CN110975759A - 一种全通透可视co2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法 - Google Patents

一种全通透可视co2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,包括PC盲板法兰A、不锈钢平面法兰环、PC盲板法兰B、压力表、自动泄压阀、自动控温电阻丝、玻璃纤维布套管和测温表探头,所述PC盲板法兰A和PC盲板法兰B上开有通孔A。本全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,加装耐油非石油垫片A和耐油非石油垫片B,使得空腔内具有良好的气密性;套接玻璃纤维布套管对自动控温电阻丝起到很好的保护作用;采用PC材质制作成PC盲板法兰A和PC盲板法兰B,透明度达85%以上,可双面观察固态干冰超临界场景;且具有高抗冲击性能、抗摔、抗砸,450J冲击不破裂的特点,安全性高。

Description

一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法
技术领域
本发明涉及到教学实验设备技术领域,特别涉及全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,具有全天候耐高低温、全通透可视、抗高压、防砸、防撞击、可移动等优点。
背景技术
由于中学、大学等物理、化学实验室需要固态干冰超临界场景的现场教学,需要一种可以全通透观察、耐高压、抗冲击、抗砸、可移动的实验室压力容器来进行现场教学,目前市面上尚无有效的实验用压力容器供应研究使用,而且要简单、容易制作、安全性高,既能满足实验观察要求,又要经济、实用、容易加工、材料容易找;同时,由于学校不具备复杂材料的加工能力,要容易制作、安全性高,既能满足实验观察要求,又要经济、实用、容易加工、材料容易找;由于学校实验室人员众多,需要具备足够的安全系数,确保实验过程中的实验安全;基于此,提出一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法。
发明内容
为这解决现有固态干冰超临界场景的现场教学不便展开的问题,本发明的目的在于提供全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,具有全天候耐高低温、全通透可视、抗高压、防砸、防撞击、可移动等优点,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,包括PC盲板法兰A、不锈钢平面法兰环、PC盲板法兰B、压力表、自动泄压阀、自动控温电阻丝、玻璃纤维布套管和测温表探头,所述PC盲板法兰A和PC盲板法兰B上开有通孔A,通孔A为12个, 12个通孔A等角度呈环状打在PC盲板法兰A及PC盲板法兰B上;所述不锈钢平面法兰环的两面均钻有12个丝牙M18的通孔B,上端面以及下端面的 12个通孔B均等角度呈环状钻在不锈钢平面法兰环上;所述不锈钢平面法兰环的一侧开有全螺纹通孔,与全螺纹通孔呈60度夹角的不锈钢平面法兰环上开有M15管螺纹通孔,压力表装配在全螺纹通孔内,自动泄压阀装配在M15 管螺纹通孔内;所述全螺纹通孔对应一侧的不锈钢平面法兰环上开有直孔,直孔的尺寸为Φ3*20,测温表探头装配在直孔内;所述PC盲板法兰A与不锈钢平面法兰环间设有耐油非石油垫片A,PC盲板法兰B与不锈钢平面法兰环间设有耐油非石油垫片B,耐油非石油垫片A和耐油非石油垫片B上均钻有12个丝牙M18的通孔C,12个丝牙M18的通孔C等角度呈环状钻在耐油非石油垫片A及耐油非石油垫片B上;所述自动控温电阻丝套接在玻璃纤维布套管内,玻璃纤维布套管加装在PC盲板法兰B的上端中央;所述PC盲板法兰A与不锈钢平面法兰环通过高强度螺栓连接件固定连接,PC盲板法兰B与不锈钢平面法兰环固定连接。
优选的,所述PC盲板法兰A和PC盲板法兰B的直径为200mm,厚度为30mm,通孔A与PC盲板法兰A的中心距为80mm,通孔A与PC盲板法兰B的中心距为80mm。
优选的,所述不锈钢平面法兰环的尺寸为Φ200*Φ140*50mm,为一种 SUS304不锈钢环构件,通孔B与不锈钢平面法兰环的中心距为80mm。
优选的,所述自动控温电阻丝采用铁铬铝电阻丝,电阻为50Ω。
