[发明专利]一种非一体式可变体积高压相平衡测量装置

说明书

技术领域

本发明属于化学工程技术领域，涉及一种高压相平衡研究的改良装置，将 固定体积可视相衡釜改进成可变体积相平衡测量装置。

背景技术

目前相平衡的研究涉及到蒸馏、萃取、溶解、重结晶、提纯及金相分析等 各个方面，对于化学、化工的科研和生产有着极其深远的意义。而高压可视相 平衡釜是研究热力学相平衡，以及观察高压反应的主要仪器。观察高压相平衡 其中一种重要的方法即静态法，将预先配制好一定浓度的物料放入平衡釜内， 然后逐渐改变压力或温度，直至观察到某一相开始出现或消失，此时的压力、 温度以及已知的物料浓度即构成一个相的边界点。在临界点附近，它是最可靠， 也是最适合的方法。但现有的仪器构造太过于复杂，造价高。固定体积相平衡 釜，造价较低，多使用圆柱型视窗。但检测时间长，而且对于研究者的经验， 负责程度要求较高。

中国专利CN 101021519A公开了一种高压可视可调体积的相平衡测定装 置，可在线调节高压平衡釜的容积，且带有可视窗，研究方便，但是耐压玻璃 本身价格较高，而这种平衡釜使用的可视窗为较长的条形，这就提高了平衡釜 总体的造价；另一方面这种平衡釜的密封结构也较复杂。

南京工业大学徐美倩等建立了一套汽液双循环相平衡实验测定装置，并采用 了磁力循环泵循环汽液两相流体、六通阀在线取样分析样品。(徐美倩，钱仁渊。 南京工业大学学报(自然科学版)汽液双循环相平衡装置。2006，28(5)：76-78。) 装置较复杂，操作不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非一体式的可变体积高压相平衡研究装置，解 决现在可变体积相平衡装置造价较高，密封复杂的问题。

本发明的技术方案是：此装置的具体结构主要由气瓶1、过滤器2、冷阱3、 高压注射泵4、针阀6、固定体积高压相平衡釜8、三通、以及可调体积减压容 器12、放空阀11、烘箱13组成。本发明设计巧妙利用了固定体积相平衡釜， 只需加一个活塞式减压容器，即可进行可变体积相平衡研究。将固定体积相平 衡釜与一个可调体积的非可视减压容器用三通相连接，通过调节非可视减压容 器的体积来改变体系压力。固定体积可视相平衡釜可从市场上买到，其容积可 根据用户要求而改变，造价相对较低。而减压容器有两种方法来实现，一种是 利用高压柱塞泵的泵头柱塞结构，一种是本发明设计的减压容器。

可作为减压容器之一的高压柱塞泵泵头一般是双柱塞，所以要在一端上加 一个丝堵，而另一端上加一个卡套接头，用来和高压可视相平衡釜的出口相连 接。可调体积与柱塞的行程有关。

可调体积减压容器的结构由腔体、手轮、端盖、活塞杆、活塞环和活塞、 进气口、排空口组成。活塞杆与端盖之间用1.25mm粗牙普通螺纹连接；端盖管 螺纹左旋，采用螺距2mm的粗牙螺纹；活塞杆的一端焊有手轮，而另一端是一 个万向结，通过万向结与活塞环相连，可带动活塞上下移动；而活塞由活塞环 与活塞组成，分别是活塞环上半部、活塞环下半部、活塞上半部、活塞下半部， 它们之间都采用燕尾槽结构连接，材质为填充石墨。

本发明的效果和益处是充分利用了固定体积相平衡釜，通过一个外连容器 来调节整个体系的压力。固定体积相平衡釜用来放置物料，观察相态变化，而 用外连减压容器来调节体系体积，改变压力。相对于传统的静态法，大大减小 了平衡检测时间，减轻了操作者的负担。装置的总体造价较低，且密封要求容 易达到。

附图说明

图1是非一体式高压可变体积相平衡釜相平衡测定的流程示意图。

图中：1二氧化碳气瓶；2过滤器；3冷阱；4高压注射泵；5缓冲罐；6针 阀；7磁力搅拌器；8高压可视相平衡釜；9热电偶；10压力表；11放空阀；12 减压容器；13烘箱。

图2是减压容器结构示意图。

图中：14减压容器腔体；15活塞体下半部分；16活塞体上半部分；17杆 连带活塞环下半部分；18杆连带活塞上半部分；19端盖；20活塞杆；21手轮； 22进气口；23排空口；24夹套。

图3是杆连带活塞环上半部分前视图。

图4是杆连带活塞环上半部分俯视图。

图5是杆连带活塞环下半部分前视图。

图6是杆连带活塞环下半部分俯视图。

图7是活塞上半部分前视图。

图8是活塞上半部分俯视图。