CN112567222A - 用于气体采样容器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于收集、运输和提取用于实验室分析的高质量流体样本的方法和系统。所公开的系统和方法对于以与所捕获的流体最相似的方式收集流体样本并在实验室的运输和提取期间安全地保持样本特别重要。

Description

用于气体采样容器的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月9日提交的序列号为62/682855的美国临时专利申请的权益。以上申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及用于收集和测试加压和非加压气体样本的工具和技术，并且更具体地，涉及新颖的气体采样装置和方法。

背景技术

在包括石油和天然气工业在内的许多工业中，已知要对气体和流体进行定期采样。利用专门的容器来捕获这些样本气体和样本流体，并将其从现场运输到实验室进行分析。如本文中所使用的，通常特别引用了气体，但是气体也包括流体子集中所包括的物质的其他相，诸如液体和其他流体。

通常通过使用进入钻孔的专用工具来获得储层流体的样本。工具探针中的通气管可以密封在感兴趣的位置处的地层，并且具有通向泵的内部导管。泵用于降低导管中的压力，直到诱导流体从地层中流出为止。通常首先将流体排放到井眼中。监视设备用于确定被泵送的流体的质量，直到在某刻将流体转移到运输船或采样容器(“井下瓶”)为止。将井下瓶密封，然后回收到地面。在地表，通常将井下瓶直接运输到实验室进行分析。尽管与本公开特别相关，但是一些现有技术方法包括将样本转移到更适合于实验室分析的另一种专用容器中，并且可以进一步包括取出少量样本以立即进行初步评估。

井孔管理的本质是井孔充满特殊流体，通常称为‘泥浆’。这种流体是化学物质、固体与油或水的混合物。其被设计成保持一定压力梯度，使得在井眼中的任何深度处，流体压力都超过储层的压力。这防止了井孔的坍塌，并且防止了储层流体到地面的不受控制的开采。流体可以具有附加特性，诸如防止地层材料的化学不稳定。

已知泥浆和储层流体包括大量溶解在包括酸性气体(诸如，H2S)的流体中的气体。该气体可能具有许多成分。当流体压力降低到任何一种气体成分的气泡点压力以下时，诸如在泵入地层测试工具或井下瓶中时，气体就会从溶液中逸出。这种气体可以从井下瓶中提取到上述专用容器中。另外，当泥浆处于地表时，可以提取和采样来自泥浆本身的气体。可以从泥坑收集样本气体，在这些泥坑它们将处于或接近大气条件。

在US9234822(“即'822专利”)中描述了这种专用容器的示例，其公开内容整体并入本文。'822专利的容器是一种气体采样装置，其由金属管构成，其中Schrader型阀定位在两个端部上，并从那里向外伸出。'822专利的容器被称为“流通”容器，其中该容器定位在装置中，并且打开一对Schrader阀，并且采样气体通过阀中的一个被引入瓶子的入口侧，流入瓶子并通过瓶子出口侧上的另一个阀流出。然后顺序致动Schrader阀以捕获容器内的一定量的气体(即气体样本)。'822专利的容器的一个已知问题是，将阀安装到容器的外部容易在处理和使用期间弯曲甚至破裂。

现有技术的气体采样容器的一个已知问题是，为了安全地将气体样本保持在未被污染的状态，必须在使用之前用清洁的气体吹扫容器。此过程可能很耗时，并且需要专门的装置来确保容器被正确吹扫。现有技术的气体采样容器的另一个问题是瓶的整个内表面暴露于气体样本，并且可能使整个样本和/或容器不可重复使用。Schrader阀(又称为柱塞型阀，其中柱塞与阀座相互作用以实现流体连通)的又一个已知问题是它们包括可能与某些气体不兼容的各种材料，并且这些气体可能会对阀以及流体采样容器本身的安全性产生有害影响。然而，还已知Schrader型阀通常具有金属碎片，其会妨碍柱塞型阀座和阀芯用来抵靠阀体壁进行密封的聚四氟乙烯桶形密封件两者的座面。总而言之，在现有技术的气体采样容器中使用的阀是复杂的，可能包括碎屑、易于泄漏并且可能将采样的气体捕获在其中。

因此，本公开的目的是具有一种用于获得加压或非加压气体样本的方法和装置，其可以使操作时间最小化、降低容器的复杂性、消除对容器进行吹扫的需要并增加回收容器的能力。本公开的另一个目的是提供一种具有增加的可靠性的容器，使得可以在从转移点到实验室的整个过程中安全地保持气体样本。进一步的目的是通过实现新颖的流体采样容器来使成本最小化。

