一种转盘式顶空自动进样器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种转盘式顶空自动进样器，所述取样部分采用转盘式结构，转盘组件由从动轮、轴承、样品转盘、轴承盖.上盖安装板组成；样品转盘上加工有圆形排列的若干个圆孔，圆孔用于嵌放样品瓶，齿环定位组件由对射管安装架和定位齿环组成；加热装置由可调支架支撑加热块，加热块与嵌装在样品转盘的圆孔中的加热桶底部接触，加热桶带有隔热套，有益效果是：通过转盘式顶空自动进样器，使样品瓶能大于5ml，而具备连续自动进样功能，自动化程度高，本大样品瓶顶空进样器，利于同一样品的多次分析，能够连接安捷伦7890、7820气象色谱仪。
【专利说明】一种转盘式顶空自动进样器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石油录井行业，特别涉及一种转盘式顶空自动进样器，应用于
[0002]安捷伦气相色谱仪，实现对钻井液岩屑混合样轻烃分析的制备及取样。
【背景技术】
[0003]目前，国内多数录井公司都采用了安捷伦气相色谱仪进行轻烃分析，同时规范了取样及分析标准。要求选取钻井液和岩屑的混合样，样品瓶IOOml以上，取样量占样品瓶容积2/3。需要采取顶空气进样。
[0004]现有自动进样器主要是用于液态样品，样品瓶通常不大于5ml。而大样品瓶顶空进样器都不具备连续自动进样功能，不利于重复分析。所以需要设计自动化程度高的大样品瓶顶空进样器，从而弥补现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0005]鉴于以上存在的问题，本实用新型提出一种适合使用120ml大样品瓶的具备连续自动进样功能的顶空气进样器的设计方案，采用转盘式自动进样结构，力求使设备具有以下特点:
[0006](I)结构简单，安装方便，不会出现断针的问题，同时无需采样泵。
[0007](2)可适用于120ml的样品瓶，用于钻井液和岩屑的混合样的轻烃分析。
[0008](3)取样量较小，不超过I毫升，利于同一样品的多次分析。
[0009](4)能够连接安捷伦7890、7820气象色谱仪。
[0010]本实用新型是通过这样的技术方案实现的:转盘式顶空自动进样器，包括取样部分和进样部分，其特征在于，所述取样部分采用转盘式结构，包括底板、电机组件、主轴总成、转盘组件、取样组件、齿环定位组件、加热装置、样品瓶和加热桶，取样部分以电控箱体作为固定和安装的基架；
[0011]取样部分底板固定在电控箱体上，以底板作为支撑体，其上平面分布固定电机组件的电机架、主轴总成的主轴固定座和加热装置的可调支架；
[0012]电机组件以电机架为支撑，电机架安装在主轴总成的主轴固定座外侧，电机固定在电机架上平面下侧，电机轴延伸出电机架上平面，电机轴的轴端固定主动轮；主动轮与转盘组件的从动轮啮合；
[0013]主轴总成的主轴固定座内安装主轴，主轴的外径尺寸由下至上依次缩减，共包括5级轴台；
[0014]主轴的第一级轴台上安装转盘组件的轴承，与轴承上沿同一平面为主轴的第二级轴台，第二级轴台上安装垫圈A ;垫圈A上方为上盖安装板，上盖安装板的内径与主轴固定，随主轴转动；
[0015]上盖安装板的上方为垫圈B ；[0016]垫圈B的上方为取样组件的样品瓶限位挡板；
[0017]样品瓶限位挡板的上方为紧固螺套；
[0018]紧固螺套的上方为气缸手臂；
[0019]气缸手臂的上方为螺帽；
[0020]取样组件的样品瓶限位挡板，其内径与主轴滑动连接，不随主轴转动；
[0021]气缸手臂其内径与主轴滑动连接，不随主轴转动；
[0022]转盘组件由从动轮、轴承、样品转盘、轴承盖.上盖安装板组成；样品转盘上加工有圆形排列的若干个圆孔，圆孔用于嵌放样品瓶；
[0023]取样组件由样品瓶限位挡板、气缸手臂、针夹、取样针和气缸A组成；
[0024]齿环定位组件由对射管安装架和定位齿环组成；
