[发明专利]高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置及方法

权利要求书

1.一种高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于包括有储料罐，在储料罐上设有真空系统、温控系统、冷却系统、氧浓度控制系统、样品腐蚀实验系统以及自动化控制与数据处理系统；所述的储料罐为柱形真空密封容器，在罐体上设有上盖，上盖和罐体之间设有密封圈，在罐体的侧部设有管式马弗炉外加热器，炉体外侧包覆隔热材料，在加热器温度持续在1200℃时外壳温度在40℃以下；在罐体的底部设有耐高温泄流阀；所述的真空系统由真空级联泵组通过真空抽气通道、电阻规真空测量元件和粗抽角阀与储料罐的上盖联接；储料罐中的真空度最高可达到1.0×10^-2Pa；温控系统在上盖上设有铅铋主控温度热电偶及铅铋主控温度热电偶电动升降组件，采用第一波纹管进行电动升降，升降组件配有第一备标尺和第一上限位器、第一下限位器；升降行程为0-215mm；冷却系统的循环式水冷机出水口连接至1#氧探头、2#氧探头、搅拌器的磁力传动轴以及罐体上盖的水冷套进行冷却，经回水口进入水冷机的水槽，水槽内的水温为5-35℃；在水冷机的出水口管路上设有水流量保护开关，其流量信号反馈到计算机，当冷却水流量≤20L/min时，输出报警信号，计算机将通过软件自动切断加热器电源，停止加热，并升起氧探头和搅拌器至上限位处，起到保护作用；所述的氧浓度控制系统还包括有在上盖上设有1#氧探头及氧探头电动升降组件、2#氧探头及氧探头电动升降组件；1#氧探头采用第二波纹管进行电动升降，升降组件由第二备标尺和第二上限位器、第二下限位器组成，确定1#氧探头位置并控制行程范围，升降行程为0-160mm；2#氧探头采用第三波纹管进行电动升降，升降组件由第三备标尺和第三上限位器、第三下限位器组成，确定2#氧探头位置并控制行程范围，升降行程为0-160mm；所述的自动化控制与数据处理系统为连接储料罐、真空系统、温控系统、冷却系统、氧浓度控制系统以及样品腐蚀实验系统的计算机及软件，以实现对各系统软硬件的控制，数据的采集、记录、保存、处理与分析，自动执行程序化的实验过程，跟踪记录控制动作与事件顺序，监测安全、故障及输出报警，并生成系统日志和数据报表；与铅铋熔体接触的部件，包括罐体、搅拌器、磁力传动轴、搅拌器叶片、喷嘴、样品架，以及铅铋主控温度热电偶外壳、1#氧探头套管、2#氧探头套管，采用316L不锈钢材料。

2.如权利要求1所述的高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于还包括有在上盖上设有与氧浓度控制系统的出气管路共用的进气管路，经三通接头连接至截止阀，通入罐体中高纯Ar气冲洗罐体或维持Ar氛围以保护铅铋的污染与氧化；在上盖上设有用于监测铅铋上方的气体压力的气体压力表；在上盖的下方设有多层隔热板。

3.如权利要求1所述的高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于所述的储料罐还包括有在上盖设有整体电动升降装置。

4.如权利要求1所述的高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于温控系统由罐体中的铅铋主控温度热电偶、加热电源、可控硅、智能温控器以及计算机及控制软件组成；铅铋主控温度热电偶为双支铠装热电偶；温控系统将铅铋温度控制在RT-650℃。

5.如权利要求1所述的高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于温控系统还设有上盖贴片式热电阻、马弗炉炉体温度监控探头以及罐体中气体测温热电偶；温控系统实时监控上盖贴片式热电阻的温度信号，如果超过设定值时，输出报警信号，加热器自动停止加热，温控系统还实时监测炉体和罐体中气体的温度。

6.如权利要求1所述的高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于所述的氧浓度控制系统，由氧浓度控制设备与1#氧探头、2#氧探头、氧浓度分析仪、进气管路、喷嘴以及出气管路组成；氧浓度控制设备由进气管路经过气体调节阀后穿过罐体的侧壁连接至喷嘴，罐体内侧的进气管上设有卡套接头，喷嘴位置为罐体底部的铅铋中或铅铋液面上方，喷出气体经反应后从出气管路排出；在气体调节阀后端设有单向阀。