稀有气体提取并纯化的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种稀有气体提取并纯化的装置。包含氧化管段，所述氧化管段内部可抽拉有氧化包体，所述氧化包体内部中空，其外壁有一个以上的通孔，氧化包体内部有氧化铜。采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：能够抽出来清洗和加氧化剂，能够广范围进行还原，作用面积更大，还能够让气体在氧化管段中存放较长时间。
【专利说明】稀有气体提取并纯化的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及科研领域，尤其涉及稀有气体提取并纯化的装置。
【背景技术】
[0002]目前，地质研究中稀有气体同位素分析，大多为固体熔融法或机械破碎法提取固体样品中的稀有气体进行分析测试。但是对于更复杂的液体样品，原油样品，天然气样品等，由于其中含有大量杂质组分，纯化困难，对稀有气体质谱仪损耗大。仪器厂家没有生产针对各种类型样品的前处理系统。稀有气体样品的前处理系统需要超高真空，工艺复杂，且真空要求高。因此，国内大部分机构并不做液体、原油和天然气样品的稀有气体分析。
[0003]目前有多家机构可以进行地质样品的稀有气体同位素分析，但是几乎全部都是进行固体样品熔融和机械破碎的分析测试。因为缺失液体和气体样品的前处理装置，如果进行此类样品测试,杂质组分对仪器带来极大损害。每测试一次该类样品,质谱仪需要烘烤抽真空一星期，达到测试下个样品的要求需要半个月以上的时间。这大大降低了价格高昂的稀有气体质谱仪的利用率。更重要的是由于纯化不完全，有机组分进入质谱系统，在离子源的电子轰击下产生碎片离子。这些离子叠加在目标离子峰上使测试结果产生很大的偏差；并且如果上一个样品测试完，系统抽真空不彻底，本底效应也会对下一个样品的测试结果产生影响。
实用新型内容
[0004]实用新型的目的:为了提供增加氧化效果，氧化完全的稀有气体提取并纯化的装置，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
[0005]为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案:
[0006]稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，包含氧化管段，所述氧化管段内部可抽拉有氧化包体，所述氧化包体内部中空，其外壁有一个以上的通孔，氧化包体内部有氧化铜。
[0007]本实用新型进一步技术方案在于，所述氧化包体包含竖直段，所述竖直段上有围绕竖直段分布的一个以上辐射段，对个辐射段构成位于一个平面的还原面，辐射段内部中空，其外壁有一个以上的通孔，氧化包体内部有氧化铜。
[0008]本实用新型进一步技术方案在于，所述还原面有一个以上且在竖直段上等距分布。
[0009]本实用新型进一步技术方案在于，所述氧化管段包含折弯部分。
[0010]本实用新型进一步技术方案在于，折弯部分包含两个以上的弧峰。
[0011]本实用新型进一步技术方案在于，所述两个以上的弧峰朝上朝下均有。
[0012]本实用新型进一步技术方案在于，所述辐射段和竖直段外表面上有一个以上的凹陷，所述凹陷中有氧化铜。
[0013]本实用新型进一步技术方案在于，所述氧化管段一侧连接有储液瓶以及位于储液瓶下方超声波振荡器，另一侧连接冷阱。
[0014]本实用新型进一步技术方案在于，所述氧化包体中部有加热丝。
[0015]本实用新型进一步技术方案在于，所述所述氧化管段连接冷阱后连接分子泵和同位素分析装置。
[0016]采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果:能够抽出来清洗和加氧化剂，能够广范围进行还原，作用面积更大，还能够让气体在氧化管段中存放较长时间。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明:
[0018]图1为实用新型的结构示意图；
[0019]图2为氧化包体的结构示意图；
[0020]图3为氧化管段的结构示意图；
[0021]图4为氧化包体的局部结构示意图；
[0022]其中:1.中部杆；2.氧化包体；3.通孔；4.凹孔；5.氧化管段；6.曲折段。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，实施例不构成对本实用新型的限制:
[0024]稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，包含氧化管段5，所述氧化管段内部可抽拉有氧化包体2，所述氧化包体2内部中空，其外壁有一个以上的通孔3，氧化包体2内部有氧化铜。本处的技术方案所起到的实质的技术效果是采用内置式的方式安放氧化铜，避免了原来的氧化铜堆为一堆的情况，增加接触面积的同时，使得药品的效果能更好发挥。本处使用的时候，可以增加外部热源进行加热。
[0025]所述氧化包体2包含竖直段，所述竖直段上有围绕竖直段分布的一个以上辐射段，对个辐射段构成位于一个平面的还原面，辐射段内部中空，其外壁有一个以上的通孔3，氧化包体2内部有氧化铜。本处的技术方案能起到的技术效果是能够更有效对气体如有机气体进行分解和氧化，因为分布的辐射状地分布情况，让气体被氧化的概率大大增加，不会出现局部无法氧化的现象。
[0026]所述还原面有一个以上且在竖直段上等距分布。本处的技术方案所起到的实质的技术效果是氧化效果更好，大大减少了有机分子的残留量，避免对同位素分析的影响。
[0027]所述氧化管段5包含折弯部分。本处的技术方案能起到的技术效果是能够延长气体在氧化管段5的时间，使得氧化更彻底。
