[发明专利]一种适用于深水高压环境的水气分离装置

说明书

本发明涉及一种适用于深水高压环境的水气分离装置，包括壳体、分别设置在壳体两端的气密电气接头与气体出口、设置在壳体内侧壁上的螺旋状的刻槽、分别设置在壳体两端外侧壁上且均与刻槽相连通的液体入口与液体出口、嵌入设置在壳体内的支撑块和包裹在支撑块外侧壁上的隔水透气膜。支撑块包括支撑块主体和开设在支撑块主体中间的腔体。支撑块主体包括对称设置的支撑块一与支撑块二。腔体包括依次设置的腔体一与腔体二。腔体一内放置有楔形支撑块。腔体二中安装有加热棒和液位传感器。支撑块一、支撑块二和楔形支撑块均采用多孔疏松材料。本发明能够解决现有技术中存在的不足，有效提升采用隔水透气膜提取溶解气的效率。

技术领域

本发明涉及原位检测技术领域，具体涉及一种适用于深水高压环境的水气分离装置。

背景技术

质谱、光谱、电化学传感器等化学监测手段无法直接在水下环境中检测水中溶解气，需要特殊的方法将溶解气从水中提取出来，再用仪器进行分析。水下化学量原位探测技术是指将质谱等设备通过特殊结构设计，并进行防水封装，直接放入水下对水中的化学成分进行分析。水中有一类化学量以溶解气的形式存在于水中，对于此类物质的原位检测一般采用隔水透气膜的方式将溶解气与水环境分离，并提取到检测设备内部进行分析。隔水透气膜一般采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)、聚乙烯等有机物制成。隔水透气膜将仪器所处的气体环境与外部的液体环境分隔开。基于“相似相溶”原理，水中的挥发性有机物等小分子物质会比较容易溶解到隔水透气膜中，而水分子等物质较难溶解到隔水透气膜中。因此，隔水透气膜靠近水环境的一侧附近会富集有大量的挥发性有机物等小分子。又由于扩散运动的存在，物质从高浓度区域向低浓度区域扩散，因此在隔水透气膜中，挥发性有机物等小分子会渐渐从膜靠近水的一侧向膜靠近空气的一侧扩散，最终到达隔水透气膜与空气的交接处，并从膜上脱附，到达气体环境中，进而被分析仪器检测和分析。因此为了能够在水下环境直接对溶解气进行原位分析，此类装置必须有特殊的水汽分离模块，从水中将溶解气提取出来。

现有的水汽分离装置存在以下不足：一、隔水透气膜的接触面积小、无温控装置、膜表面水流没有进行优化处理，影响隔水透气膜从水中提取挥发性有机物气体的效率；二、无漏液保护装置，一旦隔水透气膜发生破损，液体会直接进入装置内部，使装置损坏。三、支撑结构孔隙较大，无法进行有效支撑，不适于在深水高压环境下使用。这些不足严重影响了采用隔水透气膜提取溶解气的效率的提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以承受深水压力的快速膜进样装置，该装置能够解决现有技术中存在的不足，有效提升采用隔水透气膜提取溶解气的效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种适用于深水高压环境的水气分离装置，包括壳体、分别设置在壳体两端的气密电气接头与气体出口、设置在壳体内侧壁上的螺旋状的刻槽、分别设置在壳体两端外侧壁上且均与刻槽相连通的液体入口与液体出口、嵌入设置在壳体内的支撑块和包裹在支撑块外侧壁上的隔水透气膜。

所述支撑块包括支撑块主体和开设在支撑块主体中间的腔体；所述支撑块主体包括对称设置的支撑块一与支撑块二；所述腔体包括依次设置的腔体一与腔体二；所述腔体一内放置有楔形支撑块；所述腔体二中安装有加热棒和液位传感器；所述支撑块一、支撑块二和楔形支撑块均采用多孔疏松材料。

进一步的，所述气密电气接头包括绝缘底座和贯穿安装在绝缘底座上的若干导电连接杆；所述导电连接杆采用胶粘接在绝缘底座上。

进一步的，所述壳体包括一端开口的壳体主体和可拆卸安装在壳体主体开口处的密封盖板；所述壳体主体的封闭端上开设有电气接头安装孔，所述气密电气接头安装在安装孔中，且与电气接头安装孔之间设有电气接头密封圈；所述气体出口安装在密封盖板上；所述密封盖板与壳体主体之间设有盖板密封圈；所述密封盖板通过螺栓连接在壳体主体上。

进一步的，所述腔体一为圆台状，所述腔体二为圆柱状。

进一步的，所述多孔疏松材料为钛烧结块、铜烧结块、泡沫铜、泡沫钛中的任意一种。