气体取样瓶及其使用方法与流程

本发明属于气体取样技术领域，尤其涉及一种气体取样瓶及其使用方法。

背景技术

在全球气候变暖和环境污染的背景下，世界能源结构正经历着一场深刻变革，天然气将逐渐在能源消费中占据主导地位。目前，天然气(尤其是非常规天然气)的研究方兴未艾，获取可靠的气体样品是进行天然气组分分析、成因判别、成熟度测定等基础研究的前提，能够为开展物理化学性质分析、运移成藏研究、资源潜力和可采性评价等更进一步研究工作奠定有利基础。

目前，气体取样瓶主要为瓶体和瓶盖的组合，瓶盖用硅橡胶密封垫片，也有部分取样瓶用胶塞代替瓶盖。这种气体取样瓶气密性较差，样品纯度会受到一定的影响，尤其是对长期放置的样品影响更大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种气体取样瓶及其使用方法，以解决现有技术中气体取样瓶气密性较差的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种气体取样瓶，包括：瓶体、与瓶体形成内腔的内盖、用于在采集气体样本时气体样本进入内腔的单向阀、用于在采集气体样本时内腔中的液体排出的直通气嘴、用于密封直通气嘴的胶皮套管和盖合在瓶体上的外盖；

单向阀和直通气嘴均设于内盖上，外盖与瓶体盖合后形成将单向阀和直通气嘴容纳在内的外腔；

单向阀包括直通单向阀和隔膜单向阀，隔膜单向阀的出口端与内腔连通，隔膜单向阀的入口端与直通单向阀的出口端相连。

可选地，瓶体包括保温层。

可选地，气体取样瓶还包括设于内盖和直通气嘴连接处的第一密封圈以及设于内盖和瓶体连接处的第二密封圈。

可选地，气体取样瓶还包括与直通单向阀的入口端连接的连接装置，连接装置用于在采集气体样品时连接与直通单向阀配套的进气管。

可选地，直通气嘴的内空部分的形状为圆柱体，直通气嘴的外部形状为锥体。

可选地，直通气嘴的孔径为1.5厘米。

可选地，瓶体、内盖、直通气嘴和外盖的材质均为不锈钢。

可选地，单向阀的材质为聚氨酯。

可选地，外盖与瓶体通过螺纹连接。

本发明实施例的第二方面提供了一种上述气体取样瓶的使用方法，包括：

在采集气体样品之前，打开外盖，打开胶皮套管，通过直通气嘴向瓶体的内腔注满饱和盐水；

采集气体样品时，将与直通单向阀配套的进气管与直通单向阀连接；

保持气体取样瓶内盖所在的一端朝下，气体样品在外力作用下通过直通单向阀，打开隔膜单向阀的隔膜，进入瓶体的内腔，同时使饱和盐水通过直通气嘴排出；

采集气体样品结束后，将进气管拔出，并将胶皮套管套在直通气嘴上，此时，瓶体的内部保留部分饱和盐水；

盖上外盖，并保持气体取样瓶外盖所在的一端朝下放置；

当需要取出气体样品时，打开外盖，去除直通气嘴上的胶皮套管；

使用取样针通过直通气嘴抽取气体样品；

抽取完毕后，重新套上胶皮套管，盖上外盖，并保持气体取样瓶外盖所在的一端朝下放置。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供了一种气体取样瓶，包括：瓶体、与瓶体形成内腔的内盖、用于在采集气体样本时气体样本进入内腔的单向阀、用于在采集气体样本时内腔中的液体排出的直通气嘴、用于密封直通气嘴的胶皮套管和盖合在瓶体上的外盖；单向阀和直通气嘴均设于内盖上，外盖与瓶体盖合后形成将单向阀和直通气嘴容纳在内的外腔；单向阀包括直通单向阀和隔膜单向阀，隔膜单向阀的出口端与内腔连通，隔膜单向阀的入口端与直通单向阀的出口端相连。本发明实施例提供的气体取样瓶的瓶体、内盖、单向阀包括的直通单向阀和隔膜单向阀、直通气嘴、胶皮套管组成一个封闭结构，可以解决现有的气体取样瓶气密性较差的问题，能够实现瓶中气体样品与外部空气的隔绝，保证气体样品的高保真性，同时，该气体取样瓶结构简单，尺寸合理，便于携带，操作简单，现场适应性强。另外，气体取样瓶还包括外盖，外盖使气体取样瓶便于倒放。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的气体取样瓶的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的气体取样瓶的内部结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的气体取样瓶的使用方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1及图2，图1示出了本发明一实施例提供的气体取样瓶1的结构示意图，图2示出了本发明一实施例提供的气体取样瓶的内部结构示意图。现对本发明实施例提供的气体取样瓶进行说明。所述气体取样瓶1，包括：瓶体101、与瓶体101形成内腔的内盖102、用于在采集气体样本时气体样本进入内腔的单向阀103、用于在采集气体样本时内腔中的液体排出的直通气嘴104、用于密封直通气嘴的胶皮套管105和盖合在瓶体上的外盖106；