发明内容

一个总体方面包括一种流体样本容器，所述流体样本容器包括：管状主体，所述管状主体具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部第一安装杯，所述第一安装杯可密封地连接到所述第一开口端部第二安装杯，所述第二安装杯可密封地连接到所述第二开口端部第一阀组件，所述第一阀组件定位在所述第一安装杯中并适于与所述管状主体选择性流体连通；以及第二阀组件，所述第二阀组件定位在所述第二安装杯中并适于与所述管状主体选择性流体连通。

实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述流体样本容器，在所述流体样本容器中，所述第一阀组件包括设置在所述管状主体内的第一阀壳体、设置在所述第一阀壳体与所述第一安装杯之间的第一密封元件以及至少部分地定位在所述管状主体的外部并且联接到所述第一阀壳体的第一杆，并且所述第二阀组件包括设置在所述管状主体内的第二阀壳体、设置在所述第二阀壳体与所述第二安装杯之间的第二密封元件以及至少部分地定位在所述管状主体的外部并且联接到所述第二阀壳体的第二杆。所述流体样本容器，在所述流体样本容器中，所述第一阀组件和所述第二阀组件包括定位在其中的弹簧，以将所述第一阀组件和所述第二阀组件偏置到关闭位置。所述流体样本容器，在所述流体样本容器中，所述第一杆适于将所述第一阀组件定位成在打开位置与所述管状主体流体连通，并且所述第二杆适于将所述第二阀组件定位成在打开位置与所述管状主体流体连通。所述流体样本容器进一步包括柔性袋，所述柔性袋可密封地固定到所述第一阀组件和所述第二阀组件中的一个并与之流体连通，并且定位在所述管状主体内。所述流体样本容器进一步包括可密封地滑动定位在所述管状主体内的活塞组件，所述活塞组件包括活塞主体，所述活塞主体具有近似等于所述管状主体的管状内径的活塞外径。所述流体样本容器，在所述流体样本容器中，所述活塞组件进一步包括密封元件，所述密封元件定位在所述活塞外径上并适于将所述管状主体中的样本气体体积与所述管状主体中的缓冲气体体积流体密封。

一个总体方面包括一种对流体进行采样的方法，所述方法包括：提供具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部的管状主体将第一安装杯连接到所述第一开口端部将第二安装杯连接到所述第二开口端部将第一阀组件定位在所述第一安装杯中；以及将第二阀组件定位在所述第二安装杯中。将流体源联接到所述第一阀组件；以及将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置使来自所述流体源的流体流过所述第一阀组件，进入所述管状主体并流过所述第二阀组件将所述第二阀组件致动到关闭位置；以及将所述第一阀组件致动到关闭位置。

实施方式可以包括以下方法中的一个或多个。所述方法进一步包括：将流体源联接到所述第一阀组件；以及将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置使来自所述流体源的流体流过所述第一阀组件，进入所述管状主体并流过所述第二阀组件；将所述第二阀组件致动到关闭位置；以及将所述第一阀组件致动到关闭位置。所述方法进一步包括：将柔性袋联接到所述第一阀组件并将所述柔性袋定位在所述管状主体内将真空源联接到所述第一阀组件和所述第二阀组件将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置抽空所述管状主体和所述柔性袋；以及将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到关闭位置。所述方法进一步包括：将活塞组件定位在所述管状主体内，并将所述管状主体中的样本气体体积与所述管状主体中的缓冲气体体积流体密封，所述活塞组件包括填充端口和用来选择性地密封所述填充端口的止回阀组件将缓冲流体源联接到所述第二阀组件将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置使来自所述缓冲流体源的缓冲流体流过所述第二阀组件并进入所述管状主体。打开所述止回阀组件；使流体流过所述填充端口并流过所述第二阀组件；以及将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到关闭位置。

一个总体方面包括一种流体样本容器，所述流体样本容器包括：管状主体，所述管状主体具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部第一阀壳体，所述第一阀壳体可密封地连接到所述第一开口端部第二阀壳体，所述第二阀壳体可密封地连接到所述第二开口端部第一气雾阀，所述第一气雾阀连接到所述第一阀壳体并适于与所述管状主体选择性流体连通；以及第二气雾阀，所述第二气雾阀连接到所述第二阀壳体并适于与所述管状主体选择性流体连通。

一个总体方面包括一种对流体进行采样的方法，所述方法包括：提供具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部的管状主体将具有第一致动器的第一气雾阀连接到所述第一开口端部并与所述管状主体选择性流体连通将具有第二致动器的第二气雾阀连接到所述第二开口端部并与所述管状主体选择性流体连通将所述第一气雾阀联接到流体源；以及压下所述第一致动器和所述第二致动器以从所述流体源向所述管状主体供应流体。

