CN101655445B - 一种热泵型金属腐蚀性试验方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热泵型金属腐蚀性试验方法及装置，该方法包括以下步骤：(1)在进行金属腐蚀性试验时，通过热电偶检测水浴的温度；(2)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度低于设定温度时，开启压缩机；(3)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度高于设定温度时，关闭压缩机；利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端，进行金属腐蚀性试验。与现有技术相比，本发明具有节能、节水、高效、移动方便、安全性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属腐蚀性试验方法，特别涉及利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端来实现金属腐蚀性试验的方法。
背景技术
根据联合国《关于危险货物运输的建议书<规章范本>》规定，新产品在提交运输前，须按《规章范本》中的程序进行分类。其中，金属腐蚀性试验方法用于评估液体和运输过程中可能变为液体的固体物质(第8类危险货物、III类包装)的腐蚀性。目前使用的金属腐蚀性试验装置主要是利用电热金属棒来加热水浴，通过水浴将待试液体的温度控制在55℃±1℃以内。一般说来，利用电热金属棒来加热水浴其能量利用率较低，用这种方式来加热仅四五十度温升的热水是极不合算的。这样的加热过程即使是达到100％的效率，表面看是没有热能的损失，但实际上已经伴随着巨大的熵增损失，是一种极大的能源浪费。同时，为了防止待试液体流失，现有的金属腐蚀性试验装置附加了一个利用自来水作为冷凝媒介的回流冷凝器；但当自来水的温度较高时，达不到较好的冷凝效果。另外，在长期运行过程中，有可能因为水浴中的水大量蒸发引起的电热棒干烧现象，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种充分利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端，有效地利用了热量，避免电热棒发生干烧现象的热泵型金属腐蚀性试验方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种热泵型金属腐蚀性试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在进行金属腐蚀性试验时，通过热电偶检测水浴的温度；
(2)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度低于设定温度时，开启压缩机；
(3)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度高于设定温度时，关闭压缩机；
利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端，进行金属腐蚀性试验。
所述的设定温度为54℃-56℃。
一种实施热泵型金属腐蚀性试验方法的装置，其特征在于，该装置包括水浴、热电偶、温度调节控制器、压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀、蒸发器、储液箱、回流冷凝器和循环水泵，所述的热电偶一端插入水浴中，探测水浴的温度，另一端连接温度调节控制器，该温度调节控制器连接压缩机，所述的冷凝器设置于水浴中，冷凝器一端通过管道连接压缩机，另一端通过管道连接储液罐，所述的储液罐通过管道依次经过过滤器、膨胀阀连接蒸发器一端，蒸发器的另一端连接压缩机，所述的蒸发器安装在储液箱内，与储液箱内的水进行热交换后得到冷却水，该冷却水的出水口通过管道连接回流冷凝管的冷凝水进口，回流冷凝管的冷凝水出口通过管道连接循环水泵的入口，循环水泵的出口通过管道连接储液箱的进水口。
还包括外容器，所述的水浴置于外容器内。
所述的外容器上设有配套的外容器盖板。
还包括搅拌器，该搅拌器包括搅拌马达、搅拌头，搅拌头插入水浴内，搅拌马达驱动搅拌头搅拌水浴，使其内部温度一致，搅拌马达与电源连接。
