專利名稱：干酪根智能提取儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型干酪根智能提取儀主要針對巖石中干酪根的制備，主要應(yīng)用于石油地
質(zhì)、地球化學(xué)等研究領(lǐng)域。也可應(yīng)用于煤炭化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)、精細(xì)化工、冶金化工等領(lǐng)域中的 某些物質(zhì)提取(是指采用酸、堿進(jìn)行樣品萃取等方法)的研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)各油田、科研和教學(xué)等單位制備干酪根的方法大都依據(jù)GB/T19144-2003 《沉積巖中干酪根分離方法》，采用手工和半機(jī)械化的操作方法，要完成整個制備過程，操作 煩鎖、勞動強(qiáng)度大，而且劇毒強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)對人身的危害極大，對環(huán)境污染也大。例如，在 酸處理過程中，手工操作方法一般在燒杯里進(jìn)行，人工加試劑，采用手工攪拌、電機(jī)攪拌或 磁力攪拌器攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速、時間和次數(shù)均要靠人工控制。溶解完無機(jī)礦物質(zhì)后，除去酸液， 要等一段時間干酪根完全沉淀下來后，再干酪根沉淀分離時， 一部分干酪根流失，難溶礦也 易沉淀下來。這段時間往往需要數(shù)小時之久，這些過程要重復(fù)進(jìn)行多次，從而增加了氧氣對 干酪根的氧化，降低了樣品的品質(zhì)。從酸處理、過濾、洗滌、黃鐵礦處理至烘干要轉(zhuǎn)移不同器 皿在轉(zhuǎn)移過程中，損失率大，人身接觸有害物質(zhì)機(jī)會也多。若幾個燒杯同時分析一個樣品 時，往往會出現(xiàn)較大的誤差。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是提供一種干酪根智能提取儀器，以便在制備干酪根時，提高工 作效率，縮短制備周期，提高有機(jī)質(zhì)的回收率和質(zhì)量，解決長期以來劇毒物質(zhì)氫氟酸等對人 身的危害和環(huán)境污染問題。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是干酪根智能提取儀器，由樣品反
應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)液輸送系統(tǒng)、廢氣廢液處理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成； 所述樣品反應(yīng)系統(tǒng)由制備箱裝置和攪拌裝置組成；制備箱裝置包括溫控箱，在溫
控箱內(nèi)設(shè)有若干反應(yīng)罐、各反應(yīng)罐設(shè)有加、排液管、充氮管和廢氣排放管，溫控箱內(nèi)裝有遠(yuǎn)
紅外加熱管和溫度傳感器；攪拌器裝置為磁力攪拌機(jī)與反應(yīng)罐對應(yīng)設(shè)置； 所述反應(yīng)液輸送系統(tǒng)由蒸餾水輸送檢測裝置、氫氟酸輸送檢測裝置、鹽酸輸送檢
測裝置三部分組成；蒸餾水輸送檢測裝置包括設(shè)有液位檢測開關(guān)的蒸餾水儲液箱，氫氟酸
輸送檢測裝置包括設(shè)有第一稱重傳感器的氫氟酸儲液箱，鹽酸輸送檢測裝置為設(shè)有第二稱
重傳感器的鹽酸儲液箱；蒸餾水儲液箱、氫氟酸儲液箱和鹽酸儲液箱均設(shè)有輸液管經(jīng)蠕動
管、電磁閥接入混液槽； 所述廢氣廢液處理系統(tǒng)包括廢氣廢液處理罐、堿液罐，廢氣廢液處理罐通過管道
與樣品罐的廢氣排放管、混液槽、堿液罐、自來水管相接；廢氣廢液處理罐內(nèi)設(shè)有ra計，堿
