專利名稱：一種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油地質(zhì)中的油氣勘探領(lǐng)域，具體涉及ー種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于地球化學(xué)勘探的物理吸附氣的脫氣技術(shù)主要是通過抽真空及輔以加熱技術(shù)使吸附于固體顆粒表面的氣體解吸釋放到容器中，一般是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，事先隔離實(shí)驗(yàn)樣品所在的容器，用真空泵抽掉實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的氣體，然后再連通盛樣品的容器，造成負(fù)壓條件從而使吸附氣體解吸。油氣藏中的輕烴可以以微弱但可檢出的量近似垂直地滲漏到地表土壤中，這是油氣地球化學(xué)勘探的理論基礎(chǔ)。在油氣藏上方近地表的土壌中，由于垂向微滲漏烴的加入，結(jié)果形成了相對(duì)比油氣藏外圍背景烴濃度要高的烴類異常。利用運(yùn)移烴在地表留下的異常標(biāo)志可以預(yù)測(cè)地下含油氣遠(yuǎn)景。由于活動(dòng)態(tài)烴類(物理吸附烴)是反映現(xiàn)今油氣藏是否存在的最直接指標(biāo)，因此在油氣地球化學(xué)勘探中得到了廣泛的重視和應(yīng)用。當(dāng)前對(duì)于提取土壌物理吸附烴的方法主要有密封鹽水瓶頂部空間氣技術(shù)和物理吸附氣技木。其中，頂部空間氣技術(shù)是把樣品密封在瓶中，上部留一部分空間，靜置或振蕩一段時(shí)間讓樣品所吸附的輕烴在對(duì)應(yīng)狀態(tài)下與頂部空間空氣達(dá)到吸附和解吸平衡后，取一定量頂部空間氣體進(jìn)行氣相色譜分析。此技術(shù)的裝置如圖I所示，其中，1-1為密封橡膠塞，1-2 為飽和鹽水，1-3為土壤樣品，1-4為玻璃鹽水瓶，1-5為土壤平衡出的頂空間氣。物理吸附氣提取技術(shù)是ー種包括樣品瓶、脫氣裝置為一體的土壌物理吸附烴提取裝置。把所取土壌或巖屑樣品稱重(或量體積)后置于特制的樣品瓶中密封，加入飽和鹽水排走空氣，通過如圖2所示的脫氣裝置造成內(nèi)部一定真空度的真空，使樣品中的物理作用態(tài)輕烴較完全地脫出來，再設(shè)法收集所脫氣體，取部分用氣相色譜儀定性和定量分析其中C1-C7輕烴組分。圖2所示的脫氣裝置中，2-1為盛水杯，2-2為閥I，2-3為閥2，2_4為真空泵，2-5為閥3，2-6為真空表，2-7為閥4，2-8為排水ロ，2-9為蓄水瓶，2-10為脫氣瓶， 2-11為過濾網(wǎng)，2-12為集氣與采氣ロ，2-13為注、排水管。但是，頂部空間氣技術(shù)和物理吸附氣技術(shù)存在以下問題1，頂部空間氣技術(shù)只是一種相對(duì)量的分析，解吸出的部分物理吸附態(tài)輕烴一方面被頂部空間氣所稀釋；另ー方面，在采樣、解吸及分析過程中受環(huán)境溫度和壓カ影響較大， 受巖性影響也較大，而且有時(shí)頂部空間中輕烴的含量并不與樣品的體積或重量成線性關(guān)系，也無法換算成單位體積或單位重量樣品中所含的輕烴量。另外顆粒表面的部分烴類氣體受范德華カ的作用沒有完全解吸。2，物理吸附氣技術(shù)雖然克服了頂部空間氣技術(shù)的若干缺點(diǎn)，采用了內(nèi)部造真空的方法，避免了空氣的影響，且能較完全地把物理吸附輕烴定量提取出來，從而使對(duì)應(yīng)位置單位重量(或単位體積)樣品物理吸附輕烴的含量較頂部空間中的輕烴含量高，所提取的輕烴組分多。但是該處理裝置(如圖2所示)在抽掉樣品瓶中的飽和鹽水到蓄水瓶的過程中，
4必定帶有一部分溶解烴和解吸出來的游離烴，造成樣品中烴類含量一定程度的損失。另外， 此脫氣裝置比較煩瑣，當(dāng)樣品數(shù)較多時(shí)，要在短時(shí)間內(nèi)完成分析測(cè)試，需要建立多套脫氣裝置，耗費(fèi)大量的時(shí)間、人力和物力。