优选的,所述不锈钢平面法兰环上端面12个丝牙M18的通孔B与下端面的12个通孔B之间的夹角为15度。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器的制备方法,包括如下步骤:
S1:将PC盲板法兰B、不锈钢平面法兰环以及耐油非石油垫片B的中心对齐,PC盲板法兰B的通孔A、不锈钢平面法兰环下端的通孔B以及耐油非石油垫片B的通孔C对齐,通过高强度螺栓连接件贯穿通孔A、通孔B及通孔C将PC盲板法兰B和不锈钢平面法兰环紧固连接。
S2:PC盲板法兰B和不锈钢平面法兰环紧固连接后,不锈钢平面法兰环的内部形成以空腔,将固态干冰加入空腔内。
S3:将耐油非石油垫片A和PC盲板法兰A置于不锈钢平面法兰环的上端,耐油非石油垫片A的通孔C、PC盲板法兰A的通孔A与不锈钢平面法兰环的上端通孔B对齐,通过高强度螺栓连接件贯穿通孔A、通孔C及通孔 B将耐油非石油垫片A和不锈钢平面法兰环紧固连接,不锈钢平面法兰环的内腔形成密闭空间。
S4:采用温度控制调节器控制自动控温电阻丝工作,为空腔内固态干冰加热,加热范围为0~50℃,空腔内部气压达到7.38MPa即超临界状态时,自动泄压阀打开自动泄压。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明提出的全通透可视CO2 干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,通过加装耐油非石油垫片A和耐油非石油垫片B,使得空腔内具有良好的气密性;通过在自动控温电阻丝外套接玻璃纤维布套管,对自动控温电阻丝起到很好的保护作用;采用PC材质制作成PC盲板法兰A和PC盲板法兰B,透明度可达85%以上,且高抗冲击性能、抗摔、抗砸,450J冲击不破裂,在实验时,可从双面观察固态干冰超临界场景,进行现场教学,并且安全性高,PC盲板法兰A、PC盲板法兰B3 及不锈钢平面法兰环便寻,成本低,经济性高,容易装配制作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的爆炸图;
图3为本发明的PC盲板法兰B俯视图;
图4为本发明的不锈钢平面法兰环俯视图;
图5为本发明的耐油非石油垫片A俯视图。
图中:1、PC盲板法兰A;2、不锈钢平面法兰环;3、PC盲板法兰B;4、压力表;5、自动泄压阀;6、自动控温电阻丝;7、玻璃纤维布套管;8、测温表探头;9、通孔A;10、通孔B;11、全螺纹通孔;12、M15管螺纹通孔; 13、直孔;14、耐油非石油垫片A;15、耐油非石油垫片B;16、通孔C
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5,一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,包括 PC盲板法兰A1、不锈钢平面法兰环2、PC盲板法兰B3、压力表4、自动泄压阀5、自动控温电阻丝6、玻璃纤维布套管7和测温表探头8,PC盲板法兰 A1和PC盲板法兰B3上开有通孔A9,通孔A9为12个,12个通孔A9等角度呈环状打在PC盲板法兰A1及PC盲板法兰B3上,不锈钢平面法兰环2 上端面12个个丝牙M18的通孔B10与下端面的12个通孔B10之间的夹角为 15度;不锈钢平面法兰环2的尺寸为Φ200*Φ140*50mm,为一种SUS304不锈钢环构件,通孔B10与不锈钢平面法兰环2的中心距为80mm,不锈钢平面法兰环2的两面均钻有12个丝牙M18的通孔B10,上端面以及下端面的 12个通孔B10均等角度呈环状钻在不锈钢平面法兰环2上,不锈钢平面法兰环2上端面12个丝牙M18的通孔B10与下端面的12个通孔B10想错15度;不锈钢平面法兰环2的一侧开有全螺纹通孔11,与全螺纹通孔11呈60度夹角的不锈钢平面法兰环2上开有M15管螺纹通孔12,压力表4装配在全螺纹通孔11内,自动泄压阀5装配在M15管螺纹通孔12内;全螺纹通孔11对应一侧的不锈钢平面法兰环2上开有直孔13,直孔13的尺寸为Φ3*20,测温表探头8装配在直孔13内;PC盲板法兰A1与不锈钢平面法兰环2间设有耐油非石油垫片A14,PC盲板法兰B3与不锈钢平面法兰环2间设有耐油非石油垫片B15,耐油非石油垫片A14和耐油非石油垫片B15上均钻有12个丝牙 M18的通孔C16,12个丝牙M18的通孔C16等角度呈环状钻在耐油非石油垫片A14及耐油非石油垫片B15上;自动控温电阻丝6套接在玻璃纤维布套管 7内,玻璃纤维布套管7加装在PC盲板法兰B3的上端中央,自动控温电阻丝6采用铁铬铝电阻丝,电阻为50Ω,自动控温电阻丝6的两端接外界温度控制调节器,对温度进行调节控制;PC盲板法兰A1与不锈钢平面法兰环2 通过高强度螺栓连接件固定连接,PC盲板法兰B3与不锈钢平面法兰环2固定连接。
