一种用于有机元素分析的锡容器制作装置的制作方法

本发明属于地质实验技术领域，具体涉及一种用于有机元素分析的锡容器制作装置，用元素分析仪测定泥土、岩石、干酪根、原油等物质中有机元素含量或碳、氮同位素比值时包裹样品的锡容器制作装置。

背景技术：

元素分析仪和同位素质谱仪是现今国内外各油气田地质实验室基础配备的实验研究手段，有机元素是石油及沉积岩中有机质的基本组成，沉积岩等有机质中有机元素含量与碳、氮同位素比值主要用于划分母质类型、油气源对比及比较有机质成熟度等方面，是直观地评价烃源岩有机质母质类型和沉积环境的重要基础指标，长期以来广泛应用于石油天然气地质勘探中。

元素分析仪分析方法为样品有机质中的有机元素通过燃烧管、还原管或裂解管高温转化为各种元素的氧化物及氮气，经色谱柱或硅胶柱分离后，用热导或红外检测器分别检测出各元素含量。同位素质谱仪的分析方法为利用元素分析仪通过转换接口与同位素质谱仪连接，由氦气流将有机质转化生成的二氧化碳和氮气带入同位素质谱仪进行碳、氮同位素比值测定。

这两种分析方法的样品均通过元素分析仪进样检测，样品在进入元素分析仪前需用锡容器盛装并包裹紧密，利用锡瞬时燃烧释放出的热量达到分析物品快速氧化的目的。锡容器一般由元素分析仪仪器公司提供，其最小材质为直径2cm圆或方型锡箔折叠而成的圆筒状或盒状容器，价格昂贵；仪器公司也提供简易的锡容器制作工具，结构为平板物体上开一深约1cm圆柱状小孔，制作时将直径2cm的圆形锡箔覆盖在小孔上，用直径略小于小孔孔径的圆柱体小棒将锡箔压进小孔到底，制作出圆筒状的锡容器。由于从垂直锡箔的方向下压，锡箔受纵向剪切力的作用很容易被压破损坏，且剪制固定尺寸的锡箔比较困难，在一次只能制作一个锡容器且很容易被压坏的情况下，这种简易制作工具基本没有获得检测人员的认可和使用。而仪器公司提供的锡容器，由于其最小材质为直径2cm圆形锡箔，在样品量比较小时也只能用此锡容器，在包裹有样品的锡容器进入仪器燃烧管燃烧时，锡箔高温熔解积淀在灰分管底，由于此锡容器所用锡箔较多，检测较少个数的样品就需要清理灰分管，清理灰分时还原管不可避免要暴露在空气中，管内的还原物质极易被空气中的氧气氧化，导致药品更换的频度增加，增加了药品消耗，而且频繁拆卸燃烧及灰分管等，也极易引起仪器气密性降低，增加了仪器泄露的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于有机元素分析的锡容器制作装置，用元素分析仪进行样品分析时，实现经济、快速、简便、大批量地制作锡容器的方法装置。

本发明采用以下技术方案：

一种用于有机元素分析的锡容器制作装置，包括底座，底座上间隔设置有若干用于裁剪锡箔的圆环，底座上方依次设置有裁箔筒层和压模棒层，裁箔筒层上对应圆环设置有若干裁箔筒，压模棒层上对应裁箔筒设置有若干压模棒，压模棒的一端分别设置在对应的裁箔筒内，压模棒层的一侧设置有滑槽，滑槽的底部与底座的一侧连接，压模棒层能够沿滑槽移动带动压模棒及裁箔筒将底座上放置的锡箔纸制作成锡容器。

具体的，圆环的正中嵌刻有锡容器凹模，压模棒的底部设置有与锡容器凹模相对应的凸模。

进一步的，压模棒的长度为8cm，直径为0.8cm，压模棒位于裁箔筒内的长度为2cm，压模棒底部的凸模和锡容器凹模的斜面均为波纹状条带结构，底座上每个圆环处对应设置有数字编号。

