巖石輕質烴類密封萃取儀的製作方法

2023-12-12 22:00:02

專利名稱：巖石輕質烴類密封萃取儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於藉助於測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料，特別是製備萃取測試用的樣品這一技術領域。
背景技術：
目前，中國專利號為02 1 60133.X的專利「巖石密封烴抽提儀」是國內最新的實驗室樣品製備設備。它的主要工作原理是在密封筒體內的旋轉軸的上端裝有二把硬度較硬的刀片，下方裝有攪拌葉輪，筒體底部與旋轉軸之間採用無橡膠的機械密封結構。在工作狀態下，攪拌葉輪高速旋轉，產生較大的離心力，使筒體內的粒狀巖樣與溶劑一起向上劇烈運動，並與高速旋轉的刀片、筒體內壁硬環和筒體頂蓋產生強烈的碰撞，從而將粒狀巖樣粉碎。在高速旋轉的過程中，溶劑將已粉碎成粉末的巖樣中的烴類物質抽提出來。
這種儀器的不足之處，就是對很堅硬的巖石，如灰巖、緻密砂巖等，其粉碎效果欠佳。由於密閉筒體內的零件較多，對殘留物不易清洗乾淨。

發明內容
本發明的目的是提供一種巖石中烴類物質製備萃取裝置，應能在密閉容器中將各種巖性各種硬度的巖石擊碎，以及清洗方便的巖石輕質烴類物質提取儀。
本發明解決其技術問題所採用的方案是巖石輕質烴類密封萃取儀由底板1承載機座2和變速器18組成，變速器18一端連接電動機19，另一端連接拐輪3的中心，調距絲杆4與U形滑槽5動配合，U形滑槽5固定在拐輪3的端面上，調距絲杆4與可移連杆銷6螺紋連接，連杆8的下端與可移連杆銷6配合，連杆8在固定滑柱9中上下往復運動，固定滑柱9固定在機座2上，連杆8的上端連接六面體滑塊12，六面體滑塊12每一個平面上固定一個密封圓筒容器11。密封圓筒容器11的筒體20上端有外螺紋，筒體20內裝有鋼球15，筒體20的頂端裝有由螺母22壓緊的頂蓋23和密封件21。
本發明的有益效果是密封圓筒容器11內的鋼球15硬度遠大於任何巖石的硬度，因而擊碎巖石的效果好，其中粒徑大於100目以上的粉末巖樣可達90％以上，從而提高了對巖石中輕質烴類物質的提取效果。該儀器每次可以同時裝配6個密封圓筒容器11，可以分裝6個不同的巖石樣品，對於批量樣品的置備非常有利。由於密封圓筒容器11的結構簡單，每次樣品置備完畢後，清理其中的殘留物很方便。


