一種超臨界流體輸送裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超臨界流體輸送裝置，由氣源控制裝置、增壓控制裝置、儲存裝置和電控裝置組成。氣源裝置主要包括氣源、進氣壓力表和進氣通斷電磁閥。增壓控制裝置主要包括低噪音空壓機、過濾減壓氣源三聯(lián)件、空氣壓力表、通斷電磁閥、增壓泵、高壓壓力表和止回閥。儲存裝置主要包括高壓氣體儲存罐、壓力傳感器、超壓溢出電磁閥和止回閥；電控裝置主要通過集成控制面板來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。本實用新型的優(yōu)勢在于超臨界流體可以實現(xiàn)穩(wěn)定輸送和控制，大幅提高工作效率。
【專利說明】一種超臨界流體輸送裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種流體輸送裝置，具體涉及一種超臨界流體的輸送裝置，用于聚合物超臨界微孔發(fā)泡等對氣體注入壓力、流量等有嚴格要求的系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，物質(zhì)在臨界點附近，會出現(xiàn)密度、粘度、溶解度、熱容量、介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。當物質(zhì)所處的溫度高于臨界溫度，壓力大于臨界壓力時，該物質(zhì)處于超臨界狀態(tài)。超臨界流體處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體，兼有氣體液體的雙重性質(zhì)和優(yōu)點:溶解性強、擴散性能好和易于控制。在臨界點附近，壓力和溫度的微小變化，都可以引起流體密度很大的變化，從而使溶解度發(fā)生較大的改變。
[0003]超臨界流體因其獨特的性能應用廣泛，如超臨界流體萃取、超臨界水氧化技術(shù)、超臨界流體干燥、超臨界流體染色、超臨界流體制備微孔發(fā)泡材料等。利用超臨界流體制備微孔發(fā)泡材料實質(zhì)上就是將流體與塑料熔體在高溫高壓條件下通過機械攪拌形成均相體系，然后快速卸壓，氣體從熔體中析出形成微孔，制得微孔材料。研究表明，超臨界流體的注入?yún)?shù)對發(fā)泡材料有很大的影響，目前，超臨界流體注入設(shè)備的不足對微孔發(fā)泡材料的發(fā)展造成瓶頸。因此，研發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)超臨界流體的恒壓恒流量注入系統(tǒng)是非常有必要的。
[0004]專利申請?zhí)枮?01110159337.3的中國實用新型專利申請《一種微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入裝置》(申請公布號為CN102310515A)公開了一種微流量高壓液化氣體的恒壓恒流量注入裝置，包括氣體增壓液化部分、氣體輸出部分、壓力流量控制部分與壓力流量反饋部分，該實用新型注入裝置采用直線往復運動機構(gòu)進行氣體連續(xù)輸出控制，但由于系統(tǒng)管路過于冗長，使得控制滯后，造成輸出端壓力波動，無法實現(xiàn)氣體的穩(wěn)定輸送，直接影響到后續(xù)實驗工藝。
[0005]專利申請?zhí)枮?01110253685.7的中國實用新型專利申請《一種超臨界流體注入裝置》(申請公布號為CN102310516A)公開了一種超臨界流體注入裝置，由氣體冷卻預壓部分，超臨界流體形成部分，以及壓力溫度流量反饋部分與控制部分組成，但由于該注入裝置采用多個增壓泵，結(jié)構(gòu)設(shè)計復雜，噪音較大，不宜應用于工業(yè)化的生產(chǎn)實踐中。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種超臨界流體的穩(wěn)定輸送和精確控制的輸送裝置，操作簡單，可大幅調(diào)高工作效率。
[0007]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種超臨界流體輸送裝置，其特征在于:包括氣源控制裝置，包括氣源、進氣壓力表和進氣通斷電磁閥，所述進氣壓力表位于氣源與進氣通斷電磁閥之間；
[0008]增壓控制裝置，包括依次連接的低噪音空壓機、過濾減壓氣源三聯(lián)件、空氣壓力表、通斷電磁閥、增壓泵、高壓壓力表和第一止回閥，同時，所述增壓泵與前述氣源控制裝置中的進氣通斷電磁閥相連接；
[0009]儲存裝置，包括高壓氣體儲存罐、第一壓力顯示器、超壓溢出電磁閥和第二止回閥，所述高壓氣體儲存罐位于第一壓力顯示器、超壓溢出電磁閥與第二止回閥三者的連接處，所述超壓溢出電磁閥與高壓氣體儲存罐之間連有前述增壓控制裝置中的第一止回閥，所述第二止回閥與被注入裝置相連；
[0010]電控裝置，包括集成控制面板。
[0011]作為改進，所述儲存裝置的高壓氣體儲存罐與第二止回閥之間設(shè)有輸氣通斷電磁閥，同時，所述超壓溢出電磁閥連有第一氣體回收罐。
