CN205404369U - 一种气体保护箱及高温、无氧熔盐腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体保护箱及高温、无氧熔盐腐蚀试验装置，气体保护箱包括箱盖和箱体，箱盖分为盖帽和盖体两部分，盖帽的径向尺寸大于盖体的径向尺寸，盖体插入到所述箱体中，盖体径向尺寸与箱体的口部径向尺寸相吻合；盖帽与箱体之间通过螺栓连接且在盖帽与箱体之间夹设密封圈。本实用新型设计的气体保护箱结构简单，气密性好，隔热性好，可以用于高温、无氧熔盐腐蚀试验装置。

Description

一种气体保护箱及高温、无氧熔盐腐蚀试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种熔盐腐蚀试验装置，特别是涉及一种实现高温、无氧环境下批量熔盐的腐蚀试验装置及气体保护箱。

背景技术

熔盐腐蚀(MoltenSaltCorrosion)是指材料在熔盐这一特定环境中发生的腐蚀。熔盐主要包括硫酸盐、碳酸盐、卤化物、硝酸盐、氢氧化物以及低熔点金属氧化物。熔盐因其具有良好的热稳定性、流动性、高导热性和高导电性，在工业上得到了广泛的应用，例如在核电、燃料电池、太阳能系统以及冶金与化工等许多领域中，熔盐主要作为核燃料的溶剂和冷却剂、萃取溶剂、电解质、助溶剂、传热介质、储能(热)介质、高温载体等使用。熔盐不仅会对工作于其中的金属材料产生腐蚀，而且对非金属材料，如氧化物陶瓷材料、碳化物以及氮化物均会产生严重腐蚀。因此，研究材料在熔盐体系中的腐蚀行为及机理对相关材料的发展及应用有重大意义。

熔盐腐蚀通常在高达几百摄氏度的高温真空下进行。为了研究材料的熔盐腐蚀性能，就必须获得与使用条件相近的高温真空条件。因此必须开发应用能提供这类环境的腐蚀试验装置，该类装置需同时具备几个特征：一是可实现高温加热，保证盐类处于熔融状态；二是保证熔盐处于无氧或真空环境；三是保证一定的单次试验装载量，以满足批量试验需要；四是试验过程要操作尽可能便利；五是装置的制造成本要尽可能低。前两个因素是必要条件，必须同时满足，而后三点也是评判这类装置优异性的重要因素。

高温加热通过加热炉很容易获得，燃料加热炉、电加热炉、感应加热炉、微波加热炉都可以，实验室中通常采用马弗炉即可实现最高1000～1800℃的加热能力。而真空环境比较难以模拟，目前真空态的高温加热装置，不仅结构复杂，而且成本较高。考虑到真空状态对熔盐腐蚀的影响因素关键在于其无氧状态，因此，研制无氧环境的高温装置至关重要。

实用新型内容

鉴于现状，本实用新型的目的在于提供一种经济高效的气体保护箱及高温、无氧熔盐腐蚀试验装置，使得高温、无氧条件下的熔盐腐蚀可以在常规加热装置中进行，大大降低试验成本。

本实用新型的第一目的主要是通过以下技术方案实现的：一种气体保护箱，包括箱盖和箱体，所述箱盖分为盖帽和盖体两部分，所述盖帽的径向尺寸大于盖体的径向尺寸，所述盖体插入到箱体中，盖体的径向尺寸与所述箱体的口部径向尺寸相吻合；所述盖帽与所述箱体之间通过螺栓连接，且盖帽与箱体之间夹设密封圈。

所述盖帽和箱体的边缘对应设置有延长沿，所述螺栓设置在所述延长沿上。

所述密封圈套设在所述盖体外围。

在所述密封圈附近的盖帽和箱体内各设置有冷却水室。

在所述盖体中设置有空腔，所述空腔阻隔所述盖帽内的冷却水室。

本实用新型的第二目的主要是通过以下技术方案实现的：一种高温、无氧熔盐腐蚀试验装置，包括有真空泵、惰性气体装置、冷却水装置、马弗炉以及所述气体保护箱，其中，所述气体保护箱置于马弗炉中，所述气体保护箱上设置有进气管、出气管，所述真空泵、惰性气体装置连接于所述进气管、出气管之间；所述冷却水装置设置在所述密封圈的周边。

进一步讲，所述进气管伸入到所述箱体的底部，所述出气管设置于所述箱体的上部。

还在所述气体保护箱中插入有热电偶和真空计。

本实用新型设计的气体保护箱结构简单，气密性好，隔热性好，所以可以经济高效地批量进行不同温度、不同气体环境下的熔盐腐蚀试验。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本实用新型试验装置中的气体保护箱结构示意图。

图2是气体保护箱中的箱盖结构示意图。

图3是气体保护箱中的箱体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实用新型提供的一种高温、无氧熔盐腐蚀装置，包括真空泵、惰性气体装置、气体保护箱、冷却水装置、马弗炉，其中，气体保护箱置于马弗炉炉腔中，同时作为整个装置的中心连接其余装置，惰性气体装置用于向气体保护箱内充气体，冷却水装置用于冷却密封圈周边，马弗炉，用于加热气体保护箱，真空泵用于将气体保护箱内抽真空。

