一种环境空气和废气采样用吸收装置

技术领域

本发明涉及环境采样装置领域，特别涉及一种环境空气和废气采样用吸收装置。

背景技术

环境空气和废气采样是环境保护和污染治理领域的重要环节，在进行空气或废气采样时，吸收装置是一种必不可少的设备，用于收集和固定环境中的有害物质，以便后续的分析和处理。在空气或废气采样的过程中，由于环境空气或废气的采样时间较长，比如监测环境空气污染物的日均值需连续采样20小时以上，人工采样显然会很麻烦，会给工作人员带来很多不便，而且一天的时间内，不同的时间段，空气的质量也会有所不同，故而我们应该不间断且多次数的采集空气，以确保数据的准确性和多样性。

针对上述情况，中国专利(专利公告号：CN214749219U)公开了一种环境空气和废气采样用吸收装置，其技术方案要点是：套管的右侧固定安装有连接管，一号驱动装置的左侧活动安装有一号转轴，套筒的内部活动安装有单向进气采样瓶，套管的顶部设置有防泄漏机构，套管的内部设置有间歇采样机构。

上述方案虽然通过间歇采样机构来将空气吸入套管的内部，并借助防泄漏机构将排出的空气堵住，使空气沿着连接管进入单向进气采样瓶内，通知借助多个单向进气采样瓶来实现空气或废气的采集。但是单向进气采样瓶中原本存在一定量的空气，当吸入外界的废气后，空气会与废气相混合，从而造成后续检测结果的不准确。因此，有必要开发一种能够减小对采样气体产生影响的采样吸收装置。

发明内容

本发明意在提供一种环境空气和废气采样用吸收装置，解决了现有的采样吸收装置在采集样品时容易收到气瓶内部空气影响，导致后续检测结果不准确的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种环境空气和废气采样用吸收装置，包括固定箱和与固定箱转动连接的转盘，所述固定箱的一侧开有进气孔，所述固定箱内滑动密封连接有推板，所述推板连接有设置在固定箱内的气缸，所述固定箱的侧壁上开设有吸气孔，所述吸气孔外设有连接管，所述转盘上周向分布有集气瓶，所述集气瓶采用两头小、中间大的设计，所述集气瓶两端的开口处均滑动密封连接有密封塞，所述集气瓶的中部滑动密封连接有能与密封塞相抵的移动板，所述推板上嵌设有第一磁铁，所述连接管内还固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的自由端连接有与第一磁铁相互排斥的第二磁铁，所述第二磁铁上磁吸有嵌设在密封塞内的第三磁铁。

进一步的，所述转盘的中心设有一端穿入固定箱内的转轴，所述转轴与固定箱的内壁转动连接，所述转轴与固定箱之间连接有扭簧，所述转轴上设有棘爪，所述推板与气缸之间连接有推杆，所述推杆上纵向间隔设有与棘爪相配合的棘齿，所述棘齿向上运动时能够通过棘爪带动转轴一起转动。

通过上述设置，借助棘爪和棘齿的配合，使得本装置在吸收外界的空气或废气时，转盘不会发生转动，当推板复位时，转盘转动固定的角度来实现集气瓶的更换，便于实现气体的连续采集。

进一步的，每个所述密封塞上均贯穿有排气孔，所述排气孔内均间隔设有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板上开设有多个第一通孔，所述第二固定板上开设有第二通孔，所述第二通孔内滑动密封连接有圆锥形的阻挡块，所述阻挡块的最宽处直径与第二通孔的直径相同，所述阻挡块与第一固定板之间连接有第二弹簧，所述转盘上周向分布有与集气瓶数量相同的顶杆，所述顶杆位于阻挡块的运动轨迹上。

通过上述设置，当集气瓶安置在转盘上时，借助顶杆能够实现阻挡块与第二通孔的分离，此时第一通孔和第二通孔能够确保集气瓶上靠近转盘一侧的开口与外界处于连通状态，便于移动板向转盘一侧移动，提高了空气或废气的采集效率。

