够同时采集气液混合物中的气体和液体，保证数据采集的准确性。
具体的，本发明提供一种气液混合物采集及分离装置，其包括采集室、导液管以及取样器，所述采集室分为设置有第一活塞的用于采集液体的第一采集室以及设置有第二活塞的用于采集液体的第二采集室，所述导液管第一端连接待取样液体和气体混合物并能移动地密封套设在导液管的第二端上，所述导液管的第二端密封***第一采集室内部并延伸至第一采集室的底部，所述取样器放置在所述采集室的顶部；
所述第一采集室与所述第二采集室通过一气体采集管连通，所述气体采集管包括第一竖直部、第一弯曲部、水平部、第二弯曲部以及第二竖直部，所述第一竖直部的第一端密封固定在第一活塞上，第一竖直部的第二端能移动地密封连接第一弯曲部的第一端，第一弯曲部的第二端能移动地密封连接水平部的第一端，水平部的第二端能移动地密封连接第二弯曲部的第一端，第二弯曲部的第二端能移动地密封连接第二竖直部的第一端，第二竖直部的第二端密封固定在第二活塞上；
第一活塞与第一竖直部的连接处以及第二活塞与第二竖直部的连接处均设置有供气体或液体通过的通孔；
所述第一活塞能沿第一采集室的侧壁上下气密性滑动，所述第二活塞能沿第二采集室的侧壁上下气密性滑动，所述第一活塞用于在下压时排放第一采集室中的气体，所述第二活塞用于在下压时排放第二采集室中的气体；
所述第一竖直部以及第二竖直部为可压缩导管，所述水平部为金属管，所述第一弯曲部以及所述第二弯曲部为橡胶软管；
第一采集室沿高度方向在第一竖直部对应的位置设置有透明观察视窗，用于观察液面位置，所述透明观察视窗设置有刻度标尺。
优选地，所述通孔的直径大小为0.5-1cm。
优选地，所述导液管的第一端、第一弯曲部以及第二弯曲部均设置有供气体通过的滑动开关。
优选地，所述导液管第一端的端部设置有防止液体泄漏的漏斗。
优选地，所述导液管的第一端为弯曲的橡胶管，所述导液管的第二端为竖直的金属管，所述橡胶管套设在所述金属管的外部。
优选地，所述第一活塞以及所述第二活塞均设置有压缩手柄，用于下压活塞。
优选地，所述气体采集管连接有抽真空装置，用于使气体采集管保持真空状态。
优选地，所述采集室的顶部设置有压缩手柄卡槽。
本发明结构简单，使用方便，整体结构的密封性能好，能够对气液混合物进行采集，有效防止气液混合物中气体的挥发及泄露，从而避免采集数据不准确的问题。另一方面，由于气液混合物会在第一采集室以及第二采集室分离，不会造成第一采集室无法采集满液体的情况出现。另外，第一采集室采集满液体后，气体与液体在第二采集室自动分离，断开第一采集室与第二采集室的连接，即可以直接从第二采集室的抽取气体成分而不影响第采集室的样品，保证了样品的纯度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的取样器的结构示意图；
图4为本发明的气体采集管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构做进一步解释:
具体的，如图1-图4所示，本发明提供一种气液混合物采集及分离装置，其包括采集室1、导液管2以及取样器3，采集室1分为设置有第一活塞100的第一采集室10以及设置有第二活塞200的第二采集室20。第一采集室10以及第二采集室20为全封闭式结构，能够有效防止气体泄漏及挥发。第一采集室10连接导液管2采集气液混合物，采集过程中气体以及一部分液体进入第二采集室20，当第一采集室10中的液体采集完成后，整个采集过程结束，取样器3从第一采集室10中或第二采集室20中分别采集液体或气体，使用完成后放置在取样器卡槽300内部。
第一采集室10与第二采集室20通过一气体采集管4连通，气体采集管4包括第一竖直部41、第一弯曲部42、水平部43、第二弯曲部44以及第二竖直部45，第一竖直部41的第一端固定在第一活塞100上，第一竖直部41的第二端连接第一弯曲部42的第一端，第一弯曲部42的第二端连接水平部43的第一端，水平部43的第二端连接第二弯曲部44的第一端，第二弯曲部44的第二端连接第二竖直部45的第一端，第二竖直部45的第二端固定在第二活塞200上。
第一采集室10沿高度方向在第一竖直部41对应的位置设置有透明观察视窗，用于观察液面位置，透明观察视窗设置有刻度标尺。
优选地，气体采集管4连接有抽真空装置，用于使气体采集管4保持真空状态。
