专利名称：色谱柱箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分析测试设备领域的色谱柱箱，特别是涉及一种小型化的气相色 谱仪柱箱。
背景技术：
气相色谱仪应用在化工、环保等众多领域，但由于体积庞大，一般放在实验室使 用。气相色谱仪的柱箱占整个气相色谱仪的60%以上，要想使气相色谱仪微型化、便携式， 就必须要使色谱柱箱微型化。在现有技术中曾提出一种环状色谱柱箱，该色谱柱箱靠金属热传导传热，传热速 度慢于热对流，金属传热不如气体对流传热均勻。同时，该色谱柱箱采用控制金属均热块的 温度来控制柱箱内温度，由于金属均热块的热惯性大，控温难度大，且不容易实现快速升温 和快速降温。还有一种微型色谱柱箱，该柱箱为方形，主要是将加热膜、色谱柱、热敏电阻安装 在一个支撑架上，支撑架材料为铝镁合金，其温度传递方式主要靠支撑架的热传导，并有2 个风扇，用于降温时加速下降。但是该色谱柱箱的气流场并不对称均勻，进入柱箱的冷空气 不能充分通过支撑架的色谱柱，而且支撑架存储较多热能，其降温效果受到影响。另外该方 案的色谱柱、加热膜是一体化的，更换色谱柱困难，色谱柱的选择也很受限。由此可见，上述现有的色谱柱箱以及色谱仪在结构与使用上，显然仍存在有不便 与缺陷，而亟待加以进一步改进。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于 创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的色谱柱箱存在的缺陷，而提供一种新型结构 的色谱柱箱，所要解决的技术问题是通过采用离心式风扇、圆柱形箱体内壁，减小色谱柱箱 的体积，且具有良好的温度调节功能。该色谱柱箱通过采用可安装、拆卸的离心风扇叶片、加热装置和色谱柱支架，使更 换色谱柱易于操作。通过在设置出气口和进气口，并通过电机控制出气门、进气门的开度， 可实现快速降温和近室温温度控制。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色谱柱箱包括柱箱箱体，在该柱箱箱体的背板上开设 有与该柱箱箱体内部连通的进气口和出气口 ；以及风扇电机，固定在所述柱箱箱体的后面 板上，风扇电机的轴深入柱箱箱体内，并在风扇电机的轴设有离心风扇叶片。作为更优的方 式，本发明的色谱柱箱还包括色谱柱支架，设置在所述柱箱箱体内部；温度传感器，设置 在所述柱箱箱体内部；加热装置，设置在所述柱箱箱体内部；以及柱箱前门，通过设置在柱 箱箱体底部的色谱柱箱前门轴和柱箱箱体相连。所述柱箱箱体的内部空间呈圆柱状。所述 的风扇电机是可调速直流电机。较佳的，该色谱柱箱还设置于柱箱箱体内部的进气口挡板， 该进气口挡板为中心开孔的环板状，风扇电机的轴穿过该进气口挡板的中心开孔。所述进气口挡板的中心开孔与所述柱箱箱体内部中心区域连通。所述出气口通过一挡板与柱箱箱 体内壁形成的通风道与所述柱箱箱体内前部区域连通。所述进气门和出气门的控制电机为 步进电机。由以上技术方案可知，本发明色谱柱箱至少具有下列优点通过采用所述的离心 式风扇比常用的前推式风扇减小色谱柱箱的体积；所述的离心式风扇叶片在所述柱箱箱体 中旋转，在电机轴附近形成低气压区，在所述离心式风扇叶片外缘形成高气压区，这将使柱 箱内形成循环气流，该气流使柱箱内温度场均勻；色谱柱是受循环流动的热空气加热，受热 均勻；因为是用加热丝加热空气，空气热容系数�。抑涮寤。墒迪执笥�100°C /分钟 的升温速度，且温度范围可以从环境温度到420°c ；所述的柱箱箱体有进气口和出气口，进 气口靠近电机轴的低气压区，出气口通过所述柱箱箱体内部的通风道与柱箱箱体的前部高 气压区相通，当进气门、出气门在通风门控制电机控制下打开，外面的冷空气会从进气口抽 入，从出气口推出，从而实现快速降温从250°C到比环境温度高5°C的温度需要2分钟，通过 控制进气门和出气门的开度可实现近环境温度控制；进样器、检测器安装在所述柱箱箱体 顶板上，色谱柱通过通用连接器与进样器、检测器相连；所述离心式风扇叶片、加热装置、色 谱柱支架可以从所述柱箱箱体内取出，方便操作者拆卸、安装色谱柱；所述柱箱体积是现在 柱箱体积的20%左右，节省电功率90%以上，上述各项指标经过进一步优化仍有望大幅提 尚ο本发明的色谱柱箱不仅小型化，还方便色谱柱拆卸、安装。