液罐內(nèi)設(shè)有液位檢測開關(guān)，自來水管上設(shè)有進(jìn)水電磁閥； 所述輔助系統(tǒng)由沖氮和抽濾二部分組成，沖氮部分由與樣品罐的充氮管連接的氮 氣輸入管及其沖氮電磁閥組成；抽濾由各樣品罐的加、排液管及其電磁閥、混液槽、抽濾管及其抽濾電磁閥、蠕動管和抽濾蠕動泵組成，各加、排液管與混液槽連接，混液槽通過抽濾 管與廢氣廢液處理罐連接； 所述計算機(jī)控制系統(tǒng)包括開關(guān)電源、輸入開關(guān)、溫度傳感器、ra傳感器、第一稱重
傳感器、第二稱重傳感器、計算機(jī)主機(jī)、顯示設(shè)備、輸入設(shè)備鼠標(biāo)鍵盤、輸出繼電器、加熱調(diào) 壓模塊、攪拌調(diào)速模塊、電磁閥蠕動泵、遠(yuǎn)紅外加熱管、攪拌電機(jī)；由開關(guān)電源向輸入開關(guān)、
溫度傳感器、ra傳感器、第一稱重傳感器、第二稱重傳感器提供電源，輸入開關(guān)信號通過輸
入控制卡傳給計算機(jī)主機(jī)，各傳感器信號通過A/D轉(zhuǎn)換卡傳給計算機(jī)主機(jī)；計算機(jī)主機(jī)將 采集的信號、數(shù)據(jù)在顯示器上實時顯示，并跟據(jù)程序控制要求通過輸出控制卡控制輸出繼 電器，控制各電磁閥蠕動泵的工作，通過D/A轉(zhuǎn)換卡控制加熱調(diào)壓模塊的導(dǎo)通角控制遠(yuǎn)紅 外加熱管的電壓，控制反應(yīng)系統(tǒng)箱的溫度，通過D/A轉(zhuǎn)換卡，控制攪拌調(diào)速模塊的導(dǎo)通角控 制攪拌電機(jī)工作的時間和轉(zhuǎn)速。 上述技術(shù)方案中，所述溫控箱由不銹鋼板制成雙層長方體內(nèi)膽，內(nèi)外層之間填充 保溫材料石棉。 本實用新型可以根據(jù)分析者設(shè)定的制備程序，自動完成根據(jù)工作需要所設(shè)定好的 處理流程，并同時顯示執(zhí)行各流程的動態(tài)情況，工作完成后，儀器自動停機(jī)。在制備干酪根 時，把樣品裝入反應(yīng)罐后，在計算機(jī)內(nèi)輸入本次干配酪根制備信息及工作流程，就能計算出 本次制備所需的時間及各反應(yīng)液的需求量，并判斷各貯液罐內(nèi)的反應(yīng)液是否充足。儀器啟 動后，就能自動完成加液、自動控溫、自動攪拌、自動抽濾、自動動烘干、自動樣品保護(hù)及自 動廢液廢氣處理及排放等工作，除黃鐵礦也可以在反應(yīng)罐里連續(xù)進(jìn)行，使樣品整個過程中 全在同一個反應(yīng)罐內(nèi)進(jìn)行，不用轉(zhuǎn)移樣品。該儀器每次可分析多個樣品，第個樣品120g，周 期為20-40小時。加熱采用PID控制，遠(yuǎn)紅外加熱方式，反應(yīng)罐置于一個恒溫箱內(nèi)，溫度波 動小，均勻度高。攪拌采用磁力攪拌，計算機(jī)自動控制轉(zhuǎn)速及時間。采用蠕動泵加液，蠕動 抽濾技術(shù)，往反應(yīng)罐內(nèi)充入氮氣，從而隔絕了樣品與氧氣的反應(yīng)。本實用新型是一種干酪根 提取的智能環(huán)保型儀器，其主要特點有1、配備了廢氣廢液處理系統(tǒng)，減少了對人身的危害 和對周圍環(huán)境的污染；2、采用計算機(jī)智能和自動控制技術(shù)，從而減少了工作強(qiáng)度，縮短了提 取時間；3、采用充氮保護(hù)，避免樣品在提取過程中氧化，提高了樣品品質(zhì)；4、反應(yīng)器采用了 一個環(huán)境多個樣品組合的機(jī)械應(yīng)用技術(shù)，從而提高了工作效率。5、樣品在提取過程中，無需 轉(zhuǎn)移就可完成干酪根的提取，減少了干酪根遺失量，提高了有機(jī)質(zhì)的回收率；6、采用自動算 量和自動控制排液技術(shù)，避免了樣品反應(yīng)液缺乏和泡沫溢出現(xiàn)象；7、自動調(diào)整反應(yīng)液濃度， 無需配制，減少酸霧對人身的危害；8采用新材料，從而使儀器整潔美觀，延長了設(shè)備的使 用壽命。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
圖1是本實用新型的計算機(jī)控制系統(tǒng)框圖。 圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式干酪根智能提取儀器，由樣品反應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)液輸送系統(tǒng)、廢氣廢液處理系統(tǒng)、輔