[0025]加热装置由可调支架、加热块构成，加热块与嵌装在样品转盘的圆孔中的加热桶底部接触，加热桶带有隔热套，用于为样品加热；
[0026]所述进样部分包括进样组件、四通切换组件，进样部分的组件以分析设备作为固定和安装的基架，机箱内部包括轻烃分析仪器；
[0027]进样组件包括样品注入针、气缸B、导柱和气缸C ；
[0028]取样部分放置在分析器左侧，进样部分置于分析设备的顶部，取样针插入样品瓶取样；取样针与进样机构之间通过硅胶软管连接，由进样机构将样品注入分析设备。
[0029]本实用新型的有益效果:通过转盘式顶空自动进样器，使样品瓶能大于5ml，而具备连续自动进样功能，利于重复分析，自动化程度高，本大样品瓶顶空进样器，其具有以下特点:
[0030](5)结构简单，安装方便，不会出现断针的问题，同时无需采样泵。
[0031](6)可适用于120ml的样品瓶，用于钻井液和岩屑的混合样的轻烃分析。
[0032](7)取样量较小，不超过I毫升，利于同一样品的多次分析。
[0033](8)能够连接安捷伦7890、7820气象色谱仪。
[0034]从而弥补现有技术的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是转盘式顶空自动进样器剖视图；
[0036]图2是转盘式顶空自动进样器轴测图A ；
[0037]图3是转盘式顶空自动进样器轴测图B ；
[0038]图4是转盘式顶空自动进样器主视图；
[0039]图5是转盘式顶空自动进样器侧视图
[0040]图6是转盘式顶空自动进样器俯视图；
[0041]图7四通切换组件图；
[0042]图8控制流程图。
[0043]图中:1.取样部分,2.进样部分，3.电控箱体，4.分析设备；11.底板，12.电机组件，13.主轴总成，14.转盘组件，15.取样组件，16.齿环定位组件，17.加热装置，18.样品瓶，19.带有隔热套的加热桶，12-1.电机架，12-2.电机，12-3.主动轮；13_1.主轴固定座，13-2.主轴，13-3.垫圈A; 13-4.垫圈B，13-5.垫圈C，13-6.紧固螺套，13-7.螺帽；14-1.从动轮，14-2.轴承，14-3.样品转盘，14-4.轴承盖；14-5.上盖安装板；15-1.样品瓶限位挡板，15-2.气缸手臂，15-3.针夹，15-4.取样针，15-5.气缸A ;
[0044]16-1.对射管安装架，16-2.定位齿环；17-1.可调支架；21_1.样品注入针，21-2.气缸B，21-3.导柱，21-4.气缸C。样品注入针21_1、样品注入针21_1、气缸B21-2和气缸C21-4。
【具体实施方式】
[0045]为了更清楚的理解本实用新型，结合附图和实施例详细描述本实用新型:
[0046]如图1至图8所示，转盘式顶空自动进样器，包括取样部分I和进样部分2 ；
[0047]取样部分I采用转盘式结构，包括底板11、电机组件12、主轴总成13、转盘组件14、取样组件15、齿环定位组件16、加热装置17、样品瓶18和加热桶19，取样部分I以电控箱体3作为固定和安装的基架；
[0048]取样部分I底板11固定在电控箱体3上，以底板11作为支撑体，其上平面分布固定电机组件12的电机架12-1、主轴总成13的主轴固定座13-1和加热装置17的可调支架17-1 ；
[0049]电机组件12以电机架12-1为支撑，电机架12-1安装在主轴总成13的主轴固定座13-1外侧，电机12-2固定在电机架12-1上平面下侧，电机轴延伸出电机架12-1上平面，电机轴的轴端固定主动轮12-3 ;主动轮12-3与转盘组件14的从动轮14-1啮合；
[0050]主轴总成13的主轴固定座13-1内安装主轴13-2，主轴13_2的外径尺寸由下至上依次缩减，共包括5级轴台；
