CN206074548U - 一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，属于环保技术领域，该测试仪包括带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；该测试仪在反应进行前需调节反应初始参数，再通过旋转加料装置进行加料，避免提前加料对于反应过检测的影响；该测试仪采用双层石英玻璃反应釜，可实时观察反应现象，且反应釜与金属基座相配合，法兰结构密封反应釜，保证气密性的同时可承受较高的正负压，本实用新型准确便捷的探索物质遇水反应产气规律，研究促进或抑制方法，明确相关反应机理。

Description

一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪。

背景技术

工业生产中有些物质遇湿可产生气体，如电石与水反应生成乙炔气体，金属铝粉与水反应产生氢气；产生的气体有些可应用与工业生产，具有经济效益。有些却是工艺副产物，同时对人体有毒有害，且可造成环境污染；另外，在氢能源领域，近年来研究的一个重点方向就是铝粉与水反应产生氢气，氢能源具有高热值和环保的特点，可以作为水下载具或者便携式电池的动力来源。

现阶段并没有相关的设备来研究物质遇湿产生气体，已有的一些简要实验装置，测量精度差，操作繁琐且全部需要人工进行，自动化程度很低，无法实时进行数据查询，从而无法判断出反应进行程度，也就无法判断出何时可以停止测试；而且只可以针对某种物质进行检测，检测范围十分有限。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，以达到准确便捷的探索物质遇水反应产气规律，研究促进或抑制方法，明确相关反应机理的目的。

一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，包括：带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；其中，

所述的反应釜固定设置于带有升降摇柄的支架上，旋转加料装置下端设置有加料托盘，加料托盘穿过反应釜的上盖设置于反应釜内部，反应釜热电阻设置于反应釜内部；

所述的原料罐通过管路连接加料泵，加料泵通过管路连接流量计，流量计通过管路连接反应釜，在流量计与加料泵之间的管路上设置有加料电磁阀；

所述的真空泵一端通过管路连接大气，真空泵的另一端通过管路连接反应釜，在真空泵与反应釜之间的管路上设置有负压电磁阀；

所述的正压泵一端通过管路连接大气，正压泵的另一端通过管路连接反应釜，在正压泵与反应釜之间的管路上设置有正压电磁阀；

所述的反应釜还通过管路连接大气，且在该管路上设置有排气电磁阀；

所述的反应釜设置有压力传感器，压力传感器的探头设置于反应釜内部；

所述的加热装置通过进水管和出水管连接反应釜，加热装置内部设置有加热器热电阻；

所述的压力传感器的输出端、流量计的输出端、反应釜热电阻的输出端和加热器热电阻的输出端连接控制部分的输入端，控制部分的输出端连接正压电磁阀的控制端、负压电磁阀的控制端、排气电磁阀的控制端、加料电磁阀的控制端、旋转加料装置的控制端、正压泵的控制端、真空泵的控制端、加料泵的控制端和加热装置的控制端。

所述的反应釜，中间设置有注水夹层，加热装置通过进水管和出水管连接反应釜的注水夹层，加热后的水在夹层中形成水流循环。

所述的带有升降摇柄的支架，摇柄通过丝杠调节反应釜上升和下降。

所述的控制部分设置于控制柜中，带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀和加料电磁阀设置于实验柜中；所述的控制柜与实验柜结构相互独立，并排放置；实验柜内线路依次穿过实验柜侧壁通孔和控制柜侧壁通孔连接控制部分；控制柜与实验柜均独立设有四个万向轮。

所述的控制部分包括PLC。

该测试仪还包括蜂鸣器和显示器。

本实用新型优点：

本实用新型提出一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，本实用新型所用各传感器均有较高的精度要求，这极大的保证了检测过程的准确性。由于测试范围较广，本实用新型考虑了产生的气体有些可能具有火灾爆炸危险性，因此本实用新型所选电器设备均具有防爆要求。同时，将反应各部件和控制部件分别放置于反应柜和控制柜内，避免了潮气对控制电路的影响，同时也避免了腐蚀性液体蒸发出的蒸汽对控制电路部分的腐蚀。与溶液接触的各个金属部件如果裸露在外，有可能会被腐蚀或者影响反应进行，本实用新型在这些金属部件上均喷涂有四氟乙烯，避免了腐蚀或对反应造成的影响。同时，本实用新型采用的双层石英玻璃反应釜，可以实时观察反应现象。反应釜采用双层石英玻璃与金属基座相配合，法兰结构密封反应釜，在保证反应釜气密性的同时，可以承受较高的正负压。在反应进行前，需要调节反应的初始参数，如温度和压力值，通过本实用新型的旋转加料装置可以在反应参数调节完毕后，再进行加料，从而避免了提前加料对于反应过检测的影响；本实用新型可在上述行业进行应用，通过本实用新型可以系统研究出不同温度、不同压力、不同溶液时，不同物质的产气规律，从而可以系统的认识反应机理，对于相关反应可以研究出促进或抑制的方法。可以在环境保护、化工和氢能源行业领域进行应用。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的物质遇湿产生可燃气体的测试仪结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式的箱体结构示意图；

