专利名称：轻烃自动进样机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油录井行业轻烃分析样品的制备及取样技术，特别涉及一种轻烃自动进样机构，用于轻烃分析样品的制备装置。
背景技术：
轻烃分析是石油录井行业中一种新兴的分析技术，要求在30分钟内完成nCl_nC9的烷烃及芳香烃的分析。其对样品的制备及取样有特殊的要求。I取样要求有代表性。要求取样量大，样品瓶少则数十毫升，多则数百毫升。目前市场上的机械手式自动进样器都无法满足此要求。2顶空进样，要求甲烷、乙烷分离度R不小于I。 目前市场上的六通阀式顶空进样器，由于柱前死体积大，在nCl-nC5范围内容易形成拖尾，影响分离度。同时用采样泵抽取顶空气时需求量，不利于重复分析。所以需要自动化程度高的顶空进样器，从而弥补现有技术的缺陷。

发明内容
鉴于以上存在的问题，本发明提出一种兼具以上两种进样器优点的顶空进样器，使其具有以下特点结构简单，安装方便，不会出现断针的问题，同时无需采样泵。可适用于数十至数百毫升的样品瓶，取样量较小，不超过I毫升，利于同一样品的多次分析，出峰效果好，分尚度闻。本发明是通过这样的技术方案实现的轻烃自动进样机构，其特征在于，由机箱、注射组件、取样组件、传动定位组件和四通切换组件构成，所述各个组件以机箱的作为固定和安装的基架，机箱内部包括轻烃分析仪器；
所述注射组件包括导柱、导滑块、气缸A、气缸固定座A及针筒；气缸固定座A包括前固定块和后固定块，两个固定块长向平行放置，前固定块和后固定块相对应的两个面端部分别加工有一个固定气缸A缸体的支撑孔和一个固定导柱的支撑孔，导柱、气缸A的缸体与前后两个固定块构成一个框架形状，前固定块和后固定块固定在机箱的上平面；前固定块为条板状，中间加工有凹槽，凹槽形状与针筒前端形状相配合；后固定块为凸字形，凸出部分中间加工有凹槽，凹槽形状与针筒后端形状相配合；前固定块和后固定块的中间凹槽用于卡装针筒；导柱从后固定块上支撑孔中穿出并向后延伸出去一段；导滑块为凸字形，其凸出部分与后固定块凹进部分相配合，导滑块凸出部分中间加工有型槽，型槽用于卡装针筒的推杆端部，使导滑块与推杆连接；导滑块的两端分别有镶嵌滑套的透孔和连接气缸A活塞杆的螺孔；导滑块一端透孔中的滑套与导柱延伸部分滑动配合；导滑块另一端螺孔和气缸A活塞杆的螺纹相配合，导滑块与气缸A活塞杆通过螺纹连接；
所述四通切换组件包括四通阀、气缸C，四通阀通过L形阀架固定在机箱上，气缸C通过连接件固定机箱上；四通阀的阀位轴连接摇臂，摇臂与气缸C的活塞杆连接；通过气缸C的活塞杆带动摇臂，进而改变阀位轴的转角，从而切换阀位；四通阀的A接口为样品气进入口，通过气管与进样针的针管连通；进样针由进样针固定头A、进样针固定头B夹紧，用螺栓固定；四通阀的B接口通过不锈钢气管线连接气化室，经气化室进入分析仪器进气口 ；四通阀的C接口连接针筒；四通阀的D接口为出气口 ；气缸固定座B与进样架固定，气缸B安装在气缸固定座B上，固定头A上端加工螺孔，螺孔与气缸B的活塞杆螺纹连接；
所述取样组件包括进样针固定头A、气缸固定座B、进样针固定头B、进样针；取样组件通过气缸固定座B固定在进样架上；
所述传动定位组件包括齿轮、导轨、齿条和步进电机，由它们构成传动机构，用螺钉将样品架固定在齿条上，通过与步进电机带动的齿轮，使样品架随齿条进行往复直线运动；样品架上设有若干样品瓶固定位，用于放置样品瓶；导轨用于样品架往复直线运动的导向；导轨的后端部固定有限位挡板，样品架端部固定有限位微动开关当样品架向后运动至导轨的后端部，限位挡板触动微动开关，改变步进电机的转动方向，使样品架向反方向运动；进样架固定在导轨上，进样架上依次固定气缸固定座B、样品瓶定位卡；加热块固定在导轨上；加热块内部放置加热棒，用于对样品瓶加热；轻烃自动进样机构的控制系统按程序将样品气抽入定量管，再通过载气把样品气带入气化室。本发明有益效果通过控制气缸实现轻烃进样过程的自动化，把样品气抽入定量管，再通过载气把样品气带入气化室，受载气流速和流体流动特性限制，使得带宽加长，分离度变差，使用四通阀直接用针筒抽取样品气，然后通过四通阀把针头切换到另一个直接插入到气化室的针头进行注样，同时解决了进样速度和进样精度两个问题，结构简单，安装方便，不会出现断针的问题，同时无需采样泵，可适用于数十至数百毫升的样品瓶，取样量较小，不超过I毫升，利于同一样品的多次分析，出峰效果好，分离度高。