还包括内容器，该内容器设置于水浴中，受试液体装于内容器内，内容器采用四口瓶盖密封，四口瓶盖的中间出口连接回流冷凝管，其余三个出口分别悬挂标准金属片，各标准金属片分别与受试液体完全气相接触、半气相接触、完全液相接触。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.节能：本发明充分利用热泵系统的加热端与冷凝端，使能量得到有效的利用。
2.节水：冷却水内部循环，无水排放，适用于无水源的场所。
3.高效：一方面，运行功率远小于电加热体系，减轻电源的负荷；另一方面利用已制冷的水来当冷却媒介，效果更佳。
4.移动方便：本发明取消了外接水管，仅外接电源线，移动方便。
5.安全性好：本发明利用热泵系统来制热，避免了因长期运行水蒸发引起的电热丝干烧现象。
附图说明
图1为本发明热泵型金属腐蚀性试验装置的结构示意图；
图2为图1中四口瓶盖的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1-2所示，热泵型金属腐蚀性试验装置主要包括：回流冷凝管1，搅拌马达2，外容器盖板3，四口瓶盖4(图2为四口瓶盖4的俯视图)，内容器5，标准金属片6，受试液体7，水浴8，冷凝器9，外容器10，热电偶11，温度调节控制器12，压缩机13，储液罐14，过滤器15，膨胀阀16，蒸发器17，储液箱18，循环水泵19，管道20。
所述的热电偶11一端插入水浴8中，探测水浴8的温度，另一端连接温度调节控制器12，该温度调节控制器12连接压缩机13，所述的冷凝器9设置于水浴8中，冷凝器9一端通过管道连接压缩机13，另一端通过管道连接储液罐14，所述的储液罐14通过管道依次经过过滤器15、膨胀阀16连接蒸发器17一端，蒸发器17的另一端连接压缩机13，所述的蒸发器17安装在储液箱18内，与储液箱18内的水进行热交换后得到冷却水，该冷却水的出水口通过管道连接回流冷凝管1的冷凝水进口，回流冷凝管1的冷凝水出口通过管道连接循环水泵19的入口，循环水泵19的出口通过管道连接储液箱18的进水口。
所述的水浴8置于外容器10内，外容器10用于承载水浴8，外容器10上设有配套的外容器盖板3；水浴8内设有内容器5，受试液体装于内容器5内，内容器5采用四口瓶盖4密封，四口瓶盖4的中间出口连接回流冷凝管1，其余三个出口分别悬挂标准金属片6，各标准金属片6分别与受试液体完全气相接触、半气相接触、完全液相接触；所述的搅拌马达2插入水浴8内，搅拌水浴8，使其内部温度一致，搅拌马达8与电源连接。
在进行金属腐蚀性试验时，装配好本发明所述的装置，打开搅拌马达2、温度调节控制器12、循环水泵19以及压缩机13。当该装置工作时，主要有以下几个过程：
(一)压缩过程：利用蒸发器17，把环境介质中贮存的能量加以吸收；通过压缩机13，将工质压缩成高温高压气体。(二)冷凝过程：将这些气体沿着管道送至冷凝器9，并在此与水浴8进行热交换，使水浴8的温度达到工作温度55℃±1℃；同时，因为热交换工质放出大量的热量而变成液态。(三)节流过程：把液化后的工质送入热泵主机蒸发器之前，利用毛细管的压力差，使工质在冷凝器内冷凝降压，将它变成即使在低温下也易于蒸发的状态。(四)蒸发过程：液态工质从周围介质中吸收热量而不断蒸发汽化，被吸收热量后的循环水变为“冷水”，通过管道送至回流冷凝管1。(五)温控过程：利用热电偶11探测水浴8的温度，当水浴8温度控制在55℃±1℃时，关闭压缩机13；当水浴8温度较低时，则打开压缩机13让热泵工作，以提高温度。
上述方法的特点在于：
(1)在进行金属腐蚀性试验时，通过热电偶11检测水浴8的温度；
(2)当步骤(1)中热电偶11检测到的水浴8温度低于设定温度54℃时，开启压缩机；
(3)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度高于设定温度56℃时，关闭压缩机；
利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端，进行金属腐蚀性试验。
实施例2
水浴；
热电偶，所述热电偶用于测量所述水浴的温度；
温度调节控制器，所述温度调节控制器与所述热电偶电连接；
压缩机，所述压缩机与所述温度调节控制器电连接；
冷凝器，所述冷凝器置于所述水浴中，所述冷凝器的一端与所述压缩机的一端通过管道连接；
储液罐，所述储液罐的一端与所述冷凝器的另一端通过管道连接；
过滤器，所述过滤器的一端与所述储液罐的另一端通过管道连接；
膨胀阀，所述膨胀阀的一端与所述过滤器的另一端通过管道连接；
蒸发器，所述蒸发器的一端与所述膨胀阀的另一端通过管道连接，所述蒸发器的另一端与所述压缩机的另一端通过管道连接；
储液箱，所述储液箱内安装所述的蒸发器，通过与所述的蒸发器进行热交换后得到冷却水；
