专利名称:定量蒸发装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液体蒸发技术领域：
，特别涉及一种定量蒸发装置。
背景技术：
我国球床式高温气冷堆所使用的陶瓷型燃料元件直径为60_，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。高温气冷堆核电站的固有安全性的第一道保证就是所使用的核燃料为TRISO型包覆颗粒，其由核燃料核芯、疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。上述包覆层在设计温度下可以很好地阻止裂变产物逸出燃料颗粒，这种具有四层复合结构的核燃料颗粒是在喷动床中采用化学气相沉积的方法制备得到的，其中最关键的一层为SiC层，负责阻止裂变产物释放的重要作用，主要由甲基三氯硅烷(液体)裂解生成。常温常压下甲基三氯硅烷为液体，而化学气相沉积需要蒸汽形式的甲基三氯硅烷均匀稳定的通入包覆反应器，通常的方法是采用恒温恒截面积加热蒸发(中国专利，CN102231291A),由于夹带气的通入带来液面波动的影响，使得液体蒸发量不易瞬时精确自动化控制，特别是要求蒸发量随工艺要求变化时重新调整工艺参数较为困难；同时操作设备较复杂，操作环境和条件需要改善。面对高温气冷堆的商业化趋势，燃料元件生产走向规模化，迫切需要一套适应生产要求的定量蒸发装置设备。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供一种定量蒸发装置，以克服现有技术中液体蒸发量不能定量精确自动化控制，并且蒸发量随工艺要求变化时重新调整工艺参数较为困难的缺陷。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种定量蒸发装置，包括:液体罐、气源、液体流量控制器、电热球和气体流量计；
所述气源用来提供夹带气；
所述液体罐内装有待蒸发的液体，液体罐下连有液体流量控制器；
所述液体流量控制器通过管路与电热球连接；
所述电热球还与气体流量计相连，电热球用于加热流入其中的液体并使液体完全汽化；
所述气体流量计位于气源和电热球之间，用来控制夹带气的流量。
优选的，所述液体罐上设有温度计和压力表，所述温度计用来测量液体罐内的温度，所述压力表用来测量液体罐上方的压力。
优选的，所述定量蒸发装置设有用来调节液体罐中液体上方压力的辅助管路，所述辅助管路一端与液体罐的上方连通，其另一端与气源连通，辅助管路上设有方向阀和手阀。[0014]优选的，所述连接电热球与液体流量控制器的管路为回形管。
优选的，所述电热球上有三个接口，两个进口和一个混合气出口，其中两个进口分别为液体进口和夹带气进口，所述混合气出口和夹带气进口位于通过电热球中心的同一水平线上，而液体进口设置在垂直于该水平线的方向上。
优选的，所述定量蒸发装置设有冲洗管路，所述冲洗管路一端与液体流量控制器的下部连通，其另一端与气体流量计连接，冲洗管路上设有阀门，用来控制清洗管路的连通或关闭。
优选的，本装置还包括液位计，所述液体计与液位罐连通，所述液位计用于显示液体罐中的液位高度。
优选的，所述液体罐外有玻璃罩，玻璃罩用于密封液体罐防止液体罐与外界接触。
优选的，所述电热球外形为球状、圆柱状或长方体状。
优选的，所述液体罐的上部为圆柱形或方柱形，下部锥形过渡，液体罐的底部有排液阀用来排出其中的液体。
(三)有益效果
本实用新型提供的定量蒸发装置，通过采用液体流量控制器和气体流量计准确控制蒸发量，实现了液体蒸发的定量自动化控制，并且本装置结构和工艺简单，易于实施和操控，生产效率高，当工艺要求变化时，可通过调整液体流量控制器和气体流量计来改变工艺参数，调节简单方便，因而本实用新型的适用范围也很广。
图1为本实用新型实施例中所述定量蒸发装置的结构示意图。
附图标记:
1:玻璃罩；2:液位计；3:液体罐；4:装料口 ；5:压力表；6温度计；7:液体流量控制器;8:回形管；9:单向阀；10:手阀；11:气体流量计；12:电热球；13:阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，为本实用新型实施例中所述定量蒸发装置的结构示意图。该装置包括:液体罐3、气源、液体流量控制器7、电热球12和气体流量计11 ；
所述气源用来提供夹带气，例如氢气、氮气等，夹带气用来将电热球12内的气体推出电热球12，以进行下一步的操作；