附图说明

为了可以详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来对以上所简要概述的本公开进行更详细的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的典型实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他等效的实施例。

图1是根据本公开的某些方面的流体采样容器的截面分解视图。

图2是根据本公开的某些方面的流体采样容器的端部和阀组件的截面图。

图3是根据本公开的某些方面的流体采样容器的截面图。

图4是根据本公开的某些方面的流体采样容器的截面分解视图。

图5是根据本公开的某些方面的流体采样容器的截面图。

图6是基本上沿着平面4-4截取的图5的流体采样容器的截面图。

图7是根据本公开的某些方面的图6的流体采样容器的截面图，其中样本袋处于填充状态。

图8是根据本公开的某些方面的流体采样容器的截面图。

图9是根据本公开的某些方面的流体采样容器的截面图。

具体实施方式

本公开涉及加压或非加压的；气体采样容器(气体采样容器)，其可用于收集高质量的流体样本，包括气体和液体。气体采样容器包括新颖的阀装置和样本传送装置。本公开的气体采样容器的某些实施例进一步包括容器内袋式装置。

用于收集高质量气体样本的容器的示例

参考图1，示出了本公开的气体采样容器10的实施例。气体采样容器10包括管状主体11，该管状主体具有圆柱形壁12以及第一开口端部13和第二开口端部14。本领域技术人员应当理解，在该特定实施例中，第一端部13和第二端部14可以是相同的，并且任一者均可以用作入口或出口，或者可以不同地既是入口又是出口，如将在下文更全面描述的。管状主体11可以由能够承受本公开预期的压力的任何合适的材料(包括金属、塑料和复合材料)构成，并且可以是不透明的、半透明的或透明的。气体采样容器10包括定位在端部13中的阀组件15a和定外在端部14中的阀组件15b。

现在参考图2，在局部截面图中详细示出了与该实施例中的15b相同的阀组件15a，其包括中空阀杆16，该阀杆通过密封元件22和阀壳体18可密封地定位在安装杯17内。钟形件19形成在安装杯17的外缘中以用于组装到管状主体11，如将在下文更详细描述的。在所示的实施例中，阀壳体18处于关闭位置，使得不存在通过阀杆16的流体连通。阀组件15a、15b类似于气雾阀，并且当阀杆16被压下或致动时，阀壳体18移动到打开位置，从而将密封元件22从其抵靠安装杯17的座解封并暴露出杆中的端口(未示出)，并且由此能够在打开位置实现通过阀杆16的直接流体连通。阀壳体包括弹簧(未示出)，以在杆16被释放时将密封元件22偏置抵靠安装杯17，从而在该关闭位置密封住杆中的端口。密封元件22可包含任何合适的元件，包括O形圈等。这些“带端口”的气雾阀组件15a、15b可以由模制塑料构成，该模制塑料比现有技术的柱塞型阀组件更清洁，并且在制造过程中不会产生会干扰阀功能的人工痕迹。已经发现，在本文公开的气体采样容器的实施例中，使用阀15a、15b是有利的，因为流动路径没有弹簧和现有技术阀的其他部件，这些弹簧和部件可能导致如本文之前所述的有害影响。这种带端口的气雾阀组件15a、15b类似于本领域中已知的那些，并且示例性的阀是可从Coster Tecnologie Speciali S.p.A.获得的连续下压阀。当杆16上的压力导致阀壳体18打开并且直接通过杆的流体连通时，这种阀进行操作。阀组件15a的功能与取向无关。存在其他类型的气雾阀，并且本公开所设想的气雾阀的程度如下：不带端口的这种气雾阀克服了现有技术中的柱塞阀和座型阀的上述缺陷。

再次参考图1，在所示的气体采样容器10的实施例中，圆柱形壁12的端部13、14适于接收安装杯17的钟形件19，以通过在圆筒形壁12的端部上压接钟形件19从而形成压接密封而将阀组件15可密封地固定到管状主体11。尽管示出为压接密封，但是本公开设想了将阀组件15连接到管状件的其他方法，诸如螺纹接头、压配合、焊接、胶合和其他已知的可密封附接，其中接头可以进行机械加工，如在塑料管或较厚壁铝管材情况下进行的。仍参考图1，气体采样容器10进一步包括适于压配合在阀杆16上的中空致动器20。在所示的实施例中，致动器20进一步包括定位在其上的螺纹21，以用于将适配器固定到用于填充或排空气体采样容器10的装置(未示出)。取决于填充或排空装置的配合特征，螺纹21可以是任何已知类型的附接特征，并且可以有利地是快速断开类型，诸如鲁尔锁定型配件。一旦如在此之前所描述的那样组装了气体采样容器10，就将气体采样容器的内部体积25选择性地与外部环境密封隔绝。