进一步的，圆环的直径为1cm，深度为1mm。

具体的，裁箔筒层上表面的四角处分别通过第一弹簧与压模棒层的下表面连接，裁箔筒贯穿裁箔筒层设置在裁箔筒层的下表面。

进一步的，裁箔筒的长度为4cm，直径为1cm，底部成锋锐状用于插入圆环内裁剪锡箔纸。

具体的，滑槽设置在滑槽框架上，滑槽框架的中心从上至下对应滑槽平行设置有金属棒，金属棒的外层环绕设置有可活动的环套，环套的一端与压模棒层连接，金属棒底部至环套设置有第二弹簧。

进一步的，滑槽框架在压模棒层的第二弹簧放松状态位置开有90°的横向槽。

具体的，锡容器为碗状结构，内侧斜面为波纹状条带结构，锡容器的上缘高度大于圆环内正中嵌刻的锡容器凹模的边缘高度。

进一步的，锡容器的高为0.4cm，口径为0.8cm，底部为高0.1cm的球冠结构。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种用于有机元素分析的锡容器制作装置，锡容器所用锡箔材料用量少，元素仪灰分管更换周期增长，所分析样品个数翻倍，降低了仪器气路泄露的风险，节省了仪器所用氧化还原药剂；一次制作可得多个锡容器，制作效率高；直接使用锡箔制作，制作材料经济易得；与仪器公司提供的锡容器相比，价格低廉；纯手工压制，制作简便；锡容器的碗状和波纹状条带设计避免了锡容器破裂，制作成功率高。

进一步的，附带操作平台及锡容器编号，方便包裹样品操作，锡容器的上缘高度大于锡容器凹模的边缘高度，易于收集，压模棒插入裁箔筒2cm，增加了压模棒层和裁箔筒层的整体一致性，保证了在裁箔筒裁剪好锡箔后，压模棒准确地进行契合压制。。

进一步的，裁箔筒层和压模棒层之间的第一弹簧起到连接和固定裁箔筒层和压模棒层相对位置的作用，通过第一弹簧的限制达到压模棒在第一弹簧放松状态时插入对应裁箔筒2cm，并限制裁箔筒裁剪和压模棒压制依次有序进行。

进一步的，金属圆筒底部逐渐变锋锐，可插入底座的圆环内裁断锡箔。

进一步的，锡容器凸模和凹模碗状结构避免了纵向剪切对锡箔损坏，保证了锡容器制作的成功率；

进一步的，锡容器凸模和凹模斜面波纹状条带结构，增加了锡容器表面积，抵消了压制时因表面积缩小导致的锡箔折叠，避免了锡容器壁厚薄不均而导致的破裂问题。

进一步的，滑槽框架上的金属棒及环套结构固定了裁箔筒和压模棒的位置，保证了裁箔筒和压模棒凸模准确地插入圆环及契合凹模，第二弹簧在压制完成松手后，自动将压模棒层和裁箔筒层回弹到原始位置并支撑固定。

进一步的，通过设置90°的横向槽，能够在底座上进行包裹紧密样品等操作时，可将压模棒层和裁箔筒层转到操作相对方向。

综上所述，本发明装置一次能制作多个锡容器，制作的锡容器完全防止了纵向剪切力和表面积缩小压破锡箔的可能性，灰分管更换所分析样品个数增加了一倍以上，节省了元素仪氧化还原药品，降低了仪器气路泄露的风险，制作效率高，经济效益好，制作简易方便。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明装置示意图；

图2为本发明滑槽框架剖视图；

图3为锡容器示意图。

其中：1.滑槽框架；2.压模棒层；3.裁箔筒层；4.底座；5.第一弹簧；6.压模棒；7.裁箔筒；8.数字编号；9.滑槽；10.圆环；11.锡容器凹模；12.金属棒；13.横向槽；14.环套；15.第二弹簧。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明是一种用于有机元素分析的锡容器制作装置，包括底座4、裁箔筒层3、压模棒层2和滑槽框架1；底座4和压模棒层2分别与滑槽框架1连接，裁箔筒层3设置在压模棒层2的下方，裁箔筒层3和压模棒层2之间通过四根第一弹簧5在各自平面的四角处连接。

底座4位于整个装置的底部，厚2cm，上面等距刻入50个深1mm、直径1cm的圆环10个，每个圆环10的正中嵌刻有锡容器凹模11，每个圆环10的旁边设置有数字编号8，在进行多个样品的锡容器包裹时，可以防止样品顺序混乱。