經(jīng)過檢索國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)、維普數(shù)據(jù)網(wǎng)(期刊)、歐洲專利庫、美國(guó)專利庫等數(shù)據(jù)庫，檢出以下有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)1，專利號(hào)為CN1308678C的專利公開了ー種土壤吸附烴低溫解吸裝置及方法，其缺點(diǎn)在于(1)高溫、負(fù)壓同時(shí)作用，脫氣效果好，但同時(shí)會(huì)有水蒸汽混入氣體中，増加了分析誤差；(2)樣品多次操作，會(huì)導(dǎo)致氣體漏失，造成人為誤差；(3)設(shè)備操作復(fù)雜，適用于實(shí)驗(yàn)室條件下少量樣品的分析實(shí)驗(yàn)。2，專利號(hào)為CN101051007A的專利公開了ー種用于制備或收集巖石中吸附氣態(tài)烴的裝置，其特點(diǎn)在于(I)密閉操作，不受空氣干擾，但樣品仍需二次操作；(2)機(jī)械攪拌，加熱，酸解脫氣，脫氣程度高；(3)脫出氣體完全收集，有效避免裝置殘留氣體而導(dǎo)致的分析誤差；(4)裝置操作復(fù)雜，僅適用于實(shí)驗(yàn)室條件下少量樣品的實(shí)驗(yàn)；(5)主要適用于酸解脫氣。3，專利號(hào)為CN201105820Y的專利公開了ー種防滑可視密封罐，其特征是(1)防腐，可以避免玻璃和塑料材質(zhì)不適宜長(zhǎng)期存放腐蝕性物品的缺點(diǎn)；(2)防滑，罐體采用防滑凸條或凸粒的設(shè)計(jì)；(3)可視，罐蓋上端面采用可視材料制成，可觀察罐內(nèi)物品情況；(4)密封，罐蓋與罐體采用螺紋旋和或壓合密封；(5)滿足美化和日常生活使用。4，專利號(hào)為CN101034050的專利公開了ー種煤層含氣量快速解吸儀，主要包括密封罐和攪拌塊兩部分。其特征是(I)密封罐是放置煤芯樣品的容器，并且內(nèi)置攪拌塊；(2) 攪拌塊起到機(jī)械攪拌煤芯樣品，并使煤芯內(nèi)吸附氣體釋放出來；(3)裝置簡(jiǎn)單，罐內(nèi)氣壓不能改變且偏高，不利于脫氣，因此機(jī)械攪拌解吸物理吸附氣體的程度較低。5，專利號(hào)為 JP57I65OO7 (A)的專利公開了 Method and apparatus fordegassing dissolved gas in liquid,其主要由密封箱和聚こ烯-四氟化物樹脂管組成。其特征在于
(I)密封箱被抽成真空，一條長(zhǎng)樹脂管被盤卷成竹排狀內(nèi)置在密封箱內(nèi)；(2)液體由樹脂管一端注入，從另外一端排出；(3)在樹脂管內(nèi)外壓差的作用下，流體內(nèi)溶解的氣體可透過樹脂管壁滲出，進(jìn)入密封箱內(nèi)。主要適用于解吸易燃和低沸點(diǎn)液體內(nèi)的溶解氣體。6，專利號(hào)為US2010/0078435A1的專利公開了 Seal jarl.核心技術(shù)為將一個(gè)罐體分隔成多個(gè)密閉空間，可以分別放置不同物品，解決了使用多個(gè)罐體占用太多空間的問題。 其特征是(1)密封技術(shù)采用密封圈緊貼罐體內(nèi)壁的方法；(2)密封性能一般，適用于對(duì)密封性能要求不是很高的日常使用?？傊F(xiàn)有技術(shù)中存在多種問題，它們或者解吸程度低或者操作較為復(fù)雜，僅適合在實(shí)驗(yàn)室條件下的少量樣品的脫氣實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐，通過全密封、活塞真空脫氣方式來提取土壤樣品中物理吸附烴，該密封罐集樣品密封、負(fù)壓脫氣和正壓抽氣于一體，且裝置小巧、操作簡(jiǎn)單和方便實(shí)用，同時(shí)適合批量樣品的氣體解吸實(shí)驗(yàn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐，所述密封罐包括筒體5、端蓋2和活塞移動(dòng)脫氣組件；其中，所述筒體5為兩端開ロ的套筒結(jié)構(gòu)，其一端為進(jìn)樣端，用于放入樣品，另ー 端為工作端，用于固定所述活塞移動(dòng)脫氣組件；所述端蓋2可拆卸式安裝在筒體5的進(jìn)樣端上，對(duì)筒體5的內(nèi)腔進(jìn)行密封；裝樣品時(shí)，打開端蓋2,在筒體5內(nèi)裝入樣品后蓋上端蓋2。所述活塞移動(dòng)脫氣組件包括端蓋螺母12、活塞6和旋轉(zhuǎn)套16 ；所述端蓋螺母12的一端固定在筒體5的工作端上；另一端套裝在所述旋轉(zhuǎn)套16 的內(nèi)孔中；所述活塞6安裝在所述筒體5的內(nèi)腔中，其與筒體5同軸，并在筒體5的內(nèi)腔中移動(dòng)；在面向端蓋螺母12的活塞6的端面上固定有活塞桿19，活塞桿19的另一端穿出端蓋螺母12成為自由端；在所述活塞桿19的自由端的外表面上裝有推力軸承17，推力軸承17通過安裝在活塞桿19外表面上的軸用擋環(huán)18固定?。