4助系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成 —、計算機(jī)控制系統(tǒng) 所述計算機(jī)控制系統(tǒng)由硬件和軟件二部分組成 硬件部分如圖l所示，包括開關(guān)電源、輸入開關(guān)、溫度傳感器、ra傳感器、第一稱
重傳感器、第二稱重傳感器、計算機(jī)主機(jī)、顯示設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出繼電器、加熱調(diào)壓模塊、
攪拌調(diào)速模塊、電磁閥蠕動泵、遠(yuǎn)紅外加熱管、攪拌電機(jī)；由開關(guān)電源向輸入開關(guān)、溫度傳感
器、ra傳感器、第一稱重傳感器、第二稱重傳感器提供電源，輸入開關(guān)信號通過輸入控制卡
傳給計算機(jī)主機(jī)，各傳感器信號通過A/D轉(zhuǎn)換卡傳給計算機(jī)主機(jī)；計算機(jī)主機(jī)將采集的信 號、數(shù)據(jù)在顯示器上實時顯示，并跟據(jù)程序控制要求通過輸出控制卡控制輸出繼電器，控制 各電磁閥蠕動泵的工作，通過D/A轉(zhuǎn)換卡控制加熱調(diào)壓模塊的導(dǎo)通角控制遠(yuǎn)紅外加熱管的 電壓，控制反應(yīng)系統(tǒng)箱的溫度，通過D/A轉(zhuǎn)換卡，控制攪拌調(diào)速模塊的導(dǎo)通角控制攪拌電機(jī) 工作的時間和轉(zhuǎn)速。 軟件部分根據(jù)干酪根提取要求設(shè)計了一套專用的控制程序。用戶只需按軟件提示
要求操作即可。 二、樣品反應(yīng)系統(tǒng) 見圖2，所述樣品反應(yīng)系統(tǒng)由制備箱裝置和攪拌裝置組成 制備箱裝置包括溫控箱(54)，在溫控箱(54)內(nèi)設(shè)有8個反應(yīng)罐，反應(yīng)罐成雙排排 列置于在溫控箱(54)內(nèi)，溫控箱(54)由不銹鋼板制成雙層長方體內(nèi)膽，內(nèi)外層之間填充 保溫材料石棉(59)，各反應(yīng)罐設(shè)有加、排液管(61)、充氮管(62)和廢氣排放管(63);溫控 箱內(nèi)裝有遠(yuǎn)紅外加熱管(58)和溫度傳感器(57)。計算機(jī)主機(jī)通過對溫控箱內(nèi)溫度傳感器 (57)測量的溫度和設(shè)定溫度進(jìn)行比較，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制加熱調(diào)壓模塊的導(dǎo)通角，遠(yuǎn)紅外 加熱管的加熱電壓。它在室溫到20(TC內(nèi)可調(diào)。溫度在顯示器上實時顯示。 攪拌器裝置為磁力攪拌機(jī)與反應(yīng)罐內(nèi)對應(yīng)設(shè)置。磁力攪拌機(jī)(9 16)分別控制 反應(yīng)罐(1 8)的攪拌工作。磁力攪拌機(jī)(9 16)安裝在支架(60)上，支架(60)安裝 在溫控箱(54)上。磁力攪拌機(jī)(9)帶動磁條(56)的旋轉(zhuǎn)，在磁力作和下從而帶動攪拌子 (55)轉(zhuǎn)動。計算機(jī)主機(jī)根據(jù)不同反應(yīng)階段中需要的攪拌狀態(tài)、時間及轉(zhuǎn)速通過D/A轉(zhuǎn)換卡 控制攪拌調(diào)速模塊控制攪拌電機(jī)(9 16)時間和轉(zhuǎn)速。各狀態(tài)，轉(zhuǎn)速同時在顯示器上實時 顯示。 三、反應(yīng)液輸送系統(tǒng) 見圖2，所述反應(yīng)液輸送系統(tǒng)由蒸餾水輸送檢測裝置、氫氟酸輸送檢測裝置、鹽酸 輸送檢測裝置三部分組成；蒸餾水輸送檢測裝置包括設(shè)有液位檢測開關(guān)的蒸餾水儲液箱 (49)，氫氟酸輸送檢測裝置包括設(shè)有第一稱重傳感器(51)的氫氟酸儲液箱(50)，鹽酸輸送 檢測裝置為設(shè)第二有稱重傳感器(53)的鹽酸儲液箱(52);蒸餾水儲液箱(49)、氫氟酸儲 液箱(50)和鹽酸儲液箱(52)均設(shè)有輸液管(25)經(jīng)蠕動管(26)、電磁閥(34)接入混液槽 (39); 蒸餾水輸送檢測裝置的液位檢測開關(guān)(48)通過輸入控制卡接入計算機(jī)主機(jī)內(nèi)， 開機(jī)時檢測蒸餾水是否足量。計算機(jī)根據(jù)流程要求通過輸出控制卡輸出繼電器控制蠕動 泵(27)，蒸餾水通過輸液管(25)、蠕動管(26)，經(jīng)過電磁閥(34)，流入混液槽(39)，通過輸 液管(34)打開電磁閥(17)經(jīng)加、排液管(61)流入1號樣品罐(1)內(nèi)。同理打開電磁閥
