一种被动式集气装置的制造方法_2

文档序号:9372819阅读:来源:国知局
O型圈210、法兰盖阀体201、O型圈214、锥形阀杆205、O型圈202、调节螺母203、轴向挡环204、取气密封垫207、抽气压帽206、螺钉213等组成,各个部件具体如下:
[0050]1.透气阻水器216,是该装置的关键部件,其结构如图1所示。主要由通孔螺母101、多微孔滤片(30?60目)102、透气疏水膜片103、O型圈104、以及螺栓接体105等组成。其中:通孔螺母101与螺栓接体105的紧密连接,则是起到了固定多微孔滤片102、透气疏水膜片103和O型圈104的作用;多微孔滤片102则是起到了保护透气疏水膜片103不受损坏,保证其可以长期使用的作用;透气疏水膜片103则是起到了阻水集气的作用,O型圈104则是起到了透气疏水膜片103与螺栓接体105内端面之间密封的作用,以保证透气疏水膜片103是集气的唯一通道。螺栓接体105则是起到与连接柱塞217螺纹连接的作用。。
[0051]2.连接柱塞217,如图3所示,有内螺纹的一端与透气阻水器216的外螺纹端连接,其内孔是连通孔,起到连通和储集气体的作用;另一端带有凹槽的外柱体则是待把O型圈208嵌入凹槽后一起插入固定螺栓柱209的内柱体内,起到密封固定的连接作用。。
[0052]3.0型圈215,则是起到了透气阻水器216与连接柱塞217螺纹连接后的密封作用。
[0053]4.固定螺拴柱209,固定于筒体壁211的径向同心孔的内螺纹端,起到连接固定连接柱塞217的作用。
[0054]5.0型圈210,置放于固定螺栓柱209的外螺纹与凸台肩之间的凹槽处,起到固定螺栓柱固定后的密封作用。
[0055]6.法兰盖阀体201,其法兰盖部分起到与筒体壁211外柱面固定连接的作用,其连通的中心内柱孔大内柱孔则与锥形阀杆205的带凹槽的外柱体滑动配合,而小内柱孔为储气孔。外螺纹与调节螺母203的内螺纹配合,顺或反旋转调节螺母203,可以推动锥形阀杆205进或退,起到阀门开与关的作用。图2中,209的右端面和201的左端面之间有个间隙,该间隙是装配间隙,是不可避免的,该间隙的尺寸越小越好。
[0056]7.0型圈214,则是起到法兰盖阀体201与筒壁体211连接固定后二者之间的密封作用。
[0057]8.锥形阀杆205,如图4所示其带锥形端有凹槽的外圆柱体与法兰盖阀体201螺纹端的内孔为滑动密封配合,而靠近螺纹端圆柱面的小凹槽与轴用挡环204为轴向固定的动配合,配合后的轴用挡环204与阀杆205间的凸台肩之间的窄柱面,是与调节螺母203小端通孔动配合的位置,二者突出的台肩的作用则是起到帮助调节螺母203在正反方向旋转过程中推动锥形阀杆205在法兰盖阀体201内腔内的轴向移动(进或退)。细小的中心盲孔218(Φ2,即孔径2mm左右)与锥形端柱面的径向小孔连通,其作用就是当阀杆205处于开启状态时,通过此中心盲孔可以抽取进入该装置集气腔的气体,当阀杆205处于关闭状态时,此中心盲孔与该装置的集气腔不连通。中心盲孔前端的内台腔,则是置放取气密封垫207的位置。其外螺纹则与抽气压帽206的内螺纹配合,如果顺时针旋转抽气压帽206,则可起到压紧取气密封垫207的作用,使其密封更可靠。
[0058]9.0型圈202,置放于锥形阀杆205锥形端圆柱体凹槽内,其作用就是使锥形阀杆205的圆柱体与法兰盖阀体201螺纹端内孔之间的动配合轴向移动过程中保证密封而不漏气。
[0059]10.调节螺母203,其大孔径段整个内部都是带内螺纹的,小孔径段是无螺纹,其内螺纹与法兰盖阀体201的外螺纹为旋转动配合,无螺纹端小孔的内端面与锥形阀杆205中间最高凸台肩一端面接触,而该无螺纹端小孔的外端面,则与安装固定于锥形阀杆205上的轴用挡环204的一端接触,也就是说调节螺母203 —端的内螺纹与法兰盖体201的外螺纹连接配合后,而另一端无螺纹的端孔应置于锥形阀杆205最高凸肩与轴用挡环204之间,且为动配合。
[0060]调节螺母203的主要作用:(1)通过内螺纹旋转的作用,其无螺纹端孔的内侧面通过最高凸台肩,可以推动锥形阀杆205向法兰盖体201内轴向移动,起到可以密闭阀门的作用(此时为正转);反之,通过轴用挡环204,可以带动锥形阀杆205向反向轴向移动,起到开启阀门的作用(此时为反转)。
[0061]11.轴向挡环204,置于锥形阀杆205螺纹段的凹槽内,其作用就是起到了一个类似凸台肩的限位作用,当调节螺母203反旋转时,由于轴用挡环204的限位作用,迫使调节螺母203推动轴用挡环204带动锥形阀杆205 —起作轴向移动,此时起到该阀门的开启作用。