[0051]主轴13-2的第一级轴台上安装转盘组件14的轴承14-2，与轴承14_2上沿同一平面为主轴13-2的第二级轴台，第二级轴台上安装垫圈A13-3 ;垫圈A13-3上方为上盖安装板14-5，上盖安装板14-5的内径与主轴13-2固定，随主轴13_2转动；
[0052]上盖安装板14-5的上方为垫圈B13-4 ；
[0053]垫圈B13-4的上方为取样组件15的样品瓶限位挡板15_1 ；
[0054]样品瓶限位挡板15-1的上方为紧固螺套13-6 ；
[0055]紧固螺套13-6的上方为气缸手臂15-2 ；
[0056]气缸手臂15-2的上方为螺帽13-7 ；
[0057]取样组件15的样品瓶限位挡板15-1，其内径与主轴13-2滑动连接，不随主轴
13-2转动；
[0058]气缸手臂15-2其内径与主轴13-2滑动连接，不随主轴13_2转动；
[0059]转盘组件14由从动轮14-1、轴承14-2、样品转盘14_3、轴承盖14_4.和上盖安装板14-5组成；样品转盘14-3上加工有圆形排列的若干个圆孔，圆孔用于嵌放样品瓶18 ；
[0060]取样组件15由样品瓶限位挡板15-1、气缸手臂15-2、针夹15-3、取样针15_4和气缸A15-5组成；
[0061]齿环定位组件16由对射管安装架16-1和定位齿环16-2组成；
[0062]加热装置17由可调支架17-1、加热块17-2构成，加热块17_2与嵌装在样品转盘
14-3的圆孔中的加热桶19底部接触，加热桶19带有隔热套，用于为样品加热；
[0063]所述进样部分2包括进样组件21、四通切换组件22，进样部分2的组件以分析设备4作为固定和安装的基架，机箱内部包括轻烃分析仪器；
[0064]进样组件21包括样品注入针21-1、气缸B21-2、导柱21-3和气缸C21-4 ；
[0065]取样部分I放置在分析器左侧，进样部分2置于分析设备4的顶部，取样针15-4插入样品瓶18取样；
[0066]取样针15-4与进样机构之间通过硅胶软管连接，由进样机构将样品注入分析设备4。
[0067]本实用新型的电路设计有四路开关量，两路A/D，一路控温输出，USB通讯。
[0068]四个开关量，分别控制采样针，注射针，旋转阀的动作和安捷伦气相色谱仪的启动信号输出。两路A/D分别检测样品盘的温度和色谱仪检测数据的模拟量输出。
[0069]连续取样部分拥有一个样品盘，样品盘的转动由步进电机控制，样品盘下的加热装置位于采样针前一个样品顺位。
[0070]进样部分由一个四通阀和样品针组成，两者配合完成进样和管路吹扫工作。
[0071]为了尽可能减小柱前死体积，管路完全采用毛细不锈钢管。
[0072]工作流程:接到启动命令后，步进电机带动样品盘转动，采样针下方有光电对射管用来判断样品瓶是否就位。一旦样品瓶就位，采样针刺入样品瓶，注射针抽取样品气，然后切换旋转阀，注射进样。进样完毕，启动信号通知色谱仪启动。最后旋转阀切换回初始状态，注射针抽动吹扫。
[0073]取样机构并行放置在分析器左侧，进样机构支立分析设备的顶部并把细针插入到分析设备的样品注入口内，然后用一根硅胶软管连接取样机构和进样机构，细针和接口用硅胶软管连接，这样就完成整套设备的连接工作。
[0074]运动原理说明:
[0075]取样机构的样品圆盘是通过电机转动主动轮带动从动轮从而带动整个圆盘旋转，让每个样品瓶在取样针的位置下方轮流取样，而每个样品盘的定位则是由定位齿环和光电管来校准
[0076]当定位齿环的一个齿横切过光电管的感应区间时，这时电机就会停止转动进行下面的动作，当一系动作完成后，再发出指令让电机转动，转到下一个齿时电机停止，这样以此类推，一共完成12个瓶子的定位。
[0077]进样机构工作原理:实现取样针从样品瓶进行样品采集和样品注入的转换。通过气缸的的往复动作四通阀有两种状态，当气缸顶出状态时，四通阀的接口 A与D接通，接口 B与C接通。此时当取样机构的针刺破样品瓶，进样机构上的样品注射器抽拉样品气，通过取样机构的转盘上的样品瓶、四通阀则被吸入样品注射器，当取样完毕后。上位机给出指令，四通阀气缸收回此时会使四通内部接口联通的方向发生变化。此时接口 A与B相通，接口 C与D相通，在这个状态下，上位机再发出指令取样针的内的样品气就会被注入气化室，这样就形成了一套完整的取样和进样的动作。