5(18 24)蒸餾水分別加入樣品罐(2 8)內(nèi)。氫氟酸輸送檢測裝置由稱重傳感器(51)實 時監(jiān)控氫氟酸量，氫氟酸通過蠕動泵(29)轉(zhuǎn)動蠕動管(28)、通過電磁閥(35)流入混液槽 39內(nèi)?？刂齐姶砰y(17 24)分別加入到樣品罐(1 8)內(nèi)。鹽酸儲液箱(52)由稱重傳 感器(53)實時監(jiān)控鹽酸量，鹽酸通過蠕動泵(31)轉(zhuǎn)動蠕動管(30)、通過電磁閥(35)流入 混液槽(39)內(nèi)?？刂齐姶砰y(17 24)分別加入到樣品罐(1 8)內(nèi)。 四、廢氣廢液處理系統(tǒng) 見圖2，所述廢氣廢液處理系統(tǒng)包括廢氣廢液處理罐(67)、堿液罐(65)，廢氣廢液 處理罐(67)通過管道與樣品罐(1 8)的廢氣排放管(63)、混液槽(39)、堿液罐(65)、自來 水管相接；廢氣廢液處理罐(67)內(nèi)設(shè)有KH十(66)，堿液罐(65)內(nèi)設(shè)有液位檢測開關(guān)(64)， 自來水管上設(shè)有進(jìn)水電磁閥(46)。樣品罐(1 8)內(nèi)樣品在反應(yīng)(加液改成反應(yīng))過程 中產(chǎn)生廢氣通過廢氣排放管道(63)排入廢氣廢液處理罐(67)與罐內(nèi)的堿液中和后通過廢 氣管道(70)排放；樣品在反應(yīng)完成后產(chǎn)生的廢液通過加、排液管(61)、打開電磁閥(23)、混 液槽(39)、打開排液電磁閥(38)經(jīng)抽濾蠕動泵(43)將樣品罐(7)內(nèi)的廢液排入廢氣廢液 中和罐(67)與罐內(nèi)的堿液中和后經(jīng)過電磁閥(68)通過管道(69)排放。同理打開電磁閥 (17-22、24)將樣品罐(1-6、8)內(nèi)廢液排出。廢氣廢液中和罐(67)內(nèi)設(shè)一ra計(66)實時 監(jiān)控罐內(nèi)的ra值，根據(jù)監(jiān)控的值控制堿液泵(41)將堿液罐(65)內(nèi)的堿液抽向廢氣廢液中 和罐(67)，堿液罐內(nèi)設(shè)一液位檢測開關(guān)(64)開機(jī)進(jìn)檢測堿液是否充足。提取工作結(jié)束后， 自來水經(jīng)進(jìn)水管道(47)及進(jìn)水電磁閥(46)向廢氣廢液中和罐(67)注水清洗。 五、輔助系統(tǒng) 見圖2，所述輔助系統(tǒng)由沖氮和抽濾二部分組成，沖氮部分由與樣品罐(1 8)的 充氮管(62)連接的氮氣輸入管(45)及其沖氮電磁閥(44)組成；抽濾部分由各樣品罐的 加、排液管及其電磁閥(17 24)、混液槽(39)、抽濾管(40)及其抽濾電磁閥(38)、蠕動管 (42)和抽濾蠕動泵(43)組成，各加、排液管與混液槽(39)連接，混液槽(39)通過抽濾管 (40)與廢氣廢液處理罐(67)連接。氮氣輸入管道(45)通過沖氮電磁閥(44)沖氮管道(62) 向樣品罐(1 8)內(nèi)沖入氮氣，避免樣品暴露在空氣中發(fā)生氧化。通過抽濾蠕動泵(43)將 樣品罐(1 8)內(nèi)的廢液排向廢氣廢液中和罐(67)內(nèi)。
