岩石轻质烃类密封萃取仪.pdf

本发明公开了一种制备测试样品用到的岩石轻质烃类密封萃取仪。调距丝杆4与U形滑槽5配合，U形滑槽5固定在拐轮3的端面上，调距丝杆4与可移连杆销6配合，连杆8与可移连杆销6配合。当无级变速器输出轴带动拐轮3作圆周运动时，固定在拐轮3上的可移连杆销6带动连杆8，连杆8带动六面体滑块12，使六面体滑块12沿着固定滑柱9作上下往复直线运动。调节调距丝杆4，可以调节六面体滑块的上下往复运动的行程。

1，  岩石轻质烃类密封萃取仪由底板(1)承载机座(2)和变速器(18)组成，变速器(18)一端连接电动机(19)，另一端连接拐轮(3)的中心，其特征是：调距丝杆(4)与U形滑槽(5)动配合，U形滑槽(5)固定在拐轮(3)的端面上，调距丝杆(4)与可移连杆销(6)螺纹连接，连杆(8)的下端与可移连杆销(6)配合，连杆(8)在固定滑柱(9)中上下往复运动，固定滑柱(9)固定在机座(2)上，连杆(8)的上端连接六面体滑块(12)，六面体滑块(12)的每一个平面上固定一个密封圆筒容器(11)。

2，  根据权利要求1所述的岩石轻质烃类密封萃取仪，其特征是：密封圆筒容器(11)的筒体(20)上端有外螺纹，筒体(20)内装有钢球(15)，筒体(20)的顶端装有由螺母(22)压紧的顶盖(23)和密封件(21)。

