轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器，取樣部分采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)盤組件由從動輪、軸承、樣品轉(zhuǎn)盤、軸承蓋.上蓋安裝板組成；樣品轉(zhuǎn)盤上加工有圓形排列的若干個(gè)圓孔，圓孔用于嵌放樣品瓶，齒環(huán)定位組件由對射管安裝架和定位齒環(huán)組成；加熱裝置由可調(diào)支架支撐加熱塊，加熱塊與嵌裝在樣品轉(zhuǎn)盤的圓孔中的加熱桶底部接觸，加熱桶帶有隔熱套，有益效果是：通過轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器，使樣品瓶能大于5ml，而具備連續(xù)自動進(jìn)樣功能，自動化程度高，本大樣品瓶頂空進(jìn)樣器，利于同一樣品的多次分析，能夠連接安捷倫7890、7820氣象色譜儀。
【專利說明】轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油錄井行業(yè)，特別涉及轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器，應(yīng)用于安捷倫氣相色譜儀，實(shí)現(xiàn)對鉆井液巖屑混合樣輕烴分析的制備及取樣。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)多數(shù)錄井公司都采用了安捷倫氣相色譜儀進(jìn)行輕烴分析，同時(shí)規(guī)范了取樣及分析標(biāo)準(zhǔn)。要求選取鉆井液和巖屑的混合樣，樣品瓶100ml以上，取樣量占樣品瓶容積2/3。需要采取頂空氣進(jìn)樣。
[0003]現(xiàn)有自動進(jìn)樣器主要是用于液態(tài)樣品，樣品瓶通常不大于5ml。而大樣品瓶頂空進(jìn)樣器都不具備連續(xù)自動進(jìn)樣功能，不利于重復(fù)分析。所以需要設(shè)計(jì)自動化程度高的大樣品瓶頂空進(jìn)樣器，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上存在的問題，本發(fā)明提出一種適合使用120ml大樣品瓶的具備連續(xù)自動進(jìn)樣功能的頂空氣進(jìn)樣器的設(shè)計(jì)方案，采用轉(zhuǎn)盤式自動進(jìn)樣結(jié)構(gòu)，力求使設(shè)備具有以下特點(diǎn)。
(I)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，不會出現(xiàn)斷針的問題，同時(shí)無需采樣泵。
[0005](2)可適用于120ml的樣品瓶，用于鉆井液和巖屑的混合樣的輕烴分析。
[0006](3)取樣量較小，不超過I毫升，利于同一樣品的多次分析。
[0007](4)能夠連接安捷倫7890、7820氣象色譜儀。
[0008]本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:轉(zhuǎn)盤式安捷倫頂空自動進(jìn)樣器，包括取樣部分和進(jìn)樣部分，其特征在于，所述取樣部分采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，包括底板、電機(jī)組件、主軸總成、轉(zhuǎn)盤組件、取樣組件、齒環(huán)定位組件、加熱裝置、樣品瓶和加熱桶，取樣部分以電控箱體作為固定和安裝的基架；
取樣部分底板固定在電控箱體上，以底板作為支撐體，其上平面分布固定電機(jī)組件的電機(jī)架、主軸總成的主軸固定座和加熱裝置的可調(diào)支架；
電機(jī)組件以電機(jī)架為支撐，電機(jī)架安裝在主軸總成的主軸固定座外側(cè)，電機(jī)固定在電機(jī)架上平面下側(cè)，電機(jī)軸延伸出電機(jī)架上平面，電機(jī)軸的軸端固定主動輪；主動輪與轉(zhuǎn)盤組件的從動輪嚙合；