图1是轻烃自动进样机构爆炸 图2是轻烃自动进样机构轴测 图3轻烃自动进样机构主视 图4轻烃自动进样机构俯视 图5轻烃自动进样机构侧视图 图6四通阀连接 图7进样针装配 图8注射组件爆炸 图9控制流程图。图中1.机箱,2.导柱,3.导滑块,4.气缸A,5.气缸固定座A,6.针筒,8.四通阀，9.气缸B，10.进样针固定头A，ll.气缸固定座B，12.进样针固定头B，13.进样针，14.样品瓶定位卡，15.气缸C，16.样品瓶，17.进样架，18.电机上盖，19.步进电机，20.电机底座，21.加热块，22.齿轮，23.导轨，24.齿条，25.限位挡板，26.样品架，27.气化室；31.型槽，32.滑套，33.螺孔，41.气缸A活塞杆，51.前固定块，52.后固定块，61.推杆，81. L形阀架，82.阀位轴，83.连接摇臂，101.螺孔。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明
如图1至图9所示，轻烃自动进样机构，由机箱1、注射组件、取样组件、传动定位组件和四通切换组件构成，所述各个组件以机箱的作为固定和安装的基架，机箱内部包括轻烃分析仪器；
注射组件包括导柱2、导滑块3、气缸A4、气缸固定座A5及针筒6 ；
气缸固定座A5包括前固定块51和后固定块52，两个固定块长向平行放置，前固定块51和后固定块52相对应的两个面端部分别加工有一个固定气缸A4缸体的支撑孔和一个固定导柱2的支撑孔，导柱2、气缸A4的缸体与前后两个固定块构成一个框架形状，前固定块51和后固定块52固定在机箱I的上平面；
前固定块51为条板状，中间加工有凹槽，凹槽形状与针筒6前端形状相配合；
后固定块52为凸字形，凸出部分中间加工有凹槽，凹槽形状与针筒6后端形状相配合；前固定块51和后固定块52的中间凹槽用于卡装针筒6 ；
导柱2从后固定块52上支撑孔中穿出并向后延伸出去一段；
导滑块3为凸字形，其凸出部分与后固定块52凹进部分相配合，导滑块3凸出部分中间加工有型槽31，型槽31用于卡装针筒6的推杆61端部，使导滑块3与推杆61连接；导滑块3的两端分别有镶嵌滑套32的透孔和连接气缸A活塞杆41的螺孔33 ;导滑块3 —端透孔中的滑套32与导柱2延伸部分滑动配合；导滑块3另一端螺孔33和气缸A活塞杆41的螺纹相配合，导滑块3与气缸A活塞杆41通过螺纹连接；
四通切换组件包括四通阀8、气缸C15，四通阀8通过L形阀架81固定在机箱I上，气缸Cl5通过连接件固定机箱I上；
四通阀8的阀位轴82连接摇臂83，摇臂83与气缸C15的活塞杆连接；通过气缸C15的活塞杆带动摇臂83，进而改变阀位轴82的转角，从而切换阀位；
四通阀8的A接口为样品气进入口，通过气管与进样针13的针管连通；
进样针13由进样针固定头A10、进样针固定头B12夹紧，用螺栓固定；
四通阀8的B接口通过不锈钢气管线7连接气化室27，经气化室27进入分析仪器进气
Π ；
四通阀8的C接口连接针筒6 ;
四通阀8的D接口为出气口，连接吹扫阀气口 ；
气缸固定座Bll与进样架17固定，气缸B9安装在气缸固定座Bll上，固定头AlO上端加工螺孔101，螺孔101与气缸B9的活塞杆螺纹连接；
取样组件包括进样针固定头A10、气缸固定座B11、进样针固定头B12、进样针13 ；
取样组件通过气缸固定座Bll固定在进样架17上；
传动定位组件包括齿轮22、导轨23、齿条24和步进电机19，由它们构成传动机构，用螺钉将样品架26固定在齿条24上，通过与步进电机19带动的齿轮22，使样品架26随齿条24进行往复直线运动；样品架26上设有若干样品瓶固定位，用于放置样品瓶16 ；
导轨23用于样品架26往复直线运动的导向；导轨23的后端部固定有限位挡板25，样品架26端部固定有限位微动开关当样品架26向后运动至导轨23的后端部，限位挡板25触动微动开关，改变步进电机19的转动方向，使样品架26向反方向运动；进样架17固定在导轨23上，进样架17上依次固定气缸固定座B11、样品瓶定位卡14 ;加热块21固定在导轨23上；加热块21内部放置加热棒用于对样品瓶加热；
轻烃自动进样机构的控制原理是先把样品气抽入定量管，再通过载气把样品气带入气化室。受载气流速和流体流动特性限制，使得带宽加长，分离度变差；