辉诳拷钊?處的活塞桿19的外表面上套裝有塾片9 ；在墊片9和推力軸承17之間的活塞桿19的外表面上套裝有空心絲桿10 ;所述空心絲桿10的兩端分別頂在墊片9和推力軸承17上，與兩者之間為動(dòng)配合；空心絲桿10帶有外螺紋，與端蓋螺母12的內(nèi)螺紋相配合；在所述旋轉(zhuǎn)套16的內(nèi)孔中固定有聯(lián)接套20 ;在所述聯(lián)接套20的內(nèi)孔圓柱面上固定有與所述空心絲桿10同軸向的鍵21 ;所述空心絲桿10的外表面上開有軸向長(zhǎng)凹槽，所述鍵21在軸向長(zhǎng)凹槽中滑移，鍵21起到帶動(dòng)空心絲桿10旋轉(zhuǎn)的作用旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)套16，旋轉(zhuǎn)套16帶動(dòng)聯(lián)接套20 —起旋轉(zhuǎn)，再通過鍵21帶動(dòng)空心絲桿10 旋轉(zhuǎn)，由于空心絲桿10的外螺紋與固定的端蓋螺母12內(nèi)螺紋配合，空心絲桿10同時(shí)進(jìn)行軸向移動(dòng)，推動(dòng)推力軸承17和軸用擋環(huán)18或墊片9進(jìn)而帶動(dòng)活塞桿19與空心絲桿10 — 起做軸向移動(dòng)，再由活塞桿19帶動(dòng)活塞6進(jìn)行軸向移動(dòng)。在所述端蓋2的中心開有貫通的抽氣孔；在所述抽氣孔中從內(nèi)向外依次裝有抽氣密封墊3和插針壓帽I ;在所述插針壓帽I的中心開有通孔；所述抽氣孔帶有一段內(nèi)螺紋；所述插針壓帽I帶有外螺紋，插針壓帽I的外螺紋與端蓋2上抽氣孔的內(nèi)螺紋相配合。旋轉(zhuǎn)插針壓帽I即可讓插針壓帽I進(jìn)入抽氣孔，起到壓緊抽氣密封墊3的作用，旋轉(zhuǎn)插針壓帽I也可以調(diào)節(jié)控制抽氣密封墊3的密封性能。使用吋，將色譜進(jìn)樣針通過插針壓帽I的中心通孔插入抽氣密封墊3，抽氣密封墊3用于在色譜進(jìn)樣針插入過程中對(duì)進(jìn)樣針進(jìn)行密封，以防筒體5內(nèi)氣體逸出或筒體5外的空氣進(jìn)入，這樣，既可保證密封性，又很方便抽取筒內(nèi)氣(液)體進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。端蓋2的內(nèi)表面設(shè)計(jì)成球面或斜面，在軸中心線處為端蓋2最薄的地方的。在與所述筒體5內(nèi)壁接觸處的端蓋2上的凹槽內(nèi)裝有端蓋0型圈4，通過0形圈4 對(duì)筒體5的內(nèi)腔進(jìn)行端ロ密封。在所述活塞6的外圓柱面的凹槽內(nèi)裝有活塞0型圈7，用于活塞6與筒體5內(nèi)表面之間的密封。
活塞桿19的外表面與墊片9、空心絲桿10之間的配合為動(dòng)配合；所述推力軸承17的第一環(huán)形圈與所述空心絲桿10的端面接觸，第二環(huán)形圈與軸用擋環(huán)18的內(nèi)側(cè)面接觸；在兩個(gè)環(huán)形圈之間為滾動(dòng)鋼球；第一環(huán)形圈的內(nèi)圓與活塞桿19的外表面的配合為動(dòng)配合，第二環(huán)形圈的內(nèi)圓與活塞桿19的外表面的配合為過渡配合，這樣便于推動(dòng)軸承的裝拆；其作用是當(dāng)空心絲桿10 正反旋轉(zhuǎn)時(shí)，推力軸承17的第一環(huán)形圈和鋼球與空心絲桿10—起正反旋轉(zhuǎn),起到減小磨擦力和承受空心絲桿10在軸向移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的軸向カ的作用。軸用擋環(huán)18的作用是限制推力軸承17在活塞桿上發(fā)生移動(dòng)；在與所述旋轉(zhuǎn)套16接觸處所述端蓋螺母12的外圓柱表面上開有同軸的環(huán)形凹槽；在所述旋轉(zhuǎn)套16上固定有限位螺釘13，所述限位螺釘13穿出所述旋轉(zhuǎn)套16的內(nèi)圓柱表面；所述限位螺釘13的無螺紋端套裝在限位銷套14內(nèi)，限位螺釘13與所述限位銷套 14轉(zhuǎn)動(dòng)配合；限位銷套14的外表面與端蓋螺母12上的環(huán)形凹槽動(dòng)配合，限位銷套14在環(huán)形凹槽中滑動(dòng)。