CN218917247U - 一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置，包括原石进样机构、残碳进样机构、送样机构、气动送样子系统及送样电控子系统，原石进样机构和残碳进样机构位于送样机构相对的两侧，送样机构包括送样夹爪、夹放气缸、舵机及升降气缸，夹放气缸和送样夹爪由舵机驱动同步转动，夹放气缸、送样夹爪和舵机由升降气缸驱动同步升降，舵机与送样电控子系统连接，并设初始工位、第一送样工位和第二送样工位，夹放气缸和升降气缸均与气动送样子系统连接；该自动进样装置增设在原分析仪内部，使分析仪实现样品埚在第一送样工位和第二送样工位之间的自动转移，避免人为操作误差，保证样品转移及时性，从而提高仪器分析的一致性、准确性及利用率。

Description

一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置

技术领域

本实用新型涉及成分分析仪器技术领域，具体是指一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置。

背景技术

岩石热解综合分析是通过对岩屑或岩心的分析，计算出其中的含油、含气量、干酪根的热解烃量及生油岩的总有机碳含量，记录各组份的含量和峰顶温度，对烃源岩、储集岩的优劣及生油岩的有机质类型进行评价。岩石热解综合分析是对热解与残余碳两种分析的统称，分析过程是将岩石样品先进行热解分析，再将分析后的样品进行残余碳分析。

通常成分分析和残余碳分析评价属于两台仪器或者一台仪器的两个独立的检测系统，在检测实操中，需要操作人员送样完成热解分析，如CN201320742063.5一种石油勘探地化移动实验室和CN200520026482.4热解综合评价仪，在退出残余样品后，再人工操作将残余样品转移至残余碳分析系统，操作繁杂，需在仪器就绪的第一时间进样以尽量减少仪器等待时间，并尽可能保证规范的操作步骤，且由于样品分析周期较长，需要人员值守，在完成热解分析后及时转移进行残余碳分析才能保证结果数据的准确性，因此，为保证仪器分析的一致性、准确性及较高的利用率，检测对操作者提出较高的要求，不仅人工成本高，且易引入人为误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置，基于原移动实验室和热解综合评价仪的原结构和系统的基础上作出改进，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置，搭载于原岩石热解综合分析仪上，原岩石热解综合分析仪包括电控系统、气路系统、热解分析系统和残余碳分析系统，装配于岩石热解综合分析仪的机体内，包括将样品埚送入热解分析系统内的原石进样机构、将样品埚送入残余碳分析系统内的残碳进样机构、在原石进样机构和残碳进样机构之间转移样品埚的送样机构、气动送样子系统、以及送样电控子系统，原石进样机构和残碳进样机构并排安装于机体的支撑立板板面上，且两者分别位于送样机构相对的两侧，送样机构包括送样夹爪、驱动送样夹爪动作的夹放气缸、实现样品埚转移的舵机以及实现送样夹爪升降的升降气缸，夹放气缸和送样夹爪由舵机驱动同步转动，夹放气缸、送样夹爪和舵机由升降气缸驱动同步升降，舵机与送样电控子系统连接，并设有初始工位、第一送样工位和第二送样工位，第一送样工位位于原石进样机构的正上方，第二送样工位位于残碳进样机构的正上方，初始工位分别与第一送样工位和第二送样工位呈90°夹角，夹放气缸和升降气缸均与气动送样子系统连接。

优选地，送样机构前端设有转盘机构，转盘机构包括转盘和驱动转盘转动的驱动电机，驱动电机与送样电控子系统连接，转盘上开设有N个环形均匀分布的放样槽作为N个待检样品位，其中位于初始工位的正下方的待检样品位为目标检测样品位。

更为优选地，转盘下方设有零点瞄定器，零点瞄定器与送样电控子系统连接，其包括固定于机体上的定位瞄准器和与转盘同步转动的瞄准块，定位瞄准器捕捉到瞄准块时对应的目标检测样品位为零点样品位，送样电控子系统控制驱动电机以a角度进行定角度旋转，a＝360°/N。