主軸總成的主軸固定座內(nèi)安裝主軸，主軸的外徑尺寸由下至上依次縮減,共包括5級軸臺；
主軸的第一級軸臺上安裝轉(zhuǎn)盤組件的軸承，與軸承上沿同一平面為主軸的第二級軸臺，第二級軸臺上安裝墊圈A ;墊圈A上方為上蓋安裝板，上蓋安裝板的內(nèi)徑與主軸固定，隨主軸轉(zhuǎn)動；
上蓋安裝板的上方為墊圈B ;
墊圈B的上方為取樣組件的樣品瓶限位擋板；樣品瓶限位擋板的上方為緊固螺套；
緊固螺套的上方為氣缸手臂；
氣缸手臂的上方為螺帽；
取樣組件的樣品瓶限位擋板，其內(nèi)徑與主軸滑動連接，不隨主軸轉(zhuǎn)動；
氣缸手臂其內(nèi)徑與主軸滑動連接，不隨主軸轉(zhuǎn)動；
轉(zhuǎn)盤組件由從動輪、軸承、樣品轉(zhuǎn)盤、軸承蓋.上蓋安裝板組成；樣品轉(zhuǎn)盤上加工有圓形排列的若干個(gè)圓孔，圓孔用于嵌放樣品瓶；
取樣組件由樣品瓶限位擋板、氣缸手臂、針夾、取樣針和氣缸A組成； 齒環(huán)定位組件由對射 管安裝架和定位齒環(huán)組成；
加熱裝置由可調(diào)支架支撐加熱塊，加熱塊與嵌裝在樣品轉(zhuǎn)盤的圓孔中的加熱桶底部接觸，加熱桶帶有隔熱套，用于為樣品加熱；
所述進(jìn)樣部分包括進(jìn)樣組件、四通切換組件，進(jìn)樣部分的組件以分析設(shè)備的作為固定和安裝的基架，機(jī)箱內(nèi)部包括輕烴分析儀器；
進(jìn)樣組件包括樣品注入針、氣缸B、導(dǎo)柱和氣缸C ；
取樣部分放置在分析器左側(cè)，進(jìn)樣部分置于分析設(shè)備的頂部，取樣針插入樣品瓶取樣；取樣針與進(jìn)樣機(jī)構(gòu)之間通過硅膠軟管連接，由進(jìn)樣機(jī)構(gòu)將樣品注入分析設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的有益效果:通過轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器，使樣品瓶能大于5ml，而具備連續(xù)自動進(jìn)樣功能，利于重復(fù)分析，自動化程度高，本大樣品瓶頂空進(jìn)樣器，其具有以下特
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(5)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，不會出現(xiàn)斷針的問題，同時(shí)無需采樣泵。
[0010](6)可適用于120ml的樣品瓶，用于鉆井液和巖屑的混合樣的輕烴分析。
[0011](7)取樣量較小，不超過I毫升，利于同一樣品的多次分析。
[0012](8)能夠連接安捷倫7890、7820氣象色譜儀。
[0013]從而彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器剖視圖；
圖2是轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器軸測圖A ；
圖3是轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器軸測圖B ；
圖4是轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器主視圖；
圖5是轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器側(cè)視圖 圖6是轉(zhuǎn)盤式頂空自動進(jìn)樣器俯視圖；
圖7四通切換組件圖；
圖8控制流程圖。
[0015]圖中:1.取樣部分,2.進(jìn)樣部分，3.電控箱體，4.分析設(shè)備；11.底板，12.電機(jī)組件，13.主軸總成，14.轉(zhuǎn)盤組件，15.取樣組件，16.齒環(huán)定位組件，17.加熱裝置，18.樣品瓶，19.帶有隔熱套的加熱桶，12-1.電機(jī)架，12-2.電機(jī)，12-3.主動輪；13-1.主軸固定座，13-2.主軸，13-3.墊圈A; 13-4.墊圈B，13-5.墊圈C，13-6.緊固螺套，
