六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及的是一種用于六氟化硫溫度、壓強(qiáng)、體積之間關(guān)系性質(zhì)測(cè)定及臨界現(xiàn)象觀察及臨界數(shù)據(jù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于實(shí)驗(yàn)儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]流體的物性數(shù)據(jù)，如流體的臨界溫度、臨界壓強(qiáng)、臨界體積等性質(zhì)是決定物質(zhì)液化、汽化等性質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，流體的溫度、壓強(qiáng)、體積之間的性質(zhì)關(guān)系是流體的基本性質(zhì)，是計(jì)算流體熱力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為此需要測(cè)定流體的臨界性質(zhì)及流體的溫度、壓強(qiáng)及體積之間的關(guān)系，由于流體的這些物性數(shù)據(jù)是流體最基本的性質(zhì)，因而流體的溫度、壓力、體積測(cè)定及臨界現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)是很多高校開(kāi)設(shè)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，中國(guó)專利CN202599882U公開(kāi)了二氧化碳臨界點(diǎn)及p-v-T關(guān)系測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要有實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體、恒溫循環(huán)浴、循環(huán)水夾套、活塞式壓力源、二氧化碳等組成，其中實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體中承壓玻璃管與金屬部件之間的密封采用填料密封結(jié)構(gòu)，該儀器的實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體中涉及到金屬部件與充有流體的承壓玻璃管之間的密封問(wèn)題，但該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體存在明顯的缺點(diǎn):一是實(shí)驗(yàn)儀器中金屬部件與承壓玻璃管間密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，金屬部件與承壓玻璃管之間使用填料密封，填料一般使用石棉繩，密封效果主要取決于設(shè)備安裝人員的經(jīng)驗(yàn)，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的安裝人員，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)填料受力不均衡，出現(xiàn)填料不對(duì)稱移動(dòng)或滑移，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置常常出現(xiàn)液壓介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，所用液壓介質(zhì)一般是蓖麻油或高粘度機(jī)油，因而習(xí)慣上稱為漏油現(xiàn)象，部分裝置在SMPa時(shí)就會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，隨著實(shí)驗(yàn)壓力提高，漏油現(xiàn)象愈益嚴(yán)重，在壓力為1MPa時(shí)常常出現(xiàn)嚴(yán)重漏油，實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常進(jìn)行。二是由于二氧化碳自身性質(zhì)限制，在室溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察汽液平衡的溫度范圍僅有6°C，當(dāng)使用制冷設(shè)備降低溫度時(shí)，由于空氣中水蒸汽凝結(jié)在玻璃夾套表面，很難觀察到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述缺陷，本發(fā)明旨在通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及流體的合理選擇解決存在的上述問(wèn)題，為此提出杜絕金屬部件與承壓玻璃管間因密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而出現(xiàn)的泄漏問(wèn)題，第二個(gè)目的是使用臨界溫度高于二氧化碳的流體，以解決汽液平衡觀察溫度范圍窄及水蒸汽冷凝后難于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的問(wèn)題，而且不需要制冷設(shè)備，擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)測(cè)定范圍，保證實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:將原有的金屬部件與承壓玻璃管(5)之間的填料密封結(jié)構(gòu)改為O形橡膠密封圈密封結(jié)構(gòu)。