进一步的，所述集气瓶内部的两个侧壁上对称设有与气缸电连接的压力传感器。

通过上述设置，借助压力传感器能够使气缸停止移动并复位，有利于维持本装置对气体采集的连续性和稳定性。

进一步的，所述集气瓶内设有贯穿移动板的导向杆，所述导向杆位于密封塞的运动轨迹之外，所述移动板上开设有导向孔，所述导向杆与移动板滑动密封连接。

通过上述设置，借助导向杆能够保持移动板运行的稳定，从而增强本方案的可靠性。

进一步的，所述固定箱的内壁上开设有滑槽，所述滑槽设置在吸气孔处，所述滑槽内滑动连接有与吸气孔滑动密封连接的L型的密封板，所述密封板与滑槽之间连接有第三弹簧。

通过上述设置，借助密封板能够避免在吸气过程中将推板下方的空气也一并吸入集气瓶的问题，提高了检测结果的准确性。

进一步的，所述集气瓶两端的开口内壁均采用圆锥形状，所述密封塞的外壁采用与集气瓶开口相配合的形状。

通过上述设置，避免了密封塞滑出集气瓶的问题，同时还能确保集气瓶的密封性能。

进一步的，所述转盘的一侧转动连接有第三固定板，所述第三固定板的底部与固定箱的底部平齐，所述转盘的尺寸小于第三固定板的尺寸。

通过上述设置，借助第三固定板和固定箱能够使本装置放置在地面或是其他物体上，有助于实现自动气体的自动采集。

进一步的，所述推板的底部与吸气孔顶部之间的间距至少大于推板的厚度。

通过上述设置，当推板移动后能够预先吸入一部分气体，从而有利于集气瓶对采集点气体的快速采集，提高了采集的效率。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

1、本方案提供了一种环境空气和废气采样用吸收装置，能够解决在对气体样品进行采集会因为气瓶内本身存在的空气而对气体样品产生影响，从而导致检测结果不准确的问题。

2、本方案能够实现空气或废气的自动采集，采集完毕后能够自动复位并更换集气瓶，使得本装置更加智能化，有利于降低操作者的劳动强度，并实现连续采样的功能。

附图说明

图1是本发明一种环境空气和废气采样用吸收装置的剖视图；

图2是图1中A处的局部放大视图；

图3是图1中B处的局部放大视图；

图4是本实施例中推杆的侧视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：固定箱1、转盘2、进气孔3、推板4、推杆5、棘齿6、气缸7、连接管8、滑槽9、密封板10、第三弹簧11、集气瓶12、密封塞13、排气孔14、第一固定板15、第二固定板16、第一通孔17、第二通孔18、阻挡块19、第二弹簧20、顶杆21、移动板22、压力传感器23、导向杆24、第一磁铁25、连接环26、第一弹簧27、第二磁铁28、第三磁铁29、转轴30、扭簧31、棘爪32、挡块33、第三固定板34。

实施例

如图1至图4所示，一种环境空气和废气采样用吸收装置，包括固定箱1和与固定箱1转动连接的转盘2。固定箱1的左侧壁嵌设有维修门，借助维修门能够对固定箱1内的部件进行更换或是检修，确保了本装置工作的稳定性。固定箱1的顶部开设有进气孔3，固定箱1内滑动密封连接有推板4，推板4的底部与吸气孔顶部之间的间距至少大于推板4的厚度。推板4的底部中心固定连接有推杆5，推杆5的侧壁沿纵向间隔设有多个与棘爪32相配合的棘齿6，推杆5的底部连接有设置在固定箱1底部的气缸7。固定箱1的右上侧上开设有吸气孔，吸气孔外设有连接管8，连接管8固定连接在固定箱1外的右侧壁上，连接管8能够将吸气孔完全包覆在内。固定箱1内部的右侧壁上开设有与吸气孔连通的滑槽9，滑槽9设置在吸气孔处，滑槽9内滑动连接有与吸气孔的端部滑动密封连接的L型的密封板10，密封板10的顶部位于推板4的运动轨迹上，密封板10的底部与滑槽9的底部之间连接有第三弹簧11。

转盘2上周向分布有多个集气瓶12，本实施例中集气瓶12的数量为4个。每个集气瓶12均采用两头小、中间大的设计。集气瓶12左右两端开口处的内壁均采用圆锥形状，其中开口处靠近集气瓶12中部的一端直径大于另一端的直径，开口处滑动连接有与圆锥形开口相配合的密封塞13，借助圆锥形状的内壁有利于密封塞13的密封与固定。每个密封塞13上均贯穿有排气孔14，排气孔14内均间隔设有第一固定板15和第二固定板16，第一固定板15更靠近集气瓶12的中部，第一固定板15上开设有多个第一通孔17。第二固定板16上开设有第二通孔18，第二通孔18内滑动密封连接有圆锥形的阻挡块19，阻挡块19的最宽处直径与第二通孔18的直径相同。阻挡块19与第一固定板15之间固定连接有第二弹簧20，转盘2上周向开设有数量与集气瓶12数量相同的限位槽，每个限位槽内均固定连接有顶杆21，顶杆21位于阻挡块19的运动轨迹上，当集气瓶12插入限位槽内时，顶杆21能够将阻挡块19推出第二通孔18。

