专利名称：放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及放射性碳测年样品制备技术，具体为一种放射性碳测年制样装置 的玻璃真空单元。
背景技术：
放射性碳(14C)测年方法已被广泛用于地质、地理、气候、生态、海洋、地下水及考 古等研究领域。目前，常用放射性碳测年样品制备系统主要有组合系统和全真空系统。组合系统由相对独立的各制备单元组合而成，几步操作可分段进行，也可同时进 行，相互之间不受影响。组合系统具有灵活和安全性较好等优点。其缺点是，组合系统中制 备单元较多；操作过程较长，样品量大；氨水吸收CO2不在真空系统下进行，容易受到大气 CO2的污染。放射性碳测量样品的全真空系统含碳(有机碳或无机碳)样品燃烧或酸解转化为 二氧化碳的装置，纯化的二氧化碳与金属锂(或金属钙)高温合成碳化锂(或碳化钙)装 置，碳化锂水解生成乙炔、经纯化的乙炔通过催化剂合成苯的装置均经玻璃真空单元连接， 玻璃真空单元中的冷阱、真空阀门和接口都是由玻璃材料制作。放射性碳样品制样全流程 都在玻璃真空系统中完成。其优点是全流程在密闭系统内完成减少污染，产率高，不易腐 蚀。缺点是玻璃系统要在三张2米长的实验台上焊接，玻璃真空单元管道长达4 6米; 真空难抽，真空度难以维持，玻璃真空单元只有一个连接样品燃烧或酸解装置的入口，系统 中一次只能处理一个样品，制样时间较长。系统体积较大，操作过程较难掌握。

实用新型内容本实用新型的目的是设计一种简便、省时、易操作的放射性碳测年制样装置的玻 璃真空单元，本玻璃真空单元配置两个可被真空活塞隔断的入口，分别连接燃烧/酸解装 置和碳化锂合成装置，使燃烧/酸解、气体纯化、碳化锂合成、苯合成可在玻璃真空系统上 灵活进行。本实用新型的放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元包括玻璃管道、玻璃活冷 阱、玻璃储气瓶和玻璃油扩散泵，玻璃管道连接玻璃储气瓶和玻璃活冷阱，各玻璃储气瓶和 玻璃活冷阱均安装有可与玻璃管道连通或隔断的真空活塞，玻璃管道的出口端经真空活塞 连接苯合成装置，玻璃管道经活塞连接提供真空的机械泵、压力表和玻璃油扩散泵。本玻璃 真空单元特征在于玻璃管道有2个入口连接燃烧/酸解装置或连接碳化锂合成装置，2个 入口分别安装有真空活塞，通过本玻璃真空单元，可以灵活方便的进行燃烧/酸解、气体纯 化、碳化锂合成、苯合成。通过真空活塞的控制可以隔断燃烧/酸解装置或碳化锂合成装置，当真空活塞隔 断碳化锂合成装置和苯合成装置时，燃烧/酸解装置可在玻璃真空单元上产生二氧化碳， 与此同时，在碳化锂合成装置另一种样品可进行碳化锂合成反应，还可有第三种样品进行
3苯合成反应。本实用新型放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元的优点为1、系统短小，只有 2米长，仅为已有玻璃真空单元长度的一半，即减少抽真空时间，又便于安装使用；2、有机 或无机放射性碳样品制样全流程都在玻璃真空系统中完成，减少了样品在接收、纯化等各 个环节的损失和交换时的大气污染，产率高；3、所连接的燃烧/酸解装置、碳化锂合成装 置、或苯反应装置可分别对不同样品进行分段并行处理，相互之间不受时间的约束和影响； 操作灵活、方便，提高工作效率。

图1本放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元实施例结构示意图。图中标号为1、玻璃储气瓶，2、第1根玻璃主管，3、压力表，4、第一入口真空活塞，5、玻璃活冷 阱，6、第一入口，7、第二入口真空活塞，8、第二入口，9、第3根玻璃主管，10、下玻璃支管， 11、苯合成装置，12、出口，13、出口真空活塞，14、第2根玻璃主管，15、上玻璃支管。
具体实施方式
本放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元实施例如图1所示，包括3条玻璃主管 道2、9、14、10个玻璃活冷阱5、4个玻璃储气瓶1和玻璃油扩散泵，玻璃管道连接玻璃储气 瓶1和玻璃活冷阱5，各玻璃储气瓶1和玻璃活冷阱5均安装有可与玻璃管道连通或隔断的 真空活塞，玻璃管道的出口 12经出口真空活塞13连接苯合成装置，玻璃管道经活塞连接提 供真空的机械泵、压力表3和玻璃油扩散泵，玻璃真空单元气体承压能力为1个大气压。本 玻璃真空单元特征在于玻璃管道有2个入口第一入口 6、第二入口 8连接燃烧/酸解装置或 连接碳化锂合成装置，2个入口 6、8分别安装有第一入口真空活塞4、第二入口真空活塞7。 真空活塞4、7控制连通或隔断该入口连接的燃烧/酸解装置或碳化锂合成装置。