现在参考图3，示出了本公开的另选实施例气体采样容器30。气体采样容器30包括管状主体31，该管状主体具有圆柱形壁32以及第一开口端部33和第二开口端部34。管状主体31可以由能够承受本公开预期的压力的任何合适的材料(包括金属、塑料和复合材料)构成，并且可以是不透明的、半透明的或透明的。在本公开的一个实施例中，管状主体31由开始作为平板的钢构成，然后该钢被轧制并焊接成管。这种焊接形成沿管状主体(未示出)的垂直长度延伸的接缝。所述的通过轧制形成的其他管状主体31可以通过任何已知的方法形成，包括机械加工、挤压、铸造、模制等。端部33、34包括通过轧制管状主体31的端部而形成的卷边35、36。类似于气体样本容器10(图1)，气体采样容器30包括定位在端部33中的阀组件15a和定位在端部34中的阀组件15b。在该特定实施例中，阀组件15a、15b的钟形件19在卷边35、36上滚压以形成选择性地密封的内部体积。在不脱离本公开的范围的情况下，可以实现其他尺寸和形状的管状主体和密封壳体。另外的其他实施例包括一种挤压的铝制管状主体，其中包括轧制的端部，对于该轧制的端部，钟形件附接到管状主体的两个端部。

在操作中，并且如上所述地组装，气体采样容器10可以准备好用于通过抽空或吹扫收集气体样本。为了抽空气体采样容器10，将真空源(未示出)可密封地附接到阀组件15a、15b的致动器20中的至少一个，压下致动器，从而打开相应的阀壳体18并与真空源建立选择性的流体连通。真空源施加足够量的时间的真空以将气体采样容器10内的压力降低到预先选定的水平。释放至少一个致动器20，从而在小于大气压的内部压力的内部压力下关闭阀壳体和密封气体采样容器10。

在某些情况下，将需要吹扫气体采样容器10的内部容体积25，因为它最初可能含有空气或其他气体，以准备将其安全引入可能易燃的样本气体。在吹扫操作期间，可以用诸如氩气之类的惰性气体冲洗气体采样容器10的内部，以降低氧气的浓度，使得当允许使用易燃样本气体时，不会形成可燃混合物。为了吹扫气体采样容器10的内部体积25，将能够提供惰性气体或其他吹扫流体的吹扫流体源(未示出)可密封地附接到阀组件15a的致动器20，压下该致动器从而打开其相应的阀壳体18并与吹扫气体源建立选择性的流体连通。然后，压下阀组件15b的致动器20以打开另一个阀壳体18，该另一个阀壳体可以附接到或可以不附接到其他设备。吹扫气体源通过阀组件15a将吹扫气体引入到气体采样容器10的内部体积25中，并且吹扫气体从阀组件15b流出足够量的时间(或体积)以使得气体采样容器10的内部体积25安全。释放致动器20，从而关闭阀壳体15a、15b并将惰性气体密封在气体采样容器10内。

在样本收集操作中，可以通过将待采样气体(未示出)的样本流体源可密封地连接到阀组件15a的致动器20并将收集系统(未示出)可密封地连接到阀组件15b的致动器20来在气体采样容器10内收集如上所述的先前收集的气体样本。然后压下致动器20，从而打开阀壳体18并与样本流体源和收集系统建立选择性的流体连通。样本流体源通过阀组件15a的致动器20将采样气体引入气体采样容器10的内部体积25中，并且采样气体从阀组件15b的致动器20流出并进入收集系统足够量的时间(或体积)，以用采样气体填充气体采样容器10的内部体积25。释放附接到收集系统的阀组件15b的致动器20，从而关闭阀壳体18。如果需要，可以升高采样气体源的压力以在气体采样容器10内提供过压条件。一旦气体采样容器10充满样本气体，就释放附接到采样气体源的阀组件15a的致动器20，从而关闭阀壳体18并将气体样本密封在气体采样容器的内部体积25内。

在样本提取操作中，如本文直接在上面所描述的，先前收集在气体采样容器10内的样本气体可以安全地提取出来，以在实验室环境中进行分析。提取装置(未示出)可密封地连接到气体采样容器的致动器20。压下致动器20，从而打开相应的阀壳体18并与提取装置建立选择性的流体连通。从气体采样容器10的至少一个端部提取样本气体，并且如本领域中已知的那样将其提供用于实验室分析。

