冰芯包裹气体提取装置制造方法及图纸

技术编号:13773512 阅读:95 留言:0更新日期:2016-09-30 10:54
本发明专利技术公开一种冰芯包裹气体提取装置,其结构特征是融冰釜上置有真空计和温度计,釜外有集热罩,底部有燃气炉,进口真空阀和出口真空阀分别位于样品瓶的两端,融冰釜分别通过管路,一路由管路上的出口真空阀和样品瓶连通,一路由管路上1#真空阀与管路上1#干泵连接,再由1#干泵通过管路与进口真空阀连接,再通过管路上的2#真空阀与管路与上2#干泵连接;样品瓶上安装正负压力表。本装置是通过干泵、真空阀及相应的管路连接,将密封于融冰釜中冰芯包裹气体进行提取组成一个完整系统,直接在野外提取不同融冰量的气体,减少了大量冰芯远距离运输造成的人力、物力的消耗;为冰芯气体放射性氪同位素定年中应用和研究提供保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于冰芯样品中包裹气体的取样装置。
技术介绍
冰芯以其保真性好、分辨率高、记录序列长和信息量大被广泛应用于过去全球变化研究中。通过观测冰芯气泡中包裹的气体,可以了解当时大气成分、含量以及演化过程,宇宙成因的同位素可以提供宇宙射线强度变化太阳活动和地磁场强度变化的证据。随着冰芯在气候环境变化研究中的应用,冰芯的定年问题越显突出。在以往冰芯的定年方法中大多利用季节性参数的季节变化特征(如阴阳离子和氧同位素)、参考层位(如火山活动)、放射性同位素、理论模型、冰孔内古温度记录和其他记录比较等。最近放射性氪同位素定年法(原子陷阱追踪分析(ATTA))由在芝加哥附近的阿贡国家实验室的核物理学家卢正天带领的团队开发出来,并且应用到冰芯所包裹的气体研究中。氪是由宇宙射线轰击地球而产生,然后存储在极地冰内夹带的气泡之中,通过比较气体中所含放射性氪-81和氪-85的比例,即可得出冰形成时的年龄,但是此方法需要的冰量大,且需要及时把融化后释放的空气气泡储存在瓶中,这就需要一种大容量的冰芯融化器皿以及在线的气体收集系统。
技术实现思路
鉴于上述,本专利技术的目的旨在提供一种冰芯包裹气体提取装置。本装置直接应用于野外钻取冰芯的现场,方便及时提取不同层位中冰芯的包裹气体,为冰芯定年研究提供技术支撑。专利技术的目的是这样实现的:一种冰芯包裹气体提取装置,主要包括:融冰釜、集热罩、燃气炉、样品瓶、1#干泵、2#干泵、真空计、正负压力表、温度计、出口真空阀、进口真空阀、1#真空阀、2#真空阀。融冰釜为两个半圆状的不锈钢体密封组成,融冰釜上置有真空计和温度计,釜外有集热罩,底部有燃气炉,融冰釜分别通过管路,一路由管路出口真空阀和样品瓶连通,一路由管路上1#真空阀与管路上1#干泵连接,再由1#干泵通过管路与进口真空阀连接,再通过管路上的2#真空阀与管路与上2#干泵连接;样品瓶上安装正负压力表。本专利技术的优点是:1、本装置可以直接用于野外钻取冰芯的现场,及时在线完成冰体中封存气体包裹体的提取。2、本专利技术针对的是大容量的冰体,将收集的冰芯包裹气于样品瓶中,可同时满足多个样品气的收集,方便保存和运输。3、采用干泵抽气-集气的方式,避免油气污染的同时可以快捷的收集冰芯包裹气体。融冰釜装置的使用,节省了人力、物力,具有良好的使用和推广价值,更好的为科研服务。附图说明图1为本专利技术示意图。具体实施方式下面,结合附图,对本专利技术的技术方案再作进一步的说明:如图1所示,一种冰芯包裹气体提取装置,主要包括:融冰1、集热罩2、燃气炉3、样品瓶4、1#干泵5、2#干泵6、真空计7、正负压力表8、温度计9、出口真空阀va、进口真空阀vb、1#真空阀v1、2#真空阀v2。融冰釜1为两个半圆状的不锈钢体密封组成,体积约在60升。融冰釜1上置有真空计7和温度计9,分别来检测和显示融冰釜1内的真空度数和温度。