【权利要求】
1.一种转盘式顶空自动进样器，包括取样部分(I)和进样部分(2)，其特征在于，所述取样部分(I)采用转盘式结构，包括底板(11)、电机组件(12)、主轴总成(13)、转盘组件(14)、取样组件(15)、齿环定位组件(16)、加热装置(17)、样品瓶(18)和加热桶(19)，取样部分(I)以电控箱体(3)作为固定和安装的基架； 取样部分(I)底板(11)固定在电控箱体(3)上，以底板(11)作为支撑体，其上平面分布固定电机组件(12)的电机架(12-1)、主轴总成(13)的主轴固定座(13-1)和加热装置(17)的可调支架(17-1)； 电机组件(12)以电机架(12-1)为支撑，电机架(12-1)安装在主轴总成(13)的主轴固定座(13-1)外侧，电机(12-2)固定在电机架(12-1)上平面下侧，电机轴延伸出电机架(12-1)上平面，电机轴的轴端固定主动轮(12-3);主动轮(12-3)与转盘组件(14)的从动轮(14-1)啮合； 主轴总成(13)的主轴固定座(13-1)内安装主轴(13-2)，主轴(13-2)的外径尺寸由下至上依次缩减,共包括5级轴台； 主轴(13-2)的第一级轴台上安装转盘组件(14)的轴承(14-2)，与轴承(14-2)上沿同一平面为主轴(13-2)的第二级轴台，第二级轴台上安装垫圈A (13-3);垫圈A (13_3)上方为上盖安装板(14-5)，上盖安装板(14-5)的内径与主轴(13-2)固定，随主轴(13_2)转动；上盖安装板(14-5)的上方为垫圈B (13-4)； 垫圈B (13-4)的上方为取样组件(15)的样品瓶限位挡板(15-1)； 样品瓶限位挡板(15-1)的上方为紧固螺套(13-6)； 紧固螺套(13-6)的上方为气缸手臂(15-2)； 气缸手臂(15-2)的上方为螺帽(13-7)； 取样组件(15 )的样品瓶限位挡板(15 -1 )，其内径与主轴(13 - 2 )滑动连接，不随主轴(13-2)转动； 气缸手臂(15-2)其内径与主轴(13-2)滑动连接，不随主轴(13-2)转动； 转盘组件(14)由从动轮(14-1)、轴承(14-2)、样品转盘(14-3)、轴承盖(14-4)和上盖安装板(14-5)组成；样品转盘(14-3)上加工有圆形排列的若干个圆孔，圆孔用于嵌放样品瓶(18)； 取样组件(15)由样品瓶限位挡板(15-1)、气缸手臂(15-2)、针夹(15-3)、取样针(15-4)和气缸A (15-5)组成； 齿环定位组件(16)由对射管安装架(16-1)和定位齿环(16-2)组成； 加热装置(17)由可调支架(17-1)、加热块(17-2)构成，加热块(17-2)与嵌装在样品转盘(14-3)的圆孔中的加热桶(19)底部接触，加热桶(19)带有隔热套，用于为样品加热；所述进样部分(2)包括进样组件(21)、四通切换组件(22)，进样部分(2)的组件以分析设备(4)作为固定和安装的基架，机箱内部包括轻烃分析仪器； 进样组件(21)包括样品注入针(21-1)、气缸B (21-2)、导柱(21-3)和气缸C (21-4)；取样部分(I)放置在分析器左侧，进样部分(2)置于分析设备(4)的顶部，取样针(15-4)插入样品瓶(18)取样；取样针(15-4)与进样机构之间通过硅胶软管连接。
【文档编号】G01N30/24GK203772813SQ201320862552
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】董灵彦, 杨涛, 元欐, 赵佩裕, 徐勇, 李栋巍, 刘青, 徐森, 李娟
申请人:天津陆海石油设备系统工程有限责任公司