进一步优选地，舵机还包括抛料工位，抛料工位分别与第一送样工位和初始工位呈45°夹角，抛料工位的正下方设有废料盒。

进一步优选地，原石进样机构包括原石进样杆、用于密封热解分析系统的热解炉下端口的第二密封座、固定原石进样杆和第二密封座的第二固定座、供第二固定座上下滑动的第二轨道以及驱动第二固定座的第二送样气缸，第二送样气缸与气动送样子系统连接。

进一步优选地，残碳进样机构残碳进样杆、用于密封残余碳分析系统的氧化炉下端口的第一密封座、固定残碳进样杆和第一密封座的第一固定座、供第一固定座上下滑动的第一轨道以及驱动第一固定座的第一送样气缸，第一送样气缸与气动送样子系统连接。

与现有技术相比，本实用新型一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置具有以下的有益效果：

1、在原分析仪内部增设自动进样系统，自动实现样品埚在第一送样工位和第二送样工位之间的转移，避免人为操作误差，保证样品转移及时性，从而提高仪器分析的一致性、准确性及利用率；

2、通过转盘方式切换待检样品，在输入样品信息后，可连续自动输送和分析转盘上的多个样品，操作人员无需在仪器旁值守，提高工作效率，节约资源，降低成本。

附图说明

图1为分析仪的整体结构示意图(不包含放样窗盖体)；

图2为本实用新型自动进样装置的一立体图；

图3为本实用新型自动进样装置的另一立体图；

图4为本实用新型自动进样装置的侧视图；

图5为本实用新型自动进样装置的又一立体图。

图中：1、机体；11、支撑立板；12、支撑横板；2、热解分析系统；3、送样机构；31、送样夹爪；32、夹放气缸；33、舵机；34、升降气缸；4、残余碳分析系统；5、残碳进样机构；51、残碳进样杆；52、第一密封座；53、第一固定座；54、第一送样气缸；55、第一轨道；6、转盘机构6；61、转盘；62、驱动电机；63、零点瞄定器；7、原石进样机构；71、原石进样杆；72、第二密封座；73、第二固定座；74、第二送样气缸；75、第二轨道；8、废料盒；9、样品埚。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型最佳实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示的一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置，基于原岩石热解综合分析仪的结构和系统，原岩石热解综合分析仪包括电控系统、气路系统、热解分析系统2和残余碳分析系统4，自动进样装置搭载于岩石热解综合分析仪的机体1内，其包括将样品埚9送入热解分析系统2内的原石进样机构7、将样品埚9送入残余碳分析系统4内的残碳进样机构5、在原石进样机构7和残碳进样机构5之间转移样品埚9的送样机构3、气动送样子系统、以及送样电控子系统，气动送样子系统与气路系统连接以接入动力气源，送样电控子系统与电控系统连接，电控系统通过串口线与计算机平台连接，送样电控子系统包括舵机控制模块电路和步进电机驱动电路，电控系统根据计算机平台软件的预设程序命令反馈至模块电路和终端机构；

原石进样机构7和残碳进样机构5并排安装于机体1的支撑立板11一侧板面上，且两者分别位于送样机构3相对的两侧，送样机构3包括送样夹爪31、驱动送样夹爪31动作的夹放气缸32、实现样品埚9转移的舵机33以及实现送样夹爪31升降的升降气缸34，升降气缸34固定于支撑立板11的另一侧板面上，夹放气缸32和送样夹爪31由舵机33驱动同步转动，夹放气缸32、送样夹爪31和舵机33由升降气缸34驱动同步升降，夹放气缸32和升降气缸34通过三位五通电磁阀接入气路系统，电控系统根据反馈信号及计算机软件平台的预设程序通过I/O输出控制信号控制相应三位五通电磁阀的启闭，舵机33与舵机控制模块电路连接，并设有初始工位、第一送样工位和第二送样工位，根据计算机软件平台预设的检测程序，电控系统通过计算机串口发送的舵机33旋转角度值及旋转方向，并通过舵机控制模块电路驱动舵机33在初始工位、第一送样工位和第二送样工位之间转动和停止，第一送样工位位于原石进样机构7的正上方，第二送样工位位于残碳进样机构5的正上方，初始工位分别与第一送样工位和第二送样工位呈90°夹角。