单向阀103和直通气嘴104均设于内盖102上，外盖106与瓶体101盖合后形成将单向阀103和直通气嘴104容纳在内的外腔；

单向阀103包括直通单向阀1031和隔膜单向阀1032，隔膜单向阀1032的出口端与内腔连通，隔膜单向阀1032的入口端与直通单向阀1031的出口端相连。

在本发明实施例中，内腔中的液体可以是饱和盐水。

在本发明实施例中，瓶体101、内盖102、单向阀103包括的直通单向阀1031和隔膜单向阀1032、直通气嘴104、胶皮套管105组成一个封闭结构，保证了气体取样瓶1的气密性，能够实现瓶中气体样品与外部空气的隔绝，保证气体样品的高保真性，同时，本发明提供的气体取样瓶结构简单，尺寸合理，便于携带，操作简单，现场适应性强。另外，气体取样瓶包括外盖106，外盖106使气体取样瓶便于倒放。

作为本发明又一实施例，请参阅图2，瓶体101包括保温层107。

在本发明实施例中，保温层107为导热系数小的轻质材料，具有阻燃性、隔热性、不渗透性、强密封性等优点。保温层107能够起到绝热保温的作用，即使在高温的环境中，也能确保气体取样瓶1内部温度的恒定，降低外界高温对取样过程的影响，同时，保温层107的设计使气体样品始终处于相对稳定的环境，能确保气体样品的低扩散，有利于气体样品的长期保存。

作为本发明又一实施例，请参阅图2，气体取样瓶1还包括设于内盖102和直通气嘴104连接处的第一密封圈108以及设于内盖102和瓶体101连接处的第二密封圈109。

在本发明实施例中，第一密封圈108和第二密封圈109可以是o型圈。通过在内盖102和直通气嘴104连接处增加第一密封圈108，在内盖102和瓶体101连接处增加第二密封圈109，进一步保证了气体取样瓶的密封性。

作为本发明又一实施例，请参阅图1和图2，气体取样瓶1还包括与直通单向阀1031的入口端连接的连接装置110，连接装置110用于在采集气体样品时连接与直通单向阀1031配套的进气管。

作为本发明又一实施例，直通气嘴104的内空部分的形状为圆柱体，直通气嘴104的外部形状为锥体。

在本发明实施例中，将直通气嘴104的外部形状设计成锥体，也就是上细下粗的形状，方便胶皮套管105套到直通气嘴104上。

作为本发明又一实施例，直通气嘴104的孔径为1.5厘米。

在本发明实施例中，将直通气嘴104的内空部分的圆柱体的直径设计成1.5厘米，能使其满足毛细管作用的要求，使其应用环境满足三相周界条件。在采集气体样品的过程中，直通气嘴104处的毛细管力、饱和盐水重力、空气浮力、瓶体内部的气体压力组成平衡系统，使空气无法进入瓶体内部；在气体样品放置过程中，胶皮套管105将直通气嘴104封闭，直通气嘴104内壁、胶皮套管105与直通气嘴104外壁均存在毛细管效应，保证了气体取样瓶的密封性。

作为本发明又一实施例，瓶体101、内盖102、直通气嘴104和外盖106的材质均为不锈钢。

在本发明实施例中，瓶体101、内盖102、直通气嘴104和外盖106的材质均为防气体腐蚀的不锈钢，同时能防止水引起的金属生锈，增加气体取样瓶抗高温、外界压力和冲击力的能力，且具有防爆的作用，能够降低取样失败的风险，延长气体取样瓶的生命周期。不锈钢材质的微观组成相较于玻璃和塑料的材质更为紧密，内部的气体样品不易向外部扩散，更有利于气体样品的长期留存，使气体取样瓶能多次长时间地反复使用。

作为本发明又一实施例，单向阀103的材质为聚氨酯。

在本发明实施例中，单向阀103的材质为防腐蚀的聚氨酯，能使单向阀103不被气体腐蚀。

作为本发明又一实施例，请参阅图1，外盖106与瓶体101通过螺纹连接。

在本发明实施例中，外盖106与瓶体101通过螺纹连接，使外盖106的打开或盖合比较方便，且由于气体样品放置过程中，气体取样瓶1需要倒放，外盖106与瓶体101通过螺纹连接，在倒放过程中，外盖106不易脱落，且外盖106的存在使气体取样瓶1的倒放更方便。