如图1所示，所述玻璃管道包括3根玻璃主管，第1根玻璃主管2连接4个玻璃储 气瓶1 ；第2根玻璃主管14连接10个玻璃活冷阱5，其一端为本玻璃真空单元的第一入口 6，另一端为本玻璃真空单元的出口 12，出口 12有出口真空活塞13连接苯合成装置；第3根 玻璃主管9 一端连接机械泵A及本玻璃真空单元的第二入口 8，另一端连接提供真空的机械 泵B和玻璃油扩散泵。本玻璃真空单元的第一入口 6和第二入口 8可根据样品制备需要连 接燃烧/酸解装置或者碳化锂合成装置。各玻璃贮气瓶1的出口均经二通活塞与第1根玻璃主管2连接。第1根玻璃主管 2经有真空活塞的上玻璃支管15连接第2根玻璃主管14，上玻璃支管15的真空活塞控制 连通或隔断第1根玻璃主管2和第2根玻璃主管14。第2根玻璃主管14的每2个玻璃活 冷阱5之间有一个三通活塞，各玻璃三通活塞分别接1根下玻璃支管10接至第3根玻璃主 管9，三通玻璃活塞可将第2根玻璃主管14分隔或连通，也可将第2根玻璃主管14与第3 根玻璃主管9分隔或连通。燃烧/酸解制备CO2时，关闭各入口 6、8和出口 12，先将本放射性碳测年样品制备 装置的玻璃真空单元抽真空，其第一入口真空活塞4连通所接的燃烧/酸解装置，第二入口 真空活塞7和出口真空活塞13保持关断。燃烧/酸解装置中样品产生的CO2进入本玻璃真空单元，并利用其内的冷胼5和贮气瓶1纯化并贮存CO2，与此同时碳化锂合成装置和苯 合成装置仍可对其它样品进行处理。当燃烧/酸解样品产生的CO2处理完成后，关断第一 入口真空活塞4，打开第二入口真空活塞7，将CO2放入碳化锂合成装置，进行样品制备的下 “■步 ο碳化锂合成装置完成碳化锂合成后，同样关闭各入口 6、8和出口 12，将本放射性 碳测年样品制备装置的玻璃真空单元抽真空，其第二入口真空活塞7连通碳化锂合成装 置，第一入口真空活塞4和出口真空活塞13保持关断。碳化锂合成装置的水解部分碳化锂 与水反应生成乙炔进入本玻璃真空单元，并利用其内的冷胼5和贮气瓶1纯化并贮存乙炔。 水解反应完成后，关断第二入口真空活塞7，打开出口真空活塞13，乙炔进入苯合成装置经 催化剂后合成苯。所述第2根玻璃主管14的前端和/或后端接有压力表3。本例第2根玻璃主管 14的前端和后端均接有压力表3，在引入CO2或乙炔时，观察压力表3，以防玻璃管道中的压 力超过1个大气压。上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的 具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、 等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元，包括玻璃管道、玻璃活冷阱(5)、玻璃储气瓶(1)和玻璃油扩散泵，玻璃管道连接玻璃储气瓶(1)和玻璃活冷阱(5)，各玻璃储气瓶(1)和玻璃活冷阱(5)均安装有可与玻璃管道连通或隔断的真空活塞，玻璃管道的出口(12)经出口真空活塞(13)连接苯合成装置，玻璃管道经活塞连接提供真空的机械泵、压力表(3)和玻璃油扩散泵；其特征在于所述玻璃管道有2个入口连接燃烧/酸解装置或连接碳化锂合成装置，2个入口分别安装有真空活塞。
2.根据权利要求1所述的放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元，其特征在于 所述玻璃管道包括3根玻璃主管，第1根玻璃主管(2)连接4个玻璃储气瓶(1)；第2根玻璃主管(14)连接10个玻璃活冷阱(5)，其一端为本玻璃真空单元的第一入口(6)，另 一端为本玻璃真空单元的出口(12)，出口(12)有出口真空活塞(13)连接苯合成装置；第 3根玻璃主管(9) 一端连接机械泵A及本玻璃真空单元的第二入口(8)，另一端连接提供真 空的机械泵B和玻璃油扩散泵。
3.根据权利要求2所述的放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元，其特征在于 所述第2根玻璃主管(14)的前端和/或后端接有压力表(3)。
专利摘要本实用新型为放射性碳测年制样装置的玻璃真空单元，玻璃管道连接玻璃储气瓶和玻璃活冷阱，各玻璃储气瓶和玻璃活冷阱均安装有可与玻璃管道连通或隔断的真空活塞，玻璃管道的出口端经真空活塞连接苯合成装置，玻璃管道经活塞连接提供真空的机械泵、压力表和玻璃油扩散泵。玻璃管道有2个入口连接燃烧/酸解装置或连接碳化锂合成装置，2个入口分别安装有真空活塞。本玻璃单元可同时分别对不同样品进行燃烧/酸解、气体纯化、碳化锂合成、苯合成，分段并行处理，相互不受影响；操作灵活、方便，提高效率。系统短小，减少抽真空时间，制样全流程都在玻璃真空系统中完成，减少了样品在接收、纯化等各个环节的损失和交换时的大气污染，产率高。
文档编号G01N1/28GK201628645SQ201020132860
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者应启和, 杨志清, 王 华 申请人:中国地质科学院岩溶地质研究所