CN112147036A - 一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置及测试方法,装置包括升降水箱单元以及与升降水箱单元相连通的恒温水箱单元,该恒温水箱单元包括恒温水箱以及分别设置在恒温水箱内的加水预热机构、物质反应机构、液位平衡机构,加水预热机构、物质反应机构及液位平衡机构依次相连通。与现有技术相比,本发明通过提供恒温环境,并在恒压状态下测量气体释放量,有效避免了环境因素引起的气体热胀冷缩现象导致气体释放量的测量偏差,扩大了试验的温度条件范围,能够全天控温,保证试验能够长时间进行测试,测试放气量更加准确,进而保证了测试结果的精准度。
Description
技术领域
本发明属于化学品检测技术领域,涉及一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置及测试方法。
背景技术
在危险品化学分类项目中,遇水放出易燃气体属于4.3类危险品。该类物质是指遇水或受潮时,发生剧烈化学反应,放出大量的易燃气体和热量的物质。在生产过程中曾发生多起因某些物质遇水放出易燃气体产生爆炸事故而危害生命安全的事件,因此对物质遇水放出易燃气体反应能力测试是一项重要的危险鉴别测试。
现在市场上主流的遇水放出易燃气体测试装置通常使用天平称量法及气体流量计来计算气体量,虽然自动化高,但是如果实验样品释放的气体量过小就会导致天平和气体流量计无法准确测出气体的释放量。而传统的遇水放出易燃气体测试装置通常使用玻璃量气管,但因为测试过程中环境温度的变化会导致气体发生热胀冷缩现象,使得气体释放量的测量出现偏差而无法准确计算气体释放速率。
发明内容
本发明的目的是提供一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置及测试方法,既能够避免环境温度的变化对气体释放量测量的影响,又能精确测试微量样品的放气量。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,该装置包括升降水箱单元以及与升降水箱单元相连通的恒温水箱单元,该恒温水箱单元包括恒温水箱以及分别设置在恒温水箱内的加水预热机构、物质反应机构、液位平衡机构,所述的加水预热机构、物质反应机构及液位平衡机构依次相连通。
进一步地,所述的升降水箱单元包括升降机构以及设置在升降机构上的升降水箱,该升降水箱与恒温水箱相连通。升降机构能够带动升降水箱向上移动或向下移动。当升降水箱向上移动时,能够将升降水箱中的输入至恒温水箱中;当升降水箱向上移动时,能够将升降水箱中的输入至恒温水箱中,以使恒温水箱内的加水预热机构、物质反应机构、液位平衡机构处于恒温环境中;当升降水箱向下移动时,恒温水箱中的水能够倒流回升降水箱中,以便将恒温水箱中的水排掉,便于将物质反应机构从恒温水箱中取出或放入。
进一步地,所述的升降水箱与恒温水箱之间设有软管,并通过软管相连通,所述的软管与升降水箱之间、软管与恒温水箱之间均设有截止阀。软管能够使升降水箱位于不同高度时仍能够与恒温水箱连通,截止阀用于控制软管中水流的通断。
进一步地,所述的升降机构包括底座、设置在底座上的升降控制组件、设置在升降控制组件顶部的支撑板以及多个竖直设置在底座与支撑板之间的伸缩支杆,所述的升降水箱设置在支撑板上。升降控制组件用于主动控制升降水箱的升降,伸缩支杆用于保持支撑板的平衡。
进一步地,所述的升降控制组件包括沿竖直方向设置在底座上的套筒、转动设置在套筒顶部的手轮以及沿竖直方向插设在套筒上并与手轮的内部螺纹配合的螺杆,该螺杆的顶部与支撑板的底部相连。手轮的底部与套筒顶部之间通过轴承转动连接。手轮内部设有中心螺孔,与螺杆上的螺纹配合。转动手轮,使螺杆向上运动将支撑板顶起,或向下运动并逐渐缩回至套筒中,以将支撑板放下。
进一步地,所述的恒温水箱内设有电加热管、温度传感器及搅拌器。电加热管用于对恒温水箱中的水进行加热,温度传感器监测恒温水箱中的水温,并反馈至控制器,当水温过高或过低时通过控制器对电加热管的功率进行反馈调节,以保证恒温环境。搅拌器的搅拌能够促进恒温水箱中水的温度均匀。