下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
圖1是本發明的整體示意圖。
圖2是密封圓筒容器的示意圖。
圖3是行程調節機構圖。
具體實施例方式
圖1是本發明的整體示意圖。該裝置由底板1，機座2，拐輪3，調距絲杆4，U型滑槽5，可移連杆銷6，滑柱底座7，連杆8，固定滑柱9，固定連杆銷10，密封圓筒容器11，六面體滑塊12，固定套13，圓筒螺母14，鋼球15，電源控制器17，無級變速器18，以及電動機19等主要部件組成。圖中16為顆粒狀巖樣。
將已碎成粒徑3-6mm的粒狀巖樣和鋼球15及溶劑，先後放入圓筒容器11，裝上頂蓋和螺母14並旋緊密封。然後把裝好巖樣的密封圓筒容器11裝入六面體滑塊12的固定套13內，(每次可裝六個密封圓筒容器，具體視製備樣品數而定)，並旋緊固定套13的相關螺絲，使之牢牢固定。啟動電機19，經無級變速器18帶動拐輪3旋轉，通過調距絲杆4，U形滑槽5，可移連杆銷6和連杆8，使圓周運動變為直線往復運動。通過連杆8帶動六面體滑塊12沿著固定圓柱9作上下直線往復運動。根據運動公式Vt2＝Vo2-2gh(式中Vt為密封圓筒容器11內鋼球15上升至最高點且不碰頂蓋時的速度，即Vt＝0，Vo為六面體滑塊12作上下往復滑動的平均速度，即Vo＝0.8~1.2M/S，h為在慣性力作用下，鋼球15在密封圓筒容器11內上升的高度)計算，通過行程調距絲杆4可調節六面體滑塊12上下運動的行程L(L＝200-300mm)，或調節無級變速器18的轉速，使密封圓筒容器內鋼球15在上下往復運動過程中，處於最佳位置。當六面體滑塊12上升到最高位置突然改變方向作向下運動時，鋼球15由於慣性力的作用，使鋼球15脫離密封圓筒容器11底部並繼續向上運動，而此時固定在六面體滑塊12上的密封圓筒容器已在作向下運動，當六面體滑塊12向下運動至最低位置又突然改變運動方向作向上運動時，密封圓筒容器11內的鋼球15與密封圓筒容器的底部已相距一定的高度，即鋼球15處在密封圓筒容器11內的上頂端，此時由於鋼球15自身的重力作用，鋼球15作為自由落體在密封圓筒容器內自行落下，瞬時間與正在向上運動的密封圓筒容器11底部產生強烈撞擊，從而使鋼球15與密封圓筒容器11底部之間的粒狀巖樣逐步被擊碎，這種往復運動擊碎巖樣的過程約需1~2小時(具體視巖石硬度而定)。同時在這個過程中被擊碎成粉末狀的巖樣表面吸附的烴類物質也在運動溶劑的作用下被溶劑提取。
在密閉的圓筒容器內，用硬度遠大於巖石的鋼球撞擊粒狀巖石，其擊碎效果好，不受任何巖石硬度的影響，其中粒徑大於100目以上的粉末巖樣可達90％以上，而且在整個工作過程中圓筒容器整體密封可靠，無任何微漏現象，因而在制樣過程中，巖石中輕質烴類物質也無任何損失，從而提高了對巖石中輕質烴類定性定量的測定精度，其萃取物可直接進行氣相色譜、質譜、同位素等分析項目的分析，其分析結果可用於對氣源和油源的對比和評價。另外，每次可以製備6個樣品，制樣效率高，有利於對批量樣品的製備，提高了工作效率。另外每次制樣結束後對密封圓筒容器內的殘留物也易清洗乾淨。
圖2是密封圓筒容器的示意圖。該容器由圓筒頂蓋23，螺母22，密封件21(聚四氟乙烯)，筒體20，鋼球15等組成。容器上下往復運動的過程中，容器內的鋼球在慣性力的作用下，使鋼球脫離容器底部，在其自身重力作用下又自由落下並與瞬間快速向上的容器底部強烈碰撞的過程中，逐漸將粒狀巖石擊碎，通過低沸點溶劑把吸附於巖石孔隙中的烴類物質萃取出來。
容器的密封為固定靜密封，其結構由頂蓋23，密封件21和筒體20上端的凹面構成，通過旋緊螺母22把頂蓋23緊緊壓住密封件21，在整個制樣過程中這種結構的密封效果十分可靠，無任何微漏。筒體20底部的形狀和頂蓋23下端的形狀均為球面狀，其球面半徑應為鋼球半徑的1.3倍左右。筒體20內的圓柱面必須光滑，避免鋼球在筒內上下運動擊碎粒狀巖石過程中被卡住。
圖3是行程調節機構圖。該機構主要由聯接無級變速器的拐輪3，調距絲杆4，軸承蓋24，U形滑槽5，螺栓25，彈簧墊圈26，連杆8，螺母27，開口銷28，墊圈29，連杆銅套30，可移連杆銷6等組成。拐輪3與無級變速器18的輸出軸連接，調距絲杆4與U形滑槽5配合，U形滑槽5固定在拐輪3的端面上，調距絲杆4與可移連杆銷6螺紋配合，連杆8與可移連杆銷6配合。當無級變速器輸出軸帶動拐輪3作圓周運動時，固定在拐輪3上的可移連杆銷6帶動連杆8，連杆8帶動六面體滑塊12，使六面體滑塊12沿著固定滑柱9作上下往復直線運動。調節調距絲杆4，可以調節六面體滑塊的上下往復運動的行程。
該機構的作用，是把無級變速器輸出的圓周運動變為上下往復的直線運動，並通過調距絲杆4，可以調節上下往復運動的行程L，使密封圓筒容器內的鋼球處於最佳位置，從而也使鋼球擊碎巖石的效果最佳。
權利要求
1，巖石輕質烴類密封萃取儀由底板(1)承載機座(2)和變速器(18)組成，變速器(18)一端連接電動機(19)，另一端連接拐輪(3)的中心，其特徵是調距絲杆(4)與U形滑槽(5)動配合，U形滑槽(5)固定在拐輪(3)的端面上，調距絲杆(4)與可移連杆銷(6)螺紋連接，連杆(8)的下端與可移連杆銷(6)配合，連杆(8)在固定滑柱(9)中上下往復運動，固定滑柱(9)固定在機座(2)上，連杆(8)的上端連接六面體滑塊(12)，六面體滑塊(12)的每一個平面上固定一個密封圓筒容器(11)。
2，根據權利要求1所述的巖石輕質烴類密封萃取儀，其特徵是密封圓筒容器(11)的筒體(20)上端有外螺紋，筒體(20)內裝有鋼球(15)，筒體(20)的頂端裝有由螺母(22)壓緊的頂蓋(23)和密封件(21)。
全文摘要
本發明公開了一種製備測試樣品用到的巖石輕質烴類密封萃取儀。調距絲杆4與U形滑槽5配合，U形滑槽5固定在拐輪3的端面上，調距絲杆4與可移連杆銷6配合，連杆8與可移連杆銷6配合。當無級變速器輸出軸帶動拐輪3作圓周運動時，固定在拐輪3上的可移連杆銷6帶動連杆8，連杆8帶動六面體滑塊12，使六面體滑塊12沿著固定滑柱9作上下往復直線運動。調節調距絲杆4，可以調節六面體滑塊的上下往復運動的行程。
文檔編號G01N1/28GK1611926SQ200310103219
公開日2005年5月4日 申請日期2003年10月30日 優先權日2003年10月30日
發明者陳偉均, 錢志浩, 曹寅, 張美珍, 蔣啟貴, 張寄良, 鄭冰 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院