其主要作用起到限制旋轉(zhuǎn)套-16在做正反旋轉(zhuǎn)過程中不脫離端蓋螺母-12 的圓柱面，也就是說限止旋轉(zhuǎn)套-16只能做正反旋轉(zhuǎn)，而不能直線移動(dòng)。所述聯(lián)接套20通過沉頭螺釘15與旋轉(zhuǎn)套16固定連接。所述端蓋2通過螺拴銷釘22與筒體5連接；所述端蓋螺母12通過沉頭螺栓11與筒體5固定連接。在所述筒體5的外表面上標(biāo)有容積刻度，可以將樣品進(jìn)行量化。所述筒體5由有機(jī)玻璃制成，筒體5內(nèi)可以放置土壤樣品和飽和鹽水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明集樣品密封、負(fù)壓脫氣和正壓抽氣于一體，且裝置小巧、方便攜帯，操作簡(jiǎn)單和方便實(shí)用；(2)該密封罐密閉性好，適用于對(duì)密閉性要求較高的分析實(shí)驗(yàn)使用，且具有定量樣品體積、快速負(fù)壓脫氣且脫氣效果好，并可反復(fù)使用；(3)該密封罐的筒體標(biāo)有容積刻度，在野外裝入樣品時(shí)可以直接定量取樣，避免ニ 次操作而導(dǎo)致的樣品氣體損失，同時(shí)也能保證樣品量基本一致；(4)利用該密封罐，移動(dòng)活塞即可改變筒體內(nèi)部空間體積，實(shí)現(xiàn)土壤樣品快速負(fù)壓脫氣和正壓抽氣，避免了土壤樣品中烴類的人為損失，操作簡(jiǎn)便，采用ー樣ー罐，可同時(shí)處理大批量樣品，縮短了樣品分析時(shí)間和周期，提高了效率；(5)本發(fā)明適用于土壤、巖石和水介質(zhì)樣品的物理吸附烴的密封真空脫氣、正壓提取。適用范圍包括地表油氣地球化學(xué)勘探、油氣地球化學(xué)錄井、礦產(chǎn)勘查和環(huán)境調(diào)查等，應(yīng)用前景廣闊。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)頂部空間氣技術(shù)所用裝置的示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)物理吸附氣技術(shù)所用裝置的示意圖。圖3是本發(fā)明土壌物理吸附烴真空解吸密封罐的結(jié)構(gòu)圖。
其中，插針壓帽I、端蓋2、抽氣密封墊3、端蓋0型圈4、筒體5、活塞6、活塞0型圈
7、圓柱銷8、墊片9、空心絲桿10、沉頭螺栓11、端蓋螺母12、限位螺釘13、限位銷套14、沉頭螺釘15、旋轉(zhuǎn)套16、推力軸承17、軸用擋環(huán)18、活塞桿19、聯(lián)接套20、鍵21和螺栓銷釘22。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述一種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐，如圖3所示，所述密封罐包括筒體5、端蓋2 和活塞移動(dòng)脫氣組件；其中，所述筒體5為兩端開ロ的套筒結(jié)構(gòu)，其一端為進(jìn)樣端，用于放入樣品，另ー 端為工作端，用于固定所述活塞移動(dòng)脫氣組件；所述端蓋2可拆卸式安裝在筒體5的進(jìn)樣端上，對(duì)筒體5的內(nèi)腔進(jìn)行密封；裝樣品時(shí)，打開端蓋2,在筒體5內(nèi)裝入樣品后蓋上端蓋2。所述活塞移動(dòng)脫氣組件包括端蓋螺母12、活塞6和旋轉(zhuǎn)套16 ;所述活塞移動(dòng)脫氣組件是用于改變密封罐的體積從而實(shí)現(xiàn)密封罐內(nèi)氣壓的升高和降低，達(dá)到解吸筒內(nèi)土壤樣品物理吸附氣體和正壓抽氣的目的。所述端蓋螺母12的一端固定在筒體5的工作端上；另一端套裝在所述旋轉(zhuǎn)套16 的內(nèi)孔中；具體來說，在所述端蓋螺母12上開有外臺(tái)肩，在所述旋轉(zhuǎn)套16上開有內(nèi)臺(tái)肩，其套裝在所述端蓋螺母12的外臺(tái)肩的外表面上。所述活塞6安裝在所述筒體5的內(nèi)腔中，其與筒體5同軸，并在筒體5的內(nèi)腔中移動(dòng)；在面向端蓋螺母12的活塞6的端面固定有活塞桿19，活塞桿19可以直接固定連接在活塞端面上，也可以在活塞上設(shè)計(jì)有凸臺(tái)，在凸臺(tái)上開有內(nèi)孔，活塞桿19插入凸臺(tái)上的內(nèi)孔， 然后用圓柱銷8固定??