进一步地,所述的加水预热机构包括设置在恒温水箱内的预热管以及设置在预热管顶端的加水漏斗,所述的预热管的另一端与物质反应机构之间设有长柄二通阀。加水漏斗上设有刻度,便于控制通入的反应水的量。向加水漏斗中加入反应所需的水,并通过预热管进入物质反应机构中。预热管埋设在恒温水箱的水中,能够对反应所需的水进行预热。长柄二通阀用于控制反应水流的通断,通过设置长柄,能够在水面之上对该二通阀进行操作,而不必将手伸入恒温水箱的水中。
进一步地,所述的物质反应机构包括可拆卸地设置在恒温水箱内的反应瓶以及设置在反应瓶的顶部并与预热管相连通的滴头,所述的恒温水箱内设有与反应瓶相适配的锁扣,所述的反应瓶的顶部与液位平衡机构之间设有长柄三通阀,该长柄三通阀上设有与恒温水箱的外部相连通的放气管。反应瓶通过锁扣可拆卸地设置在恒温水箱内,便于将反应瓶取下后装入待测样品,以及将装好待测样品的反应瓶重新固定在恒温水箱内,并保持与加水预热机构、液位平衡机构的连通。放气管通过长柄三通阀的其中一个接口与反应瓶相连通,用于在反应开始前排气。滴头用于向反应瓶内加入反应所需的水。
进一步地,所述的液位平衡机构包括分别竖直设置在恒温水箱内且底部相互连通的量气管及液位平衡管、贯穿恒温水箱侧壁的封闭液出液管以及设置在封闭液出液管上位于恒温水箱外部一端的液位调节阀,所述的量气管的顶端与长柄三通阀相连,底端与封闭液出液管相连,所述的液位平衡管的顶端与恒温水箱的外部相连通,底端与封闭液出液管相连。通过量气管的顶端向量气管及液位平衡管内加入封闭液,并通过液位调节阀放出多余的封闭液使量气管与液位平衡管内的液面齐平;当反应结束后,量气管顶部储存一定量的气体,此时再液位调节阀放出多余的封闭液使量气管与液位平衡管内的液面齐平,保证压力的一致,即可通过量气管刻度读出气体释放量。
优选地,所述的液位调节阀的下方设有封闭液承接瓶。封闭液承接瓶用于接收放出的封闭液。
优选地,所述的恒温水箱内还设有与量气管及液位平衡管相适配的水平线标尺,该水平线标尺设置在固定支架的升降杆上,通过摩擦滚筒及升降旋钮调节水平线标尺的高度。水平线标尺便于直观地确定量气管与液位平衡管内的液面是否齐平,提高测量的准确度和操作便捷度。
一种基于所述装置的恒温型物质遇水放气反应能力测试方法,该方法包括以下步骤:
1)取出物质反应机构,并将待测样品放入物质反应机构中,之后将物质反应机构装入恒温水箱内;
2)将升降水箱单元中的水通入至恒温水箱中,并使恒温水箱内的水面高于物质反应机构,保持物质反应机构处于恒温状态;
3)利用加水预热机构向物质反应机构内通入反应所需的水,并利用液位平衡机构对反应放出的气体进行计量。
与现有技术相比,本发明具有以下特点:
1)通过设置相互连通的恒温水箱和升降水箱,既能够通过恒温水箱提供恒温环境,使整个测试过程中处于恒温状态,又能够通过升降水箱调节恒温水箱内的水位,以便将反应瓶取出或放入,使操作更为便捷、测试过程更加精确;
2)通过量气管与液位平衡管的配合,能够使量气管内部气压一致,进一步保证气体释放量的准确测量,并可用于微量样品放气量的测试;
3)通过提供恒温环境,并在恒压状态下测量气体释放量,有效避免了环境因素引起的气体热胀冷缩现象导致气体释放量的测量偏差,扩大了试验的温度条件范围,能够全天控温,保证试验能够长时间进行测试,测试放气量更加准确,进而保证了测试结果的精准度。
4)操作安全性高,全试验过程在恒温水箱中反应,如果样品有剧烈反应也不会发生危险。
附图说明
图1为本发明中测试装置的整体结构示意图;
图2为本发明中水平线标尺的结构示意图;
图中标记说明:
1—升降水箱、2—螺杆、3—手轮、4—伸缩支杆、5—截止阀、6—预热管、7—加水漏斗、8—搅拌器、9—锁扣、10—滴头、11—放气管、12—长柄三通阀、13—温度传感器、14—恒温水箱、15—液位平衡管、16—量气管、17—电加热管、18—反应瓶、19—液位调节阀、20—长柄二通阀、21—封闭液承接瓶、22—水平线标尺、23—升降杆、24—摩擦滚筒、25—升降旋钮、26—底座、27—软管、28—套筒、29—封闭液出液管、30—支撑板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例:
如图1所示的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,包括升降水箱单元以及与升降水箱单元相连通的恒温水箱单元,该恒温水箱单元包括恒温水箱14以及分别设置在恒温水箱14内的加水预热机构、物质反应机构、液位平衡机构,加水预热机构、物质反应机构及液位平衡机构依次相连通。
其中,升降水箱单元包括升降机构以及设置在升降机构上的升降水箱1,该升降水箱1与恒温水箱14相连通。升降水箱1与恒温水箱14之间设有软管27,并通过软管27相连通,软管27与升降水箱1之间、软管27与恒温水箱14之间均设有截止阀5。升降机构包括底座26、设置在底座26上的升降控制组件、设置在升降控制组件顶部的支撑板30以及多个竖直设置在底座26与支撑板30之间的伸缩支杆4,升降水箱1设置在支撑板30上。升降控制组件包括沿竖直方向设置在底座26上的套筒28、转动设置在套筒28顶部的手轮3以及沿竖直方向插设在套筒28上并与手轮3的内部螺纹配合的螺杆2,该螺杆2的顶部与支撑板30的底部相连。
恒温水箱14内设有电加热管17、温度传感器13及搅拌器8。
加水预热机构包括设置在恒温水箱14内的预热管6以及设置在预热管6顶端的加水漏斗7,预热管6的另一端与物质反应机构之间设有长柄二通阀20。
物质反应机构包括可拆卸地设置在恒温水箱14内的反应瓶18以及设置在反应瓶18的顶部并与预热管6相连通的滴头10,恒温水箱14内设有与反应瓶18相适配的锁扣9,反应瓶18的顶部与液位平衡机构之间设有长柄三通阀12,该长柄三通阀12上设有与恒温水箱14的外部相连通的放气管11。
液位平衡机构包括分别竖直设置在恒温水箱14内且底部相互连通的量气管16及液位平衡管15、贯穿恒温水箱14侧壁的封闭液出液管29以及设置在封闭液出液管29上位于恒温水箱14外部一端的液位调节阀19,量气管16的顶端与长柄三通阀12相连,底端与封闭液出液管29相连,液位平衡管15的顶端与恒温水箱14的外部相连通,底端与封闭液出液管29相连。液位调节阀19的下方设有封闭液承接瓶21。
如图2所示,恒温水箱14内还设有与量气管16及液位平衡管15相适配的水平线标尺22,该水平线标尺22设置在固定支架的升降杆23上,通过摩擦滚筒24及升降旋钮25调节水平线标尺22的高度。
基于本装置的恒温型物质遇水放气反应能力测试方法,该方法包括以下步骤:
1)取出物质反应机构,并将待测样品放入物质反应机构中,之后将物质反应机构装入恒温水箱14内;
2)将升降水箱单元中的水通入至恒温水箱14中,并使恒温水箱14内的水面高于物质反应机构,保持物质反应机构处于恒温状态;
3)利用加水预热机构向物质反应机构内通入反应所需的水,并利用液位平衡机构对反应放出的气体进行计量。
具体测试过程为:
转动手轮3,将升降水箱1摇至低位,打开截止阀5使恒温水箱14中的水流到升降水箱1中,使反应瓶18全部露出水面;之后打开锁扣9,拆下反应瓶18,向反应瓶18中加入待测样品。向加水漏斗7中加水,并打开长柄二通阀20排气,使水充满预热管6后关闭长柄二通阀20,继续加水至加水漏斗7上所需刻度,并用滤纸移走滴头10处的水滴。
将长柄三通阀12转动至反应瓶18与量气管16连通位置,通过液位平衡管15加入封闭液,并通过液位调节阀19排除下管路中空气;之后关闭液位调节阀19后继续加封闭液至上刻度线(量气管16与液位平衡管15的上刻度线在同一水平位置),如果超越刻度线可通过液位调节阀19放液至刻度线。
将反应瓶18安装在恒温水箱14中并扣上锁扣9,缓缓提升升降水箱1,将水返回到恒温水箱14直到淹没所有阀门,关闭截止阀5。电加热管17通电加热并打开搅拌器8,至水温上升至所设定的恒温温度后缓慢转动长柄二通阀20滴加水,水量由加水漏斗7上刻度进行控制,并用秒表进行计时。
到达设定的反应时间后,将长柄三通阀12转至反应瓶18与放气管11连通位置,将剩余气体放出,此时量气管16的进气端封闭。打开液位调节阀19放液至量气管16与液位平衡管15的液位处于同一水平,通过设置于固定支架上的水平线标尺22观察液位是否平行,如平行即可进行测量计算。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,该装置包括升降水箱单元以及与升降水箱单元相连通的恒温水箱单元,该恒温水箱单元包括恒温水箱(14)以及分别设置在恒温水箱(14)内的加水预热机构、物质反应机构、液位平衡机构,所述的加水预热机构、物质反应机构及液位平衡机构依次相连通。
