[发明专利]一种空气能加热式色谱柱箱以及气相色谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体分析测试设备领域的色谱柱箱以及气相色谱仪，特别是涉及一种小型化以空气能加热的气相色谱仪柱箱。

背景技术

气相色谱仪主要用于气体分析领域。传统的气相色谱仪体积大，色谱柱加热效率低，部件加热不均匀，且热量损失大。气相色谱仪的重要定性依据为保留时间，而色谱柱所处的温度与每种样品的保留时间成指数关系，温度升高，保留时间会迅速缩短，色谱柱温度过高过低都会使分析效率低下。因此色谱柱箱控温精度和加热均匀性等会影响色谱柱分层效果。

CN201010102284.7提出的一种色谱柱箱，该柱箱为环形，色谱柱、加热丝、风扇均安装在环形柱箱内，为了使色谱柱快速升温快速降温，安装了两个气道门，使得整个环形柱箱内部结构复杂，安装困难。因此，上述现有的色谱柱箱的结构及色谱柱加热方式还存在缺陷，而亟待进一步改进。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有色谱柱箱的结构及色谱柱加热方面的缺陷，提出一种空气能加热式色谱柱箱以及气相色谱仪。所要解决的技术问题是利用空气能加热的方式给色谱柱加热，简化色谱柱箱内部结构，空气能加热色谱柱使得加热更加均匀，节能，通过控制切换四通阀达到快速升温和降温的效果，且无需在环形色谱柱箱内安装风扇和加热丝，减小了色谱柱箱的体积，从而更加实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种空气能加热式色谱柱箱，其包括空气能加热装置。所述空气能加热装置包括：热交换器，变频压缩机，四通阀，环形柱箱，节流阀，其通过工艺管道依次连接，构成空气能加热的密闭回路；以及所述环形柱箱内设有挡板和温度测量装置。挡板，不锈钢焊接而成。温度测量装置，设置在所述环形柱箱内部。优选的，所述环形柱箱截面形状为圆形、矩形或者椭圆形。所述的空气能加热式色谱柱箱还包括气相色谱柱设置于所述环形柱箱内部，空气能的循环加热模式使得色谱柱受热均匀，空气能制冷模式也可实现色谱柱快速降温。

本发明解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种空气能加热式气相色谱仪，其包括上述的色谱柱箱以及空气能加热装置。所述环形柱箱包括工质进气口和出气口以及接头。还包括：主控制器；四通阀驱动装置，连接于四通阀和主控制器；所述的温度测量装置与主控制器连接；温度控制模块，连接于主控制器和变频压缩机。

由以上技术方案可知，本发明一种空气能加热式色谱柱箱以及气相色谱仪至少具有下列有点：本发明的色谱柱加热方式为空气能加热，空气能加热原理主要是工质与外界空气的热传递。首先工质与外界空气热交换后，吸收空气中低品位热量成为低温低压气体，经变频压缩机压缩后成为高温高压气体，工质经四通阀沿工艺管道通过进气口流入环形柱箱，挡板使得大部分工质气体沿环形柱箱逆时针流动，此时环形柱箱相当于冷凝器的作用，工质放出大量热给置于环形柱箱中的色谱柱加热，流出环形柱箱的高温高压气态工质变为高温高压液态工质，此时经节流阀节流降温后变为低温低压液体，再沿工艺管道流经热交换器，工质吸收大量热变为低温低压气体又通过四通阀流入压缩机，以此循环给色谱柱加热。当要给色谱柱快速降温时，便可通过四通阀驱动装置调节四通阀使得工质换向，缩机压缩后的高温高压工质经四通阀后先流入热交换器，此时热交换器相当于冷凝器的作用，使得工质放出热量，又经节流阀流入环形柱箱中以顺时针方向流动，吸收热量从而给色谱柱降温，此时流出环形柱箱的工质又经四通阀回到压缩机中完成循环。由于所述压缩机为变频压缩机，可通过控制变频器使压缩机内部电机以不同频率转速动作，使得压缩机输出功率可调，从而调节空气能加热温度，温控精度高，可达±0.05℃，升温速度快，大于40℃/分钟，降温速度快，大于40℃/分钟。利用空气能加热可实现循环加热与降温，大大减小了热量损耗。

本发明的色谱柱箱设计为环形体，与现有色谱柱箱相比较，由于柱箱中无需放置风扇和加热丝，使色谱柱箱更加小型化。柱箱和色谱柱实现了一体化，生产厂家可根据用户需求直接将色谱柱安置到柱箱中，便于使用。本发明的气相色谱仪具有广泛的应用前景和显著的社会效益。

附图说明

图1是本发明一实施例一种空气能加热式色谱柱箱的平面示意图。

图2是本发明一实施例一种空气能加热式气相色谱仪结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明所提出的一种空气能加热式色谱柱箱及气相色谱仪做进一步详细说明。