溶解釜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种溶解釜，尤其涉及能够在高温高压条件下进行多元体系流体的溶解实验和相平衡研究的溶解釜。
【背景技术】
[0002]物质之间的溶解与相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。研究多元多相体系的平衡与相互溶解程度在化学、化工的科研和生产中具有重要的意义，例如溶解、蒸馏、重结晶、萃取和提纯等方面都要用到相平衡与溶解度参数。
[0003]目前，使用静态测定法来完成高温高压相平衡研究与溶解度测定。但是，利用静态分析法测定溶解度的装置的核心部件是用于溶解的容器，如在常温常压下测定固体或液体物质在水中溶解度的玻璃烧杯，各种与高温高压反应釜类似的密闭金属溶解釜。其中，能够在高温高压条件下进行溶解、反应的容器就只有密闭金属溶解釜。然而，由于密闭金属溶解釜受密封机构的制约，存在以下不足:①高温则不能承受高压，或者高压则不能耐高温，其中所能承受的最高压力也只有30MPa左右；②一般仅涉及到二元体系流体的溶解度测定与相平衡研究，难以满足诸如石油、地层水及天然气这样的三元体系流体共存时相互溶解度的测定；③在溶解平衡取样时，为了确保压力恒定，需要充入高压惰性气体(如氮气)以维持取样时的压力下降，尽管这样能够做到恒温恒压取样，但是外来惰性气体的加入会干扰整个体系的溶解平衡，影响溶解度测定的准确性。
[0004]目前，国内外还没有成熟完善的实验装置能在高温(400°C左右)、超高压(10MPa左右)以及完全封闭体系下(有能量交换没有物质交换的情况下)进行三元体系流体溶解度测定以及相平衡研究的溶解釜。不仅在溶解度测定与相平衡研究中缺少高温超高压的溶解釜，而且在现有的用于多种流体之间进行化学反应的容器中也未见能在高温与超高压条件下进行化学反应的反应爸。
【发明内容】
[0005]为了解决上述部分或全部问题，本发明提供一种溶解釜，能够在高温高压以及完全封闭体系下进行多元体系流体的溶解实验和相平衡研究。
[0006]根据本发明提供了一种溶解釜，包括:釜体，其包括形成有样品室的筒体、密封式嵌入到筒体的第一端内的盖体；第一液压缸,其包括配套使用的第一缸筒和第一活塞。其中第一活塞的端部穿筒体的第二端并与样品室活塞式配合，以用于改变样品室的容积。
[0007]在一个实施例中，该溶解釜还包括:第一密封机构，包括形成在盖体与筒体的接合处的第一密封槽、设在第一密封槽内的第一密封环，以及套接在盖体外并抵靠于第一密封环的第一压环；第二密封机构，包括形成在筒体与第一活塞的接合处的第二密封槽、设在第二密封槽内的第二密封环，以及能作用在第二密封环上的促动构件。其中，促动构件构造成能挤压第二密封环以密封第二密封槽，并带动缸筒沿轴向朝向第一压环运动，从而迫使第一压环挤压第一密封环而密封第一密封槽。
[0008]在一个实施例中，在第一密封槽内，盖体包括构造在盖体的外周上的第一锥形面，而第一密封环包括与第一锥形面相配合的第二锥形面。
[0009]在一个实施例中，第二密封环的径向截面为“U”形，第二活塞或第二密封槽包括能够胀大U形开口端的楔形部。
[0010]在一个实施例中，第一压环包括从嵌入在筒体内的外壁上沿径向延伸的凸起，在第一压环与筒体之间设有定位凸起的定位件。其中，定位件与筒体通过螺纹配合连接。
[0011]在一个实施例中，促动构件包括第二缸筒、抵靠于第二密封环的第二活塞。
[0012]在一个实施例中，第一与第二液压缸采用首尾式相连，第一活塞穿过第二缸筒的内腔和第二活塞并延伸至样品室内。
[0013]在一个实施例中，该溶解爸还包括搅拌机构,其包括从爸体外经盖体延伸至样品室内的搅拌轴、设在搅拌轴上的搅拌件，以及驱动搅拌轴的动力源。
[0014]在一个实施例中，处于样品室内的搅拌轴构造成由多个节依次套接而形成可伸缩的多阶轴，多阶轴的底端与第一活塞可转动地连接，并且在部分或全部节内均设有搅拌件。