；活塞桿19的另一端穿出端蓋螺母12成為自由端；當(dāng)活塞桿19做軸向移動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)活塞6 —起做軸向移動(dòng)。在所述活塞桿19的自由端的外表面上裝有推力軸承17，推力軸承17通過安裝在活塞桿19外表面上的軸用擋環(huán)18固定??；在活塞桿19表面上開有環(huán)形凹槽，軸用擋環(huán)18 安裝在活塞桿19的環(huán)形凹槽中；所述推力軸承可以采用平面推力軸等。在靠近活塞6處的活塞桿19的外表面上套裝有墊片9 ;所述空心絲桿10的兩端分別頂在墊片9和推力軸承 17上，與兩者之間為動(dòng)配合?？招慕z桿10向右移動(dòng)時(shí)通過推力軸承17將カ傳遞傳給活塞桿19，然后通過活塞桿19和圓柱銷8帶動(dòng)活塞6右移；當(dāng)向左移動(dòng)時(shí)，是通過墊片9將カ 傳遞傳給活塞6。當(dāng)空心絲桿10的內(nèi)孔繞活塞桿19旋轉(zhuǎn)的過程中，墊片9起到保護(hù)活塞6 有的第二端面不被磨損和防止活塞6隨之旋轉(zhuǎn)的作用。在墊片9和推力軸承17之間的活塞桿19的外表面上套裝有空心絲桿10 ;空心絲桿10帶有外螺紋，與端蓋螺母12的內(nèi)螺紋相配合；在所述旋轉(zhuǎn)套16的內(nèi)孔中固定有聯(lián)接套20 ;在所述聯(lián)接套20的內(nèi)孔圓柱面上固定有與所述空心絲桿10同軸向的鍵21 ;所述空心絲桿10的外表面上開有軸向長(zhǎng)凹槽，所述鍵21在軸向長(zhǎng)凹槽中滑移，鍵21起到帶動(dòng)空心絲桿10旋轉(zhuǎn)的作用在所述端蓋2的中心開有貫通的抽氣孔；在所述抽氣孔中從內(nèi)向外依次裝有抽氣密封墊3和插針壓帽I ;實(shí)施例中，為了使脫附出來的氣體聚集在容器頂部，利于抽取氣樣， 將端蓋2的內(nèi)表面設(shè)計(jì)成球面或斜面，在軸中心線處為端蓋2最薄的地方的；
在所述插針壓帽I的中心開有通孔；所述抽氣孔帶有一段內(nèi)螺紋；所述插針壓帽I帶有外螺紋，插針壓帽I的外螺紋與端蓋2上抽氣孔的內(nèi)螺紋相配合。旋轉(zhuǎn)插針壓帽I即可讓插針壓帽I進(jìn)入抽氣孔，起到壓緊抽氣密封墊3的作用，旋轉(zhuǎn)插針壓帽I也可以調(diào)節(jié)控制抽氣密封墊3的密封性能。使用吋， 將色譜進(jìn)樣針通過插針壓帽I的中心通孔插入抽氣密封墊3，抽氣密封墊3用于在色譜進(jìn)樣針插入過程中對(duì)進(jìn)樣針進(jìn)行密封，以防筒體5內(nèi)氣體逸出或筒體5外的空氣進(jìn)入，這樣， 既可保證密封性，又很方便抽取筒內(nèi)氣(液)體進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。因筒內(nèi)的混合物質(zhì)為樣品、 水、脫附氣三種，其中脫附氣的密度最小，工作狀態(tài)下，當(dāng)筒體5立放吋，抽氣孔必須開在筒內(nèi)最高點(diǎn)即端蓋2帶斜面(或球面)的軸中心線上，以保證脫附氣完全集中于飽和鹽水之上。另外，抽氣密封墊3可以采用硅橡膠等材料，進(jìn)樣針是穿破抽氣密封墊進(jìn)入筒體5的， 筒體頂部為從土壤中脫附出來的氣體，進(jìn)樣針在筒頂部即可抽取到氣體。在與所述筒體5內(nèi)壁接觸處的端蓋2上的外臺(tái)肩凹槽內(nèi)裝有端蓋0型圈4,通過0 形圈4對(duì)筒體5的內(nèi)腔進(jìn)行端ロ密封，使筒體內(nèi)腔與外界隔絕。在所述活塞6的外圓柱面的凹槽內(nèi)裝有活塞0型圈7，用于活塞6與筒體5內(nèi)表面之間的密封?；钊麠U19外表面與墊片9、空心絲桿10的配合為動(dòng)配合；當(dāng)空心絲桿10的內(nèi)孔繞活塞桿19旋轉(zhuǎn)的過程中，墊片9起到保護(hù)活塞6的第二端面不被磨損和防止活塞6隨之旋轉(zhuǎn)的作用。所述推力軸承17的第一環(huán)形圈與所述空心絲桿10的端面接觸，第二環(huán)形圈與軸用擋環(huán)18的內(nèi)側(cè)面接觸；在兩個(gè)環(huán)形圈之間為滾動(dòng)鋼球；第一環(huán)形圈的內(nèi)圓與活塞桿19的外表面的配合為動(dòng)配合，第二環(huán)形圈的內(nèi)圓與活塞桿19的外表面的配合為過渡配合，這樣便于推動(dòng)軸承的裝拆；其作用是當(dāng)空心絲桿10 正反旋轉(zhuǎn)時(shí)，推力軸承17的第一環(huán)形圈和鋼球與空心絲桿10—起正反旋轉(zhuǎn),起到減小磨擦力和承受空心絲桿10在軸向移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的軸向カ的作用。