[发明专利]基于壁温监测的氧弹装置

说明书

本发明提供一种基于壁温监测的氧弹装置，能够安全、精确地进行连续检测和快速热值分析，它包括：罐体，上部设有开口；封盖部，包括：封盖，安装在上层安装槽中的外石英窗，安装在下层安装槽中的内石英窗，将外石英窗与上层安装槽密封相连的外密封压帽，将内石英窗与下层安装槽密封相连内密封压帽；载样部，包括：样品池，样品架；压烟部，设置在样品池与内石英窗之间，包括：连接座，压烟扇；气门部，包括：气门座，进气端和出气端，气体流道，多个气门，和设置在气门座的顶部、遮挡住气门上方区域、由下向上并且向着罐体侧壁倾斜延伸、引导分散气流的风帽；以及传感部，包括：压力传感器，多个室温传感器，多个燃温传感器，多个罐温传感器。

技术领域

本发明属于分析测试仪器领域，具体涉及一种能够进行连续检测和快速热值分析的基于壁温监测的氧弹装置。

背景技术

《煤的发热量测定方法(GB/T 213-2008)》标准规定了煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法，适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤和炭质页岩的发热量测定。使用的最主要的装置为氧弹，由耐热、耐腐蚀的镍铬或镍铬钼合金钢制成，需要具备三个主要性能：a.不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应；b.能承受充氧压力和燃烧过程中产生的瞬时高压；c.试验过程中能保持完全气密。

传统的燃烧热值测量方法中，利用电极之间连接的点火丝熔断点火或利用加热丝将棉线点燃点火，而后将样品在有过量氧气的高压氧弹中进行燃烧，产生的热量传递给包裹氧弹的水，通过检测固定容积水温度的提升计算出样品燃烧产生的热量，从而得到样品的发热量。然而这种方法无法实现连续的自动化热值分析检测，主要原因有：

点火方式：采用点火丝点火的方法，在每次装填样品后均需重新安装点火丝，而点火丝的安装有着较为严格的限位及安全要求，需人工操作；使用加热丝点燃棉线的点火方式，每次均需要挂棉线，而棉线较柔软、易湿，难以实现连续的自动化操作。

进放气方式：现有的氧弹进放气装置通常设置在氧弹盖上，与电极接线等在相同位置，而氧弹盖需要经常拆装，自上向下的充气方式也容易对装填的样品造成冲击，导致样品散落；向上出气的方式也易造成燃尽后样品在压力冲击下飞出，从而污染氧弹。

发热量检测方法：由于需要通过水温变化计算燃烧热值，因此通常需要配备内外桶，内筒容积固定，装填其中的水用于表征发热量，外筒水温固定，用于替换内筒检测用水，然而每次检测需要将内外桶水进行置换，耗时长、机构复杂、体积庞大；水易被污染，易堵塞流道，使用一段时间后即需更换，并对内外桶进行清洗；为保证测量精度还需保证水温恒定，外筒需配备加热和冷却装置；在温度较低的寒冷地区，水易结冰，造成现有发热量检测方法无法使用。

针对点火方式的问题，专利CN201610865186.6给出了一种氧弹点火装置，采用激光发生器向燃烧皿内发射激光，激光在燃烧皿内的样品表面聚集成光斑，持续发射激光后引燃样品；然而，采用激光点火的方式需要使用透光的视窗，视窗的沾污不仅会降低激光透过后的能量密度影响后续点火，还会使得视窗局部温度升高从而引发视窗破裂，造成很大安全隐患。

针对进放气方式的问题，专利CN201710811753.4公开了一种氧弹充氧放气装置，连接活塞连通有充氧装置及气体回收装置，连接活塞用于与挂载在挂座上的氧弹连通，以使充氧装置内的高压氧气通过连接活塞充入氧弹内，或使氧弹内的气体通过连接活塞排出至气体回收装置内。然而，这样的方法并没有解决再充放气过程中由于压力变化对罐体以及样品产生的冲击，可能造成氧弹结构的损坏、卡死甚至爆裂，也容易造成样品的散落、飞出或者倾覆。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够进行连续检测和快速热值分析的基于壁温监测的氧弹装置。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：