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文档简介

第七章

分析仪器附加设备的维护第一节

空气压缩机

第二节

真空泵

第三节氢气发生器第四节氮气发生器第五节稳压电源第一节空气压缩机空气压缩机和真空泵均属于风机类的设备。风机是用来抽吸、排送气体和用来压缩气体的机械设备的统称。按工作原理的不同,风机可分为叶轮式(如离心式风机)和容积式(如活塞式风机)两大类;按排气压强的不同,风机又可分为:①通风机[出口压力在14.7KPa(1500mmH2O)以下];②鼓风机[出口压力在14.7KPa~343.2KPa(1500mmH2O~3.5Kgf/cm2)之间];③压缩机[出口压力大于343.2KPa(3.5Kgf/cm2)];④真空泵(进气压力低于大气压力,能产生50KPa以上的真空度)。可见真空泵与空气压缩机并无本质的区别。一、空气压缩机的分类、结构和原理空气压缩机是一种用于压缩气体藉以提高气体压力,使气体具有一定能量的机械,一般简称压缩机。实验室常用的是活塞式空气压缩机(往复式空气压缩机),其工作原理如图7—1所示。当活塞2自左端向右端移动时,气缸左端工作室(腔)增大而压力降低,此时吸气阀4打开。在大气压力的作用下,空气被压入气缸内,这一过程称为吸气过程。当活塞向反方向移动时,吸入的气体被压缩,称为压缩过程,此时,吸气阀关闭。当气体压力增加到排气管的压力后,排气阀5即被打开,压缩气体被排入排气管内,这个过程称为排气过程。至此,完成了一个工作循环。活塞再继续运动,则上述工作循环将周而复始地进行,以完成压缩气体的任务。

在活塞式空压机的后面,都必须装置一个贮气筒。它是一个用钢板做成的坚固容器,其容积至少要比空压机汽缸的容积大20倍。它的功用主要是减小压缩空气压力的变动。压力的变动是由于空压机排送压缩空气的不连续性引起的。其次,贮气筒还能收集压缩空气里所携带的水分和润滑油。空气压缩机产生的压缩空气主要用作助燃气或载气使用。

二、空气压缩机的维护保养1.空气压缩机的维护保养(1)使用前应检查管路接头是否漏气,电路连接是否良好,润滑油量是否正常,螺栓是否紧固。

(2)空压机所用润滑油应定期更换,进气口空气滤清器应定期清洗。(3)要注意对气缸、运动机构等部位的润滑。(4)使用完毕,应立即切断电源。(5)要有良好、可靠的接地。2.空气压缩机常见故障的排除空气压缩机常见故障、产生原因及排除方法见表7-1。

1.进气咀;2.滤网;3.挡油板;4.进气咀O型密封圈;5.旋片弹簧;6.旋片;7.转子;8.泵身;9.油箱;10.1号真空泵油;11.排气阀片;12.放油螺塞;13.油标;14.加油螺塞;15.气镇阀;16.减雾器;17.手柄;18.软接器。图7—2真空泵的结构二、真空泵的维护保养真空泵的维护保养应从以下几个方面进行:(1)添油长期工作的泵,应经常注意是否有足够的油量,油量不足会影响泵的性能甚至损坏机件,若发现油面低于油标中心,则应加油。

(2)换油

泵经使用,泵油可能掺入灰尘、水份或其它污物,为保证泵的性能,泵应定期换油。换油顺序为:①由放油孔处放尽污油;②从吸气口注少量清洁泵油,然后启动泵运转稍许,再放油,如油仍不清洁,可再重复注入数次,直至泵腔内的油清洁为止。

(3)调整皮带工作日久,皮带将松驰,影响拖动效果,此时应调整电机位置,使皮带松紧适宜。使用中皮带应避免与油接触,以免打滑和损坏皮带。

(4)更换密封圈密封圈长期使用磨损,可能使泵漏油,此时应更换。(5)清洗过滤网泵长期使用,过滤网会有许多颗粒杂物附着影响抽速,故应经常清洗。

第三节

氢气发生器

气体发生器以其安全性好,性能稳定,使用方便,所得气体纯度高等特点,得到了越来越多的应用。尤其是在气相色谱分析中,逐步取代高压气瓶作为气相色谱仪的气源。同类产品的结构、原理及维护情况基本相同。