一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器的制备方法,包括如下步骤:
第一步:将PC盲板法兰B3、不锈钢平面法兰环2以及耐油非石油垫片 B15的中心对齐,PC盲板法兰B3的通孔A9、不锈钢平面法兰环2下端的通孔B10以及耐油非石油垫片B15的通孔C16对齐,通过高强度螺栓连接件贯穿通孔A9、通孔B10及通孔C16将PC盲板法兰B3和不锈钢平面法兰环2 紧固连接。
第二步:PC盲板法兰B3和不锈钢平面法兰环2紧固连接后,不锈钢平面法兰环2的内部形成以空腔,将固态干冰加入空腔内。
第三步:将耐油非石油垫片A14和PC盲板法兰A1置于不锈钢平面法兰环2的上端,耐油非石油垫片A14的通孔C16、PC盲板法兰A1的通孔A9 与不锈钢平面法兰环2的上端通孔B10对齐,通过高强度螺栓连接件贯穿通孔A9、通孔C16及通孔B10将耐油非石油垫片A14和不锈钢平面法兰环2 紧固连接,不锈钢平面法兰环2的内腔形成密闭空间。
第四步:将自动控温电阻丝6接外界温度控制调节器,通过外界温度控制调节器控制自动控温电阻丝6工作,为空腔内固态干冰加热,加热范围为 0~50℃,观察空腔内部干冰的状态变化,当空腔内部气压达到7.38MPa即超临界状态时,自动泄压阀5打开自动泄压。
该全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,通过在PC 盲板法兰A1与不锈钢平面法兰环2间加装耐油非石油垫片A14,在PC盲板法兰B3与不锈钢平面法兰环2间加装耐油非石油垫片B15,使得PC盲板法兰A1与不锈钢平面法兰环2以及PC盲板法兰B3与不锈钢平面法兰环2的连接具有很好的密封性;玻璃纤维布套管7加装在PC盲板法兰B3的上端中央,玻璃纤维布具有不燃、耐腐蚀、耐高温、吸湿性小、变形系数低的特性,因此,玻璃纤维布套管7具有不燃、耐腐蚀、耐高温、吸湿性小、变形系数低的特性,通过将玻璃纤维布套管7套在自动控温电阻丝6上,对自动控温电阻丝6起到很好的保护作用,自动控温电阻丝6通过温度控制调节器控制温度,可实现对加热温度的控制;PC材质即聚碳酸酯材质,是一种无色透明,透明度高,耐热且抗冲击的热塑性树脂,透明度可达85%以上,且具有高抗冲击性能、抗摔、抗砸,450J冲击不破裂,因此PC盲板法兰A1和PC盲板法兰B3的透明度可达85%以上,通过PC盲板法兰A1和PC盲板法兰B3可双面观察空腔内固体干冰的状态变化,具有高抗冲击性能、抗摔、抗砸,450J 冲击不破裂等特点,可耐10Mpa高压,使得安全性高;整体具有以下优点:1、具有高抗冲击性能、抗摔、抗砸,450J冲击不破裂;2、具有耐10Mpa高压性能;3、具有较高的透明度:85%以上;4、具有双面全通透可观察的特性; 5、具电加热温度控制功能;6、具超压7.38Mp自动泄压保护功能。
综上所述,本发明提出的全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器及其制备方法,通过加装加装耐油非石油垫片A14和耐油非石油垫片B15,使得空腔内具有良好的气密性;通过在自动控温电阻丝6外套接玻璃纤维布套管7,对自动控温电阻丝6起到很好的保护作用;采用PC材质制作成PC盲板法兰A1和PC盲板法兰B3,透明度可达85%以上,且高抗冲击性能、抗摔、抗砸,450J冲击不破裂,在实验时,可从双面观察固态干冰超临界场景,进行现场教学,并且安全性高,PC盲板法兰A1、PC盲板法兰B3及不锈钢平面法兰环2便寻,成本低,经济性高,容易装配制作。