现在参考图4和图5，示出了本公开的管内袋式气体采样容器50的另一个实施例。类似于本文前面关于气体采样容器10所描述的，气体采样容器50包括管状主体11，该管状主体具有圆柱形壁12、开口的压力端部53和开口的样本端部54。管状主体11可以由能够承受本公开预期的压力的任何合适的材料(包括金属、塑料和复合材料)构成，并且可以是不透明的、半透明的或透明的。气体采样容器50包括可密封地定位在开口的压力端部53中的压力阀组件55，其中压力阀组件55可以与以上关于图2的阀组件15a、15b所述的相同。气体采样容器50进一步包括阀组件上的袋56，该阀组件上的袋可密封地设置在开口的样本端部54中。阀组件上的袋56包含柔性袋57，该柔性袋可密封地固定到阀组件58，其中阀组件58可以与以上关于图2的阀组件15a、15b所述的相同。这种阀组件上的袋56在本领域中是已知的，并且示例性的阀上的袋可以从Coster Tecnologie Speciali S.p.A.获得，具有如上所述的连续下压阀。在图4、图5和图6中，示出了处于未填充状态的柔性袋57，其中袋的宽度60由箭头指示。柔性袋57可以由任何材料构成，该材料适合于不渗透待采样气体并且当被填充时足够柔性以填充气体采样容器50的内部体积59，如将在下文更全面描述的。另外，尽管袋57在未填充状态下示出为矩形，但是在不脱离本公开的情况下，其可以是圆形或其他形状。在该特定实施例中，气体采样容器50包含由圆柱形壁12、压力阀组件55和阀组件上的袋56限定的固定体积的内部。固定体积的内部由两个独立的可变体积的隔室构成。这两个可变体积的隔室明显地是袋57和内部体积59的体积。最大内部体积是总内部体积减去袋57的未填充体积。当填充袋57时，内部体积的最小体积明显地为零，如将在下文更全面描述的。类似于参考图1所示的气体采样容器10的实施例，圆柱形壁12的端部适于接收安装杯17的钟形件19(或机械加工的边缘)，以通过在圆筒形壁12的端部上压接钟形件19从而形成压接密封而将阀组件55、58可密封地固定到管状主体11。类似地，尽管示出为压接密封，但是本公开设想了将阀组件55、58连接到管状主体11的其他方法，诸如螺纹接头、压配合、焊接、胶合和其他已知的可密封附接。应当理解，其中阀组件58可移除地密封地附接到管状主体11的实施例，阀组件上的袋56可以在使用后被移除，并且气体采样容器50的剩余部分可以通过将其与另一个袋组件上的阀重新装配而被回收。在该实施例中还示出了任选的阀盖61、62，其可以与螺纹21配合以密封住致动器20的端部，以防止意外地致动阀壳体18，从而排除了压力或气体的意外释放。

在操作中，气体采样容器50可以准备好用于通过抽空内部体积59来收集气体样本。为了抽空内部体积59，将真空源(未示出)可密封地附接到压力阀组件55上的致动器20，压下致动器，从而打开阀壳体18并在内部体积59与真空源之间建立选择性的流体连通。一旦内部体积59被抽空，就可以关闭阀组件55并且可以断开真空源。然后内部体积59保持在真空下(相对于大气压)。在该实施例中，还使用施加到阀组件5的真空源(未示出)将袋57抽空，该抽空可在组装成管状主体11之前或之后发生。阀组件58与真空源断开，并且容器50准备好接受样本。在内部体积59和袋57处于上述抽空状态的情况下，阀组件58可以附接到采样源，并且可以通过压下样本端部致动器20将样本气体拉入袋中。然后来自59的真空将样本“拉”入袋中。与其中将推进剂或加压气体置于内部体积中的现有技术的阀上袋组件(即，消费者的气雾罐)不同，所示的实施例将内部体积59置于负压状态。