图3为本实用新型一种实施方式的物质遇湿产生可燃气体的测试仪的电路框图；

图4为本实用新型一种实施方式的配电系统示意图；

图5为本实用新型一种实施方式的总电源控制示意图；

图6为本实用新型一种实施方式的加热装置给电原理图；

图7为本实用新型一种实施方式的PLC系统通讯图；

图8为本实用新型一种实施方式的PLC系统接线图；

图9为本实用新型一种实施方式的A1控制器第一模块接线图；

图10为本实用新型一种实施方式的A10控制器第二模块接线图；

图11为本实用新型一种实施方式的A11控制器第三模块接线图；

图12为本实用新型一种实施方式的A12控制器第四模块接线图；

图13为本实用新型一种实施方式的脉宽直流电机调速器接线图；

图14为本实用新型一种实施方式的反应数据曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种实施例做进一步说明。

本实用新型实施例中，如图1所示，物质遇湿产生可燃气体的测试仪，包括：带有升降摇柄的支架1、反应釜2、反应釜热电阻5、旋转加料装置4、加料托盘2、原料罐6、加热装置7、加热器热电阻(设置于加热装置7内部，因此未在图中显示)、压力传感器16、正压泵15、真空泵14、加料泵12、流量计13、正压电磁阀11、负压电磁阀10、排气电磁阀9、加料电磁阀8、控制部分(未在图中显示)、蜂鸣器(未在图中显示)和显示器(未在图中显示)，所述的控制部分包括PLC；

本实用新型实施例中，正压泵采用成都气海机电制造有限公司的FCY2015型号，正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀和加料电磁阀均采用中国巨良的ZCT-1型号，加热装置采用上海岩征实验仪器有限公司的GX-2005型号，压力传感器采用美国罗斯蒙特的3051智能型号，加料泵采用成都气海机电制造有限公司的WUY280型号，真空泵采用ULVAC KIKO，Inc DAP-6D，12series；显示屏采用MCGS TPC 1061Ti型号；流量计采用北京多益慧元科技有限公司的DYSBG1111型号；PLC采用FX3U-16M可编程控制器；本实用新型在金属部件上均喷涂有四氟乙烯；

本实用新型实施例中，如图1所示，反应釜固定设置于带有升降摇柄的支架上，旋转加料装置下端设置有加料托盘，加料托盘穿过反应釜的上盖设置于反应釜内部，反应釜热电阻设置于反应釜内部；所述的原料罐通过管路连接加料泵，加料泵通过管路连接流量计，流量计通过管路连接反应釜，在流量计与加料泵之间的管路上设置有加料电磁阀；所述的真空泵一端通过管路连接大气，真空泵的另一端通过管路连接反应釜，在真空泵与反应釜之间的管路上设置有负压电磁阀；所述的正压泵一端通过管路连接大气，正压泵的另一端通过管路连接反应釜，在正压泵与反应釜之间的管路上设置有正压电磁阀；所述的反应釜还通过管路连接大气，且在该管路上设置有排气电磁阀；所述的反应釜设置有压力传感器，压力传感器的探头设置于反应釜内部；所述的加热装置通过进水管和出水管连接反应釜，反应釜中间设置有注水夹层，加热装置通过进水管和出水管连接反应釜的注水夹层(双层石英玻璃)，加热后的水在夹层中形成水流循环；加热装置内部设置有加热器热电阻；

本实用新型实施例中，带有升降摇柄的支架，摇柄通过丝杠调节反应釜上升和下降，摇动反应釜升降摇柄即可升降反应釜，反应釜固定在升降柱上，固定处加装轴承，通过轴承可以使反应釜旋转一定角度，方便反应釜的清洗；

本实用新型实施例中，如图2所示，控制部分设置于控制柜中，带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀和加料电磁阀设置于实验柜中；所述的控制柜与实验柜结构相互独立，并排放置；实验柜内线路依次穿过实验柜侧壁通孔和控制柜侧壁通孔连接控制部分；控制柜与实验柜均独立设有四个万向轮，方便移动；

本实用新型实施例中，如图3所示，压力传感器的输出端、流量计的输出端、反应釜热电阻的输出端和加热器热电阻的输出端连接控制部分的输入端，控制部分的输出端连接正压电磁阀的控制端、负压电磁阀的控制端、排气电磁阀的控制端、加料电磁阀的控制端、旋转加料装置的控制端、正压泵的控制端、真空泵的控制端、加料泵的控制端和加热装置的控制端；

