一种高温水蒸气氧化装置

文档序号:47426 发布日期:2021-09-28 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种高温水蒸气氧化装置 (High-temperature steam oxidation device ) 是由 蒋小松 孙红亮 杜沛南 刘瑞 陈松 王良辉 于 2021-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明属于样品测试领域,具体涉及一种高温水蒸气氧化装置。包括水蒸气发生器、水蒸气预热器和水蒸气氧化器,所述水蒸气预热器将水蒸气发生器输出的水蒸气预热,并将预热完成后的水蒸气输送到所述水蒸气氧化器。本发明提供一种高温水蒸气氧化装置,其目的在于实现在高温水蒸汽的环境下对样品性能进行测试。(The invention belongs to the field of sample testing, and particularly relates to a high-temperature steam oxidation device. The system comprises a water vapor generator, a water vapor preheater and a water vapor oxidizer, wherein the water vapor preheater preheats water vapor output by the water vapor generator and conveys the preheated water vapor to the water vapor oxidizer. The invention provides a high-temperature steam oxidation device, and aims to test the performance of a sample in a high-temperature steam environment.)

一种高温水蒸气氧化装置

技术领域

本发明属于样品测试领域,具体涉及一种高温水蒸气氧化装置。

背景技术

在一些特殊的生产环境下(例如核电站等),生产设备往往处于高温水蒸汽中。因此,这些特殊装置的外壳及其关键部件就必须使用能够耐高温水蒸汽的材料进行制造。

为了确定材料在高温水蒸汽环境下的性能,于是在高温水蒸汽环境下对材料进行测试就必不可少。现有的测试常常采用高温管式炉与水蒸气发生器结合的组合装置,但是水蒸气发生器输出的水蒸气只能达到几百度,而需要在更高的温度环境下(特别是水蒸气温度高于900度)对材料进行测试时,现有设备就不能满足需求。

发明内容

本发明提供一种高温水蒸气氧化装置,其目的在于实现在高温水蒸汽的环境下对样品性能进行测试。

为了达到上述目的,本发明提供一种高温水蒸气氧化装置,包括水蒸气发生器、水蒸气预热器和水蒸气氧化器,所述水蒸气预热器将水蒸气发生器输出的水蒸气预热,并将预热完成后的水蒸气输送到所述水蒸气氧化器。通过预热器和水蒸气氧化器互相组合,使得水蒸气能够加热到很高的温度,最高可为1400度。同时采用多级加热的方式将水蒸气加热到实验所需的温度,避免了在水蒸气加热器处加热带来的成本问题以及在水蒸气氧化器处直接加热带来的安全问题。

进一步的,所述水蒸气预热器包括供容纳水蒸气的预热腔,所述预热腔的进口端与所述水蒸气发生器相连,所述预热腔的出口端与所述水蒸气氧化器相连,所述水蒸气预热器内设置有对预热腔进行加热的第一加热组件。水蒸气发生器输出的水蒸气直接进入到水蒸气预热器的预热腔中,然后再由第一加热组件对预热腔进行加热。预热腔为密封腔体,避免了水蒸气的泄漏同时也能够实现对水蒸气的加热。

进一步的,所述水蒸气预热器包括密闭的加热仓,所述预热腔和所述第一加热组件都位于所述加热仓内。密闭的加热仓用于防止热量的散失,使得预热腔能够更好的加热。

进一步的,所述第一加热组件包括第一保温层,所述第一保温层设置在所述加热仓的内壁上,所述第一保温层中容纳有电加热丝。保温层避免加热仓中的热量散失,电加热丝导电进行对预热腔的加热。

进一步的,所述水蒸气氧化器包括供容纳待测样品的容纳腔,所述容纳腔包括连接端与出口端,所述连接端与所述水蒸气预热器连通,所述出口端与外界连通,所述水蒸气氧化器内设置有对所述容纳腔进行加热的第二加热组件。容纳腔一端与水蒸气预热器连接,使得水蒸气能够从水蒸气预热器进入到容纳腔内,然后水蒸气容纳腔另一端与外界连接,方便反应后的水蒸气的排出,避免水蒸气长时间汇集在容纳腔内。第二加热组件将容纳腔内的水蒸气升高到实验温度。

进一步的,所述水蒸气氧化器包括密闭的试验仓,所述容纳腔和所述第二加热组件都位于所述试验仓内。密闭的试验仓用于防止热量的散失。

进一步的,所述第二加热组件包括加热管,所述加热管均匀的排列设置在所述试验仓内。加热管发热,从而实现对容纳管中水蒸气进行加热。同时加热管均匀设置,避免了容纳管各处受热不均匀。