軸用擋環(huán)18的作用是限制推力軸承17在活塞桿上發(fā)生移動(dòng)；在與所述旋轉(zhuǎn)套16接觸處所述端蓋螺母12的外圓柱表面上開有同軸的環(huán)形凹槽；在所述旋轉(zhuǎn)套16上固定有限位螺釘13，所述限位螺釘13穿出所述旋轉(zhuǎn)套16的內(nèi)圓柱表面；所述限位螺釘13的無螺紋端套裝在限位銷套14內(nèi)，限位螺釘13與所述限位銷套 14轉(zhuǎn)動(dòng)配合；限位銷套14的外表面與端蓋螺母12上的環(huán)形凹槽動(dòng)配合，限位銷套14在環(huán)形凹槽中滑動(dòng)。其主要作用起到限制旋轉(zhuǎn)套16在做正反旋轉(zhuǎn)過程中不脫離端蓋螺母12的圓柱面，也就是說限制旋轉(zhuǎn)套16只能做徑向正反旋轉(zhuǎn)，而不能做軸向直線移動(dòng)。所述聯(lián)接套20通過沉頭螺釘15與旋轉(zhuǎn)套16固定連接。所述端蓋2通過螺拴銷釘22與筒體5連接；所述端蓋螺母12通過沉頭螺栓11與筒體5固定連接。所述筒體5由有機(jī)玻璃制成，筒體5內(nèi)可以放置土壤樣品和飽和鹽水。筒體5腔壁的外表面上標(biāo)有容積刻度，可以將樣品進(jìn)行量化。有機(jī)玻璃為透明合成材料，硬度和強(qiáng)度滿足密封罐的要求，裝樣品量可視，材料相對(duì)不易吸附烴類氣體。飽和鹽水在取樣之前已經(jīng)加入，裝樣后飽和鹽水上升至罐頂，排出罐中的空氣。飽和鹽水的作用一方面是排出罐中的空氣，另一方面烴類氣體難溶于飽和鹽水，避免脫附出來的烴類氣體溶解。脫氣后，氣體集中于罐頂部空間，進(jìn)樣針可以直接在頂部抽到氣體，不用穿過土壤層和水層取樣。本發(fā)明的工作原理是手動(dòng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)套16，旋轉(zhuǎn)套16通過沉頭螺釘15帶動(dòng)聯(lián)接套20 —起旋轉(zhuǎn)，再通過固定在20內(nèi)表面上的鍵21帶動(dòng)空心絲桿10旋轉(zhuǎn)，由于空心絲桿 10外螺紋與固定的端蓋螺母12內(nèi)螺紋配合，空心絲桿10同時(shí)進(jìn)行軸向移動(dòng)，推動(dòng)推力軸承17和軸用擋環(huán)18或墊片9進(jìn)而帶動(dòng)活塞桿19與空心絲桿10 —起做軸向移動(dòng)，再由活塞桿19帶動(dòng)活塞6進(jìn)行軸向移動(dòng)(推進(jìn)或拉出)，從而可以改變端蓋2與活塞6之間的樣品腔的容積大小，拉出活塞可以增大樣品腔的體積，從而使樣品腔內(nèi)的壓カ為負(fù)壓，有利于脫氣；推進(jìn)活塞可以減小樣品腔的體積，從而使樣品腔內(nèi)的壓カ逐漸增大，有利于色譜進(jìn)樣針插入取氣。使用本發(fā)明密封罐的操作步驟如下(I)在使用密封罐前，在室內(nèi)先卸下端蓋2，把活塞6拉至筒體的最低處，裝入適量已配置好的飽和鹽水，然后蓋好端蓋2封好筒體5 ；(2)到野外后，卸下端蓋2，再把采集的適量(或已稱重)土壤樣品裝進(jìn)筒體5，讓飽和鹽水淹沒樣品，然后把端蓋2蓋上，并把螺拴銷釘22裝上并旋紫。由于蓋緊后的筒體內(nèi)飽和鹽水的上方(此時(shí)密封罐應(yīng)端蓋2朝上立放)是空氣，可以先把取氣用的注射針從插針壓帽I的中心通孔插入并穿過抽氣密封墊3，然后旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)套16，推動(dòng)活塞6慢慢上移一定刻度，可把筒體5內(nèi)的空氣漸漸趕走，直至飽和鹽水從注射針ロ流出止，此時(shí)可把注射針拔掉并旋緊插針壓帽1，這樣野外的樣品采集步聚完成。野外往往要采集多個(gè)點(diǎn)的土壤樣品，均按此步聚進(jìn)行；(3)回到室內(nèi)后，將所有的密封罐的旋轉(zhuǎn)套16反旋，把活塞6拉至筒體5的最低點(diǎn)止，這樣筒內(nèi)飽和鹽水的上方就處于低真空負(fù)壓狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，裝置靜止立放ー個(gè)小時(shí)或一定時(shí)間后，就可送測(cè)試分析室取氣分析；(4)取氣過程密封罐處于立放位置，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)套16，使活塞6慢慢上移，筒體5內(nèi)飽和鹽水的上方空間漸漸縮小至2-3ml吋，以恢復(fù)正壓。