本实用新型实施例中，如图4所示，电源接入总开关Q1后再经过总接触器KM1分配到第二开关Q2、第三开关Q3和第四开关Q4，第二开关Q2下接加热装置接触器KM2，加热装置接触器KM2出线火线经过可控硅D1接到加热装置，零线直接接到加热装置；第三开关Q3下接脉宽直流电机调速器，直流脉冲控制器分4路脉冲信号，其中两路直接进入旋转加料装置，另外两路经过第八继电器KA8常开触点进入旋转加料装置；第四开关Q4下位电路分配到DC24V直流电源、DC12V直流电源、可编程控制器、控制器模块和继电器，DC24V直流电源供电给触摸屏；

本实用新型实施例中，如图5所示，按下开机按钮SB1，总接触器KM1吸合并自锁，系统得电。按下关机按钮SS1，总接触器KM1断开，系统断电；

本实用新型实施例中，如图6所示，加热器给电同图4，其中A-A部分是可控硅D1的详细接线，可控硅D1的端子1连接到加热装置，端子2与端子3短接后连接到加热装置接触器KM2的T2端子，端子4连接到A1模块(控制器第一模块)13端子，端子6连接到A12(控制器第四模块)7端子，另外A1模块14端子连接A12模块6端子；

本实用新型实施例中，如图7所示，系统由RS485串口通讯连接，可编程控制器和控制器第一模块至第四模块的供电由第四开关Q4控制，触摸屏有DC24V直流电源给电，并有USB接口；

本实用新型实施例中，如图8所示，可编程控制器由第四开关Q4给电，流量计0V端子连接可编程控制器OV，流量计24V端子连接可编程控制器24V，流量计L+端子连接可编程控制器X0。第一继电器KA1……第九继电器KA9线圈A1端子并联到可编程控制器24V端子，KA1线圈A2端子连接到可编程控制器Y0端子，第二继电器KA2线圈A2端子与第六继电器KA6线圈A2端子并联到可编程控制器Y1端子，第三继电器KA3线圈A2端子连接到可编程控制器Y2端子，第四继电器KA4线圈A2端子连接到可编程控制器Y3端子，第五继电器KA5线圈A2端子连接到可编程控制器Y4端子，第九继电器KA9线圈A2端子连接到可编程控制器Y5端子，第七继电器KA7线圈A2端子连接到可编程控制器Y6端子，第八继电器KA8线圈A2端子连接到可编程控制器Y7端子，可编程控制器COM0……COM7端子都并联到可编程控制器0V端子。KA1、KA2、KA3、KA4和KA9的常开触点端子5和端子8分别连接到DC24V直流电源+端子和-端子，KA5的常开触点端子5和端子8分别连接到DC12V直流电源+端子和-端子，KA6、KA7的常开触点端子5和端子8分别连接到第四开关Q4L端子N端子，KA8的常开触点端子5和端子8分别连接到脉宽直流电机调速器S1和S2端子。KA1常开触点端子9连接到正压泵和正压电磁阀的+端子，KA1常开触点端子12连接到正压泵和正压电磁阀-端子。KA2常开触点端子9和端子12分别连接到负压电磁阀的+端子和-端子，KA3常开触点端子9和端子12分别连接到加料电磁阀的+端子和-端子。KA4常开触点端子9和端子12分别连接到排气电磁阀的+端子和-端子。KA5常开触点端子9和端子12分别连接到加料泵的+端子和-端子。KA6常开触点端子9和端子12分别连接到真空泵L端子和N端子。KA7常开触点端子9连接到加热装置的循环泵L端子和加热装置接触器KM2线圈A1端子，KA7端子12连接到加热装置的循环泵N端子，另外加热装置接触器KM2的线圈A2端子直接连接到第四开关Q4的N端子。KA8常开触点端子9和端子12分别连接到旋转加料装置的S1和S2端子。KA9常开触点端子9和端子12分别连接到蜂鸣器的X1端子和X2端子。

本实用新型实施例中，如图9所示，控制器第一模块A1通过第四开关Q4给电。反应釜热电阻+端子接连A1模块9端子，反应釜热电阻-端子连接A1模块10端子，反应釜热电阻-端子连接A1模块11端子，由此采集反应釜实时温度。A1模块13端子连接可控硅D14端子，A1模块14端子连接到控制器第四模块A12的6端子。A1模块15和16端子连接RS485通讯电缆，由此传送实时数据；

本实用新型实施例中，如图10所示，控制器第二模块A10通过第四开关Q4给电，A10模块11端子连接脉宽直流电机调速器AI1端子，A10模块13端子连接到脉宽直流电机调速器COM端子，由此给定脉宽直流电机调速器脉冲宽度，并通过脉宽直流电机调速器调整S1、S2、T1、T2脉冲宽度调节选装加料装置转速。A10模块3和4端子连接RS485通讯电缆；