在收集气体样本之前，并且在内部体积59和袋57处于抽空状态的情况下，袋具有图6所示的形状和构造。如上所述，在用样本气体填充袋57的过程中压下阀组件58的致动器20，从而打开阀壳体18并与气源和阀组件上的袋56的袋57建立选择性的流体连通。在内部体积59处于部分真空的情况下，它与袋57一起用作负排量泵，并与样本气体的压力(如果高于大气压，则是内部体积59的压力)一起将采样气体从气源抽吸到袋57中。这种负排量泵送作用在气源处于或接近大气压条件的情况下是有利的。采样气体被允许流入袋57中足够量的时间(或体积)以至少部分地填充袋57，并且如果袋已满，则袋将压靠在圆柱形壁12上。在这种填充状态下，袋57处于其最大体积，其中其外径与管状主体11的内径相同，并且内部体积59明显地为零，如图7所示。在填充完成之后，释放附接到阀组件58的致动器20，从而关闭阀壳体18，将气体样本密封在袋57内。如果需要，可以通过向阀组件55的致动器20提供外部压力源来增大气体样本的压力。本领域技术人员应当理解，在该特定的发明实施例中，用于样本气体的体积与内部体积59分离，并且样本气体不与任何内表面圆柱形壁12或杯17接触(图1)。这对于对可能与某些材料相互作用的气体进行采样特别重要。气体与内表面圆柱形壁12或杯17的相互作用可能损害气体采样容器50结构完整性和气体样本本身。本领域技术人员应当进一步理解，在管状主体11由透明材料构成的实施例中，袋57的填充状态的视觉指示将是显而易见的。一旦袋57被充满，就可以将任选的端部盖61、62施加到致动器20上，以防止样本气体的意外释放。

气体采样容器50的负排量泵送作用可有利地用于需要捕获气体样本(尤其是在相对较低的压力下)并在运输到远程地点以进行分析期间保持其完整性的任何应用中。这样的应用包括但不限于空气监测、CO2捕获、垃圾填埋气体监测、人的呼吸研究以及药物和酒精测试。

在样本提取操作中，如本文直接在上面所描述的，先前收集在气体采样容器50内的样本气体可以安全地提取出来，以在实验室环境中进行分析。提取装置(未示出)可密封地连接到气体采样容器50的致动器20。然后压下阀组件58的致动器20，从而打开阀壳体18并在袋57与提取装置之间建立选择性的流体连通。从气体采样容器50的样本端部54提取样本气体，并且如本领域中已知的那样将其提供用于实验室分析。另外，并且创造性地，通过将正压通过阀组件55施加并进入内部体积59，可以完全提取袋57的样本气体内容物。

现在参考图8和图9，示出了本公开的气体采样容器70的实施例。类似于气体样本容器10(图1)，气体采样容器70包括管状主体71，该管状主体具有圆柱形壁72以及第一开口端部73和第二开口端部74。本领域技术人员应当理解，在该特定实施例中，第一端部73和第二端部74可以是相同的，并且任一者均可以用作入口或出口，或者可以不同地既是入口又是出口，如将在下文更全面描述的。然而，应当注意，活塞组件75的初始位置将确定从15a到15b或从15b到15a的用于收集气体样本的流动方向。气体采样容器70包括定位在端部73中的阀组件15a和定外在端部74中的阀组件15b。气体采样容器70进一步包括可滑动地定位在管状主体71内部内的活塞组件75。活塞组件75包含活塞主体76、密封件77、填充端口79和止回阀组件78。止回阀组件78示出为挡板阀类型的止回阀，但是可以包括能在体积之间提供选择性流体连通的任何已知的止回阀。止回阀组件78用于在处于打开位置(图8)时允许流体沿填充方向83流过填充端口79进入缓冲气体体积81，并在处于关闭位置(图9)时防止流体沿加压方向84流过填充端口79进入样本气体体积80。活塞主体76形状为圆柱形，其活塞外径略小于管状主体71的内径，并且包括用于接受密封件77的特征。活塞组件75可密封地滑动地定位在管状主体11内。在一些实施例中，密封件77包含O形环，该O形环的构造和尺寸设计成当止回阀组件78处于关闭位置时将样本气体体积80与缓冲气体体积80可滑动地且流体地密封，如将在下文更全面描述的。

。在图8和图9所示的实施例中，气体采样容器70包含由圆柱形壁72活塞组件75限定的固定体积的内部。固定体积的内部由两个独立的可变体积的隔室构成。这两个可变体积的隔室是样本气体体积80和缓冲气体体积81。在样本收集操作中，可以通过将待采样气体(未示出)源可密封地连接到阀组件15a的致动器20并将加压系统(未示出)可密封地连接到阀组件15b的致动器20来在气体采样容器70内收集如上所述的先前收集的气体样本。然后压下致动器20，从而打开阀壳体18并与样本流体源和加压系统建立选择性的流体连通。加压系统被构造为将缓冲体积81的压力从部分真空压力改变到高于大气压的预定水平的压力。气体源通过阀组件15a的致动器20将采样气体引入到气体采样容器70的样本气体体积80中，并且采样气体流过活塞组件75的填充端口79和止回阀组件78并从阀组件15b的致动器20中流出并进入加压系统。本领域技术人员应当理解，沿填充方向83引入样本气体会沿填充方向推动活塞组件75，从而增加样本气体体积80并减小缓冲体积81。