其技術(shù)特征是:在上部法蘭(3)的中心有一個(gè)用于在垂直方向固定承壓玻璃管(5)方向的圓孔，在上部法蘭(3)的表面以此圓孔為中心加工有一個(gè)圓形凹槽(2)，圓形凹槽(2)用于放置O形橡膠密封圈(6)，將O形橡膠密封圈(6)裝在承壓玻璃管(5)上，并放入圓形凹槽(2)中，在上部法蘭(3)的上部有壓蓋(1)，將壓蓋(I)用螺栓固定在上部法蘭(3)上，通過(guò)擠壓O形橡膠密封圈(6)形成完整的密封結(jié)構(gòu)，杜絕實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體的泄漏；承壓玻璃管內(nèi)充裝臨界溫度高于二氧化碳的六氟化硫，以擴(kuò)大汽液平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定范圍。
[0005]O形橡膠密封圈是常用的密封材料很多，所述的O形橡膠密封圈材料優(yōu)選丁腈橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙烯、聚硫橡膠、改性橡膠、復(fù)合橡膠等高分子材料，所述O形橡膠密封圈材料包括但不限于上述材料。
[0006]O形密封圈也可由不同材料包覆而成，所述的O形橡膠密封圈包括兩種或兩種以上材料包覆形成的O形橡膠密封圈。
[0007]O形橡膠密封圈硬度不小于邵氏硬度70度，硬度過(guò)小，起不到密封作用，當(dāng)硬度過(guò)大時(shí)，可能會(huì)損傷承壓玻璃管。
[0008]O形橡膠密封圈形狀不一，當(dāng)設(shè)計(jì)合理時(shí)，均能實(shí)現(xiàn)密封要求，當(dāng)使用異形截面O形橡膠密封圈時(shí)，用于放置O形橡膠密封圈的圓形凹槽剖面形狀與異形截面O形橡膠密封圈截面形狀相同。
[0009]實(shí)驗(yàn)裝置中充填的六氟化硫的純度要求六氟化硫的體積百分比達(dá)到99.999%。
[0010]發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是:在壓力達(dá)到lOMPa，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不會(huì)漏油；在室溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要制冷設(shè)備，觀察汽液平衡的溫度范圍從6°C增加到20°C ;由于六氟化硫的臨界壓力僅為3.75MPa，實(shí)驗(yàn)壓力明顯降低，實(shí)驗(yàn)裝置的安全性從源頭上得到進(jìn)一步保證，加上改進(jìn)的密封結(jié)構(gòu)，保證六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，設(shè)備免于維護(hù)，可以很輕松的完成實(shí)驗(yàn)工作。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體結(jié)構(gòu)示意圖。各部件分別是:(I)壓蓋(2)圓形凹槽(3)上部法蘭(4)待測(cè)流體(5)承壓玻璃管(6) O形橡膠密封圈(7)水銀(8)盛水銀不銹鋼杯(9)液壓介質(zhì)(10)耐壓金屬容器(11)實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座
[0012]圖2、圓形截面O形橡膠密封圈
[0013]圖3、梯形截面O形橡膠密封圈
[0014]圖4、異形截面O形橡膠密封圈
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施步驟:一種用于加壓下流體性質(zhì)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體由壓蓋(I)、圓形凹槽
(2)、上部法蘭(3)、待測(cè)流體(4)、承壓玻璃管(5)、O形橡膠密封圈￠)、水銀(7)、盛水銀不銹鋼杯(8)、液壓介質(zhì)(9)、耐壓金屬容器(10)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座(11)構(gòu)成，與恒溫循環(huán)、活塞式壓力源結(jié)合用于流體性質(zhì)的測(cè)量，其特征是:在上部法蘭(3)的中心有一個(gè)用于固定承壓玻璃管的圓孔，在上部法蘭(3)的表面以此圓孔為中心加工有一個(gè)圓形凹槽(2)，圓形凹槽(2)用于放置O形橡膠密封圈￠)，將O形橡膠密封圈(6)裝在承壓玻璃管上，并放入圓形凹槽(2)中，在上部法蘭(3)的上部有壓蓋(1)，將壓蓋(I)用螺栓固定在上部法蘭(3)上，通過(guò)擠壓O形橡膠密封圈(6)形成完整的密封結(jié)構(gòu)，杜絕實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體的泄漏，承壓玻璃管(5)內(nèi)充裝的待測(cè)流體(4)是六氟化硫，將安裝好的上述實(shí)驗(yàn)本體與活塞式壓力源相連控制實(shí)驗(yàn)壓力，通過(guò)恒溫循環(huán)水浴及循環(huán)水夾套控制六氟化硫的溫度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0016]實(shí)施例1.將圓形凹槽⑵加工成圖2所示的O形橡膠密封圈剖面結(jié)構(gòu)時(shí)，安裝相應(yīng)的O形橡膠密封圈時(shí)，按實(shí)施步驟可觀察六氟化硫的過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、飽和液體、汽液平衡、壓縮液體、氣體、超臨界流體、臨界乳光等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測(cè)定六氟化硫的溫度、壓力、體積之間的定量關(guān)系，在壓力達(dá)到12MPa不會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，在45°C仍然可以汽液平衡現(xiàn)象并測(cè)定汽液數(shù)據(jù)。