2.根据权利要求1所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的升降水箱单元包括升降机构以及设置在升降机构上的升降水箱(1),该升降水箱(1)与恒温水箱(14)相连通。
3.根据权利要求2所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的升降水箱(1)与恒温水箱(14)之间设有软管(27),并通过软管(27)相连通,所述的软管(27)与升降水箱(1)之间、软管(27)与恒温水箱(14)之间均设有截止阀(5)。
4.根据权利要求2所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的升降机构包括底座(26)、设置在底座(26)上的升降控制组件、设置在升降控制组件顶部的支撑板(30)以及多个竖直设置在底座(26)与支撑板(30)之间的伸缩支杆(4),所述的升降水箱(1)设置在支撑板(30)上。
5.根据权利要求4所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的升降控制组件包括沿竖直方向设置在底座(26)上的套筒(28)、转动设置在套筒(28)顶部的手轮(3)以及沿竖直方向插设在套筒(28)上并与手轮(3)的内部螺纹配合的螺杆(2),该螺杆(2)的顶部与支撑板(30)的底部相连。
6.根据权利要求1所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的恒温水箱(14)内设有电加热管(17)、温度传感器(13)及搅拌器(8)。
7.根据权利要求1所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的加水预热机构包括设置在恒温水箱(14)内的预热管(6)以及设置在预热管(6)顶端的加水漏斗(7),所述的预热管(6)的另一端与物质反应机构之间设有长柄二通阀(20)。
8.根据权利要求7所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的物质反应机构包括可拆卸地设置在恒温水箱(14)内的反应瓶(18)以及设置在反应瓶(18)的顶部并与预热管(6)相连通的滴头(10),所述的恒温水箱(14)内设有与反应瓶(18)相适配的锁扣(9),所述的反应瓶(18)的顶部与液位平衡机构之间设有长柄三通阀(12),该长柄三通阀(12)上设有与恒温水箱(14)的外部相连通的放气管(11)。
9.根据权利要求8所述的一种恒温型物质遇水放气反应能力测试装置,其特征在于,所述的液位平衡机构包括分别竖直设置在恒温水箱(14)内且底部相互连通的量气管(16)及液位平衡管(15)、贯穿恒温水箱(14)侧壁的封闭液出液管(29)以及设置在封闭液出液管(29)上位于恒温水箱(14)外部一端的液位调节阀(19),所述的量气管(16)的顶端与长柄三通阀(12)相连,底端与封闭液出液管(29)相连,所述的液位平衡管(15)的顶端与恒温水箱(14)的外部相连通,底端与封闭液出液管(29)相连。
10.一种基于如权利要求1至9任一项所述装置的恒温型物质遇水放气反应能力测试方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)取出物质反应机构,并将待测样品放入物质反应机构中,之后将物质反应机构装入恒温水箱(14)内;
2)将升降水箱单元中的水通入至恒温水箱(14)中,并使恒温水箱(14)内的水面高于物质反应机构,保持物质反应机构处于恒温状态;
3)利用加水预热机构向物质反应机构内通入反应所需的水,并利用液位平衡机构对反应放出的气体进行计量。
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