集气瓶12的中部滑动密封连接有能与密封塞13相抵的移动板22，集气瓶12内部的左右两个侧壁上对称设有与气缸7电连接的压力传感器23，压力传感器23位于移动板22的运动轨迹上。集气瓶12内还设有贯穿移动板22的导向杆24，导向杆24位于密封塞13的运动轨迹之外，移动板22上开设有导向孔，导向杆24与移动板22滑动密封连接。推板4的右侧嵌设有第一磁铁25，连接管8的左侧设有连接环26，连接环26的右侧固定连接有第一弹簧27，第一弹簧27的自由端连接有与第一磁铁25相互排斥的第二磁铁28，第一磁铁25与第二磁铁28所产生的排斥力能够使第二磁铁28运动之集气瓶12的另一端，第二磁铁28上磁吸有嵌设在密封塞13内的第三磁铁29，第三磁铁29与第二磁铁28产生相互吸引的磁力。

转盘2的左侧中心设有左端穿入固定箱1内的转轴30，转轴30与固定箱1的左侧壁转动连接，转轴30与固定箱1的内壁之间连接有扭簧31。转轴30上开设有凹槽，凹槽内转动连接有棘爪32，凹槽内还设有限制棘爪32顺时针转动的挡块33。当棘齿6向上运动时，能够通过棘爪32和挡块33带动转轴30一起转动，转盘2转动后能够实现集气瓶12的更换。

转盘2的右侧壁转动连接有第三固定板34，第三固定板34的底部与固定箱1的底部平齐，转盘2的尺寸小于第三固定板34的尺寸，借助第三固定板34和固定箱1能够使本装置放置平面上，减少采样过程中对人员的依赖，有利于实现智能化采样工作。

本实施例中，固定箱1的左侧壁上还嵌设有单片机，单片机与压力传感器23、气缸7电连接，并且单片机、压力传感器23和气缸7均为现有产品，并实施例中并未对上述部件进行改进。通过单片机和气缸7能够控制本装置进行预定间隔时间的定时采样，降低了采样的难度和成本。

本实施例的工作过程：

当需要对某一区域或是地点的空气或废气进行采样时，借助固定箱1和第三固定板34将本装置放置在对应区域内的采样点处，然后通过单片机设定好需要采样的时间，通过单片机在对应的时间点来控制气缸7工作。

初始状态时，气缸7的活塞杆伸长并使得推板4将进气孔3遮挡。将集气瓶12插入对应的限位槽内，限位槽内的顶杆21推动阻挡块3319与第二通孔18相分离，此时第二通孔18被打开，使得对应集气瓶12内移动板22右侧的空气在被挤压后能够通过第一通孔17和第二通孔18排出，其中第二弹簧20一直处于压缩状态。当集气瓶12插入对应的限位槽后还能使第二磁铁28和对应的第三磁铁29吸附在一起。

当需要对空气或废气进行采集时，单片机控制气缸7启动，使得气缸7的活塞杆开始向下移动并恢复至初始位置，活塞杆向下移动后能够带动推板4向下移动，此时推板4上方的固定箱1空间内产生负压而将外界的气体吸入固定箱1内，由于推板4的底部与吸气孔顶部之间的间距至少大于推板4的厚度，使得集气瓶12还未收集气体时固定箱1内已经将气体储存在了固定箱1内。当推板4移动至密封板10处后，推板4继续向下移动而推动密封板10向下移动，此时吸气孔被打开，由于密封板10的阻挡作用，推板4下方的空气并不会进入集气瓶12中，从而避免了对采集样品的影响。

当吸气孔被打开后，随着推板4逐渐下移，推板4上的第一磁铁25与连接管8内的第二磁铁28产生较大的排斥力，借助排斥力来推动密封塞13和移动板22向转盘2方向移动，第一弹簧27处于拉伸状态。在移动板22滑动的过程中，由于导向杆24的导向作用，避免了移动板22出现偏移的现象，保持了移动板22和密封塞13移动的稳定。当移动板22移动至另一侧的压力传感器23处后，压力传感器23通过单片机来控制气缸7停止复位并开始伸长，随着推板4的复位，第三弹簧11通过弹力带动密封板10复位，从而再次将吸气孔密封，而第二磁铁28失去了第一磁铁25的排斥力，第二磁铁28则在第一弹簧27的作用下开始向连接管8内移动复位，借助第二磁铁28的吸附力，第三磁铁29和密封塞13能够一起复位并最终将集气瓶12密封，从而完成了对气体的采集。

在推杆5向下移动的过程中，棘齿6能够推动棘爪32逆时针转动，使得棘齿6能够绕过棘爪32，此时转轴30未发生转动，并且集气瓶12正处于气体采样的过程中。在推杆5向上移动的过程中，棘齿6通过棘爪32和挡块33带动转轴30顺时针转动，当转轴30转动后能够带动转盘2转动，借助转盘2的转动来实现集气瓶12的更换，并且此时第二磁铁28已经位于吸气孔的上方，第二磁铁28带动第三磁铁29和密封塞13已经将集气瓶12的开口处封闭。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。