[0012]作為改進，所述被注入裝置同時與第二壓力顯示器與放氣閥相連，前述第二止回閥位于第二壓力顯示器與被注入裝置之間，所述放氣閥依次連有流量計和第二氣體回收罐。
[0013]優(yōu)選的，所述集成控制面板由電源總開關(guān)、第一壓力顯示器、第二壓力顯示器、第一溫度顯示器、第二溫度顯示器、第一控制鍵盤、第二控制鍵盤、第一壓力控制開關(guān)、進氣壓力表、第二壓力控制開關(guān)、空氣壓力表、第三壓力控制開關(guān)和高壓壓力表組成，第一壓力控制開關(guān)控制進氣壓力表，第二壓力控制開關(guān)控制空氣壓力表，第三壓力控制開關(guān)控制高壓壓力表，第一控制鍵盤控制第一壓力顯示器和第二壓力顯示器，而第二控制鍵盤控制第一溫度顯示器和第二溫度顯示器。
[0014]優(yōu)選的，所述高壓氣體儲存罐與第一溫度顯示器相連，而被注入裝置與第二溫度顯示器相連。
[0015]優(yōu)選的，所述氣源為二氧化碳或氮氣或二氧化碳與氮氣任意比例的共混氣體。
[0016]優(yōu)選的，所述低噪音空壓機的壓力范圍是O?5MPa。
[0017]優(yōu)選的，所述增壓泵的壓力范圍是O?40MPa。
[0018]優(yōu)選的，所述高壓氣體儲存罐的壓力范圍是O?lOOMPa。
[0019]作為改進，所述高壓氣體儲存罐為夾套式管狀，并且外置加熱部件。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:通過電子集成面板實現(xiàn)超臨界流體穩(wěn)定輸出的自動化控制，可實現(xiàn)對超臨界流體的穩(wěn)定輸送與精確控制，操作簡單，可大幅提高工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為超臨界流體輸送裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為集成控制面板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0024]圖1和圖2為本實施例超臨界流體輸送裝置，包括氣源控制裝置、增壓控制裝置、儲存裝置和電控裝置。氣源控制裝置由氣源6、進氣壓力表7和進氣通斷電磁閥8組成，其中進氣壓力表7位于氣源6與進氣通斷電磁閥8之間，氣源6為二氧化碳或氮氣或二氧化碳與氮氣任意比例的共混氣體。增壓控制裝置由低噪音空壓機1、過濾減壓氣源三聯(lián)件2、空氣壓力表3、通斷電磁閥4、增壓泵5、高壓壓力表9和第一止回閥10依次連接組成，同時，增壓泵5與氣源控制裝置中的進氣通斷電磁閥8相連接。儲存裝置由高壓氣體儲存罐11、第一壓力顯示器14、超壓溢出電磁閥12和第二止回閥17組成，高壓氣體儲存罐11位于第一壓力顯示器14、超壓溢出電磁閥12與第二止回閥17三者的連接處，超壓溢出電磁閥12與高壓氣體儲存罐11之間連有增壓控制裝置中的第一止回閥10，第二止回閥17與被注入裝置18相連。電控裝置，包括集成控制面板30。
[0025]儲存裝置的高壓氣體儲存罐11與第二止回閥17之間設(shè)有輸氣通斷電磁閥15，同時，超壓溢出電磁閥12連有第一氣體回收罐13。被注入裝置18同時與第二壓力顯示器16與放氣閥19相連，第二止回閥17位于第二壓力顯示器16與被注入裝置18之間，放氣閥19依次連有流量計20和第二氣體回收罐21。
[0026]集成控制面板30由電源總開關(guān)24、第一壓力顯示器14、第二壓力顯示器16、第一溫度顯示器22、第二溫度顯示器23、第一控制鍵盤28、第二控制鍵盤29、第一壓力控制開關(guān)25、進氣壓力表7、第二壓力控制開關(guān)26、空氣壓力表3、第三壓力控制開關(guān)27和高壓壓力表9組成，第一壓力控制開關(guān)25控制進氣壓力表7，第二壓力控制開關(guān)26控制空氣壓力表3，第三壓力控制開關(guān)27控制高壓壓力表9，第一控制鍵盤28控制第一壓力顯示器14和第二壓力顯示器16，而第二控制鍵盤29控制第一溫度顯示器22和第二溫度顯示器23。高壓氣體儲存罐11與第一溫度顯示器22相連，而被注入裝置18與第二溫度顯示器23相連。
[0027]低噪音空壓機I的壓力范圍是O?5MPa，增壓泵5的壓力范圍是O?40MPa，高壓氣體儲存罐11的壓力范圍是O?lOOMPa。高壓氣體儲存罐11為夾套式管狀，并且外置加熱部件。
[0028]具體使用本實施例超臨界流體輸送裝置時，首先打開控制面板30電源總開關(guān)24，按下第一壓力表控制開關(guān)25，讓氣體通過進氣通斷電磁閥8進入到增壓泵5中，進氣壓力通過進氣壓力表7可以觀察到，然后按下第二壓力表控制開關(guān)26，低噪音空壓機I開始工作，驅(qū)動增壓泵5工作，當壓力達到一定值后，打開第三壓力表控制開關(guān)27，向高壓氣體儲存罐