所述液体罐3内装有待蒸发的液体，液体罐3下部与液体流量控制器7的上部连接；优选的，液体罐3外形为圆柱体，下部分锥形过渡，底端设有出液管道以便于液体罐3中剩余液体的排出；液体罐3上方还开有装料口 4以方便进料。
所述液体流量控制器7下部通过管路与电热球12连接，液体流量控制器7可将液体罐3中的液体定量排出，以准确控制液体的蒸发量，根据不同的工艺需要可通过调节液体流量控制器7的参数来直接设置不同的定量排出量，从而准确控制液体罐中液体的排出量。从液体流量控制器7中流出的液体通过管道进入电热球12内。优选的，所述连接电热球12与液体流量控制器7的管路为回形管8，用于平稳液体流速，回形管8的长度优选为Icm,这样，既能满足流速稳定要求，又不会存储过量液体。具体的，所述液体流量控制器7可以采用液体蠕动泵，螺旋泵，往复泵等可以精确控制液体流量的设备。
所述电热球12还与气体流量计11相连，电热球12用于加热流入其中的液体并使液体全部汽化，通过加热丝或加热带控制温度。所述电热球12外形可为球状、圆柱状或长方体状，优选为球状，因为球状最有利于液体均匀加热汽化。
具体的，电热球12上有三个接口，即两个进口和一个混合气出口，其中两个进口分别为液体进口和夹带气进口。所述三个接口可以为等距或者非等距分布，优选为有利于气体稳定流动的分布形式，具体的，可将混合气出口和夹带气进口位于设置于通过电热球中心的同一水平线上，而液体进口设置在垂直于该水平线的方向上，这样能够保证气体平进平出，利于气体平稳流动，使蒸发过程更精确。
所述气体流量计11位于气源和电热球12之间，用来准确控制夹带气的流量。通过对夹带气流量的准确控制，使定量气体进入电热球12内，而电热球12内经加热汽化后的气体是从液体流量控制器7中定量流出的，这两种气体均是定量控制的，它们混合后进行下一步操作，从而实现液体蒸发的定量控制。
另外，所述液体罐3外有玻璃罩I,玻璃罩I用于密封液体罐3防止液体罐3与外界接触。当液体罐3中的液体具有放射性或腐蚀性时，加玻璃罩I方便隔离以安全操作，避免液体对操作人员造成危害，提高了全局的工作环境和质量。
另外，所述液体罐3还与液位计2连通，所述液位计2用于显示液体罐3中的液位高度。
另外，所述定量蒸发装置还设有冲洗管路，所述冲洗管路一端与液体流量控制器7的下部连通，另一端与气体流量计11连接，冲洗管路上设有阀门13，用来控制清洗管路的连通或关闭。冲洗回路可将残留在装置中的气体排出，以使装置洁净无杂质。
另外，所述定量蒸发装置还设有辅助管路，辅助管路用来调节液体罐3中液体上方压强以使整个装置的气压平衡，所述辅助管路一端与液体罐3的上方连通，另一端与气源连通，辅助管路上设有方向阀和手阀10。当液体罐3中液体上方的压强低于电热球12内的压强时，液体便不能顺利流出，此时，可调节单向阀9和手阀10，使夹带气通过辅助管路进入液体罐3中以增大液体罐3中液体上方的压强，从而保证整个装置工作顺畅。辅助管路仅在由于液体罐3中液体上方的压强低于电热球12内的压力而造成液体无法顺利流出的情况下使用。
另外，所述液体罐3上设有温度计6和压力表5，所述温度计6用来测量液体罐3内的温度，所述压力表5用来测量液体罐3上方的压强以保证液体罐3中的压强过低时，可及时调节单向阀9和手阀10来保证蒸发过程的顺利进行。
本实用新型提供的定量蒸发装置，通过采用液体流量控制器7和气体流量计11来准确控制蒸发量，实现了液体蒸发的定量自动化控制，并且本装置结构和工艺简单，易于实施和操控，生产效率高，当工艺要求变化时，可通过调整液体流量控制器和气体流量计来改变工艺参数，调节简单方便，因而本实用新型的适用范围也很广。
下面具体说明本实用新型实施例定量蒸发装置的操作方法:
1、将待蒸发液体通过装料口 4装入液体罐3内，观察液位计2至所需合理液位时关闭液体iiS 3的装料口 4 ；
2、备好夹带气，依次缓慢开启手阀10和单向阀9，此时液体罐3内压力缓慢上升，直至达到稳定值；
3、开启恒温电热球12的电源，至需要的温度，然后保持恒温加热状态；
4、按工艺需要，设定好液体流量控制器7和气体流量计11的值；
5、打开气体流量计11进行冲洗操作，然后打开液体流量控制器7进行进液操作，此时液体进入电热球12后汽化，之后和夹带气混合进入反应器；
6、反应结束后，关闭液体流量控制器7关闭进液操作，然后打开阀门13，冲洗回形管8，然后关闭气体流量计11，关闭进气操作；
7、检测液体罐3内液体、压强和温度，是否需要排放以及排压，等待下一次使用。