[0015]在一个实施例中，所述筒体包括:多个轴向间隔开的进口，以用于分别向所述样品室内引入不同的流体；设在与进口相对一侧的筒体上的且轴向间隔开的多个出口。其中，若干出口的轴向位置分别与搅拌后不同层内的流体相对应。
[0016]在一个实施例中，动力源通过磁力组件来驱动搅拌轴,磁力驱动组件包括与搅拌轴相连的内磁件，以及与动力源相连且间隔开地套在内磁件外的外磁件。
[0017]根据本发明的溶解釜，通过第一液压缸来调整样品室的容积和多阶轴的伸缩程度，保证该溶解釜的搅拌效果，以便加快反应速度或溶解速度。此外，还可以通过第一液压缸调整样品室的容积来实现恒压取样，由此就可以避免向样品室内注入惰性气体，消除了外来惰性气体对整个体系溶解平衡造成的干扰，保证了溶解度测定的准确性。同时，根据本发明的溶解釜，使用第二液压缸来控制第一密封机构和第二密封机构对样品室进行密封，可以有效地保证溶解、反应所需的高压。另外，根据本发明的溶解釜通过箱式热炉来保证样品室内闻温条件。
[0018]根据本发明的溶解釜的结构简单，加工方便，使用安全高效，便于实施推广应用。
【附图说明】
[0019]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0020]图1是根据本发明的溶解釜的结构示意图；
[0021]图2是图1所示A处的局部放大图；以及
[0022]图3是图1所示B处的局部放大图。
[0023]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]图1是根据本发明的溶解釜10的结构示意图。溶解釜10能够在高温高压条件下进行多元体系流体的溶解实验和相平衡研究，所述多元体系流体尤其为由石油、地层水及天然气组成的三元体系流体。本领域技术人员容易理解，该溶解釜10的应用还可以拓展到高温高压的化学反应。
[0026]根据本发明的溶解釜10包括釜体I。釜体I包括管型的筒体2和密封式嵌入在筒体2的第一端2a的盖体3。筒体2包括第一端2a和相对的第二端2b以及形成在两端之间的样品室4。除此之外，筒体2还包括构造在侧壁上的多个轴向间隔开的进口 201，用于向样品室4内注入不同的流体。例如，筒体2包括3个进口 201，分别用于注入石油、地层水和天然气。筒体2还包括设在与进口 201相对一侧的筒体2上的且沿轴向间隔开分布的多个出口 202。一般情况下，进口 201的数量等于出口 202的数量。多个出口 202的轴向位置分别与搅拌后不同层内的流体相对应，例如分别对应于石油层、水层和气体层。因此，可以分别取出样品室4内的不同流体。
[0027]为了能够向样品室4内提供高温环境，在釜体I外设有部分或完全包裹其的箱式热炉11。该箱式热炉可优选为电炉。箱式热炉的设置和布局属于本领域技术人员熟知的，在此不作详细描述。
[0028]该溶解釜10包括搅拌机构6。搅拌机构6包括从釜体I外经盖体3延伸至样品室4内的搅拌轴601、设在搅拌轴上的搅拌件602。搅拌件602优选为搅拌桨。搅拌轴601由动力源603驱动，其优选为电动机。动力源603可通过固定支架604与盖体3固接。固定支架604还与盖体3固接，便于搅拌轴601顺利旋转。
[0029]在该实施例中，动力源603通过磁力驱动组件605来驱动搅拌轴601。磁力传动组件605包括与搅拌轴601相连的内磁件606，以及与动力源603相连且间隔开地套在内磁件606外的外磁件607。动力源603可以通过外磁件607带动内磁件606旋转，从而带动搅拌轴601旋转。通过这种磁力驱动方式，一方面可以更好地控制搅拌轴601的转速和方向，以提高搅拌效果；另一方面可以通过磁力驱动组件605来隔绝两磁件之间的热传导，从而可以有效避免动力源603出现因高温而导致的受损的情况。
[0030]根据本发明，溶解釜10还包括组合式液压缸组，即第一液压缸8和第二液压缸7。第一液压缸8与第二液压缸7采用首尾式连接，即第一液压缸8的首端8a与第二液压缸7的尾端7b相连。第一液压缸8的第一缸筒802和第二液压缸7的第二缸筒702采用法兰式连接，并且在第二缸筒702内设有与第一缸筒802相配合的第一缸筒前端盖803。第一液压缸8的第一活塞801依次穿过第一缸