將色譜進(jìn)樣針從插針壓帽I的中心通孔插入并穿過抽氣密封墊3約2-3_抽氣，如手感針筒柱塞有吸力，說明筒體空間仍負(fù)壓，則繼續(xù)推進(jìn)活塞6上移，直至手感無吸力。抽取的氣樣則直接進(jìn)入氣相色譜儀或同位素質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。工作過程中密封罐裝入樣品后的一直保持端蓋2在上的立式位置。下面通過ー個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證本發(fā)明的效果以某農(nóng)田的兩個(gè)鉆孔樣品為例，將同一個(gè)樣品分別經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)中的頂部空間技術(shù)和本發(fā)明的密封罐處理后，所獲得烴類含量L/L)及組分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果如表I所示。
權(quán)利要求
1.一種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于所述密封罐包括筒體(5)、端蓋 (2)和活塞移動(dòng)脫氣組件；其中，所述筒體(5)為兩端開ロ的套筒結(jié)構(gòu)，其一端為進(jìn)樣端，用于放入樣品，另一端為工作端，用于固定所述活塞移動(dòng)脫氣組件；所述端蓋(2)可拆卸式安裝在筒體(5)的進(jìn)樣端上，對(duì)筒體(5)的內(nèi)腔進(jìn)行密封；所述活塞移動(dòng)脫氣組件包括端蓋螺母(12)、活塞(6)和旋轉(zhuǎn)套(16)；所述端蓋螺母(12)的一端固定在筒體(5)的工作端上；另一端套裝在所述旋轉(zhuǎn)套(16)的內(nèi)孔中；所述活塞(6)安裝在所述筒體(5)的內(nèi)腔中，其與筒體(5)同軸，并在筒體(5)的內(nèi)腔中移動(dòng)；在面向端蓋螺母(12)的活塞￠)的端面上固定有活塞桿(19)，活塞桿(19)的另一端穿出端蓋螺母(12)成為自由端；在所述活塞桿(19)的自由端的外表面上裝有推力軸承(17)，推力軸承(17)通過安裝在活塞桿(19)外表面上的軸用擋環(huán)(18)固定??；在靠近活塞(6)處的活塞桿(19)的外表面上套裝有墊片(9)；在墊片(9)和推力軸承(17)之間的活塞桿(19)的外表面上套裝有空心絲桿(10);所述空心絲桿(10)的兩端分別頂在墊片(9)和推力軸承(17)上，與兩者之間為動(dòng)配合；空心絲桿(10)帶有外螺紋，與端蓋螺母(12)的內(nèi)螺紋相配合；在所述旋轉(zhuǎn)套(16)的內(nèi)孔中固定有聯(lián)接套(20);在所述聯(lián)接套(20)的內(nèi)孔圓柱面上固定有與所述空心絲桿(10)同軸向的鍵(21);所述空心絲桿(10)的外表面上開有軸向長(zhǎng)凹槽，所述鍵(21)在軸向長(zhǎng)凹槽中滑移；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)套(16)，旋轉(zhuǎn)套(16)帶動(dòng)聯(lián)接套(20) —起旋轉(zhuǎn)，再通過鍵(21)帶動(dòng)空心絲桿(10)旋轉(zhuǎn)，由于空心絲桿(10)的外螺紋與固定的端蓋螺母(12)的內(nèi)螺紋配合，空心絲桿(10)同時(shí)進(jìn)行軸向移動(dòng)，推動(dòng)推力軸承(17)和軸用擋環(huán)(18)或墊片(9)進(jìn)而帶動(dòng)活塞桿(19)與空心絲桿(10) —起做軸向移動(dòng)，再由活塞桿(19)帶動(dòng)活塞6進(jìn)行軸向移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于在所述端蓋(2)的中心開有貫通的抽氣孔；在所述抽氣孔中從內(nèi)向外依次裝有抽氣密封墊(3)和插針壓帽⑴;在所述插針壓帽(I)的中心開有通孔；所述抽氣孔帶有一段內(nèi)螺紋；所述插針壓帽(I)帶有外螺紋，插針壓帽(I)的外螺紋與端蓋(2)上抽氣孔的內(nèi)螺紋相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于端蓋(2) 的內(nèi)表面設(shè)計(jì)成球面或斜面，在軸中心線處為端蓋(2)最薄的地方。