优选地，第一竖直部41以及第二竖直部45为可压缩导管，水平部43为金属管，第一弯曲部42以及第二弯曲部44为橡胶软管。在连接时，第一弯曲部42的两端分别可移动的密封套设在第一竖直部41以及水平部43上，第二弯曲部44的两端分别可移动的密封套设在第二竖直部45以及水平部43上。第一弯曲部42以及第二弯曲部44均设置有供气体通过的滑动开关5，第一竖直部41通过第二通孔410延伸至第一采集室10内部，并固定在第一活塞100上，第二竖直部45通过第三通孔450延伸至第二采集室20内部，并固定在第二活塞200上，在实际应用中，滑动开关5可以为气阀或金属夹，在其处于打开状态时，气体或液体能够通过气体采集管4，在其处于关闭状态时，气体或液体无法通过气体采集管4，在使用时，可以根据需要选择打开或关闭滑动开关5。
第一活塞100以及第二活塞200分别设置有压缩手柄71或72，用于下压第一活塞100或第二活塞200，从而在活塞下压过程中排放第一采集室10及第二采集室20中的气体。压缩手柄71或72分别通过排气孔73穿过第一采集室10以及第二采集室20的顶部，排气孔73上部设置有排气盖730。采集室1的顶部设置有压缩手柄卡槽8。压缩手柄7使用完成后，能够放置在压缩手柄卡槽8中。
第一活塞100能沿第一采集室10的侧壁上下气密性滑动，第二活塞200能沿第二采集室的侧壁上下气密性滑动，开始采集时，活塞下压以完成气体排放，采集完成后，通过液压的压力沿采集室侧壁向上滑动。第一活塞100或第二活塞200在滑动时，第一竖直部41或第二竖直部44会跟随第一活塞100或第二活塞200的滑动而伸缩，在本实施例中，第一竖直部41或第二竖直部45为可伸缩波纹管。
第一活塞100与第一竖直部41的连接处以及第二活塞200与第二竖直部45的连接处均设置有供气体或液体通过的通孔6，通孔6的直径大小为0.5-1cm，第一竖直部41的端部以及第二竖直部45的端部与通孔6的上部外周区域密封连接。
在其余的实施例中，第一竖直部41以及第二竖直部45可分别通过通孔6密封插设在第一活塞100或第二活塞200内部。
导液管2的第一端21连接待取样液体，导液管2的第二端22通过第一通孔220密封***第一采集室10内部并延伸至第一采集室10的底部，并通过通孔60穿过第一活塞100，导液管2的第二端22的端部距离第一采集室10底部的距离小于第一活塞100的厚度，导液管2的第一端21的端部设置有防止液体泄漏的漏斗23。
导液管2的第一端21为弯曲的橡胶管，导液管2的第二端22为竖直的金属管，橡胶管套设在金属管的外部。
下面对本发明的工作过程做进一步解释：
在使用时，首先通过压缩手柄带动第一活塞100以及第二活塞200分别沿第一采集室10或第二采集室20的内壁向下压缩，从而将第一采集室10以及第二采集室20内部的气体排出，气体排出完成后，将压缩手柄收纳在压缩手柄卡槽8内部。并通过抽真空装置抽取气体采集管4内的空气，使气体采集管4保持真空状态。
导液管2及气体采集管4上的滑动开关均处于打开状态，将导液管2的第一端21的端部的漏斗23连接在气液混合物的出口处，气液混合物通过导液管2进入第一采集室10内部，由于漏斗22的作用，气液混合物会缓慢的进入，从而避免泄露或逸散。随着第一采集室10中气液混合物的体积的增大，第一活塞100随着液压的作用沿着第一采集室10的侧壁向上滑动，当气液混合物中的气体挥发时，气体通过通孔6进入气体采集管4中，并最终进入第二采集室20中，第二活塞200随着气压的作用沿着第二采集室20的侧壁向上滑动，随着第一采集室10中的气液混合物的增加，最终会有一部分液体与气体一起进入气体采集管4中，通过透明观察视窗以及刻度标尺能够看到第一采集室10中的液体的体积，当第一采集室10中液体充满整个采集室的空间后，将导液管2上的滑动开关关闭，此时整个采集过程结束。
气体采集管4上的滑动开关关闭，将第二弯曲部44与第二竖直部45的连接处打开，通过取样器3能够从第二竖直部45的第一端处采集气体，或通过取样器3在第一采集室内部采集液体。取样器在不用时，放置在取样器卡槽300内，取样器卡槽300与压缩手柄卡槽8并列设置在采集室的顶部。
本发明能够应用在多个领域，对采集地热水、含有硫化氢气体的液体、含甲烷气体的液体等，都能做到很好的密封采集，从而在实际工作中提前分析气体的成分，防止有毒气体泄漏。
下面以采集地热流体样品为例对本发明的应用做进一步解释：地热流体中一般包括地热水和硫化氢(H2S)等气体。
由于硫化氢气体有剧毒，即使稀薄的硫化氢(工业生产中规定，硫化氢气体浓度要低于0.01mg/L)也对呼吸道和眼睛有刺激作用，并能够引起头痛，而当硫化氢的浓度达到1mg/L或更高时，则会对生命产生威胁。
因此，在采集过程中，如果直接用广口瓶进行采集，硫化氢气体浓度预警装置只能检测到存在于地热水中的硫化氢气体，也就是广口瓶中采集的地热水中存在的硫化氢气体。但是，在实际采集过程中，由于地热流体从井下到达地面后，温度和压力都发生了变化，地热流体中有很大一部分硫化氢气体会挥发逃逸，无法采集检测，导致硫化氢气体浓度预警装置检测到的硫化氢浓度低于实际浓度，从而可能出现硫化氢气体浓度过高而危及生命。