本实用新型实施例中，如图11所示，控制器第三模块A11通过第四开关Q4给电，压力传感器+端子接连A11模块17端子，压力传感器-端子连接A11模块18端子，由此采集反应釜内实时压力值。A11模块3和4端子连接RS485通讯电缆，由此传送实时数据；

本实用新型实施例中，如图12所示，控制器第四模块A12通过第四开关Q4给电，加热器热电阻+端子接连A12模块18端子，加热器热电阻-端子连接A12模块19端子，加热器热电阻-端子连接A12模块20端子，由此采集加热装置内循环水温度。A12模块7端子连接可控硅D16端子，A12模块6端子连接到A1模块14端子。A12模块3和4端子连接RS485通讯电缆；

本实用新型实施例中，如图13所示，脉宽直流电机调速器的1端子和2端子连接到第三开关Q3的L端子，3端子和4端子连接到第三开关Q3的N端子，由此给电。脉宽直流电机调速器的AI1端子连接到A10模块的11端子，COM端子连接到A10模块的13端子，由此调节旋转加料装置转速给定。S1端子连接到KA8的5端子，S2端子连接到KA8的8端子，KA8的9端子连接到旋转加料装置的S1端子，KA8的12端子连接到旋转加料装置的S2端子，脉宽直流电机调速器T1端子连接到旋转加料装置的T1端子，脉宽直流电机调速器T2端子连接到旋转加料装置的T2端子，由S1、S2、T1、T2输出脉冲来控制旋转加料装置转动；

如图14所示，为2g铝粉放置在200ml溶液中，100KPa初始压力，50℃初始温度时的反应数据曲线图；200ml溶液为不同浓度的重铬酸盐溶液或者去离子水；从曲线中可以看出随着反应的进行，反应产生的氢气越来越多。产气率最高可达60％，每个反应曲线趋势不同，可以代表不同的反应阶段；随着该种溶液浓度的增加，产气量逐渐降低，发生反应的铝粉量也逐渐减少；通过该曲线的认知，可以找出抑制或者促进反应的进行的方法，同时明确反应过程机理。

Claims (6)

1.一种物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，包括：带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀、加料电磁阀和控制部分；其中，

所述的反应釜固定设置于带有升降摇柄的支架上，旋转加料装置下端设置有加料托盘，加料托盘穿过反应釜的上盖设置于反应釜内部，反应釜热电阻设置于反应釜内部；

所述的原料罐通过管路连接加料泵，加料泵通过管路连接流量计，流量计通过管路连接反应釜，在流量计与加料泵之间的管路上设置有加料电磁阀；

所述的真空泵一端通过管路连接大气，真空泵的另一端通过管路连接反应釜，在真空泵与反应釜之间的管路上设置有负压电磁阀；

所述的正压泵一端通过管路连接大气，正压泵的另一端通过管路连接反应釜，在正压泵与反应釜之间的管路上设置有正压电磁阀；

所述的反应釜还通过管路连接大气，且在该管路上设置有排气电磁阀；

所述的反应釜设置有压力传感器，压力传感器的探头设置于反应釜内部；

所述的加热装置通过进水管和出水管连接反应釜，加热装置内部设置有加热器热电阻；

所述的压力传感器的输出端、流量计的输出端、反应釜热电阻的输出端和加热器热电阻的输出端连接控制部分的输入端，控制部分的输出端连接正压电磁阀的控制端、负压电磁阀的控制端、排气电磁阀的控制端、加料电磁阀的控制端、旋转加料装置的控制端、正压泵的控制端、真空泵的控制端、加料泵的控制端和加热装置的控制端。

2.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的反应釜，中间设置有注水夹层，加热装置通过进水管和出水管连接反应釜的注水夹层，加热后的水在夹层中形成水流循环。

3.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的带有升降摇柄的支架，摇柄通过丝杠调节反应釜上升和下降。

4.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的控制部分设置于控制柜中，带有升降摇柄的支架、反应釜、反应釜热电阻、旋转加料装置、加料托盘、原料罐、加热装置、加热器热电阻、压力传感器、正压泵、真空泵、加料泵、流量计、正压电磁阀、负压电磁阀、排气电磁阀和加料电磁阀设置于实验柜中；所述的控制柜与实验柜结构相互独立，并排放置；实验柜内线路依次穿过实验柜侧壁通孔和控制柜侧壁通孔连接控制部分；控制柜与实验柜均独立设有四个万向轮。

5.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，所述的控制部分包括PLC。

6.根据权利要求1所述的物质遇湿产生可燃气体的测试仪，其特征在于，该测试仪还包括蜂鸣器和显示器。