本发明对于气相色谱仪 的小型化、便携化和制作工业现场在线式气相色谱仪具有广泛的用途与应用前景，具有显 著的经济与社会效益。上述说明仪是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本发明一实施例色谱柱箱的顶视图的示意图。图2是本发明一实施例色谱柱箱的前视图的示意图。图3是本发明一实施例色谱柱箱的立体示意图。图中1、柱箱箱体 2、色谱柱支架 3、加热装置 4、离心风扇叶片 5、进气口挡板 6、检测器 7、进样器 8、色谱柱箱前门轴 9、出气门 10、进气门 11、通风门控制电 机12、传动轴13、色谱柱箱前门14、进样器连接管15、检测器连接管16、风扇电机 17、进气口 18、出气口 19、温度传感器20、通风道
具体实施例方式为更进一一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，对依据本发明提出的色谱柱箱以及色谱仪其具体实施方式
、结构、特 征及其功效，详细说明如后。如图1至图3所示，图1是本发明的较佳实施例提出的色谱柱箱的顶视图的示意 图，图2是该色谱柱箱的前视图的示意图，图3是该色谱柱箱的立体图的示意图。
该色谱柱箱包括柱箱箱体1，优选的，柱箱箱体内壁为圆柱形，使得柱箱箱体的 内部空间呈圆柱状，柱箱箱体的外壁为长方体形；风扇电机16固定在所述柱箱箱体的后面 板上；离心风扇叶片4，固定在所述风扇电机16的轴上；加热装置3为环状，设置在所述柱 箱箱体1内部，且位于离心风扇叶片4外侧，所述加热装置可整体取出，整体置入，方便安 装。色谱柱支架2为环状，设置于所述的柱箱箱体内部，且位于加热装置3外侧，色谱柱支 架可整体取出，整体置入，方便安装。温度传感器19安装在色谱柱支架2上；进气口 17和 出气口 18，分别开设在所述柱箱箱体的背板上。进气口挡板5为中心开孔的环板状，风扇 电机16的轴穿过该进气口挡板5的中心开孔，形成进风通道，使进气口 17与所述柱箱箱体 内部中心区域连通。出气口 18通过一挡板形成的通风道20与所述柱箱箱体内前部区域连 通。进气口 17外有进气门10，出气口 18外有出气门9，进气门10和出气门9的开度通过 传动轴12受通风门电机11控制，较佳的，该通风门电机11为步进电机。柱箱前门13，设置 在所述柱箱箱体的前面，柱箱前门13通过设置在底部的色谱柱箱前门轴8和柱箱箱体1相 连。在柱箱箱体1的顶部设有检测器6和进样器7，该进样器7连接于进样器连接管14，该 检测器6连接于检测器连接管15。当风扇电机16带动离心风扇叶片4旋转会在该风扇电机的轴附近形成低气压区， 在离心风扇叶片4径向外缘形成高气压区，将使柱箱箱体1内形成循环气流，该气流使柱箱 箱体1内温度场均勻，色谱柱受循环流动的热空气均勻加热。由于柱箱箱体1体积小、空气 的热容系数�。墒迪执笥�100°C /分钟的升温速度，温度上限可达420°C。进气口 17通过挡板5连接到柱箱箱体1中心的低气压区，出气口 18通过通风道 20与柱箱箱体1的前部区域相通，该区域处于高气压区，当通风门控制电机11控制进气门 10和出气门9打开，柱箱外面的冷空气从进气口 17抽入，从出气口 18推出，从而实现快速 降温。通过通风道20将出气口 18延伸到柱箱箱体1的前部区域的目的是让进气口 17流 入的冷空气可以流经柱箱箱体1的前部区域，以对前部区域降温，从250°C到比环境温度高 5°C的温度需要2分钟。还可以通过控制进气门10和出气门9的开度实现近环境温度控制。柱箱箱体1用Imm厚的镜面不锈钢制作，柱箱箱体1的内壁直径220mm，外壁长、 宽为^Omm，柱箱箱体1的内腔深度60mm，柱箱箱体1后壁厚度30mm，柱箱箱体1内壁和外 壁之间填充玻璃棉绝热材料。