样本气体被允许沿填充方向83流动足够量的时间(或体积)，以用采样气体填充气体采样容器70的样本气体体积80。释放附接到样本气体源的阀组件15a的致动器20，从而关闭阀壳体18并关闭止回阀组件78。在某些实施例中，通过将缓冲流体从加压源引入阀组件15b中，可以升高采样气体源的压力以在气体采样容器70内提供过压状态，其中加压源将包含缓冲流体源。本领域技术人员应当理解，在止回阀组件78处于关闭位置(图9)的情况下，沿缓冲方向引入缓冲流体将推动活塞组件75沿填充方向84滑动并增加缓冲体积81并减小样本气体体积80，从而增加了样本气体的压力。止回阀组件78被选择成提供足够大的关闭偏置力，以在样本气体体积80与缓冲体积81之间保持预定量的压差，从而防止止回阀在气体样本容器70的后续运输和其他操作期间泄漏。一旦气体采样容器70充满样本气体和缓冲流体，就释放附接到加压系统的阀组件15b的致动器20，从而关闭阀壳体18并将气体样本密封在气体采样容器的样本气体体积80内。

在样本提取操作中，如本文直接在上面所描述的，先前收集在气体采样容器70内的样本气体可以安全地提取出来，以在实验室环境中进行分析。提取装置(未示出)可密封地连接到气体采样容器70的阀组件15a的致动器20。任选的加压系统(未示出)可以连接到阀组件15b的致动器20。通过协调提取装置和加压系统以沿填充方向84推动活塞组件75从而将样本气体从样本体积80排出并进入收集装置，可以从阀组件15a中提取样本气体。

尽管前述内容仅涉及本公开的某些实施例，但是应当对本公开的广度做出某些观察。在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以设计本公开的其他和进一步的实施例，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。

Claims (25)

1.一种流体样本容器，所述流体样本容器包含：

管状主体，所述管状主体具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部；

第一安装杯，所述第一安装杯可密封地连接到所述第一开口端部；

第二安装杯，所述第二安装杯可密封地连接到所述第二开口端部；

第一阀组件，所述第一阀组件定位在所述第一安装杯中并适于与所述管状主体选择性流体连通；以及

第二阀组件，所述第二阀组件定位在所述第二安装杯中并适于与所述管状主体选择性流体连通。

2.根据权利要求1所述的流体样本容器，其中：

所述第一阀组件包含设置在所述管状主体内的第一阀壳体、设置在所述第一阀壳体与所述第一安装杯之间的第一密封元件以及至少部分地定位在所述管状主体的外部并且联接到所述第一阀壳体的第一杆；并且

所述第二阀组件包含设置在所述管状主体内的第二阀壳体、设置在所述第二阀壳体与所述第二安装杯之间的第二密封元件以及至少部分地定位在所述管状主体的外部并且联接到所述第二阀壳体的第二杆。

3.根据权利要求2所述的流体样本容器，其中所述第一阀组件和所述第二阀组件包括定位在其中的弹簧，以将所述第一阀组件和所述第二阀组件偏置到关闭位置。

4.根据权利要求3所述的流体样本容器，其中所述第一杆适于将所述第一阀组件定位成在打开位置与所述管状主体流体连通，并且所述第二杆适于将所述第二阀组件定位成在打开位置与所述管状主体流体连通。