使用四通阀直接用针筒6抽取样品气，然后通过四通阀把针头切换到另一个直接插入到气化室的针头进行注样，这就同时解决了进样速度和进样精度两个问题。进样完毕，切换四通阀，打开吹扫阀进行管路吹扫。为了尽可能减小柱前死体积，管路完全采用毛细不锈钢管。根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
权利要求
1.轻烃自动进样机构，其特征在于，由机箱、注射组件、取样组件、传动定位组件和四通切换组件构成，所述各个组件以机箱的作为固定和安装的基架，机箱内部包括轻烃分析仪器； 所述注射组件包括导柱、导滑块、气缸A、气缸固定座A及针筒；气缸固定座A包括前固定块和后固定块，两个固定块长向平行放置，前固定块和后固定块相对应的两个面端部分别加工有一个固定气缸A缸体的支撑孔和一个固定导柱的支撑孔，导柱、气缸A的缸体与前后两个固定块构成一个框架形状，前固定块和后固定块固定在机箱的上平面；前固定块为条板状，中间加工有凹槽，凹槽形状与针筒前端形状相配合；后固定块为凸字形，凸出部分中间加工有凹槽，凹槽形状与针筒后端形状相配合；前固定块和后固定块的中间凹槽用于卡装针筒；导柱从后固定块上支撑孔中穿出并向后延伸出去一段；导滑块为凸字形，其凸出部分与后固定块凹进部分相配合，导滑块凸出部分中间加工有型槽，型槽用于卡装针筒的推杆端部，使导滑块与推杆连接；导滑块的两端分别有镶嵌滑套的透孔和连接气缸A活塞杆的螺孔；导滑块一端透孔中的滑套与导柱延伸部分滑动配合；导滑块另一端螺孔和气缸A活塞杆的螺纹相配合，导滑块与气缸A活塞杆通过螺纹连接； 所述四通切换组件包括四通阀、气缸C，四通阀通过L形阀架固定在机箱上，气缸C通过连接件固定机箱上；四通阀的阀位轴连接摇臂，摇臂与气缸C的活塞杆连接；通过气缸C的活塞杆带动摇臂，进而改变阀位轴的转角，从而切换阀位；四通阀的A接口为样品气进入口，通过气管与进样针的针管连通；进样针由进样针固定头A、进样针固定头B夹紧，用螺栓固定；四通阀的B接口通过不锈钢气管线连接气化室，经气化室进入分析仪器进气口 ；四通阀的C接口连接针筒；四通阀的D接口为出气口 ；气缸固定座B与进样架固定，气缸B安装在气缸固定座B上，固定头A上端加工螺孔，螺孔与气缸B的活塞杆螺纹连接； 所述取样组件包括进样针固定头A、气缸固定座B、进样针固定头B、进样针；取样组件通过气缸固定座B固定在进样架上； 所述传动定位组件包括齿轮、导轨、齿条和步进电机，由它们构成传动机构，用螺钉将样品架固定在齿条上，通过与步进电机带动的齿轮，使样品架随齿条进行往复直线运动；样品架上设有若干样品瓶固定位，用于放置样品瓶；导轨用于样品架往复直线运动的导向；导轨的后端部固定有限位挡板，样品架端部固定有限位微动开关当样品架向后运动至导轨的后端部，限位挡板触动微动开关，改变步进电机的转动方向，使样品架向反方向运动；进样架固定在导轨上，进样架上依次固定气缸固定座B、样品瓶定位卡；加热块固定在导轨上；加热块内部放置加热棒，用于对样品瓶加热；轻烃自动进样机构的控制系统按程序将样品气抽入定量管，再通过载气把样品气带入气化室。
全文摘要
本发明涉及一种轻烃自动进样机构，由机箱、注射组件、取样组件、传动定位组件和四通切换组件构成，注射组件导柱、气缸A的缸体与前、后固定块构成一个框架形状，前、后固定块的中间凹槽用于卡装针筒；导滑块凸出部分中间加工有型槽，用于卡装针筒的推杆端部，导滑块与气缸A活塞杆通过螺纹连接；四通阀的A接口通过气管与进样针的针管连通；四通阀的B接口连接气化室，四通阀的C接口连接针筒；控制系统按程序将样品气抽入定量管，再通过载气把样品气带入气化室，使用四通阀直接用针筒抽取样品气，然后通过四通阀切换到气化室进行注样，解决了进样速度和精度，结构简单，安装方便，不会出现断针的问题，同时无需采样泵，可适用于数十至数百毫升的样品瓶，取样量较小，不超过1毫升，利于同一样品的多次分析，出峰效果好，分离度高。
文档编号G01N35/10GK103018471SQ20121050382
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月2日 优先权日2012年12月2日
发明者董灵彦, 杨涛, 赵佩裕, 刘青, 张彦辉, 李栋巍, 阎治全, 吴桐, 李娟 申请人:天津陆海石油设备系统工程有限责任公司