CN216483169U - 高温熔盐工况模拟试验系统 - Google Patents

Abstract

一种高温熔盐工况模拟试验系统，它包括环境试验箱(1)和熔盐储罐(2)；能够模拟较大容积的高温强腐蚀性介质环境。测试过程中，仪器仪表和传感器样品可以进行有源(通电)运行，并实现样品运行结果的通讯和记录，获得样品动态在线检测数据。

Description

高温熔盐工况模拟试验系统

技术领域

本实用新型属于仪器设备性能检测技术领域,具体讲就是涉及高温熔盐工况模拟试验系统。

背景技术

仪器仪表和传感器是认识世界的工具,能够在检测、识别和观察的过程中，提供各种物理参数和化学参数的变化,是自动化控制实现的重要因素,也是信息社会提供大数据的重要工具,在冶金、化工、交通运输等诸多领域广为应用。仪器仪表和传感器对于其应用环境和所处工况,尤其是恶劣环境的适应性,是对其性能、可靠性和寿命的重要保障。恶劣的使用环境，如高温环境液态强腐蚀条件，更容易造成仪器仪表和传感器的故障或失效。对于在线使用的仪器仪表和传感器，不仅维修和更换困难，更会影响生产，造成经济损失。因此市场对仪器仪表和传感器的工况耐受性、可靠性和稳定性等提出越来越高的要求。

环境试验是仪器仪表和传感器等产品性能验证和测试的重要技术手段。环境与可靠性试验设备包括温湿度箱、盐雾箱、砂尘试验箱、淋雨试验箱等，能提供通常测试环境条件，并可以通过设备壁上开孔实现测试过程中样品的有源工作和实时在线通讯。密封高温熔盐体系可提供适合于仪器仪表和传感器工况模拟和寿命测试所需长期高温(700℃以上)强腐蚀液态介质试验环境。目前在密封高温熔盐体系中，熔盐的加载、样品的放置及取出都存在一定困难。已有用于高温熔盐腐蚀环境行为表征的设备，多是针对材料领域的性能测试，其能够提供的高温熔盐腐蚀环境容积较小，较难实现试验过程中熔盐质量和液位的定量改变。同时由于不能实现有源样品与外界的连接，即不能实现该类样品在测试过程中的工作运行和数据通讯，因此无法满足高温强腐蚀介质下仪器仪表和传感器在线性能测试需求。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术中受环境试验设备和条件的限制，无法满足仪器仪表和传感器在极其恶劣工况条件下的可靠性、寿命和性能试验，以及失效分析需求的难题，提供一种高温熔盐工况模拟试验系统及其使用方法，提供较大容积的高温强腐蚀性介质环境。测试过程中，仪器仪表和传感器样品可以进行有源(通电)运行，并实现样品运行结果的通讯和记录，获得样品动态在线检测数据。

技术方案

为了实现上述技术目的，本实用新型提供的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：它包括环境试验箱和熔盐储罐；

所述环境试验箱内装有炉膛，所述炉膛内装有测试罐，所述炉膛和测试罐之间设置有加热装置一，所述环境试验箱内壁和炉膛之间设置有保温层，所述炉膛壁上装有温度传感器一和超温保护器一，所述测试罐底部用底盖封装，待测样品从底盖插入测试罐内，所述测试罐顶部用顶盖封装，顶盖上装有比例阀或背压阀，泄压装置一，防负压阀一及压力传感器用于对测试罐内压力进行控制和对相关参数进行监测，所述顶盖上开有加料口一；

所述熔盐储罐的输出端利用进液管从顶盖通入测试罐内，所述进液管上装有进液阀；

所述测试罐的底部利用排液管连通到所述熔盐储罐的输入端，所述排液管上装有排液阀；

所述熔盐储罐内装有加热装置二，所述熔盐储罐的罐体上装有温度传感器三和超温保护器二。

进一步地，所述环境试验箱安装在环境试验箱底座上。

进一步地，所述炉膛的膛口处设置有冷却装置，所述测试罐与加热装置一6之间设置有冷却风道一，所述炉膛和保温层之间设置有冷却风道二，所述测试罐5内装有温度传感器组。

进一步地，所述底盖底部装有称重传感器。

进一步地，待测样品旁装有温度传感器二；

进一步地，气源一利用进气管一从顶盖中通入到测试罐内，气源二和气源三利用进气管二从顶盖中通入到测试罐内，所述气源一与测试罐连通管路上装有压力控制器，所述气源二与测试罐连通管路上装有流量控制器一，所述气源三与测试罐连通管路上装有流量控制器二。