进一步的,所述水蒸气氧化器中的容纳腔出口端下方设置有淬火槽,方便在进行了水蒸气氧化试验后,直接进行淬火实验。

进一步的,所述水蒸气发生器的出口处设置有出气阀门,所述水蒸气预热器中的预热腔上还连接有通气阀,所述通气阀的供与外界气源连接。将出气阀门关闭,然后再将通气阀与外界气源相连,于是预热腔内就进入了其他的气体,方便进行不同气氛下的水蒸气氧化试验。

进一步的,所述水蒸气发生器的出口处设置有压力变送器,所述压力变送器的出口处设置有调节阀。压力变送器可增大水蒸气的流量,使得试验的效果更好。同时根据不同大小的样品,通过调节阀调节水蒸气的量,使得水蒸气的量与样品互相匹配。

本发明的有益效果在于:1、水蒸气的温度高。水蒸气发生器产生的水蒸气为低温蒸气,温度仅为220度,然后低温蒸气经加热仓可以加热到接近实验温度,即900度的高温蒸气,再然后高温蒸气通入氧化炉中可以迅速达到实验温度,最高可达到1400度。满足了在900度以上实现水蒸气氧化试验的需求。

2、设置了预热装置。水蒸气发生器输出的水蒸气经过了水蒸气预热器之后再流入水蒸气氧化器中,避免了较低温度的水蒸气直接流入水蒸气氧化器而导致水蒸气氧化器损坏。

3、气氛控制。在氧化炉下端还设置有通气阀,便于通入其它气氛来进行不同气氛条件下样品的氧化测试。

4、当样品进行完高温水蒸气氧化试验后,样品可直接从容纳管进入淬火槽中进行淬火,从而实现了水蒸气氧化实现与淬火实验的连续实验。

附图说明

图1为一种高温水蒸气氧化装置的结构示意图。

图2为图1中水蒸气发生器的结构示意图。

图3为正视方向水蒸气预热器的剖视图。

图4为水蒸气预热器的右视图。

图5为水蒸气氧化器的剖视图。

附图标记包括:水蒸气发生器1、水蒸气预热器2、加热仓21、预热腔22、第一保温层23、水蒸气氧化器3、试验仓31、容纳腔32、加热管33、淬火槽4、压力变送器5、出气阀门6、通气阀7。

具体实施方式

为了使实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

基本如附图1至附图5所示,一种高温水蒸气氧化装置,包括水蒸气发生器1、水蒸气预热器2和水蒸气氧化器3。所述水蒸气预热器2将水蒸气发生器1输出的水蒸气预热,并将预热完成后的水蒸气输送到所述水蒸气氧化器3。水蒸气发生器1输出的水蒸气为220度,然后水蒸气进入水蒸气预热器2内,被加热到900度,之后水蒸气再进入到水蒸气氧化器3中,水蒸气氧化器3将水蒸气的温度升高至实验温度,最高可为1400度。通过上述的多次加热,使得水蒸气能够达到较高的温度,从而实现了在超过900度的高温水蒸气条件下进行样品的氧化试验。同时,由于采用了多级加热的方式,与在水蒸气发生器1处进行加热或者在水蒸气氧化器3处进行加热的方式相比,成本更低,也更加安全。

水蒸气发生器1为现有技术,对于其具体的结构,在此不做赘述。

所述水蒸气预热器2包括供容纳水蒸气的预热腔22,方便第一加热组件对预热腔22进行加热。所述预热腔22的进口端与所述水蒸气发生器1相连,所述预热腔22的出口端与所述水蒸气氧化器3相连。水蒸气从水蒸气发生器1流入进预热腔22内,然后经过预热腔22被加热,再从预热腔22的出口端流出。所述水蒸气预热器2内设置有对预热腔22进行加热的第一加热组件,第一加热组件将预热腔22中的水蒸气加热到900度。

所述水蒸气预热器2包括密闭的加热仓21,加热仓21为密闭状可以有效防止热量的散失。加热仓21位于水蒸气预热器2顶部,整体呈空心的圆柱体。所述预热腔22和所述第一加热组件都位于所述加热仓21内。

水蒸气预热器2底部还设置有用于监控加热仓21内部环境的监控组件,主要包括有温控仪、电压表和电流表等,还包括了用于控制加热仓21内第一加热组件的控制组件,主要包括控制系统和指示灯等。

所述第一加热组件包括第一保温层23,第一保温层23使用高纯氧化铝陶瓷纤维制成,以保证保温层在高温下也不会损坏。所述第一保温层23设置在所述加热仓21的内壁上,防止热量从加热仓21散出。所述第一保温层23中容纳有电加热丝。第一保温层23内壁上设置有多层的凹槽,电加热丝即安装在凹槽内,第一保温层23可将电加热丝固定。