[0028]折弯部分包含两个以上的弧峰。本处的技术方案能起到的技术效果是使得气体的路径更加曲折，从而减缓气流速度，所述两个以上的弧峰朝上朝下均有。以上结构的实质效果跟明显。
[0029]所述辐射段和竖直段外表面上有一个以上的凹陷，所述凹陷中有氧化铜。本处的技术方案能起到的技术效果是采用外部嵌入的方式进行处理，增加有机分子跟外部的氧化铜接触的机率。[0030]所述氧化管段5 —侧连接有储液瓶以及位于储液瓶下方超声波振荡器，另一侧连接冷阱。所述氧化包体2中部有加热丝。本处的技术方案能起到的技术效果是提供了一种内加热的方式，使得氧化效果更好。
[0031]所述所述氧化管段5连接冷阱后连接分子泵和同位素分析装置。
[0032]结合图1，为本新型一种具体的实施方式；
[0033]其中的氧化管段也就是CuO炉或者CuO氧化阱。
[0034]为了实现固体样品，液体样品，气体样品的稀有气体同位素的分析测试，解决地质样品中气体和液体样品难以分析的问题。本实用新型提供了一种气体提取及预纯化系统。从而，实现了各类地质样品的稀有气体分析测试。除此之外，该装置还起到了保护超高真空质谱仪的作用，同时也提高了分析测试的精度。
[0035]本实验装置含液体进样和气体进样两个进样口(见图1)，分为液体前处理和气体纯化两部分。液体前处理部分由钠玻璃管线和高真空快拆件组成，真空度可达10_3Pa，并且能够快速拆卸，以便管线被样品污染后进行清洗。液体样品的稀有气体提取装置是由可加热的超声波振荡器和储液瓶组成。液体样品在真空加热的状态下进行超声波脱气。液体前处理部分还加装了装有CuO的氧化阱和冷指，用以除去杂质组分。气体纯化部分由不锈钢超高真空管件通过法兰连接方式组成，真空度可达l(T5Pa，并加装有海绵钛炉进行气体纯化。液体样品中提取的稀有气体组分还要进入气体纯化部分进行二次纯化，方可进入稀有气体质谱仪。真空的获得是由抽真空系统提供，包括:机械泵、分子泵、吸气泵(干泵)。真空的监视是由低、高真空规和真空计组成的真空显示系统检测并显真空度。各系统管道和阀门都能够达到高真空要求，并能够承受280°C高温烘烤。
[0036]利用真空、加热和超声波结合实现液体样品中稀有气体的完全提取(提取效率在99.5%以上)。提取的气体通过CuO炉去除有机组分，并用冷指将二氧化碳和水除去。剩余气体送入气体进样部分，利用海绵钛炉以及吸气泵进一步消除非稀有气体组分。最终实现，样品中稀有气体的提取和纯化的目的。
[0037]本实用新型的有益效果是，将固体、液体和气体样品的前处理融为一体，更重要的是实现了液体样品和气体样品中痕量稀有气体分析。装置中融合了稀有气体的提取和纯化功能。纯化后样品中主要是稀有气体组分，对仪器不会产生污染，避免了每次测样后系统烘烤抽真空的时间，大大增加了仪器利用率。预纯化后的样品中几乎没有了有机组分，因此，降低了本底，也消除了有机碎片离子的对测量结果的影响，提高了测试数据的准确度。
[0038]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
【权利要求】
1.稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，包含氧化管段(5)，所述氧化管段内部可抽拉有氧化包体(2)，所述氧化包体(2)内部中空，其外壁有一个以上的通孔(3)，氧化包体(2)内部有氧化铜。
2.如权利要求1所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述氧化包体(2)包含竖直段，所述竖直段上有围绕竖直段分布的一个以上辐射段，对个辐射段构成位于一个平面的还原面，辐射段内部中空，其外壁有一个以上的通孔(3)，氧化包体(2)内部有氧化铜。
3.如权利要求1所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述还原面有一个以上且在竖直段上等距分布。
4.如权利要求1所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述氧化管段(5)包含折弯部分。
5.如权利要求2所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，折弯部分包含两个以上的弧峰。
6.如权利要求5所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述两个以上的弧峰朝上朝下均有。
7.如权利要求2所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述辐射段和竖直段外表面上有一个以上的凹陷，所述凹陷中有氧化铜。
8.如权利要求1所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述氧化管段(5)—侧连接有储液瓶以及位于储液瓶下方超声波振荡器，另一侧连接冷阱。
9.如权利要求1所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述氧化包体(2)中部有加热丝。
10.如权利要求8所述的稀有气体提取并纯化的装置，其特征在于，所述所述氧化管段(5)连接冷阱后连接分子泵和同位素分析装置。
【文档编号】G01N1/34GK203758808SQ201420014099
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】曹春辉, 张生银, 李双林, 李立武, 李中平, 杜丽, 贺坚 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心