进一步地，所述熔盐储罐的罐盖上装有熔盐泵，泄压装置二与防负压阀二装在罐盖上，所述罐盖上设有加料口二。

进一步地，所述测试罐内装有腐蚀性试验介质。

有益效果

本实用新型提供的高温熔盐工况模拟试验系统及其使用方法，能够模拟较大容积的高温强腐蚀性介质环境。测试过程中，仪器仪表和传感器样品可以进行有源(通电)运行，并实现样品运行结果的通讯和记录，获得样品动态在线检测数据。整个系统可通过控制温度、恒温时间、熔盐组成等进行熔盐环境控制。通过在线定量加载腐蚀介质,改变样品表面液位高度和承受压力，对熔盐挥发蒸汽造成的质量损失进行在线熔盐补充，完成高达1300度的长期、稳定试验过程。

本实用新型实现仪器仪表和传感器等样品的性能、寿命和可靠性等的测试，实现复杂恶劣环境的单因子和多因子试验，通过对测试结果的相关性分析，明确样品在恶劣环境和工况影响下的腐蚀和失效过程及复杂机理,同时试验用熔盐腐蚀介质可循环使用。

附图说明

附图1是本实用新型实施例中试验系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如附图1所示，本实用新型提供一种高温熔盐工况模拟试验系统，它包括环境试验箱1和熔盐储罐2；所述环境试验箱1安装在环境试验箱底座3上，所述环境试验箱1内装有炉膛4，所述炉膛4内装有测试罐5，所述炉膛4和测试罐5之间设置有加热装置一6，所述环境试验箱1内壁和炉膛4之间设置有保温层7，保温层7用于阻止环境试验箱1内部热量向外传递，起到隔热保温节能和外部防烫的作用；

所述炉膛4的膛口处设置有冷却装置8，所述测试罐5与加热装置一6之间设置有冷却风道一9，所述炉膛4和保温层7之间设置有冷却风道二10，冷却风道一9和冷却风道二10与冷却装置8对接，通过控制气流的速度，调节测试罐5的降温速度，测试罐5的冷却同时也可采用设置冷却水路及散热片的方式实现，所述测试罐5内装有温度传感器组11，所述炉膛4壁上装有温度传感器一12和超温保护器一13，所述测试罐5底部用底盖14封装，所述底盖14底部装有称重传感器15，待测样品16从底盖14插入测试罐5内，待测样品16旁装有温度传感器二17；温度传感器一12和超温保护器一13，温度传感器二17以及加热装置一6共同参与环境试验箱1的温度控制；温度传感器组11中的多支温度传感器以一定的距离沿熔盐深度和径向方向排布，用以测量罐内和熔盐多点的温度；测试罐5内装有强腐蚀性介质例如熔盐，所述测试罐5顶部用顶盖18封装，顶盖18上装有比例阀(或背压阀)19，泄压装置一20，防负压阀一21及压力传感器22用于对测试罐5内压力进行控制，对相关参数进行监测，所述顶盖18上开有加料口一23；泄压装置一20实现测试罐压力超限时自动泄压的功能；通过压力传感器22采集以及压力控制器29形成反馈控制回路，控制气源一24以及测试罐的出气量，实现压力闭环控制，此处不仅局限于气源一24，也可以是多种气体或组合，实现对测试罐的压力控制；测试罐采用耐高温及耐腐蚀材料，为了便于更换样品，需要将测试罐内熔盐液排空，同时进气管一25进气对测试罐进行加压。气源一24利用进气管一25从顶盖18中通入到测试罐5内，气源二26和气源三27利用进气管二28从顶盖18中通入到测试罐5内，所述气源一24与测试罐5连通管路上装有压力控制器29，所述气源二26与测试罐5连通管路上装有流量控制器一30，所述气源三27与测试罐5连通管路上装有流量控制器二31；实现对测试罐5通入气源二26或气源三27等多种气体，也包括由两种以上气体自由配比的混合气体形式，即可实现气氛试验时的流量控制；以上所提的压力控制和流量控制根据实际需要既可独立存在又可同时进行；所述熔盐储罐2的输出端利用进液管32从顶盖18通入测试罐5内，所述进液管32上装有进液阀33；所述测试罐5的底部利用排液管34连通到所述熔盐储罐2的输入端，所述排液管34上装有排液阀35；所述熔盐储罐2内装有加热装置二36，所述熔盐储罐2的罐体上装有温度传感器三37和超温保护器二38，所述熔盐储罐2的罐盖39上装有熔盐泵40，进液阀33和排液阀35配合熔盐泵40将熔盐液从测试罐至熔盐储罐的转移和暂存。进液阀和排液阀可为手动阀也可为自动阀，泄压装置二41与防负压阀二42装在罐盖39上，所述罐盖39上设有加料口二43。本实施例中，所述测试罐5内装有熔盐，测试样品安装于熔盐罐底盖，样品与熔盐液上部气氛隔绝。测试罐底部设置称重传感器，用以在线监测罐内腐蚀介质的重量，实现对罐内熔盐液位的实时监测，按照试验要求进行熔盐补充和排出；通过加料口一加料以及排液阀排液，控制熔盐液位的高低，在测试罐底部实现对样品施加压力的变化，即熔盐深度试验；熔盐液在重力和罐内气体压力的作用下，通过测试罐底部熔盐排液管及排液阀流入熔盐储罐，熔盐储罐通过电加热的方式进行加热和保温。被测样品更换后，再将熔盐液通过熔盐泵、熔盐进液管及进液阀回送至测试罐。伴热带在排液和进液过程中起到对排液管和进液管辅助加热保温的作用；