11中注入氣體；根據(jù)不同需求通過第一控制鍵盤28設(shè)定高壓氣體儲存罐11的壓力14，根據(jù)不同需求通過第二控制鍵盤28設(shè)定高壓氣體儲存罐11的溫度；當氣體達到設(shè)定的值后，通斷電磁閥4和進氣通斷電磁閥8將自動關(guān)閉，增壓泵5停止工作，同時止回閥10可以防止氣體壓力差造成的逆流，超壓溢出電磁閥12可以根據(jù)高壓氣體儲存罐11內(nèi)壓力的大小自動開關(guān)，將多余的氣體分流到第一氣體回收罐13中，實現(xiàn)高壓氣體儲存罐11內(nèi)壓力的精確控制。
[0029]當需要向被注入裝置18注入氣體時，輸氣通斷電磁閥15開始打開，被注入裝置18的壓力和溫度可以通過第一控制鍵盤28和第二控制鍵盤29設(shè)定，當氣體達到設(shè)定要求后，輸氣通斷電磁閥15自動關(guān)閉，止回閥可以防止氣體壓力差造成的逆流。
[0030]待到反應完成后，快速打開放氣閥19，卸壓發(fā)泡，卸壓速率可以由流量計20測量，溢出的最后通過第二氣體回收罐21收集，可以循環(huán)利用。
[0031]本實施例的超臨界流體輸送裝置通過電子集成面板實現(xiàn)超臨界流體穩(wěn)定輸出的自動化控制，可實現(xiàn)對超臨界流體的穩(wěn)定輸送與精確控制，操作簡單，可大幅提高工作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種超臨界流體輸送裝置，其特征在于:包括 氣源控制裝置，包括氣源(6)、進氣壓力表(7)和進氣通斷電磁閥(8)，所述進氣壓力表(7)位于氣源(6)與進氣通斷電磁閥⑶之間； 增壓控制裝置，包括依次連接的低噪音空壓機(I)、過濾減壓氣源三聯(lián)件(2)、空氣壓力表(3)、通斷電磁閥(4)、增壓泵(5)、高壓壓力表(9)和第一止回閥(10)，同時，所述增壓泵(5)與前述氣源控制裝置中的進氣通斷電磁閥(8)相連接； 儲存裝置，包括高壓氣體儲存罐(11)、第一壓力顯示器(14)、超壓溢出電磁閥(12)和第二止回閥(17)，所述高壓氣體儲存罐(11)位于第一壓力顯示器(14)、超壓溢出電磁閥(12)與第二止回閥(17)三者的連接處，所述超壓溢出電磁閥(12)與高壓氣體儲存罐(11)之間連有前述增壓控制裝置中的第一止回閥(10)，所述第二止回閥(17)與被注入裝置(18)相連； 電控裝置，包括集成控制面板(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述儲存裝置的高壓氣體儲存罐(11)與第二止回閥(17)之間設(shè)有輸氣通斷電磁閥(15)，同時，所述超壓溢出電磁閥(12)連有第一氣體回收罐(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述被注入裝置(18)同時與第二壓力顯示器(16)與放氣閥(19)相連，前述第二止回閥(17)位于第二壓力顯示器(16)與被注入裝置(18)之間，所述放氣閥(19)依次連有流量計(20)和第二氣體回收罐(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述集成控制面板(30)由電源總開關(guān)(24)、第一壓力顯示器(14)、第二壓力顯示器(16)、第一溫度顯示器(22)、第二溫度顯示器(23)、第一控制鍵盤(28)、第二控制鍵盤(29)、第一壓力控制開關(guān)(25)、進氣壓力表(7)、第二壓力控制開關(guān)(26)、空氣壓力表(3)、第三壓力控制開關(guān)(27)和高壓壓力表(9)組成，第一壓力控制開關(guān)(25)控制進氣壓力表(7),第二壓力控制開關(guān)(26)控制空氣壓力表(3)，第三壓力控制開關(guān)(27)控制高壓壓力表(9)，第一控制鍵盤(28)控制第一壓力顯示器(14)和第二壓力顯示器(16)，第二控制鍵盤(29)控制第一溫度顯示器(22)和第二溫度顯示器(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述高壓氣體儲存罐(11)與第一溫度顯示器(22)相連，而被注入裝置(18)與第二溫度顯示器(23)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述低噪音空壓機(I)的壓力范圍是O~5MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述增壓泵(5)的壓力范圍是O~40MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述高壓氣體儲存罐(11)的壓力范圍是O~IOOMPa0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體輸送裝置，其特征在于:所述高壓氣體儲存罐(11)為夾套式管狀，并且外置加熱部件。
【文檔編號】F17D1/14GK203449526SQ201320420550
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】陳忠仁, 包錦標, 劉智峰 申請人:寧波大學