一、氢气发生器的结构、原理常用的GCD-300B型全自动高纯度氢气发生器如图7-3所示。该仪器具有如下特点:(1)程序控制:仪器的全部工作过程均由程序控制完成,氢气流量可根据用量实现全自动调节,程序控制系统自动显示压力、流量、自动恒压、恒流及故障显示。(2)产氢湿度低:采用了膜分离技术及有效的除湿装置,因而降低了原始湿度,持高了氢气的纯度。图7—3GCD—300B型氢气发生器

(3)操作方便:使用时只需按动开关,即可产氢,可连续使用,也可间断使用,产气量稳定,不衰减。(4)安全可靠:配有安全装置,灵敏可靠。仪器各部位名称及功能如图7-4所示。仪器的工作原理是以电解法产生氢气,用氢氧化钠水溶液为电解液,以贵金属做电极,采用膜分离技术将氢气和氧气彻底分离,并在电解池中采用了过渡族金属催化技术,使产氢纯度含氧量小于3ppm。

仪器程序控制采用了高灵敏度、模糊控制自动跟踪系统,取消了稳压阀,实现了自动恒压、恒流,使压力稳定性小于0.001MPa,并可根据色谱仪所需氢气用量的大小实现氢气流量的全自动调节,当停止用气时,仪器自动停止产氢,因此杜绝了系统超压的现象,以保证安全。

二、氢气发生器的维护及使用注意点1.仪器的维护及使用注意点(1)仪器使用前的自检、空载时间不宜过长(5~10分钟)。(2)仪器使用前应检查各部位是否正常并将排空阀(见图7-4)拧紧。(3)仪器工作完毕应及时关闭电源开关,打开排空阀,使压力表降至为“0”;

(4)定期检查过滤器中的硅胶是否变色,如变色应及时更换或再生。其方法为:拧开过滤器上盖,取出内桶更换硅胶。然后用脱脂棉将内桶口塞紧,将其放入过滤器内,拧紧上盖,并检查是否漏气。

(5)仪器使用一段时间后,电解液会逐渐减少,当电解液位接近下限时,应及时补水,每次只需加入二次蒸馏水即可,加液或加水时液位不要超过上限,也不能低于下限。(6)当电解液变浑时应更换电解液。(7)仪器切勿在压力为“0”时空载运行。(8)仪器如需搬运时应将储液桶中的电解液用洗耳球吸出,装好内盖后将上盖拧紧,以免在运输时电解液外溢,对仪器造成损坏。2.氢气发生器常见故障的排除氢气发生器的常见故障、产生原因及排除方法如表7-3所示。图7-5GCN1300型氮气发生器

(3)强制循环:电解液强制循环,工作时电解池散热良好,停机后电解液全部回至储液桶内,因此有效地杜绝了过液现象(4)操作简单:只需启动电源开关,仪器即可正常工作。(5)使用方便、寿命长:使用时只需二次蒸馏水即可,免除运输、搬运钢瓶之累;仪器可连续使用,也可间断使用,产气纯度稳定,产气量稳定,不衰减。(6)安全可靠:配有安全装置,灵敏可靠。(7)降低湿度:采用了超高式量渗透膜分离技术,有效地降低了原始湿度,并能在停机后自动排出水分。采用了金属聚合物除湿及两极吸附,使氮气纯度大大提高。(8)三极催化:除电解池中两极催化外另配有第三极催化,催化剂选用新型贵金属,使含氧量低于使用标准。仪器各部位名称及功能如图7-6所示。仪器的工作原理是以纯净的空气为原料,以氢氧化钾或氢氧化钠溶液为介质,电解池采用PCNA载体和贵金属催化物,利用电解水进行脱氧。空气中的氧进入电解池中分离,在阴极经物理化学催化吸附,最后从阳极析出,这样电解池阴极侧剩下的只是氮气。

洁净的空气在电解池阴极侧的物理化学吸附作用下,氧气不断通过分离隔膜进阳极侧,氧气随电解液流入储液桶,并放空。经过两级电解池处理,阴极侧只剩下氮气。氮气从电解池流出后,进入催化器脱除残余氧,在通过超高式量渗透膜、金属聚合物、两极吸附,除去氧气中的杂气、水分等杂质,经氮气出口即可提供纯净、可靠的氮气气源。

程序控制系统可根据氮气使用量的大小实现氮气流量的全自动调节,氮气纯度、流量、压力极为稳定。工作结束后,关闭仪器电源开关,电解液全部自动回至储液桶,渗透膜将杂质自动排出,下次工作时只须打开电源开关即可重复以上全部过程。二、氮气发生器的维护及使用注意点1.仪器的维护及使用注意点(1)仪器使用前应检查各部位是否正常。(2)仪器工作完毕应及时关闭电源开关,打开排空阀,使压力表降至为“0”。(3)定期检查过滤器中的硅胶是否变色,如变色应及时更换或再生。其方法为:拧开过滤器上盖,取出内桶更换硅胶,然后用脱脂棉将内桶口塞紧,将其放入过滤器内,拧紧上盖,并检查是否漏气。

(4)仪器使用一段时间后,电解液会逐渐减少,当电解液接近下限时,应及时补水,每次只需二次蒸馏水即可,加液或加水时液位不要超过上限,也不能低于下限。(5)当电解液变浑时应更换电解液。(6)仪器切勿在压力为“0”时空载运行。(7)仪器如需搬运时应将储液桶中的电解液用洗耳球吸出,装好内盖后将上盖拧紧,以免在运输时电解液外溢,对仪器造成损坏。2.氮气发生器常见故障的排除氮气发生器的常见故障、产生原因及排除方法如表7-4所示。

图7—7典型的串联型稳压电源

当负载电流IL或输入电压Ud变化使输出电压U0增加时,则取样电压相应增加,与基准电压UZ的差值随之相应增加,这个直流信号经放大后使增大,=下降,调整管T1的基极电位下降,使减小,使减小,显著减小()而使调整管的管压降增大,于是输出电压U0下降,从而保持稳定。上述自动调整的稳压过程可简单表示如下:

同理,当IL或Ud变化引起U0减小时,通过自动调整将使减小,从而保持U0稳定。

应该指出,上述电路还不够完善。因为在串联型晶体管稳压电源中,全部负载电流都流过调整管,如果由于使用不慎使输出短路或者过电流时,调整管将流过很大的电流,而且几乎全部整流电压Ud都加在调整管c~e之间,很容易使管子损坏。为此在许多情况下要考虑过载保护问题。过载保护的原理是:当负载电流超过规定数值时,会自动地限制输出电流的大小或切断电路,使整流管免遭损坏。一旦外电路故障排除,电路又会恢复工作。图7-8所示为实验室用某晶体管稳压电源电路,其中R8、D6、T7即组成最简单的保护电路。工作正常时,R8两端的压降较低不足以克服T6和D6的死区电压,则保护管T­6截止,对稳压电源工作没有影响;当负载电流加大到使=―R8Iemax≈0.7V―2Iemax≈-0.2V时,T6管开始导电,使调整管的电流减小,从而起保护调整管的作用。图7—8实验室某晶体管稳压电源电路原理图

二、稳压电源的维护及使用注意点(1)机器应放置在无强光直射、烈日暴晒并且通风良好的位置,环境温度在35℃以下。(2)交流电源电压应为210~230V。(3)应先开机调节所需电压,然后再接负载,切勿在不明输出电压的情况下先接负载,盲目开机。(4)机器在正常工作时,切勿任意拨动电压分

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