而利用本装置采集地热流体，则可以通过第一采集室与第二采集室采集到地热流体中所有的硫化氢气体。如果发现硫化氢气体的含量0.01mg/L或者更高时，应该对用户提出警示，在采集完毕地热流体并进行利用前，应该对地热流体内所含的硫化氢气体进行处理。如果检测到硫化氢气体浓度小于0.01mg/L，也要防止0.01mg/L在工作场所聚集，达到危害人体的浓度，从而危害人体健康。并且需要在工作场所中安装硫化氢气体浓度预警装置，当环境中硫化氢气体浓度达到人类可承受的下限时，硫化氢气体浓度预警装置就会发出警报，工作人员就要马上撤离现场。
本发明结构简单，使用方便，整体结构的密封性能好，能够对气液混合物进行采集，有效防止气液混合物中气体的挥发及泄露，从而避免采集数据不准确的问题。另一方面，由于气液混合物会在第一采集室以及第二采集室分离，不会造成第一采集室无法采集满液体的情况出现。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种气液混合物采集及分离装置，其包括采集室、导液管以及取样器，其特征在于：所述采集室分为设置有第一活塞的用于采集液体的第一采集室以及设置有第二活塞的用于采集液体的第二采集室，所述导液管第一端连接待取样液体和气体混合物并能移动地密封套设在导液管的第二端上，所述导液管的第二端密封***第一采集室内部并延伸至第一采集室的底部，所述取样器放置在所述采集室的顶部；
所述第一采集室与所述第二采集室通过一气体采集管连通，所述气体采集管包括第一竖直部、第一弯曲部、水平部、第二弯曲部以及第二竖直部，所述第一竖直部的第一端密封固定在第一活塞上，第一竖直部的第二端能移动地密封连接第一弯曲部的第一端，第一弯曲部的第二端能移动地密封连接水平部的第一端，水平部的第二端能移动地密封连接第二弯曲部的第一端，第二弯曲部的第二端能移动地密封连接第二竖直部的第一端，第二竖直部的第二端密封固定在第二活塞上；
第一活塞与第一竖直部的连接处以及第二活塞与第二竖直部的连接处均设置有供气体或液体通过的通孔；
所述第一活塞能沿第一采集室的侧壁上下气密性滑动，所述第二活塞能沿第二采集室的侧壁上下气密性滑动，所述第一活塞用于在下压时排放第一采集室中的气体，所述第二活塞用于在下压时排放第二采集室中的气体。
2.根据权利要求1所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述第一竖直部以及第二竖直部为可压缩导管，所述水平部为金属管，所述第一弯曲部以及所述第二弯曲部为橡胶软管。
3.根据权利要求1所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述通孔的直径大小为0.5-1cm。
4.根据权利要求2所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述导液管的第一端、第一弯曲部以及第二弯曲部均设置有供气体通过的滑动开关。
5.根据权利要求1所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述导液管第一端的端部设置有利于气液混合物进入导液管的漏斗。
6.根据权利要求5所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述导液管的第一端为弯曲的橡胶管，所述导液管的第二端为竖直的金属管，所述橡胶管套设在所述金属管的外部。
7.根据权利要求1所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述第一活塞以及所述第二活塞均设置有压缩手柄，用于下压活塞。
8.根据权利要求2所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：
第一采集室沿高度方向在第一竖直部对应的位置设置有透明观察视窗，用于观察液面位置，所述透明观察视窗设置有刻度标尺。
9.根据权利要求1所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述气体采集管连接有抽真空装置，用于使气体采集管保持真空状态。
10.根据权利要求7所述的气液混合物采集及分离装置，其特征在于：所述采集室的顶部设置有压缩手柄卡槽以及取样器卡槽。
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