底座4一边空出5cm×16cm的面积，用来进行包裹紧密样品等操作。

裁箔筒层3位于装置的中部，由50个长度4cm直径1cm的金属圆筒倒置于同一平面下，并洞穿平面，金属圆筒底部逐渐变锋锐，可插入底座4的圆环10内裁断锡箔，称为裁箔筒7；

压模棒层2位于裁箔筒层3之上，由50根长度8cm直径0.8cm的圆棒倒置于同一平面下，圆棒顶端焊接于平面上，底端样式为凸模，凸模与锡容器凹模11的结构完全契合，每个圆棒穿过裁箔筒层3插入相应的裁箔筒2cm，称为压模棒6。

压模棒6的凸模和锡容器凹模11与锡容器的结构完全契合，如图3所示。

请参阅图2，滑槽框架1由金属框体构成，包括滑槽9、金属棒12、横向槽13、环套14和第二弹簧15，环套14与压模棒层2连接，弹簧15连接于环套14底部与滑槽框架1底部之间，围绕于金属棒12外。

滑槽框架1位于装置侧面，与底座4及压模棒层2的平面部分相连，滑槽框架1的高为25cm，滑槽框架1的中心位置固定有从上至下的金属棒12，金属棒12的外层环绕环套14和压模棒层2相连，围绕金属棒12装有从环套14底部到滑槽框架1底部的第二弹簧15，滑槽框架1连接压模棒层2的一面开有从滑槽框架1顶部到底部的滑槽轨道，压模棒6和裁箔筒7通过滑槽轨道到达底座裁制锡箔纸并压制成型锡容器。

滑槽框架1在压模棒层2的第二弹簧15放松状态位置开有90°横向槽，在底座4上进行包裹紧密样品等操作时，可将压模棒层2和裁箔筒层3转到操作相对方向，避免压模棒层2和裁箔筒层3挤占空间、影响操作。

请参阅图3，锡容器为高0.4cm口径0.8cm的碗状结构，底部为高0.1cm球冠，锡容器位于锡容器凹模11中时，锡容器上缘高出凹模边缘0.5mm，以便于镊子夹取。盛装样品时，样品主要存放于球冠部位，锡容器碗状结构的斜面为波纹状条带结构，此结构增加了锡容器表面积，避免了平面锡箔压制成碗状结构时，表面积缩小导致多余锡箔自动折叠形成锡容器薄厚不均的破裂问题。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

锡容器制作具体为：

将16cm×8cm锡箔置于底座1上，覆盖圆环10及锡容器凹模11，向下按压压模棒层2，弹簧15收缩，压模棒层2带着裁箔筒层3沿滑槽9向下运动，当裁箔筒7底端锋锐部分到达底座4时，裁箔筒7底端嵌入圆环10并切割出直径1cm的圆形锡箔片，继续按压压模棒层，则弹簧5同时收缩，压模棒6底端凸模将锡箔片压入锡容器凹模11制成锡容器。

松开压模棒层2，压模棒层2和裁箔筒层3在第二弹簧15的回弹作用下沿滑槽9回到原始位置，为不挤占空间影响操作，沿横向槽13将压模棒层2和裁箔筒层3向后旋转90°，将干酪根等分析样品分别依编号8置于锡容器中，在底座4的空余位置进行包裹紧密操作，包裹好的样品放回相应编号的锡容器凹模11中待分析，操作完成后将压模棒层2和裁箔筒层3沿横向槽13转回。

也可将制好的锡容器收集起来备用，可根据具体分析情况选择随制随用或收集备用。

本发明直接用锡箔制作锡容器，价格低廉节约，降低了成本；一次制作50个锡容器，工作效率成数十倍的增加；制作锡容器所用锡箔尺寸固定、精确，没有偏差，制作出的锡容器大小一致，规格统一；制作过程变垂直剪切力为侧向力，完全避免了锡容器的损坏；制作每个锡容器所用锡箔的量是仪器厂家提供锡容器的一小半，延长灰分管一倍以上使用时间，增加仪器药品使用时长，降低仪器泄露风险。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。