所述水蒸气氧化器3包括供容纳待测样品的容纳腔32,容纳腔32可为石英管或者刚玉管。所述容纳腔32包括连接端与出口端,所述连接端与所述水蒸气预热器2连通,所述出口端与外界连通。预热后的水蒸气从容纳腔32的连接端进入到容纳腔32内,然后水蒸气在容纳腔32内与样品发生反应,最后水蒸气从容纳腔32的出口端流出容纳腔32。

所述水蒸气氧化器3内设置有对所述容纳腔32进行加热的第二加热组件。第二加热组件将容纳腔32内的水蒸气加热到实验所需的温度,最高可达1400度。

所述水蒸气氧化器3包括密闭的试验仓31,试验仓31的内壁上还设置有第二保温层,第二保温层为高纯氧化铝陶瓷纤维制成,第二保温层用于将试验仓31进行保温,避免试验仓31内热量流失。所述容纳腔32和所述第二加热组件都位于所述试验仓31内。第二加热组件用于将容纳腔32中的水蒸气由900度升高至实验所需温度,从而实现高温的条件下能够发生氧化反应。所述第二加热组件包括加热管33,加热管33为硅钼棒,所述加热管33均匀的排列设置在所述试验仓31内,方便对容纳腔32进行加热。

水蒸气氧化器3上还包括了检测控制部,监测控制部位于试验仓31的下方用于监测控制试验仓31,监测控制部包括了电流表、电压表和控制系统等。

所述容纳腔32出口端下方设置有淬火槽4,淬火槽4内可以进行淬火实验。当样品完成高温水蒸气氧化试验后,可将容纳腔32与水蒸气预热器2之间的法兰断开;然后启动水蒸气氧化器3中的气缸,使得容纳腔32左端升高,于是容纳腔32内部的样品即可从容纳腔32右端滑入淬火槽4中进行淬火实验。

所述水蒸气发生器1的出口处设置有压力变送器5,压力变送器5可对水蒸气发生器1输出的水蒸气进行加压,从而使得流入进容纳腔32内部的水蒸气流量变大。所述压力变送器5的出口处设置有调节阀,调节阀可以控制水蒸气流出的量,从而使得在对不同大小的样品进行试验时,水蒸气的量能够与样品互相匹配。

所述水蒸气发生器1的出口处设置有出气阀门6,出气阀门6可打开/关闭,从而使得水蒸气发生器1的出口打开/关闭。所述水蒸气预热器2中的预热腔22上还连接有通气阀7,所述通气阀7的供与外界气源连接。当需要使用本装置进行不同气氛条件下样品的氧化试验时,可将出气阀门6关闭,于是不再有水蒸气进入预热腔22内;再然后将外界的气源连接到通气阀7中,于是预热腔22中就进入了其余的气氛,最后预热腔22将其他气氛预热,其他气氛即流入容纳腔32中进行反应。

通气阀7的出口处还设置有流量计,通过流量计观察通气阀7通入的气体的量。

下面通过具体实施方式进一步详细的说明:当需要测试样品在高温蒸汽气氛下的样品性能时,首先将样品放置在氧化铝片或者氧化铝坩埚中(使用氧化铝片或者氧化铝坩埚可以避免样品粘在容纳腔32内),然后再将样品和氧化铝片或者氧化铝坩埚一起放置入容纳腔32内。

水蒸气发生器1开始输出水蒸气,此时水蒸气为220度,然后水蒸气进入预热腔22内,水蒸气预热器2中的第一加热组件将水蒸气加热至900度。然后预热后的水蒸气再流入进容纳腔32中,水蒸气氧化器3中的第二加热组件将预热后的水蒸气加热至实验温度与样品发生反应。反应完毕后的水蒸气再从容纳腔32的右端流出。

当需要进行其他气氛下的样品性能测试,可将水蒸气发生器1上的出气阀门6关闭,然后再将其他气氛通过通气阀7流入进预热腔22中,之后经过预热腔22的预热进入容纳腔32中。

当需要在水蒸气氧化试验后再进行淬火实验,即可在水蒸气氧化试验后将容纳腔32与水蒸气预热器2之间的法兰松开,然后启动水蒸气氧化器3中的气缸即可将容纳腔32左端顶升,于是容纳腔32中的样品即可从容纳腔32右端滑出容纳腔32,并掉入进淬火槽4中进行实验。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

9页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:腐蚀试验装置及腐蚀检测方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!