[0062]12.取气密封垫207,固定于锥形阀杆205中心孔端口的大孔内台肩,其作用就是当用注射针插入取气时,保证对取气过程的密封。
[0063]13.抽气压帽206,固定于锥形阀杆205的螺纹端,其内螺纹与锥形阀杆205的外螺纹连接配合,其作用就是正转旋转,通过螺纹的作用,可以使抽气压帽206的内端面压紧取气密封垫207,使密封垫207更贴紧阀杆205的内台肩,因而更密封;而另一端的小锥形通孔,则是用注射针取气的插入口。抽气压帽中间有一小通孔,用于色谱进样器(针)在取气时通过该通孔穿透所述取气密封垫达到锥形阀杆内腔以密封抽取气体。
[0064]14.螺钉213,用于固定连接法兰盖阀体201与筒体壁211之间的连接。
[0065]装置的前端是透气阻水器216,与固、液、气混合物直接接触,是混合物中气体进入集气装置的入口 ;中间部分是集气腔,由透气阻水器216、连接柱塞217、法兰盖阀体201、锥形阀杆205等组件的内腔连接而成,用于储集进入装置中的气体;末端是取气口,由取气密封垫207、抽气压帽206和锥形阀杆205的螺纹段组成,可以用色谱进样器(针)插入取气密封垫207,从集气腔中抽出气体。
[0066]本发明适用于但不限于固、液、气混合物中常压气体的被动式富集,要求内环境气/液压不超过大气压,因为低于大气压,属于一种负压状态,有利于待测气体的富集。气体进入装置的集气腔后,方便使用注射器抽取。本发明适用于不同领域内固、液、气混合物中常压气体的被动式富集及抽取测试。
[0067]其中所述的阻水透气器、连接柱塞、O型圈、固定螺栓柱、以及法兰盖阀体前段的中心小孔等部件的组合构成的内腔则是起到了富集饱和水的模拟地层中运移气体的作用。由所述的法兰盖阀体、锥形阀杆、O型圈、调节螺母、轴用挡环等部件的组合,则是起到了富集储气腔内与锥形阀杆中心盲孔连通与不连通的作用,也就是起到了一个阀门开与关的作用。由所述的锥形阀杆、取气密封垫、抽气压帽等部件的组合,则是起到了可以插针密封抽取气样的作用。
[0068]该装置按功能主要可分解为三部分:
[0069]1.透气阻水器216:位于装置的前端,与固、液、气混合物212直接接触。透气阻水器的结构见图1,它的主要配件为透气阻水膜片或者厚度为2_?5_的本领域常规使用的陶瓷薄片,其孔隙直径< 10nm,透气阻水膜片可以采用厚度只有0.3_?0.6_的微孔疏水薄膜,优选厚度只有0.3mm的微孔疏水薄膜,其不耐压,仅靠薄膜两边的微压差(一般低于大气压)作用,气体从压力略高的一边向压力略低的一边渗透聚集,如果薄膜的两边压力相等,但有浓度差异,气体则进行扩散聚集。另外,透气阻水膜片的材料可以使用玻璃纸、纤维滤纸、膀胱膜、卵壳膜,以及微孔陶瓷薄片,但优选是不亲水的聚四氟乙烯。
[0070]2.集气腔与阀门:由透气阻水器216、连接柱塞217、法兰盖阀体201、锥形阀杆205等组件的内腔连接而成的气体储集空间。另外,在调节螺母203的调节作用下,锥形阀杆205可以在法兰盖阀体201的阀孔中进行向前或向后的轴向移动,当锥形阀杆205向前移动,其前端的锥面体接触到法兰盖阀体201中心孔通道的端口时,则该装置处于关闭状态(即前段与锥形阀杆205的中心孔通道不连通);反之,则该装置处于开启状态(即前段与锥形阀杆205的中心孔通道不连通)。实验开始时,根据实验要求,可以用注射器的针头从取气口插入,集气腔内的空气抽掉部份,使集气腔处于负压状态。
[0071]3.取气口:位于装置的末端,由抽气压帽206、取气密封垫207 (材质可采用硅胶)和锥形阀杆205的螺纹段组合而成。可以用注射器的针头插入取气密封垫207,从集气腔中抽出气体。当拧动抽气压帽时,可调节取气密封垫和锥形阀杆中心孔端口的大孔内台肩之间的贴紧程度,以保证插针取气时,密封垫对“针管”的密封。
[0072]取气时阀门开启,不取气时(即富集过程)阀门关闭。
[0073]本发明为一种被动式集气装置,装置的前端是透气阻水器,与固、液、气混合物直接接触。透气阻水器216的结构见图1,主要配件是透气阻水膜片,这是一种厚度只有0.3mm的微孔疏水薄膜,不耐压,仅靠薄膜两边的微压差(一般低于大气压,但压差要小,一般与大气压之差应小于50Pa,否则水分子很容易渗入。)作用,
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