13-7.螺帽；14-1.從動輪，14-2.軸承，14-3.樣品轉(zhuǎn)盤，14-4.軸承蓋；14-5.上蓋安裝板；15-1.樣品瓶限位擋板，15-2.氣缸手臂，15-3.針夾，15-4.取樣針，15-5.氣缸A ;16_1.對射管安裝架，16-2.定位齒環(huán)；17-1.可調(diào)支架；21-1.樣品注入針，21-2.氣缸B，21-3.導(dǎo)柱，21-4.氣缸C ; [0016]樣品注入針21-1、樣品注入針21-1、氣缸B21-2和氣缸C21-4。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更清楚的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明:
如圖1至圖8所示，轉(zhuǎn)盤式安捷倫頂空自動進(jìn)樣器，包括取樣部分I和進(jìn)樣部分2 ；
取樣部分I采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，包括底板11、電機(jī)組件12、主軸總成13、轉(zhuǎn)盤組件14、取樣組件15、齒環(huán)定位組件16、加熱裝置17、樣品瓶18和加熱桶19，取樣部分I以電控箱體3作為固定和安裝的基架；
取樣部分I底板11固定在電控箱體3上，以底板11作為支撐體，其上平面分布固定電機(jī)組件12的電機(jī)架12-1、主軸總成13的主軸固定座13-1和加熱裝置17的可調(diào)支架17-1 ；電機(jī)組件12以電機(jī)架12-1為支撐，電機(jī)架12-1安裝在主軸總成13的主軸固定座13-1外側(cè)，電機(jī)12-2固定在電機(jī)架12-1上平面下側(cè)，電機(jī)軸延伸出電機(jī)架12-1上平面，電機(jī)軸的軸端固定主動輪12-3 ;主動輪12-3與轉(zhuǎn)盤組件14的從動輪14-1嚙合；
主軸總成13的主軸固定座13-1內(nèi)安裝主軸13-2，主軸13-2的外徑尺寸由下至上依次縮減，共包括5級軸臺；
主軸13-2的第一級軸臺上安裝轉(zhuǎn)盤組件14的軸承14-2，與軸承14-2上沿同一平面為主軸13-2的第二級軸臺，第二級軸臺上安裝墊圈A13-3 ;墊圈A13-3上方為上蓋安裝板
14-5，上蓋安裝板14-5的內(nèi)徑與主軸13-2固定，隨主軸13-2轉(zhuǎn)動；
上蓋安裝板14-5的上方為墊圈B13-4 ；
墊圈B13-4的上方為取樣組件15的樣品瓶限位擋板15-1 ；
樣品瓶限位擋板15-1的上方為緊固螺套13-6 ；
緊固螺套13-6的上方為氣缸手臂15-2 ；
氣缸手臂15-2的上方為螺帽13-7 ；
取樣組件15的樣品瓶限位擋板15-1，其內(nèi)徑與主軸13-2滑動連接，不隨主軸13-2轉(zhuǎn)
動；
氣缸手臂15-2其內(nèi)徑與主軸13-2滑動連接，不隨主軸13-2轉(zhuǎn)動；
轉(zhuǎn)盤組件14由從動輪14-1、軸承14-2、樣品轉(zhuǎn)盤14-3、軸承蓋14-4.上蓋安裝板14_5組成；樣品轉(zhuǎn)盤14-3上加工有圓形排列的若干個(gè)圓孔，圓孔用于嵌放樣品瓶18 ；
取樣組件15由樣品瓶限位擋板15-1、氣缸手臂15-2、針夾15-3、取樣針15-4和氣缸A15-5組成；
齒環(huán)定位組件16由對射管安裝架16-1和定位齒環(huán)16-2組成；
加熱裝置17由可調(diào)支架17-1支撐加熱塊17-2，加熱塊17-2與嵌裝在樣品轉(zhuǎn)盤14-3的圓孔中的加熱桶19底部接觸，加熱桶19帶有隔熱套，用于為樣品加熱；
所述進(jìn)樣部分2包括進(jìn)樣組件21、四通切換組件22，進(jìn)樣部分2的組件以分析設(shè)備4的作為固定和安裝的基架，機(jī)箱內(nèi)部包括輕烴分析儀器；
進(jìn)樣組件21包括樣品注入針21-1、氣缸B21-2、導(dǎo)柱21-3和氣缸C21-4 ；
取樣部分I放置在分析器左側(cè)，進(jìn)樣部分2置于分析設(shè)備4的頂部，取樣針15-4插入樣品瓶18取樣；