釜外有保温功能的集热罩2,用来减少融冰釜1内热量外耗;底部有燃气炉3,使用时直接在融冰釜1底部加热。融冰釜1分别通过管路,一路由管路出口真空阀va和样品瓶4连通,一路由管路上1#真空阀v1与管路上1#干泵5连接,再由1#干泵5通过管路与进口真空阀vb连接,再通过管路上的2#真空阀v2与管路上2#干泵6连接;出口真空阀va和进口真空阀vb分别在样品瓶4的两端,方便和融冰釜1及1#干泵5之间管路的连接和拆卸;1#干泵5主要用来负责抽取融冰釜1内及其连接管路的气体;2#干泵6在2#真空阀v2末端,主要用来抽取样品瓶4内及其连接管路的气体。样品瓶4为1升的不锈钢气瓶,其上安装正负压力表8,正负压力表8用来指示样品瓶4体内的气压。本装置工作原理和操作过程如下:Ⅰ)系统内空气的排出过程将钻取的冰芯样品装入融冰釜1,密封后随即打开1#真空阀v1、2#真空阀v2和出口真空阀va,关闭进口真空阀vb,这时1#干泵5将融冰釜1和样品瓶4及其连接管路内的空气抽出排放到1#干泵5和进口真空阀vb之间的管道中,然后再由2#干泵6将这部分空气直接排出。Ⅱ)升温和再净化过程待真空计7和正负压力表8的真空度达到为0.1mbar时,关闭1#真空阀v1和2#真空阀va,燃气炉3点火给融冰釜1升温,打开进口真空阀vb和2#真空阀v2,这时由2#干泵6继续对样品瓶4抽真空,至样品瓶4上的正负压力表8的真空度约为0.02mbar时关闭进口真空阀v2,2#干泵6随即停止工作。Ⅲ)冰芯包裹气的取气过程待融冰釜1上的温度计9度数约4℃,待冰芯样品完全融化后,打开1#真空阀v1,这时由1#干泵5将融冰釜1内冰芯样品融化后释放的包裹气压入1L样品瓶4中。然后关闭进口真空阀vb。最后连同出口真空阀va、进口真空阀 vb、正负压力表8一起将样品瓶4取下后保存,完成一个冰芯样品包裹气的取样。重复上述步骤Ⅰ)—Ⅲ),开始下一个样品的取气过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冰芯包裹气体提取装置,主要包括:融冰釜(1)、集热罩(2)、燃气炉(3)、样品瓶(4)、1#干泵(5)、2#干泵(6)、真空计(7)、正负压力表(8)、温度计(9)、出口真空阀(va)、进口真空阀(vb)、1#真空阀(v1)、2#真空阀(v2),其特征是:融冰釜(1)为两个半圆状的不锈钢体密封组成,融冰釜(1)上置有真空计(7)和温度计(9),釜外有集热罩(2),底部有燃气炉(3),出口真空阀(va)和进口真空阀(vb)分别样品瓶(4)的两端,融冰釜(1)分别通过管路,一路由不锈钢管管路上的出口真空阀(va)和样品瓶(4)连通,一路由管路上1#真空阀(v1)与管路上1#干泵(5)连接,再由1#干泵(5)通过管路与进口真空阀(vb)连接,2#干泵(6)在2#真空阀(v2)末端,通过管路上的2#真空阀(v2)与管路与上2#干泵(6)连接;样品瓶(4)上安装正负压力表(8)。

【技术特征摘要】
1.一种冰芯包裹气体提取装置,主要包括:融冰釜(1)、集热罩(2)、燃气炉(3)、样品瓶(4)、1#干泵(5)、2#干泵(6)、真空计(7)、正负压力表(8)、温度计(9)、出口真空阀(va)、进口真空阀(vb)、1#真空阀(v1)、2#真空阀(v2),其特征是:融冰釜(1)为两个半圆状的不锈钢体密封组成,融冰釜(1)上置有真空计(7)和温度计(9),釜外有集热罩(2),底部有燃气炉(3),...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙维贞余海棠
申请(专利权)人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
类型:发明
国别省市:甘肃;62

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