图3是本发明一实施例提供的上述气体取样瓶的使用方法的流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。如图3所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤s301：在采集气体样品之前，打开外盖，打开胶皮套管，通过直通气嘴向瓶体的内腔注满饱和盐水。

在本发明实施例中，气体取样瓶采用排饱和盐水法采集气体样品，因此，在采集气体样品之前，首先在瓶体的内腔注满饱和盐水，将瓶体的内腔的空气排出。饱和盐水的存在可以降低气体样品与空气的溶解，同时也可以使高温的气体样品得到冷却。

在本发明实施例中，也可以使用与饱和盐水能达到同等效果的其它液体来代替饱和盐水。

步骤s302：采集气体样品时，将与直通单向阀配套的进气管与直通单向阀连接。

在本发明实施例中，采集气体样品时，气体样品可以通过进气管进入瓶体的内腔。

作为本发明又一实施例，采集气体样品时，将与直通单向阀配套的进气管与连接装置进行连接。

在本发明实施例中，连接装置与直通单向阀的入口端连接，进气管通过该连接装置与直通单向阀连接，使气体样品通过进气管进入瓶体的内腔。

步骤s303：保持气体取样瓶内盖所在的一端朝下，气体样品在外力作用下通过直通单向阀，打开隔膜单向阀的隔膜，进入瓶体的内腔，同时使饱和盐水通过直通气嘴排出。

在本发明实施例中，在采集气体样品的过程中，保持气体取样瓶内盖所在的一端朝下，即气体取样瓶倒放。气体样品在外力作用下通过直通单向阀，打开隔膜单向阀的隔膜，进入瓶体的内腔，在这个过程中，由于直通单向阀和隔膜单向阀处毛细管效应的存在，外部空气无法进入瓶体内部；直通气嘴处的毛细管力、饱和盐水重力、空气浮力、瓶体内部的气体压力组成平衡系统，使空气无法进入瓶体内部，当瓶体内的气体样品增多时，瓶体内部的气体压力增大，导致饱和盐水通过直通气嘴排出。气体样品在采集的过程中，不存在空气的接触或混入，保证了气体样品的高保真性。

步骤s304：采集气体样品结束后，将进气管拔出，并将胶皮套管套在直通气嘴上，此时，瓶体的内部保留部分饱和盐水。

在本发明实施例中，气体样品采集结束后，瓶体内部仍保留部分饱和盐水，用于提供直通气嘴和单向阀处产生毛细管效应的介质条件，同时也提供了封存气体样品的反向液体压力。气体样品采集结束后，将进气管拔出，隔膜单向阀的隔膜自动封闭，并将胶皮套管套在直通气嘴上，用于封闭直通气嘴，胶皮套管与直通气嘴的外壁紧密接触，同时满足毛细管效应的条件，直通气嘴处的毛细管力进一步保证了气体取样瓶的气密性。

步骤s305：盖上外盖，并保持气体取样瓶外盖所在的一端朝下放置。

在气体样品采集结束后，将外盖盖上，同时保持气体取样瓶外盖所在的一端朝下放置，即将气体取样瓶倒放。由于瓶内仍保留部分饱和盐水，该部分饱和盐水可以作为气体样品逃逸的屏障，本发明实施例利用反向液体压力对气体样品进行封闭，能够实现气体样品采集和携带过程中气体样品与外界的隔离，保证气体样品不被污染。

步骤s306：当需要取出气体样品时，打开外盖，去除直通气嘴上的胶皮套管。

步骤s307：使用取样针通过直通气嘴抽取气体样品。

当需要取出气体样品时，直接使用取样针通过直通气嘴抽取气体样品即可。取样过程中，仍保持瓶体倒放。由于直通气嘴处的毛细管力、饱和盐水重力、空气浮力、瓶体内部气体压力处于平衡状态，因此，取样过程中，气体取样瓶始终保持密闭性。取样完成后的取样针中的气体样品由于毛细管力的存在而不会受到空气污染。

步骤s308：抽取完毕后，重新套上胶皮套管，盖上外盖，并保持气体取样瓶外盖所在的一端朝下放置。

取样结束后，重新套上胶皮套管，保持气体取样瓶的密闭性，盖上外盖，并保持气体取样瓶外盖所在的一端朝下放置，即将气体取样瓶倒放。气体取样瓶中的气体样品可以多次反复使用。

本发明实施例中的气体取样瓶采用排饱和盐水的方法来采集气体样品，能够实现气体取样瓶的强密闭性和气体样品的高保真性。毛细管效应、饱和盐水的封闭作用和饱和盐水对气体样品的低溶解性等能确保气体样品采集、保存及取样过程气体取样瓶的强气密性，保证气体样品不被污染。气体样品采集过程和取样过程操作简单、方便、高效且易于上手，气体取样瓶体积小，安全性能高，能够增强便携性和现场适应性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。