取樣針15-4與進(jìn)樣機(jī)構(gòu)之間通過硅膠軟管連接，由進(jìn)樣機(jī)構(gòu)將樣品注入分析設(shè)備4。
[0017]本發(fā)明的電路設(shè)計(jì)有四路開關(guān)量，兩路A/D，一路控溫輸出，USB通訊。
[0018]四個(gè)開關(guān)量，分別控制采樣針，注射針，旋轉(zhuǎn)閥的動作和安捷倫氣相色譜儀的啟動信號輸出。兩路A/D分別檢測樣品盤的溫度和色譜儀檢測數(shù)據(jù)的模擬量輸出。
[0019]連續(xù)取樣部分擁有一個(gè)樣品盤，樣品盤的轉(zhuǎn)動由步進(jìn)電機(jī)控制，樣品盤下的加熱裝置位于采樣針前一個(gè)樣品順位。
[0020]進(jìn)樣部分由一個(gè)四通閥和樣品針組成，兩者配合完成進(jìn)樣和管路吹掃工作。
[0021]為了盡可能減小柱前死體積，管路完全采用毛細(xì)不銹鋼管。
[0022]工作流程:接到啟動命令后，步進(jìn)電機(jī)帶動樣品盤轉(zhuǎn)動，采樣針下方有光電對射管用來判斷樣品瓶是否就位。一旦樣品瓶就位，采樣針刺入樣品瓶，注射針抽取樣品氣，然后切換旋轉(zhuǎn)閥，注射進(jìn)樣。進(jìn)樣完畢，啟動信號通知色譜儀啟動。最后旋轉(zhuǎn)閥切換回初始狀態(tài)，注射針抽動吹掃。
[0023]取樣機(jī)構(gòu)并行放置在分析器左側(cè)，進(jìn)樣機(jī)構(gòu)支立分析設(shè)備的頂部并把細(xì)針插入到分析設(shè)備的樣品注入口內(nèi)，然后用一根硅膠軟管連接取樣機(jī)構(gòu)和進(jìn)樣機(jī)構(gòu)，細(xì)針和接口用硅膠軟管連接，這樣就完成整套設(shè)備的連接工作。
[0024]運(yùn)動原理說明:
取樣機(jī)構(gòu)的樣品圓盤是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動主動輪帶動從動輪從而帶動整個(gè)圓盤旋轉(zhuǎn)，讓每個(gè)樣品瓶在取樣針的位置下方輪流取樣，而每個(gè)樣品盤的定位則是由定位齒環(huán)和光電管來校準(zhǔn)。
[0025]當(dāng)定位齒環(huán)的一個(gè)齒橫切過光電管的感應(yīng)區(qū)間時(shí)，這時(shí)電機(jī)就會停止轉(zhuǎn)動進(jìn)行下面的動作，當(dāng)一系動作完成后，再發(fā)出指令讓電機(jī)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到下一個(gè)齒時(shí)電機(jī)停止，這樣以此類推，一共完成12個(gè)瓶子的定位。
[0026]進(jìn)樣機(jī)構(gòu)工作原理:實(shí)現(xiàn)取樣針從樣品瓶進(jìn)行樣品采集和樣品注入的轉(zhuǎn)換。通過氣缸的的往復(fù)動作四通閥有兩種狀態(tài)，當(dāng)氣缸頂出狀態(tài)時(shí)，四通閥的接口 A與D接通，接口 B與C接通。此時(shí)當(dāng)取樣機(jī)構(gòu)的針刺破樣品瓶，進(jìn)樣機(jī)構(gòu)上的樣品注射器抽拉樣品氣，通過取樣機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤上的樣品瓶、四通閥則被吸入樣品注射器，當(dāng)取樣完畢后。上位機(jī)給出指令，四通閥氣缸收回此時(shí)會使四通內(nèi)部接口聯(lián)通的方向發(fā)生變化。此時(shí)接口 A與B相通，接口 C與D相通，在這個(gè)狀態(tài)下，上位機(jī)再發(fā)出指令取樣針的內(nèi)的樣品氣就會被注入氣化室，這樣就形成了一套完整的取樣和進(jìn)樣的動作。
【權(quán)利要求】