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,包括PC盲板法兰A(1)、不锈钢平面法兰环(2)、PC盲板法兰B(3)、压力表(4)、自动泄压阀(5)、自动控温电阻丝(6)、玻璃纤维布套管(7)和测温表探头(8),其特征在于:所述PC盲板法兰A(1)和PC盲板法兰B(3)上开有通孔A(9),通孔A(9)为12个,12个通孔A(9)等角度呈环状打在PC盲板法兰A(1)及PC盲板法兰B(3)上;所述不锈钢平面法兰环(2)的两面均钻有12个丝牙M18的通孔B(10),上端面以及下端面的12个通孔B(10)均等角度呈环状钻在不锈钢平面法兰环(2)上;所述不锈钢平面法兰环(2)的一侧开有全螺纹通孔(11),与全螺纹通孔(11)呈60度夹角的不锈钢平面法兰环(2)上开有M15管螺纹通孔(12),压力表(4)装配在全螺纹通孔(11)内,自动泄压阀(5)装配在M15管螺纹通孔(12)内;所述全螺纹通孔(11)对应一侧的不锈钢平面法兰环(2)上开有直孔(13),直孔(13)的尺寸为Φ3*20,测温表探头(8)装配在直孔(13)内;所述PC盲板法兰A(1)与不锈钢平面法兰环(2)间设有耐油非石油垫片A(14),PC盲板法兰B(3)与不锈钢平面法兰环(2)间设有耐油非石油垫片B(15),耐油非石油垫片A(14)和耐油非石油垫片B(15)上均钻有12个丝牙M18的通孔C(16),12个丝牙M18的通孔C(16)等角度呈环状钻在耐油非石油垫片A(14)及耐油非石油垫片B(15)上;所述自动控温电阻丝(6)套接在玻璃纤维布套管(7)内,玻璃纤维布套管(7)加装在PC盲板法兰B(3)的上端中央;所述PC盲板法兰A(1)与不锈钢平面法兰环(2)通过高强度螺栓连接件固定连接,PC盲板法兰B(3)与不锈钢平面法兰环(2)固定连接。
2.如权利要求1所述的一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,其特征在于:所述PC盲板法兰A(1)和PC盲板法兰B(3)的直径为200mm,厚度为30mm,通孔A(9)与PC盲板法兰A(1)的中心距为80mm,通孔A(9)与PC盲板法兰B(3)的中心距为80mm。
3.如权利要求1所述的一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,其特征在于:所述不锈钢平面法兰环(2)的尺寸为Φ200*Φ140*50mm,为一种SUS304不锈钢环构件,通孔B(10)与不锈钢平面法兰环(2)的中心距为80mm。
4.如权利要求1所述的一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,其特征在于:所述自动控温电阻丝(6)采用铁铬铝电阻丝,电阻为50Ω。
5.如权利要求1所述的一种全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器,其特征在于:所述不锈钢平面法兰环(2)上端面12个丝牙M18的通孔B(10)与下端面的12个通孔B(10)之间的夹角为15度。
6.一种如权利要求1所述的全通透可视CO2干冰超临界实验室压力容器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:将PC盲板法兰B(3)、不锈钢平面法兰环(2)以及耐油非石油垫片B(15)的中心对齐,PC盲板法兰B(3)的通孔A(9)、不锈钢平面法兰环(2)下端的通孔B(10)以及耐油非石油垫片B(15)的通孔C(16)对齐,通过高强度螺栓连接件贯穿通孔A(9)、通孔B(10)及通孔C(16)将PC盲板法兰B(3)和不锈钢平面法兰环(2)紧固连接。
S2:PC盲板法兰B(3)和不锈钢平面法兰环(2)紧固连接后,不锈钢平面法兰环(2)的内部形成以空腔,将固态干冰加入空腔内。
S3:将耐油非石油垫片A(14)和PC盲板法兰A(1)置于不锈钢平面法兰环(2)的上端,耐油非石油垫片A(14)的通孔C(16)、PC盲板法兰A(1)的通孔A(9)与不锈钢平面法兰环(2)的上端通孔B(10)对齐,通过高强度螺栓连接件贯穿通孔A(9)、通孔C(16)及通孔B(10)将耐油非石油垫片A(14)和不锈钢平面法兰环(2)紧固连接,不锈钢平面法兰环(2)的内腔形成密闭空间。
S4:采用温度控制调节器控制自动控温电阻丝(6)工作,为空腔内固态干冰加热,加热范围为0~50℃,空腔内部气压达到7.38MPa即超临界状态时,自动泄压阀(5)打开自动泄压。
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