上述高温熔盐工况模拟试验系统的使用方法，它包括以下几个步骤：

第一步，将一个或多个试验样品安装在测试罐底盖上；

第二步，确认关闭排液阀和进液阀；

第三步，按照预定熔盐液的高度通过加料口一对测试罐加料；

第四步，按照设置温度和时间参数，系统通过反馈控制自动对测试罐加热升温、恒温至设定参数值；

第五步，通过加料口一加料以及排液阀排液，控制熔盐液位的高低，在测试罐底部实现对待测样品施加压力的变化，即熔盐深度试验；

第六步，按照设定参数值系统通过反馈控制自动进行气体组成、流量和压力控制；

第七步，测试结束，系统可选择自然降温或者启动冷却装置进行强制冷却；

第八步，待熔盐液降温至预定温度，打开测试罐底部排液阀，将盐液排放至熔盐储罐，通过进气管一进气使测试罐内部形成一定压力，对熔盐液进行排净操作；

若后续若无测试样品继续测试，可将盐液直接排放至储盐槽中并移除样品，然后关闭排液阀和进液阀；

第九步，储盐罐根据设置条件进行加热保温；

第十步，完成样品更换；

第十一步，关闭排液阀，打开进液阀；

第十二步，启动熔盐泵，将熔盐液回送至测试罐内，如果熔盐缺少，可通过加料口一或者加料口二进行补料；

第十三步，关闭进液阀，重复步骤3及后续步骤，直至所有测试结束。

本实用新型实施例提供一种高温熔盐工况模拟试验系统及其使用方法，提供较大容积的高温强腐蚀性介质环境。测试过程中，仪器仪表和传感器样品可以进行有源(通电)运行，并实现样品运行结果的通讯和记录，获得样品动态在线检测数据。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：它包括环境试验箱(1)和熔盐储罐(2)；所述环境试验箱(1)内装有炉膛(4)，所述炉膛(4)内装有测试罐(5)，所述炉膛(4)和测试罐(5)之间设置有加热装置一(6)，所述环境试验箱(1)内壁和炉膛(4)之间设置有保温层(7)，所述炉膛(4)壁上装有温度传感器一(12)和超温保护器一(13)，所述测试罐(5)底部用底盖(14)封装，待测样品(16)从底盖(14)插入测试罐(5)内，所述测试罐(5)顶部用顶盖(18)封装，顶盖(18)上装有比例阀或背压阀(19)，泄压装置一(20)，防负压阀一(21)及压力传感器(22)用于对测试罐(5)内压力进行控制和对相关参数进行监测，所述顶盖(18)上开有加料口一(23)；

所述熔盐储罐(2)的输出端利用进液管(32)从顶盖(18)通入测试罐(5)内，所述进液管(32)上装有进液阀(33)；

所述测试罐(5)的底部利用排液管(34)连通到所述熔盐储罐(2)的输入端，所述排液管(34)上装有排液阀(35)；

所述熔盐储罐(2)内装有加热装置二(36)，所述熔盐储罐(2)的罐体上装有温度传感器三(37)和超温保护器二(38)。

2.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：所述环境试验箱(1)安装在环境试验箱底座(3)上。

3.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：所述炉膛(4)的膛口处设置有冷却装置(8)，所述测试罐(5)与加热装置一(6)之间设置有冷却风道一(9)，所述炉膛(4)和保温层(7)之间设置有冷却风道二(10)，所述测试罐(5)内装有温度传感器组(11)。

4.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：所述底盖(14)底部装有称重传感器(15)。

5.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：待测样品(16)旁装有温度传感器二(17)。

6.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：气源一(24)利用进气管一(25)从顶盖(18)中通入到测试罐(5)内，气源二(26)和气源三(27)利用进气管二(28)从顶盖(18)中通入到测试罐(5)内，所述气源一(24)与测试罐(5)连通管路上装有压力控制器(29)，所述气源二(26)与测试罐(5)连通管路上装有流量控制器一(30)，所述气源三(27)与测试罐(5)连通管路上装有流量控制器二(31)。

7.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：所述熔盐储罐(2)的罐盖(39)上装有熔盐泵(40)，泄压装置二(41)与防负压阀二(42)装在罐盖(39)上，所述罐盖(39)上设有加料口二(43)。

8.如权利要求1所述的高温熔盐工况模拟试验系统，其特征在于：所述测试罐(5)内装有腐蚀性试验介质。

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