5.根据权利要求4所述的流体样本容器，其中所述第一阀组件和所述第二阀组件适于接收吹扫流体、样本流体和真空压力中的任何一者。

6.根据权利要求4所述的流体样本容器，进一步包含定位在所述第一杆上的第一快速断开配件和定位在所述第二杆上的第二快速断开配件。

7.根据权利要求4所述的流体样本容器，进一步包含：

卷边，所述卷边定位在所述第一开口端部和所述第二开口端部上；

钟形件，所述钟形件形成在所述第一安装杯和所述第二安装杯的外缘中；并且

所述第一安装杯的所述钟形件压接在所述第一开口端部的所述卷边上，并且所述第二安装杯的所述钟形件压接在所述第二开口端部的所述卷边上。

8.根据权利要求4所述的流体样本容器，进一步包含柔性袋，所述柔性袋可密封地固定到所述第一阀组件和所述第二阀组件中的一个并与之流体连通，并且定位在所述管状主体内。

9.根据权利要求8所述的流体样本容器，其中所述管状主体具有管状内径，并且所述柔性袋具有在填充状态下近似等于所述管状内径的外径。

10.根据权利要求8所述的流体样本容器，其中所述柔性袋适于接收流体样本和真空压力中的任何一者。

11.根据权利要求4所述的流体样本容器，进一步包含可密封地滑动定位在所述管状主体内的活塞组件，所述活塞组件包含：

活塞主体，所述活塞主体具有近似等于所述管状主体的管状内径的活塞外径。

12.根据权利要求11所述的流体样本容器，其中所述活塞组件进一步包含密封元件，所述密封元件定位在所述活塞外径上并适于将所述管状主体中的样本气体体积与所述管状主体中的缓冲气体体积流体密封。

13.根据权利要求12所述的流体样本容器，其中所述活塞组件进一步包含定位在其中的填充端口和适于在所述样本气体体积与所述缓冲气体体积之间提供选择性流体连通的止回阀。

14.根据权利要求1所述的流体样本容器，其中所述管状主体通过机械加工、挤压、铸造、模制、轧制和焊接中的任何一种形成。

15.根据权利要求1所述的流体样本容器，其中所述第一阀组件和所述第二阀组件中的任何一者包含气雾阀。

16.一种对流体进行采样的方法，所述方法包含：

提供具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部的管状主体；

将第一安装杯连接到所述第一开口端部；

将第二安装杯连接到所述第二开口端部；

将第一阀组件定位在所述第一安装杯中；以及

将第二阀组件定位在所述第二安装杯中。

将流体源联接到所述第一阀组件；以及

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置；

使来自所述流体源的流体流过所述第一阀组件，进入所述管状主体并流过所述第二阀组件；

将所述第二阀组件致动到关闭位置；以及

将所述第一阀组件致动到关闭位置。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包含：

将流体源联接到所述第一阀组件；以及

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置；

使来自所述流体源的流体流过所述第一阀组件，进入所述管状主体并流过所述第二阀组件；

将所述第二阀组件致动到关闭位置；以及

将所述第一阀组件致动到关闭位置。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包含使所述流体源与所述第一阀组件脱离。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述流体是吹扫流体、样本流体和真空压力中的任何一者。

20.根据权利要求16所述的方法，进一步包含：

将柔性袋联接到所述第一阀组件并将所述柔性袋定位在所述管状主体内；

将真空源联接到所述第一阀组件和所述第二阀组件；

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置；

抽空所述管状主体和所述柔性袋；以及

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到关闭位置。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包含：

将流体源联接到所述第一阀组件；

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置；

从所述流体源将流体抽吸通过所述第一阀组件并进入所述柔性袋；以及

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到关闭位置。

22.根据权利要求16所述的方法，进一步包含：

将活塞组件定位在所述管状主体内，并将所述管状主体中的样本气体体积与所述管状主体中的缓冲气体体积流体密封，所述活塞组件包括填充端口和用来选择性地密封所述填充端口的止回阀组件；

将缓冲流体源联接到所述第二阀组件；

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置；

使来自所述缓冲流体源的缓冲流体流过所述第二阀组件并进入所述管状主体。

打开所述止回阀组件；

使流体流过所述填充端口并流过所述第二阀组件；以及

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到关闭位置。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包含：

将样本流体源联接到所述第一阀组件；

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到打开位置；

使来自所述样本流体源的样本流体流过所述第一阀组件并进入所述管状主体。

打开所述止回阀组件；

使流体流过所述填充端口并流过所述第二阀组件；以及

将所述第一阀组件和所述第二阀组件致动到关闭位置。

24.一种流体样本容器，所述流体样本容器包含：

管状主体，所述管状主体具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部；

第一阀壳体，所述第一阀壳体可密封地连接到所述第一开口端部；

第二阀壳体，所述第二阀壳体可密封地连接到所述第二开口端部；

第一气雾阀，所述第一气雾阀连接到所述第一阀壳体并适于与所述管状主体选择性流体连通；以及

第二气雾阀，所述第二气雾阀连接到所述第二阀壳体并适于与所述管状主体选择性流体连通。

25.一种对流体进行采样的方法，所述方法包含：

提供具有圆柱形壁、第一开口端部和第二开口端部的管状主体；

将具有第一致动器的第一气雾阀连接到所述第一开口端部并与所述管状主体选择性流体连通；

将具有第二致动器的第二气雾阀连接到所述第二开口端部并与所述管状主体选择性流体连通；

将所述第一气雾阀联接到流体源；以及

压下所述第一致动器和所述第二致动器以从所述流体源向所述管状主体供应流体。

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