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于在與所述筒體(5)內(nèi)壁接觸處的端蓋(2)上的凹槽內(nèi)裝有端蓋0型圈(4)，用于端蓋(2)與筒體 (5)內(nèi)表面之間的密封；在所述活塞(6)的外圓柱面的凹槽內(nèi)裝有活塞0型圈(7)，用于活塞(6)與筒體(5)內(nèi)表面之間的密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在干活塞桿(19) 的外表面與墊片(9)、空心絲桿(10)之間的配合為動(dòng)配合；所述推力軸承(17)的第一環(huán)形圈與所述空心絲桿(10)的端面接觸，第二環(huán)形圈與軸用擋環(huán)(18)的內(nèi)側(cè)面接觸；在兩個(gè)環(huán)形圈之間為滾動(dòng)鋼球；第一環(huán)形圈的內(nèi)圓與活塞桿(19)的外表面的配合為動(dòng)配合，第二環(huán)形圈的內(nèi)圓與活塞桿(19)的外表面的配合為過渡配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于在與所述旋轉(zhuǎn)套(16)接觸處所述端蓋螺母(12)的外圓柱表面上開有同軸的環(huán)形凹槽；在所述旋轉(zhuǎn)套(16)上固定有限位螺釘(13)，所述限位螺釘(13)穿出所述旋轉(zhuǎn)套(16) 的內(nèi)圓柱表面；所述限位螺釘(13)的無螺紋端套裝在限位銷套(14)內(nèi)，限位螺釘(13)與所述限位銷套(14)轉(zhuǎn)動(dòng)配合；限位銷套(14)的外表面與端蓋螺母(12)上的環(huán)形凹槽動(dòng)配合，限位銷套(14)在環(huán)形凹槽中滑動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于所述聯(lián)接套(20)通過沉頭螺釘(15)與旋轉(zhuǎn)套(16)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于所述端蓋(2) 通過螺拴銷釘(22)與筒體(5)連接；所述端蓋螺母(12)通過沉頭螺栓(11)與筒體(5)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于在所述筒體 (5)的外表面上標(biāo)有容積刻度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壌物理吸附烴真空解吸密封罐，其特征在于所述筒體(5)由有機(jī)玻璃制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種土壤物理吸附烴真空解吸密封罐，屬于石油地質(zhì)中的油氣勘探領(lǐng)域。本裝置包括筒體、端蓋和活塞移動(dòng)脫氣組件，其中端蓋可拆裝式固定連接在筒體的一端，活塞脫氣組件固定在筒體的另一端，用于改變密封罐的體積從而實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)氣壓的升高和降低，達(dá)到解吸筒內(nèi)土壤樣品物理吸附氣體和正壓抽氣的目的。該裝置通過全密封、移動(dòng)活塞真空脫氣和正壓抽氣的方式來提取土壤樣品中物理吸附烴，其密閉性好，脫氣程度高，操作簡(jiǎn)單，方便攜帶，適合批量樣品實(shí)驗(yàn)，縮短了樣品分析時(shí)間和周期，提高了效率。同時(shí)，該裝置的筒體標(biāo)有容積刻度，在野外裝入樣品時(shí)可以直接定量取樣，避免二次操作而導(dǎo)致的樣品氣體損失，也保證了樣品量基本一致。
文檔編號(hào)G01N1/24GK102607902SQ20111002352
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者盧麗, 李吉鵬, 楊俊 , 王國(guó)建, 程同錦, 榮發(fā)準(zhǔn), 陳偉鈞, 黃臣軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院