为了持续自动送样，送样机构3前端设有转盘机构6，转盘机构6包括转盘61和驱动转盘61转动的驱动电机62，驱动电机62通过步进电机驱动电路与电控系统连接，转盘61上开设有N个环形均匀分布的放样槽作为N个待检样品位，其中位于初始工位的正下方的待检样品位为目标检测样品位，驱动电机62驱动转盘61旋转依次将待检样品送至目标检测样品位，为了便于标定样品，且实现驱动电机62的闭环控制，转盘61下方设有零点瞄定器63，零点瞄定器63将零点信息反馈至电控系统，零点瞄定器63包括固定于机体1支撑横板12上的定位瞄准器(如红外检测器件)和与转盘61同步转动的瞄准块(如金属挡片)，定位瞄准器捕捉到瞄准块时对应的目标检测样品位为零点样品位，电机驱动电路控制驱动电机62以a角度进行定角度旋转，a＝360°/N。

为了进一步实现检测的自动化，舵机33还包括抛料工位，便于清空送样夹爪31以自动持续实现夹取送样，抛料工位分别与第一送样工位和初始工位呈45°夹角，抛料工位的正下方设有废料盒8。

本实施例中，原石进样机构7包括原石进样杆71、用于密封热解分析系统2的热解炉下端口的第二密封座72、固定原石进样杆71和第二密封座72的第二固定座73、供第二固定座73上下滑动的第二轨道75以及驱动第二固定座73的第二送样气缸74，同样结构的残碳进样机构5残碳进样杆51、用于密封残余碳分析系统4的氧化炉下端口的第一密封座52、固定残碳进样杆51和第一密封座52的第一固定座53、供第一固定座53上下滑动的第一轨道55以及驱动第一固定座53的第一送样气缸54，第一密封座52与残碳进样杆51同轴并位于其下端，第二密封座72与原石进样杆71同轴并位于其下端，第一送样气缸54、第二送样气缸74分别通过五通电磁阀与与气动送样子系统气路连接，电控系统通过I/O输出控制信号控制相应的五通电磁阀启闭。

上述最佳实施例的自动进样装置的进样工作过程具体如下：进样及检测流程是基于计算机工作站软件的预设程序控制下进行，操作人员根据编号顺序将样品埚9放到转盘61待检测样品位上，预设相应样品信息和选择是否进行残余碳分析，并在装载样品后启动连续测样程序，电控系统控制自动进行送样操作；

首先进行清样动作，自动根据上一样品埚9位置(热解炉或者氧化炉)进行卸样行程，舵机33驱动送样夹爪31逆时针转动90°到第一送样工位或者顺时针90°到第二送样工位、夹持气缸驱动送样夹爪31张开、升降气缸34驱动送样夹爪31下降至原石进样杆71或残碳进样杆51上端、送样夹爪31夹紧其上端的上一样品埚9、上升回位、顺时针转动45°或逆时针转动135°至废料盒8正上方的抛料工位、驱动送样夹爪31张开抛料并回到初始工位；

其次，进行送样检测动作，转盘61转动360°/N将待检样品送至目标检测样品位，位于初始工位的送样夹爪31张开、下降至转盘61上端面、夹紧目标检测样品位上的样品埚9、上升回位、逆时针转动90°到原石进样杆71正上方的第一送样工位、下降至其上端、张开放样、上升回位、送样夹爪31收紧、顺时针转动90°回到初始工位、原石进样杆71上升将样品埚9送入热解炉，分析仪完成检测分析工作后，原石进样杆71下降，样品埚9退出热解炉；