回流冷凝管，所述回流冷凝管的冷凝水进口与所述储液箱的出水口一端通过管道连接；
循环水泵，所述循环水泵的进水口与所述回流冷凝管的冷凝水出口通过管道连接，所述循环水泵的出水口与所述储液箱的进水口一端通过管道连接，所述循环水泵与电源电连接；
外容器，所述外容器用于成载所述水浴；
搅拌马达，所述搅拌马达用于搅拌所述水浴，使其内部温度一致，所述搅拌马达与电源电连接；
内容器，所述内容器置于所述水浴中；
受试液体，所述受试液体装于所述内容器里面；
四口瓶盖，所述四口瓶盖用于密封所述内容器，所述四口瓶盖中间出口与所述回流冷凝管连接；
标准金属片，所述标准金属片悬挂于所述四口瓶盖上，并分别与所述受试液体完全气相接触、半气相半液相接触、完全液相接触；
外容器盖板，所述外容器盖板与所述外容器配套使用。
采用上述装置进行金属腐蚀性试验时，特点在于：
(1)在进行金属腐蚀性试验时，通过热电偶检测水浴的温度；
(2)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度低于设定温度54℃时，开启压缩机；
(3)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度高于设定温度56℃时，关闭压缩机；
利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端，进行金属腐蚀性试验。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (4)
1.一种热泵型金属腐蚀性试验装置，其特征在于，该装置包括水浴、热电偶、温度调节控制器、压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀、蒸发器、储液箱、回流冷凝器和循环水泵，所述的热电偶一端插入水浴中，探测水浴的温度，另一端连接温度调节控制器，该温度调节控制器连接压缩机，所述的冷凝器设置于水浴中，冷凝器一端通过管道连接压缩机，另一端通过管道连接储液罐，所述的储液罐通过管道依次经过过滤器、膨胀阀连接蒸发器一端，蒸发器的另一端连接压缩机，所述的蒸发器安装在储液箱内，与储液箱内的水进行热交换后得到冷却水，该冷却水的出水口通过管道连接回流冷凝管的冷凝水进口，回流冷凝管的冷凝水出口通过管道连接循环水泵的入口，循环水泵的出口通过管道连接储液箱的进水口；
还包括外容器，所述的水浴置于外容器内；
还包括搅拌器，该搅拌器包括搅拌马达、搅拌头，搅拌头插入水浴内，搅拌马达驱动搅拌头搅拌水浴，使其内部温度一致，搅拌马达与电源连接；
还包括内容器，该内容器设置于水浴中，受试液体装于内容器内，内容器采用四口瓶盖密封，四口瓶盖的中间出口连接回流冷凝管，其余三个出口分别悬挂标准金属片，各标准金属片分别与受试液体完全气相接触、半气相接触、完全液相接触。
2.根据权利要求1所述的一种热泵型金属腐蚀性试验装置，其特征在于，所述的外容器上设有配套的外容器盖板。
3.一种使用权利要求1所述装置进行热泵型金属腐蚀性试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在进行金属腐蚀性试验时，通过热电偶检测水浴的温度；
(2)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度低于设定温度时，开启压缩机；
(3)当步骤(1)中热电偶检测到的水浴温度高于设定温度时，关闭压缩机；
利用热泵的冷凝器与蒸发器分别作为加热端与冷凝端，进行金属腐蚀性试验；
具体步骤如下：
(一)压缩过程：利用蒸发器，把环境介质中贮存的能量加以吸收；通过压缩机，将工质压缩成高温高压气体；(二)冷凝过程：将这些气体沿着管道送至冷凝器，并在此与水浴进行热交换，使水浴的温度达到设定温度；同时，因为热交换工质放出大量的热量而变成液态；(三)节流过程：把液化后的工质送入热泵主机蒸发器之前，利用毛细管的压力差，使工质在冷凝器内冷凝降压，将它变成即使在低温下也易于蒸发的状态；(四)蒸发过程：液态工质从周围介质中吸收热量而不断蒸发汽化，被吸收热量后的循环水变为“冷水”，通过管道送至回流冷凝管；(五)温控过程：利用热电偶探测水浴的温度，当水浴温度控制在设定温度时，关闭压缩机；当水浴温度较低时，则打开压缩机让热泵工作，以提高温度。
4.根据权利要求3所述的一种热泵型金属腐蚀性试验方法，其特征在于，所述的设定温度为54℃-56℃。
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