一种大气VOCs气体采样装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种大气VOCs气体采样装置及其制备方法，包括陶瓷瓶身(1)以液体四氟(2)作为瓶口密封材料。制备方法包括烧制瓷坯、内部上釉、外部上釉和瓶口上釉。本发明专利技术以成本极低的陶土与上釉代替苏玛罐昂贵的不锈钢材质与内部硅烷化处理，并且通过改变密封材料，使该装置在高真空状态下，仍然能够保持较好的密封状态，解决了金属阀门与陶瓷材质之间难以紧密而可靠的连接的问题，具有良好的应用前景。

A kind of VOCs gas sampling device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种大气VOCs气体采样装置及其制备方法
本专利技术属于气体采样
，特别涉及一种大气VOCs气体采样装置及其制备方法。
技术介绍
随着经济的发展，大气污染问题在中国也是一个越发严峻的问题，伴随着国家与政府的第一波治理，颗粒物与悬浮物(即PM2.5和PM10)所导致的雾霾已经得到了有效的缓解。但是，臭氧和VOC(挥发性有机物)气体的治理，成为了一个新的难题，我国也就将它列为了环保攻坚的第二大阶段的主要目标，在我国的蓝天行动中也有所提及。在治理的过程中，采样的过程是不可或缺的。由于VOC气体和臭氧都容易分解，采样后的保存成为了一大难题。现在普遍采用的VOC气体传感器测量精度较低，很多数据都不具有参考价值。而得到EPA(美国环境总署)认证的苏玛罐(summacanister)成为了各研究所与环境监测站所青睐的采样装置。苏玛罐的内表面经过钝化处理，以保证成份在储存中保持稳定，阀门通常采用高质量、金属对金属密封、不锈钢薄膜2/3-转阀，阀门和传输管线多具有加热功能，确保消除样品驻留。通常将采集的样品经预浓缩处理后，进行成分分析。但是当储存过高浓度的VOC气体之后，残留较多和不易清洗成为了苏玛罐的一大缺点，而当下这种市面上几万元的、寿命又如此之短的装置，对于各研究所和环境监测站都是一笔不小的负担，也为采样带来了困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大气VOCs气体采样装置及其制备方法，以成本极低的陶土与上釉代替苏玛罐昂贵的不锈钢材质与内部硅烷化处理，并且通过改变密封材料，使该装置在高真空状态下，仍然能够保持较好的密封状态，解决了金属阀门与陶瓷材质之间难以紧密而可靠的连接的问题。本专利技术提供了一种大气VOCs气体采样装置，包括陶瓷瓶身和金属阀门，以液体四氟作为瓶口密封材料，以下称为“瓷蓝瓶”。本专利技术利用陶瓷材料制作瓷蓝瓶，通过上釉的方式，达到类似于苏玛罐的硅烷化的效果。使其在进行过气体采样后，保证气体内部成分不变，为气体内部成分分析做基础，成为一个精度高，成本低的气体采样瓶。并针对金属阀门和陶瓷瓶身难以连接的问题，对多种密封材料进行研究，确定最适合的密封材料作为金属与陶瓷之间连接的垫材，并且不影响内部VOCs气体的成分。另一方面，陶瓷瓶身和金属阀门结合易出现以下几个问题：具有透光性，易挂壁，承压性差和脆而易碎。因此，做出如下设计：所述陶瓷瓶身厚度为1-2cm。保证厚度确保陶瓷瓶身的承压性(1Kg/cm)。所述陶瓷瓶身外表面涂有黑釉。黑釉可以隔绝光线，解决了陶瓷瓶身透光性的问题。所述陶瓷瓶身内表面涂有釉。解决了陶瓷瓶身内表面粗糙导致气体易挂壁的问题。所述陶瓷瓶身外部设有缓冲层。解决了陶瓷瓶身脆而易碎的问题。所述陶瓷瓶身瓶口设有螺纹。由于瓶身材料不同于以往，因此本专利技术在烧制过程中，又出现了如下问题：1.烧制瓷蓝瓶时，为了保证后期阀门的顺利安装，易碎的陶瓷很难在成品的瓶体上车出螺纹。2.瓶体内部难以完整且均匀地上釉。3.在烧制完成后进行车工车出螺纹，导致瓶口的黑釉被削掉，内部透光，影响VOC气体采样准确性。4.即使螺纹非常完美，但在金属与陶瓷的连接处仍会存在接缝不严的问题。因此，本专利技术还提供了一种大气VOCs气体采样装置的制备方法，包括：烧制瓷坯：确保形状，提供基底；使用富含石英和绢云母的高岭土制成瓷胚，在完全风干后进行烧制；瓷胚烧制时：在脱水期，每小时升温20～40℃，升温到500℃为止；在氧化期，每小时升温50～70℃，升温到900℃为止；共烧制48小时。