气体保护箱为装置的核心部件，具体结构见图1，主要包括箱盖1和箱体2。但是与一般保护箱不同，它是为了保护箱内的气体不泄露，所以气体保护箱必须是密闭的。为了实现这一目的，所以本实用新型中将箱盖1设计为图2所示的结构，它分为盖帽11和盖体12两部分，这两部分可以通过模具一体成型，也可以是焊接成为一体。沿保护箱径向的方向上，盖帽11的尺寸大于盖体12的尺寸，盖帽11的径向尺寸稍大于盖体12，可以从外面盖住箱体2；盖体12的径向尺寸与箱体2的口部径向尺寸吻合，使得盖体12既能插入到箱体2中，两者之间又几乎不留间隙，恰好严密吻合。

进一步讲，可以在盖帽11和箱体2边缘都设置有延长沿，对应的延长沿13、23(图2、图3)上可以设置螺栓6，通过螺栓6将箱盖1和箱体2连接，可以进一步增加连接强度。

还进一步地，可以在箱盖1和箱体2之间夹设密封圈5，密封圈5具体地是套设在盖体12外围，且在盖帽11与箱体2之间，这样可以更增强密封效果。

还进一步地，为了降低密封圈5所受高温环境的影响，在密封圈附近的箱盖1和箱体2连接处各设计水室7、8以通过水流进行冷却。具体地讲，在箱盖1的盖帽11中设置一空腔，作为水室7；在箱体2的延长沿附近设置水室8。在水室7、8上通过进、出水管9、10连接冷却水装置。还进一步地，为了保证箱体2内的温度，避免盖帽11中的冷却水冷却了盖体12，从而冷却了箱体2，在盖体12中设置空腔，阻隔水室7；同时在金属装置中设置的空腔也是为了降低金属的热传导性，使箱体保温效果更好。

箱体2的结构如图3所示，箱体2除了具有延长沿23和水室8以外，大部分为箱体本体。在箱体本体上设置有进气管3和出气管4，连接到惰性气体装置，同时在出气管4至惰性气体装置的中间管路上连接有真空泵，可以抽真空。惰性气体是指任何不与熔盐发生反应的气体，常用氩气。

进一步讲，考虑到氩气密度重于空气，进气管3应伸入到箱体底部，为了使气体全面充满箱体型腔，而出气管4设置于箱体的上部，也是为了保证腔体内的气氛充分。

如图1所示，在气体保护箱中插入热电偶14，以测箱内温度，为了便于热电偶的取放，热电偶14设置在箱盖1上。箱体内还连接有真空计以实时监控箱体内的气压。

气体保护箱主要采用耐热钢制造，具有较好的耐高温和耐熔盐腐蚀能力。

气体保护箱的尺寸根据马弗炉的炉体大小进行设计，以保证箱顺利装入马弗炉炉腔，并具有较好的封口效果。

本实用新型提供了一种形成高温、无氧环境的装置，特别适用于高温熔盐腐蚀试验，装备操作简单，经济高效。气体保护箱可工作在300～1100℃温度范围，最大工作压力可达10MPa，下面是一具体实施例：

设计气体保护箱尺寸规格为280×270×900mm。试验前，将试样和所需熔化的盐一起装入坩埚中，然后放入干燥箱中200℃保温一定时间以脱水。试验开始时，将经干燥后盛有混合盐及试样的坩埚置于气体保护箱内，并采用机械方法密封箱体和箱盖。

采用真空泵抽真空使气体保护箱内真空度达到2×10⁴Pa，之后开始通入99.99％的高纯氩气，通气时长一般为20～30分钟。为提高充气效率，在出气口采用真空泵抽气。同时在出气口采用明火测试方法，确定是否抽气充分。

通过氧浓度测试仪测定箱体内的氧含量，待氧含量达到试验要求后，关闭真空泵，马弗炉通电加热。根据热电偶实时监测炉内温度，调节马弗炉参数，使保护箱内温度达到设定的实验温度。待箱内到温后，即可进行规定时间的熔盐腐蚀试验。

试验结束后，先停止加热；待温度降至室温后再停止通高纯氩气。然后停止冷却水循环。最后打开箱体，取出试样进行分析研究。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气体保护箱，包括箱盖和箱体，其特征在于：所述箱盖分为盖帽和盖体两部分，所述盖帽的径向尺寸大于盖体的径向尺寸，所述盖体插入到所述箱体中，所述盖体的径向尺寸与所述箱体的口部径向尺寸相吻合；

所述盖帽与所述箱体之间通过螺栓连接，且所述盖帽与箱体之间夹设密封圈。

2.根据权利要求1所述的气体保护箱，其特征在于：所述盖帽和箱体的边缘对应设置有延长沿，所述螺栓设置在所述延长沿上。

3.根据权利要求1所述的气体保护箱，其特征在于：所述密封圈套设在所述盖体外围。

4.根据权利要求1或3所述的气体保护箱，其特征在于：在所述密封圈附近的盖帽和箱体内各设置有冷却水室。

5.根据权利要求4所述的气体保护箱，其特征在于：在所述盖体中设置有空腔，所述空腔阻隔所述盖帽内的冷却水室。

6.一种带有如权利要求1-5之一所述气体保护箱的高温、无氧熔盐腐蚀试验装置，其特征在于：包括有真空泵、惰性气体装置、冷却水装置、马弗炉以及所述气体保护箱，其中，

所述气体保护箱置于马弗炉中，所述气体保护箱上设置有进气管、出气管，所述真空泵、惰性气体装置连接于所述进气管、出气管之间；

所述冷却水装置设置在所述密封圈的周边。

7.如权利要求6所述的高温、无氧熔盐腐蚀试验装置，其特征在于：所述进气管伸入到所述箱体的底部，所述出气管设置于所述箱体的上部。

8.如权利要求6所述的高温、无氧熔盐腐蚀试验装置，其特征在于：还在所述气体保护箱中插入有热电偶和真空计。