柱箱前门13的厚度30mm，柱箱前门13的长、宽为观0讓，柱 箱前门13内部填充玻璃棉绝热材料。离心风扇叶片4的直径为100mm，厚度40mm。加热装 置3直径140mm，厚度50mm，满负荷功率150瓦。色谱柱支架2直径180mm，厚度50mm。出 气门9和进气门10直径为40mm。风扇电机16为直流电机，输出功率可调，满负荷25瓦。本发明的色谱仪柱箱所需的其他必备零件以及未详细描述之处皆采用现有技术 即可，在此不再赘述。本发明的气相色谱仪柱箱在重庆川仪分析仪器有限公司的SC6000气相色谱仪温 度控制器控制下，温控精度达到士0. 05°C，控温范围可达到环境温度+5 420°C，可实现9 阶程序升温，重复性优于0. 5%。升温速度大于100°C /分钟，降温时，从250°C到比环境温 度高5°C的温度需要2分钟。优于目前较先进的通用气相色谱仪指标，但是其体积是现有气 相色谱仪体积的20%左右，节省电功率90%以上。本发明对于气相色谱仪的小型化、便携 化和制作工业现场在线式气相色谱仪具有广泛的用途与应用前景，具有显著的经济与社会 效益。
以上所述，仪是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任 何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内 容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本
发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种色谱柱箱，其特征在于其包括柱箱箱体，在该柱箱箱体的背板上开设有与该柱箱箱体内部连通的进气口和出气口；以及风扇电机，固定在所述柱箱箱体的后面板上，风扇电机的轴深入柱箱箱体内，并在风扇 电机的轴设有离心风扇叶片。
2.根据权利要求1所述的色谱柱箱，其特征在于还包括 色谱柱支架，设置在所述柱箱箱体内部；温度传感器，设置在所述柱箱箱体内部； 加热装置，设置在所述柱箱箱体内部；以及柱箱前门，通过设置在柱箱箱体底部的色谱柱箱前门轴与柱箱箱体相连。
3.根据权利要求1所述的色谱柱箱，其特征在于所述柱箱箱体的内部空间呈圆柱状。
4.根据权利要求1所述的色谱柱箱，其特征在于所述的风扇电机是可调速直流电机。
5.根据权利要求1-4任一项所述的色谱柱箱，其特征在于还包括设置于柱箱箱体内 部的进气口挡板，该进气口挡板为中心开孔的环板状，风扇电机的轴穿过该进气口挡板的 中心开孔。
6.根据权利要求5所述的色谱柱箱，其特征在于所述进气口挡板的中心开孔与所述柱 箱箱体内部中心区域连通。
7.如权利要求1-4任一项所述的色谱柱箱，其特征在于所述出气口通过一挡板与柱箱 箱体内壁形成的通风道与所述柱箱箱体内前部区域连通。
8.如权利要求1所述的色谱柱箱，其特征在于所述进气门和出气门的控制电机为步进 电机。
全文摘要
本发明是关于一种色谱柱箱。该色谱柱箱包括柱箱箱体，优选的，柱箱箱体内壁为圆柱形，外壁为长方体形；风扇电机，固定在所述柱箱箱体的后面板上；离心风扇叶片、加热装置、温度传感器、色谱柱支架，设置在所述柱箱箱体内部；进气口和出气口，分别设置在所述柱箱箱体的后面板上，并与所述柱箱箱体内部连通；进气口外有进气门，出气口外有出气门，进气门、出气门的开度受电机控制，较佳的，该电机应为步进电机；以及可开闭的柱箱前门。通过本发明可使色谱柱箱小型化、快速升温、快速降温，并且易于色谱柱的安装和更换，可用于便携式气相色谱仪中。
文档编号G01N30/54GK102095823SQ20101057626
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘渝, 靳斌, 龚伟 申请人:西华大学
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