内部上釉：保证内部尽可能光滑；内部上釉后，每小时升温50～70℃，升温到1250℃为止，共烧制48小时。外部上釉：隔绝外部光线；外部上釉后，每小时升温50～70℃，升温到1250℃为止，共烧制48小时。瓶口车出螺纹后再次上釉：进一步保证外部不透光，防止产生误差：在瓶口车出螺纹后再次上釉后，每小时升温50～70℃，升温到1250℃为止，共烧制36小时。有益效果(1)本专利技术以成本极低的陶土与上釉代替苏玛罐昂贵的不锈钢材质与内部硅烷化处理，并且通过改变密封材料，使该装置在高真空状态下，仍然能够保持较好的密封状态，解决了金属阀门与陶瓷材质之间难以紧密而可靠的连接的问题。(2)本专利技术改进了传统陶瓷加工难以将车工与陶瓷上釉相结合的加工方式，提出四步烧制法，并成功实施，具有良好的应用前景。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的制备工艺示意图；图3为本专利技术与Tedlor气体采样袋在印刷车间的采样数据；图4为本专利技术与苏玛罐的环境采样数据。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1由图1所示，本实施例提供了一种大气VOCs气体采样装置，即瓷蓝瓶，包括陶瓷瓶身1和金属阀门2，以液体四氟3作为瓶口密封材料。所述陶瓷瓶身1厚度为5cm，外表面涂有黑釉，内表面涂有釉，外部设有以保丽龙为材料的缓冲层4，瓶口设有螺纹5。烧制方法包括烧制陶坯、内部上釉、外部上釉和瓶口车出螺纹后再次上釉，具体步骤如下：(1)使用富含石英和绢云母的高岭土制成瓷胚，在完全风干后进行烧制；瓷胚烧制时：在脱水期，每小时升温20～40℃，升温到500℃为止；在氧化期，每小时升温50～70℃，升温到900℃为止；共烧制48小时；(2)内部上釉及外部上釉后，每小时升温50～70℃，升温到1250℃为止，共烧制48小时；(3)在瓶口车出螺纹后再次上釉后，每小时升温50～70℃，升温到1250℃为止，共烧制36小时。将所得瓷蓝瓶进行如下测试：①将瓷蓝瓶内部真空度抽为100pa后，观察九天，真空度测试结果如表1所示：表1若以普通四氟作为瓶口密封材料，相同测试条件结果如表2所示：表2由表1和表2可知，以普通四氟作为瓶口密封材料，存放时间为1～5天时，真空度在较小范围内保持稳定波动；存放时间为6～9天时，真空度随时间的加长，逐渐增大，偏离100pa。而以液体四氟3作为瓶口密封材料时真空度保持稳定，说明密闭性更好。②使用瓷蓝瓶和Tedlor气体采样袋进行对比试验，在某厂印刷车间进行气体采样，结果如表3和图3所示。表3乙烷丙烷异丁烷正丁烷环戊烷异戊烷正戊烷乙烯丙烯7号气袋1.7400.7610.7520.8180.7691.028...

【技术保护点】
1.一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：包括陶瓷瓶身(1)，以液体四氟(2)作为瓶口密封材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：包括陶瓷瓶身(1)，以液体四氟(2)作为瓶口密封材料。


2.根据权利要求1所述的一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：所述陶瓷瓶身(1)厚度为1-2cm。


3.根据权利要求1所述的一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：所述陶瓷瓶身(1)外表面涂有黑釉。


4.根据权利要求1所述的一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：所述陶瓷瓶身(1)内表面涂有釉。


5.根据权利要求1所述的一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：所述陶瓷瓶身(1)外部设有缓冲层(3)。


6.根据权利要求1所述的一种大气VOCs气体采样装置，其特征在于：所述陶瓷瓶身(1)瓶口设有螺纹(4)。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雯康，
申请(专利权)人：上海市松江一中，
类型：发明
国别省市：上海;31