最后，对需要进行残余碳分析的样品进行工位转移，位于初始工位的送样夹爪31逆时针转动90°到第一送样工位、张开、下降、夹取、上升回位、顺时针转动180°至第二送样工位，下降、张开放样、上升收紧送样夹爪31、回到初始工位、残碳进样杆51上升将样品埚9送入氧化炉，完成残余碳分析与评价后，样品埚9退出氧化炉。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于岩石热解综合分析的自动进样装置，搭载于岩石热解综合分析仪上，所述岩石热解综合分析仪包括电控系统、气路系统、热解分析系统和残余碳分析系统，其特征在于：装配于所述岩石热解综合分析仪的机体内，其包括将样品埚送入所述热解分析系统内的原石进样机构、将所述样品埚送入所述残余碳分析系统内的残碳进样机构、在所述原石进样机构和所述残碳进样机构之间转移所述样品埚的送样机构、气动送样子系统、以及送样电控子系统，所述原石进样机构和所述残碳进样机构并排安装于所述机体的支撑立板板面上，且两者分别位于所述送样机构相对的两侧，所述送样机构包括送样夹爪、驱动所述送样夹爪动作的夹放气缸、实现所述样品埚转移的舵机以及实现所述送样夹爪升降的升降气缸，所述夹放气缸和所述送样夹爪由所述舵机驱动同步转动，所述夹放气缸、所述送样夹爪和所述舵机由所述升降气缸驱动同步升降，所述舵机与所述送样电控子系统连接，并设有初始工位、第一送样工位和第二送样工位，所述第一送样工位位于所述原石进样机构的正上方，所述第二送样工位位于所述残碳进样机构的正上方，所述初始工位分别与所述第一送样工位和所述第二送样工位呈90°夹角，所述夹放气缸和所述升降气缸均与所述气动送样子系统连接。

2.根据权利要求1所述的自动进样装置，其特征在于：所述送样机构前端设有转盘机构，所述转盘机构包括转盘和驱动所述转盘转动的驱动电机，所述驱动电机与所述送样电控子系统连接，所述转盘上开设有N个环形均匀分布的放样槽作为N个待检样品位，其中位于所述初始工位正下方的所述待检样品位为目标检测样品位。

3.根据权利要求2所述的自动进样装置，其特征在于：所述转盘下方设有零点瞄定器，所述零点瞄定器与所述送样电控子系统连接，其包括固定于所述机体上的定位瞄准器和与所述转盘同步转动的瞄准块，所述定位瞄准器捕捉到所述瞄准块时对应的所述目标检测样品位为零点样品位，所述送样电控子系统控制所述驱动电机以a角度进行定角度旋转，a＝360°/N。

4.根据权利要求3所述的自动进样装置，其特征在于：所述舵机还包括抛料工位，所述抛料工位分别与所述第一送样工位和所述初始工位呈45°夹角，所述抛料工位的正下方设有废料盒。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动进样装置，其特征在于：所述原石进样机构包括原石进样杆、用于密封所述热解分析系统的热解炉下端口的第二密封座、固定所述原石进样杆和所述第二密封座的第二固定座、供所述第二固定座上下滑动的第二轨道以及驱动所述第二固定座的第二送样气缸，所述第二送样气缸与所述气动送样子系统连接。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的自动进样装置，其特征在于：所述残碳进样机构包括残碳进样杆、用于密封所述残余碳分析系统的氧化炉下端口的第一密封座、固定所述残碳进样杆和所述第一密封座的第一固定座、供所述第一固定座上下滑动的第一轨道以及驱动所述第一固定座的第一送样气缸，所述第一送样气缸与所述气动送样子系统连接。

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