[0017]實(shí)施例2.將圓形凹槽⑵加工成圖3所示的O形橡膠密封圈剖面結(jié)構(gòu)時(shí)，安裝相應(yīng)的O形橡膠密封圈時(shí)，按實(shí)施步驟可觀察六氟化硫的過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、飽和液體、汽液平衡、壓縮液體、氣體、超臨界流體、臨界乳光等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測(cè)定六氟化硫的溫度、壓力、體積之間的定量關(guān)系，在壓力達(dá)到12MPa不會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，在45°C仍然可以汽液平衡現(xiàn)象并測(cè)定汽液數(shù)據(jù)。
[0018]實(shí)施例3.將圓形凹槽(2)加工成圖4所示的O形橡膠密封圈剖面結(jié)構(gòu)時(shí)，安裝相應(yīng)的O形橡膠密封圈時(shí)，按實(shí)施步驟可觀察六氟化硫的過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、飽和液體、汽液平衡、壓縮液體、氣體、超臨界流體、臨界乳光等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并測(cè)定六氟化硫的溫度、壓力、體積之間的定量關(guān)系，在壓力達(dá)到12MPa不會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，在45°C仍然可以汽液平衡現(xiàn)象并測(cè)定汽液數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)特征是實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體上部法蘭(3)的中心有一個(gè)用于在垂直方向固定承壓玻璃管(5)方向的圓孔，在上部法蘭(3)的表面以此圓孔為中心加工有一個(gè)圓形凹槽(2)，圓形凹槽(2)用于放置O形橡膠密封圈(6)，將O形橡膠密封圈(6)裝在承壓玻璃管(5)上，并放入圓形凹槽(2)中，在上部法蘭(3)的上部有壓蓋(1)，將壓蓋(I)用螺栓固定在上部法蘭(3)上，通過(guò)擠壓O形橡膠密封圈(6)形成完整的密封結(jié)構(gòu)，承壓玻璃管內(nèi)充裝臨界溫度高于二氧化碳的六氟化硫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是O形橡膠密封圈材料是丁腈橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙稀、聚硫橡膠、改性橡膠、復(fù)合橡膠高分子材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是O形橡膠密封圈材料包括兩種或兩種以上材料包覆形成的O形橡膠密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是O形橡膠密封圈硬度不小于邵氏硬度70度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是當(dāng)使用異形截面O形橡膠密封圈時(shí)，用于放置O形橡膠密封圈的圓形凹槽剖面形狀與異形截面O形橡膠密封圈截面形狀相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是六氟化硫的純度要求六氟化硫的體積百分比達(dá)到99.999%。
【專利摘要】六氟化硫性質(zhì)測(cè)定與觀察實(shí)驗(yàn)裝置，裝置中用于固定承壓玻璃管垂直方向的上部法蘭表面中心加工有圓形凹槽，承壓玻璃管上套有O形橡膠密封圈，利用壓蓋、法蘭表面及承壓玻璃管間形成的狹小空間，解決承壓玻璃管與實(shí)驗(yàn)裝置本體金屬部件間的密封，使用六氟化硫作為測(cè)定介質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是12MPa時(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體液壓介質(zhì)不會(huì)泄漏，擴(kuò)大觀察并記錄汽液平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定范圍，降低實(shí)驗(yàn)壓力，設(shè)備免維護(hù)。
【IPC分類】G01N25-12
【公開(kāi)號(hào)】CN204462050
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520025001
【發(fā)明人】鄭立輝
【申請(qǐng)人】鄭立輝, 王敏, 宋光森
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日