岩石轻质烃类密封萃取仪
所属技术领域
本发明属于借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，特别是制备萃取测试用的样品这一技术领域。
背景技术
目前，中国专利号为02 1 60133.X的专利“岩石密封烃抽提仪”是国内最新的实验室样品制备设备。它的主要工作原理是在密封筒体内的旋转轴的上端装有二把硬度较硬的刀片，下方装有搅拌叶轮，筒体底部与旋转轴之间采用无橡胶的机械密封结构。在工作状态下，搅拌叶轮高速旋转，产生较大的离心力，使筒体内的粒状岩样与溶剂一起向上剧烈运动，并与高速旋转的刀片、筒体内壁硬环和筒体顶盖产生强烈的碰撞，从而将粒状岩样粉碎。在高速旋转的过程中，溶剂将已粉碎成粉末的岩样中的烃类物质抽提出来。
这种仪器的不足之处，就是对很坚硬的岩石，如灰岩、致密砂岩等，其粉碎效果欠佳。由于密闭筒体内的零件较多，对残留物不易清洗干净。
发明内容
本发明的目的是提供一种岩石中烃类物质制备萃取装置，应能在密闭容器中将各种岩性各种硬度的岩石击碎，以及清洗方便的岩石轻质烃类物质提取仪。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：岩石轻质烃类密封萃取仪由底板1承载机座2和变速器18组成，变速器18一端连接电动机19，另一端连接拐轮3的中心，调距丝杆4与U形滑槽5动配合，U形滑槽5固定在拐轮3的端面上，调距丝杆4与可移连杆销6螺纹连接，连杆8的下端与可移连杆销6配合，连杆8在固定滑柱9中上下往复运动，固定滑柱9固定在机座2上，连杆8的上端连接六面体滑块12，六面体滑块12每一个平面上固定一个密封圆筒容器11。密封圆筒容器11的筒体20上端有外螺纹，筒体20内装有钢球15，筒体20的顶端装有由螺母22压紧的顶盖23和密封件21。
本发明的有益效果是：密封圆筒容器11内的钢球15硬度远大于任何岩石的硬度，因而击碎岩石的效果好，其中粒径大于100目以上的粉末岩样可达90％以上，从而提高了对岩石中轻质烃类物质的提取效果。该仪器每次可以同时装配6个密封圆筒容器11，可以分装6个不同的岩石样品，对于批量样品的置备非常有利。由于密封圆筒容器11的结构简单，每次样品置备完毕后，清理其中的残留物很方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明的整体示意图。
图2是密封圆筒容器的示意图。
图3是行程调节机构图。
具体实施方式
图1是本发明的整体示意图。该装置由底板1，机座2，拐轮3，调距丝杆4，U型滑槽5，可移连杆销6，滑柱底座7，连杆8，固定滑柱9，固定连杆销10，密封圆筒容器11，六面体滑块12，固定套13，圆筒螺母14，钢球15，电源控制器17，无级变速器18，以及电动机19等主要部件组成。图中16为颗粒状岩样。
将已碎成粒径3-6mm的粒状岩样和钢球15及溶剂，先后放入圆筒容器11，装上顶盖和螺母14并旋紧密封。然后把装好岩样的密封圆筒容器11装入六面体滑块12的固定套13内，(每次可装六个密封圆筒容器，具体视制备样品数而定)，并旋紧固定套13的相关螺丝，使之牢牢固定。启动电机19，经无级变速器18带动拐轮3旋转，通过调距丝杆4，U形滑槽5，可移连杆销6和连杆8，使圆周运动变为直线往复运动。通过连杆8带动六面体滑块12沿着固定圆柱9作上下直线往复运动。根据运动公式Vt²＝Vo²-2gh(式中Vt为密封圆筒容器11内钢球15上升至最高点且不碰顶盖时的速度，即Vt＝0，Vo为六面体滑块12作上下往复滑动的平均速度，即Vo＝0.8~1.2M/S，h为在惯性力作用下，钢球15在密封圆筒容器11内上升的高度)计算，通过行程调距丝杆4可调节六面体滑块12上下运动的行程L(L＝200-300mm)，或调节无级变速器18的转速，使密封圆筒容器内钢球15在上下往复运动过程中，处于最佳位置。当六面体滑块12上升到最高位置突然改变方向作向下运动时，钢球15由于惯性力的作用，使钢球15脱离密封圆筒容器11底部并继续向上运动，而此时固定在六面体滑块12上的密封圆筒容器已在作向下运动，当六面体滑块12向下运动至最低位置又突然改变运动方向作向上运动时，密封圆筒容器11内的钢球15与密封圆筒容器的底部已相距一定的高度，即钢球15处在密封圆筒容器11内的上顶端，此时由于钢球15自身的重力作用，钢球15作为自由落体在密封圆筒容器内自行落下，瞬时间与正在向上运动的密封圆筒容器11底部产生强烈撞击，从而使钢球15与密封圆筒容器11底部之间的粒状岩样逐步被击碎，这种往复运动击碎岩样的过程约需1~2小时(具体视岩石硬度而定)。同时在这个过程中被击碎成粉末状的岩样表面吸附的烃类物质也在运动溶剂的作用下被溶剂提取。
在密闭的圆筒容器内，用硬度远大于岩石的钢球撞击粒状岩石，其击碎效果好，不受任何岩石硬度的影响，其中粒径大于100目以上的粉末岩样可达90％以上，而且在整个工作过程中圆筒容器整体密封可靠，无任何微漏现象，因而在制样过程中，岩石中轻质烃类物质也无任何损失，从而提高了对岩石中轻质烃类定性定量的测定精度，其萃取物可直接进行气相色谱、质谱、同位素等分析项目的分析，其分析结果可用于对气源和油源的对比和评价。另外，每次可以制备6个样品，制样效率高，有利于对批量样品的制备，提高了工作效率。另外每次制样结束后对密封圆筒容器内地残留物也易清洗干净。
图2是密封圆筒容器的示意图。该容器由圆筒顶盖23，螺母22，密封件21(聚四氟乙烯)，筒体20，钢球15等组成。容器上下往复运动的过程中，容器内的钢球在惯性力的作用下，使钢球脱离容器底部，在其自身重力作用下又自由落下并与瞬间快速向上的容器底部强烈碰撞的过程中，逐渐将粒状岩石击碎，通过低沸点溶剂把吸附于岩石孔隙中的烃类物质萃取出来。
容器的密封为固定静密封，其结构由顶盖23，密封件21和筒体20上端的凹面构成，通过旋紧螺母22把顶盖23紧紧压住密封件21，在整个制样过程中这种结构的密封效果十分可靠，无任何微漏。筒体20底部的形状和顶盖23下端的形状均为球面状，其球面半径应为钢球半径的1.3倍左右。筒体20内的圆柱面必须光滑，避免钢球在筒内上下运动击碎粒状岩石过程中被卡住。
图3是行程调节机构图。该机构主要由联接无级变速器的拐轮3，调距丝杆4，轴承盖24，U形滑槽5，螺栓25，弹簧垫圈26，连杆8，螺母27，开口销28，垫圈29，连杆铜套30，可移连杆销6等组成。拐轮3与无级变速器18的输出轴连接，调距丝杆4与U形滑槽5配合，U形滑槽5固定在拐轮3的端面上，调距丝杆4与可移连杆销6螺纹配合，连杆8与可移连杆销6配合。当无级变速器输出轴带动拐轮3作圆周运动时，固定在拐轮3上的可移连杆销6带动连杆8，连杆8带动六面体滑块12，使六面体滑块12沿着固定滑柱9作上下往复直线运动。调节调距丝杆4，可以调节六面体滑块的上下往复运动的行程。
该机构的作用，是把无级变速器输出的圆周运动变为上下往复的直线运动，并通过调距丝杆4，可以调节上下往复运动的行程L，使密封圆筒容器内的钢球处于最佳位置，从而也使钢球击碎岩石的效果最佳。