權(quán)利要求一種干酪根智能提取儀器，由樣品反應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)液輸送系統(tǒng)、廢氣廢液處理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成，其特征是所述樣品反應(yīng)系統(tǒng)由制備箱裝置和攪拌裝置組成；制備箱裝置包括溫控箱，在溫控箱內(nèi)設(shè)有若干反應(yīng)罐、各反應(yīng)罐設(shè)有加、排液管、充氮管和廢氣排放管，溫控箱內(nèi)裝有遠(yuǎn)紅外加熱管和溫度傳感器；攪拌器裝置為磁力攪拌機(jī)與反應(yīng)罐對應(yīng)設(shè)置；所述反應(yīng)液輸送系統(tǒng)由蒸餾水輸送檢測裝置、氫氟酸輸送檢測裝置、鹽酸輸送檢測裝置三部分組成；蒸餾水輸送檢測裝置包括設(shè)有液位檢測開關(guān)的蒸餾水儲液箱，氫氟酸輸送檢測裝置包括設(shè)有第一稱重傳感器的氫氟酸儲液箱，鹽酸輸送檢測裝置為設(shè)有第二稱重傳感器的鹽酸儲液箱；蒸餾水儲液箱、氫氟酸儲液箱和鹽酸儲液箱均設(shè)有輸液管經(jīng)蠕動管、電磁閥接入混液槽；所述廢氣廢液處理系統(tǒng)包括廢氣廢液處理罐、堿液罐，廢氣廢液處理罐通過管道與樣品罐的廢氣排放管、混液槽、堿液罐、自來水管相接；廢氣廢液處理罐內(nèi)設(shè)有PH計，堿液罐內(nèi)設(shè)有液位檢測開關(guān)，自來水管上設(shè)有進(jìn)水電磁閥；所述輔助系統(tǒng)由沖氮和抽濾二部分組成，沖氮部分由與樣品罐的充氮管連接的氮氣輸入管及其沖氮電磁閥組成；抽濾由各樣品罐的加、排液管及其電磁閥、混液槽、抽濾管及其抽濾電磁閥、蠕動管和抽濾蠕動泵組成，各加、排液管與混液槽連接，混液槽通過抽濾管與廢氣廢液處理罐連接；所述計算機(jī)控制系統(tǒng)包括開關(guān)電源、輸入開關(guān)、溫度傳感器、PH傳感器、第一稱重傳感器、第二稱重傳感器、計算機(jī)主機(jī)、顯示設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出繼電器、加熱調(diào)壓模塊、攪拌調(diào)速模塊、電磁閥蠕動泵、遠(yuǎn)紅外加熱管、攪拌電機(jī)；由開關(guān)電源向輸入開關(guān)、溫度傳感器、PH傳感器、第一稱重傳感器、第二稱重傳感器提供電源，輸入開關(guān)信號通過輸入控制卡傳給計算機(jī)主機(jī)，各傳感器信號通過A/D轉(zhuǎn)換卡傳給計算機(jī)主機(jī)；計算機(jī)主機(jī)將采集的信號、數(shù)據(jù)在顯示器上實時顯示，并跟據(jù)程序控制要求通過輸出控制卡控制輸出繼電器，控制各電磁閥蠕動泵的工作，通過D/A轉(zhuǎn)換卡控制加熱調(diào)壓模塊的導(dǎo)通角控制遠(yuǎn)紅外加熱管的電壓，控制反應(yīng)系統(tǒng)箱的溫度，通過D/A轉(zhuǎn)換卡，控制攪拌調(diào)速模塊的導(dǎo)通角控制攪拌電機(jī)工作的時間和轉(zhuǎn)速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的干酪根智能提取儀器，其特征是所述溫控箱由不銹鋼板制成 雙層長方體內(nèi)膽，內(nèi)外層之間填充保溫材料石棉。
專利摘要本實用新型公開了一種干酪根智能提取儀器，由樣品反應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)液輸送系統(tǒng)、廢氣廢液處理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成。本實用新型是一種干酪根提取的智能環(huán)保型儀器，其主要特點包括1、配備了廢氣廢液處理系統(tǒng)，減少了對人身的危害和對周圍環(huán)境的污染；2、采用計算機(jī)智能和自動控制技術(shù)，從而減少了工作強(qiáng)度，縮短了提取時間；3、采用充氮保護(hù)，避免樣品在提取過程中氧化，提高了樣品品質(zhì)；4、反應(yīng)器采用了一個環(huán)境多個樣品組合的機(jī)械應(yīng)用技術(shù)，從而提高了工作效率。5、樣品在提取過程中，無需轉(zhuǎn)移就可完成干酪根的提取，減少了干酪根遺失量，提高了有機(jī)質(zhì)的回收率等。
文檔編號G01N1/28GK201532328SQ200920065049
公開日2010年7月21日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者凌斌, 劉嶸 申請人:長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司