[发明专利]一种用于气体分离的冷肼装置及应用

权利要求书

1.一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：包括样品管(1)、制冷箱(2)、安装盖(3)和驱动装置(4)；所述制冷箱(2)包括保温箱(21)、温控组件(23)和多个制冷杯(22)，所述保温箱(21)顶部敞口，多个所述制冷杯(22)呈一字排列固定连接在所述保温箱(21)的底部，所述温控组件(23)用于控制多个制冷杯(22)内部温度，所述安装盖(3)固定间隔设置在所述保温箱(21)的上方，所述样品管(1)固定连接在所述安装盖(3)下板面上，所述安装盖(3)上设有与所述样品管(1)相连通的出口(31)，所述出口(31)还设有打开或关闭其的阀体(5)；所述驱动装置(4)驱动所述制冷箱(2)左右、上下运动，以使得所述样品管(1)置入目标制冷杯(22)中。

2.如权利要求1所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述驱动装置(4)包括第一驱动模组(41)和第二驱动模组(42)，所述第一驱动模组(41)包括承载板(411)和第一驱动组件(412)，所述第一驱动组件(412)驱动所述承载板(411)左右滑动；所述第二驱动模组(42)包括至少一个第二驱动组件(421)，所述第二驱动组件(421)固定设置在所述承载板(411)上，所述第二驱动组件(421)与所述保温箱(21)传动连接以驱动所述保温箱(21)上下运动。

3.如权利要求书2所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述第一驱动组件(412)包括第一电机(4121)、第一丝杠(4122)和固定座(4123)，所述第一丝杠(4122)可转动的设置在所述固定座(4123)上，所述第一丝杠(4122)外套设有与其相配合的第一滑块(4124)，所述承载板(411)固定设置在所述第一滑块(4124)上，所述第一电机(4121)与所述第一丝杠(4122)传动连接，以驱动所述第一丝杠(4122)转动。

4.如权利要求书3所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述第二驱动组件(421)包括第二电机(4211)和第二丝杠(4212)和支架(4213)；所述支架(4213)固定设置在所述承载板(411)上，所述第二电机(4211)固定设置在所述支架(4213)的顶端，所述第二丝杠(4212)竖直设置在所述保温箱(21)的一侧，且其上端与所述第二电机(4211)传动连接，所述第二电机(4211)驱动所述第二丝杠(4212)转动，所述第二丝杠(4212)外套设有与其相配合的第二滑块(4214)，所述第二滑块(4214)固定设置在所述保温箱(21)侧壁上。

5.如权利要求书1所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述制冷杯(22)的个数为3个。

6.如权利要求书1所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述温控组件(23)包括依次设置3个所述制冷杯(22)内的液氮、二氧化碳干冰混合物和常温水。

7.如权利要求书1所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述样品管(1)为盘管，盘管长度不小于1m。

8.如权利要求5所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：还包括外箱(6)，所述外箱(6)的顶部敞口，所述安装盖(3)设置在所述外箱(6)的敞口处。

9.如权利要求1所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其特征在于：所述安装盖(3)的下板面上设有5个密封盖(32)，5个所述密封盖(32)呈一字排列设置，所述样品管(1)固定在第三个密封盖(32)上。

10.一种气体分离的冷肼装置的应用，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的一种用于气体分离的冷肼装置，其中，所述阀体(5)为三通阀，进气管路(11)与阀体(5)的一端口相连通，排气管路(12)与阀体(5)的一端口相连通，所述进气管路(11)与激光剥蚀系统连接；所述排气管路(12)与ICP-MS分析仪连接，所述排气管路(12)上设有排气阀；

具体步骤如下：

S1、岩石或矿物质样品经激光剥蚀系统处理后，生成的混合气体CF₄、SiF₄和CO₂，通过进气管路(11)输入到样品管中；

S2、通过驱动装置使得制冷箱向上移动，将S1的样品管(1)置入到一个制冷杯(22)中，安装盖(3)盖住保温箱后，通过温控组件(23)使样品管中的气体迅速冻结；

S3、通过驱动装置(4)使得制冷箱(2)向下移动，待样品管完全暴露后，使得制冷箱(2)平移至下一个制冷杯(22)的下方，然后驱动其向上运动，使得样品管(1)置入到该制冷杯(22)中；

S4、通过温控组件(23)使样品管(1)中冻结的气体中的CF₄和SiF₄升华为气体，并打开排气阀将气体被排出；

S5、通过驱动装置(4)使得制冷箱(2)向下移动，待样品管完全暴露后，使得制冷箱(2)平移至下一个制冷杯(22)的下方，然后驱动其向上运动，使得样品管(1)置入到该制冷杯(22)中；

S6、通过温控组件(23)使样品管(1)中冻结的CO₂在常温条件下升华为气态气体；

S7、将S6的样品管(1)中的高纯度CO₂通过排气管路(12)导入到ICP-MS分析仪中进行氧元素分析检测。