本实用新型提供的定量蒸发装置，采用液体流量控制器7和气体流量计11准确控制蒸发量，液体先准确计量再全部蒸发并夹带的设计不仅提高了准确度实现了液体蒸发的定量控制，而且易于实现自动化操作，并能够适应商业化规模化生产的需要。本实用新型同时考虑到了气压平衡、管道冲洗以及稳定流动等因素，加玻璃罩I使液体的操作在密闭环境中进行，改善了操作环境和条件，适应了规模生产的需要；设置辅助管路，用来平衡气压，以使液压罐3中的液体可以顺畅流出；因而本实用新型的适用范围很广。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求
1.一种定量蒸发装置，其特征在于，包括液体罐、气源、液体流量控制器、电热球和气体流量计； 所述气源用来提供夹带气； 所述液体罐内装有待蒸发的液体，液体罐下连有液体流量控制器； 所述液体流量控制器通过管路与电热球连接； 所述电热球还与气体流量计相连，电热球用于加热流入其中的液体并使液体完全汽化； 所述气体流量计位于气源和电热球之间，用来控制夹带气的流量。
2.按权利要求
1所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述定量蒸发装置设有用来调节液体罐中液体上方压强的辅助管路，所述辅助管路一端与液体罐的上方连通，其另一端与气源连通，辅助管路上设有方向阀和手阀。
3.按权利要求
2所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述液体罐上设有温度计和压力表，所述温度计用来测量液体罐内的温度，所述压力表用来测量液体罐中液体上方的压强。
4.按权利要求
1-3任一项所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述连接电热球与液体流量控制器的管路为回形管。
5.按权利要求
4所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述电热球上有三个接口，两个进口和一个混合气出口，其中两个进口分别为液体进口和夹带气进口，所述混合气出口和夹带气进口位于通过电热球中心的同一水平线上，而液体进口设置在垂直于该水平线的方向上。
6.按权利要求
5所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述定量蒸发装置设有冲洗管路，所述冲洗管路一端与液体流量控制器的下部连通，其另一端与气体流量计连接，冲洗管路上设有阀门，用来控制清洗管路的开启或关闭。
7.按权利要求
1-3、5-6任一项所述的定量蒸发装置，其特征在于，还包括液位计，所述液体计与液位罐连通，所述液位计用于显示液体罐中的液位高度。
8.按权利要求
7所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述液体罐外有玻璃罩，玻璃罩用于密封液体罐防止液体罐与外界接触。
9.按权利要求
8所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述电热球外形为球状、圆柱状或长方体状。
10.按权利要求
1-3、5-6、8-9任一项所述的定量蒸发装置，其特征在于，所述液体罐的上部为圆柱形或方柱形，下部锥形过渡，液体罐的底部有排液阀用来排出其中的液体。
专利摘要
本实用新型涉及液体蒸发技术领域：
，特别涉及一种定量蒸发装置。该装置包括液体罐、液体流量控制器、电热球、气源和气体流量计；所述液体罐内装有待蒸发的液体，液体罐下连有液体流量控制器；所述气源用来提供夹带气；所述液体流量控制器通过管路与电热球连接；所述电热球还与气体流量计相连，电热球用于加热流入其中的液体并使液体全部汽化；所述气体流量计位于气源和电热球之间，用来控制夹带气的流量。本实用新型提供的定量蒸发装置，通过采用液体流量控制器和气体流量计准确控制蒸发量，实现了液体蒸发的定量自动化控制，并且本装置结构和工艺简单，易于实施和操控，生产效率高，当蒸发量随工艺要求变化时，重新调整工艺参数也较为简单。
文档编号G21C21/02GKCN202925094SQ201220457286
公开日2013年5月8日 申请日期2012年9月7日
发明者刘马林, 邵友林, 刘兵, 朱钧国, 张秉忠 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan