閥門為氣體采樣罐的重要部件,是打開和隔絕罐內氣體與外界的通道。理想的采樣罐閥門,應具有泄漏低、內部死體積小、無VOCs本底殘留、能長時間承受采樣罐清洗時80~120°C的溫度、以及手感好不易損壞等特點。目前采樣罐上使用的閥門主要有三種:
針閥
針閥是采樣罐上*早使用并一直沿用至今的閥門。針閥通過調節(jié)硬質針形閥塞和軟質閥座間的錐面接觸距離來控制氣流大小,具有成本低、手感好、不易損壞等優(yōu)點。采樣罐上使用的針閥,閥桿和閥體間通常用全氟聚合物密封,而不是常見的橡膠類聚合物,因此VOCs的殘留本底很低,遠在一般VOCs環(huán)境測試中的檢測限以下。 在大氣環(huán)境化學領域具有世界領先地位的研究團隊-美國加州大學爾灣分校大氣環(huán)境化學研究組(由諾貝爾獎得者F.S. Rowland和著名教授D.R. Blake領導)的眾多研究項目中使用的采樣罐,基本上都采用針閥。
隔膜閥
主要指美國Restek公司的RAVETM系列和Entech公司的TOVTM系列閥門。
隔膜閥利用膜片隔絕閥桿和閥座,屬全金屬結構設計,基本上無VOCs本底殘留。然而,在使用過程中,隔膜閥非常容易受氣樣中顆粒物的影響。如果在采樣管路中沒有加裝顆粒物過濾器(一般為2 mm),則粘附在閥門的膜片顆粒物極易造成氣路的微泄漏。 再者,Restek公司和Entech公司都不是專業(yè)閥門生產(chǎn)公司,其工藝和產(chǎn)品質量穩(wěn)定性都有待提高。這兩家公司的閥門在使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)鎖死、損壞、和泄漏的情況,用戶體驗遠差于針閥和Swagelok的SS-4H波紋管閥。為改善其泄漏性能,Entech公司在其*近推出的第三代隔膜閥TrueSealTM 閥門中,增加了一個O-型聚合物墊圈。因此,嚴格來說,該閥門已不再屬于無VOCs本底殘留的全金屬閥門了。
波紋管閥
主要指美國世偉洛克公司(Swagelok)專門為采樣罐開發(fā)生產(chǎn)的SS-4H型閥門。該閥門為針閥的一種,但閥桿和閥體間用波紋管密封,為無填料式全金屬結構設計,基本上無VOCs本底殘留,適合極低濃度的VOCs采樣分析。 世偉洛克公司是世界上閥門生產(chǎn)的公認領頭企業(yè),其精湛的工藝和穩(wěn)定的質量使SS-4H閥門一度成為采樣罐的經(jīng)典閥門,頗受用戶好評。 然而,波紋管閥門內部死體積比較大,影響采樣罐的清洗和稀釋,加之價格高昂,近年來采樣罐生產(chǎn)商已較少采用波紋管閥。
豫維建議用戶根據(jù)自身應用的需求,選擇和配置合適的閥門。一般來說,如果采樣罐的應用集中在0.1 ppb 或ppm 級別,比如污染源采樣、大氣“煙霧箱”的采樣、污染較為嚴重的環(huán)境空氣采樣,選用價格便宜且不易損壞的針閥即可滿足要求。 如果應用為低ppt級別,比如 幾個ppt 水平標樣的配置、潔凈背景站的環(huán)境空氣的采樣等,則應選用全金屬結構的波紋管閥或隔膜閥。 就目前中國大多數(shù)地區(qū)環(huán)境空氣中VOCs污染水平,以及實驗室VOCs分析儀器所能達到的檢測限水平,用戶沒必要選用價格昂貴而且容易損壞的隔膜閥。