1.轉(zhuǎn)盤式安捷倫頂空自動進(jìn)樣器，包括取樣部分(I)和進(jìn)樣部分(2)，其特征在于，所述取樣部分(I)采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，包括底板(11)、電機(jī)組件(12)、主軸總成(13)、轉(zhuǎn)盤組件(14)、取樣組件(15)、齒環(huán)定位組件(16)、加熱裝置(17)、樣品瓶(18)和加熱桶(19)，取樣部分(I)以電控箱體(3)作為固定和安裝的基架； 取樣部分(I)底板(11)固定在電控箱體(3)上，以底板(11)作為支撐體，其上平面分布固定電機(jī)組件(12)的電機(jī)架(12-1)、主軸總成(13)的主軸固定座(13-1)和加熱裝置(17)的可調(diào)支架(17-1)； 電機(jī)組件(12)以電機(jī)架(12-1)為支撐，電機(jī)架(12-1)安裝在主軸總成(13)的主軸固定座(13-1)外側(cè)，電機(jī)(12-2)固定在電機(jī)架(12-1)上平面下側(cè)，電機(jī)軸延伸出電機(jī)架(12-1)上平面，電機(jī)軸的軸端固定主動輪(12-3);主動輪(12-3)與轉(zhuǎn)盤組件(14)的從動輪(14-1)嚙合； 主軸總成(13)的主軸固定座(13-1)內(nèi)安裝主軸(13-2)，主軸(13-2)的外徑尺寸由下至上依次縮減,共包括5級軸臺； 主軸(13-2)的第一級軸臺上安裝轉(zhuǎn)盤組件(14)的軸承(14-2)，與軸承(14-2)上沿同一平面為主軸(13-2)的第二級軸臺，第二級軸臺上安裝墊圈A (13-3);墊圈A (13-3)上方為上蓋安裝板(14-5)，上蓋安裝板(14-5)的內(nèi)徑與主軸(13-2)固定，隨主軸(13-2)轉(zhuǎn)動；上蓋安裝板(14-5)的上方為墊圈B (13-4)； 墊圈B (13-4)的上方為取樣組件(15)的樣品瓶限位擋板(15-1)； 樣品瓶限位擋板(15-1)的上方為緊固螺套(13-6)； 緊固螺套(13-6)的上方為氣缸手臂(15-2)； 氣缸手臂(15-2)的上方為螺帽(13-7)； 取樣組件(15 )的樣品瓶限位擋板(15 -1 )，其內(nèi)徑與主軸(13 - 2 )滑動連接，不隨主軸(13-2)轉(zhuǎn)動； 氣缸手臂(15-2)其內(nèi)徑與主軸(13-2)滑動連接，不隨主軸(13-2)轉(zhuǎn)動； 轉(zhuǎn)盤組件(14)由從動輪(14-1)、軸承(14-2)、樣品轉(zhuǎn)盤(14-3)、軸承蓋(14-4)上蓋安裝板(14-5)組成；樣品轉(zhuǎn)盤(14-3)上加工有圓形排列的若干個(gè)圓孔，圓孔用于嵌放樣品瓶(18)； 取樣組件(15)由樣品瓶限位擋板(15-1)、氣缸手臂(15-2)、針夾(15-3)、取樣針(15-4)和氣缸A (15-5)組成； 齒環(huán)定位組件(16)由對射管安裝架(16-1)和定位齒環(huán)(16-2)組成； 加熱裝置(17)由可調(diào)支架(17-1)支撐加熱塊(17-2)，加熱塊(17-2)與嵌裝在樣品轉(zhuǎn)盤(14-3)的圓孔中的加熱桶(19)底部接觸，加熱桶(19)帶有隔熱套，用于為樣品加熱；所述進(jìn)樣部分(2)包括進(jìn)樣組件(21)、四通切換組件(22)，進(jìn)樣部分(2)的組件以分析設(shè)備(4)的作為固定和安裝的基架，機(jī)箱內(nèi)部包括輕烴分析儀器； 進(jìn)樣組件(21)包括樣品注入針(21-1)、氣缸B (21-2)、導(dǎo)柱(21-3)和氣缸C (21-4)；取樣部分(I)放置在分析器左側(cè)，進(jìn)樣部分(2)置于分析設(shè)備(4)的頂部，取樣針(15-4)插入樣品瓶(18)取樣； 取樣針(15-4)與進(jìn)樣機(jī)構(gòu)之間通過硅膠軟管連接，由進(jìn)樣機(jī)構(gòu)將樣品注入分析設(shè)備
(4)。
【文檔編號】G01N30/24GK103675167SQ201310725531
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】董靈彥, 楊濤, 元欐, 趙佩裕, 徐勇, 李棟巍, 劉青, 徐森, 李娟
申請人:天津陸海石油設(shè)備系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司