六氟化硫性质测定与观察实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于六氟化硫性质测定与观察实验装置，特别涉及的是一种用于六氟化硫温度、压强、体积之间关系性质测定及临界现象观察及临界数据测定的实验装置，属于实验仪器。
【背景技术】
[0002]流体的物性数据，如流体的临界温度、临界压强、临界体积等性质是决定物质液化、汽化等性质的基础数据，流体的温度、压强、体积之间的性质关系是流体的基本性质，是计算流体热力学性质的基础数据，为此需要测定流体的临界性质及流体的温度、压强及体积之间的关系，由于流体的这些物性数据是流体最基本的性质，因而流体的温度、压力、体积测定及临界现象观察实验是很多高校开设的一个实验项目，中国专利CN202599882U公开了二氧化碳临界点及p-v-T关系测量实验台的组成，该实验台主要有实验台主体、恒温循环浴、循环水夹套、活塞式压力源、二氧化碳等组成，其中实验台主体中承压玻璃管与金属部件之间的密封采用填料密封结构，该仪器的实验台主体中涉及到金属部件与充有流体的承压玻璃管之间的密封问题，但该实验台主体存在明显的缺点:一是实验仪器中金属部件与承压玻璃管间密封结构设计不合理，金属部件与承压玻璃管之间使用填料密封，填料一般使用石棉绳，密封效果主要取决于设备安装人员的经验，即使是经验丰富的安装人员，由于实验时填料受力不均衡，出现填料不对称移动或滑移，导致实验装置常常出现液压介质泄漏现象，所用液压介质一般是蓖麻油或高粘度机油，因而习惯上称为漏油现象，部分装置在SMPa时就会出现漏油现象，影响实验的正常进行，随着实验压力提高，漏油现象愈益严重，在压力为1MPa时常常出现严重漏油，实验无法正常进行。二是由于二氧化碳自身性质限制，在室温下进行实验时，观察汽液平衡的温度范围仅有6°C，当使用制冷设备降低温度时，由于空气中水蒸汽凝结在玻璃夹套表面，很难观察到相应的实验现象。
【发明内容】
[0003]为克服上述缺陷，本发明旨在通过实验装置的结构设计及流体的合理选择解决存在的上述问题，为此提出杜绝金属部件与承压玻璃管间因密封结构设计不合理而出现的泄漏问题，第二个目的是使用临界温度高于二氧化碳的流体，以解决汽液平衡观察温度范围窄及水蒸汽冷凝后难于观察实验现象的问题，而且不需要制冷设备，扩大了实验测定范围，保证实验的正常进行。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:将原有的金属部件与承压玻璃管(5)之间的填料密封结构改为O形橡胶密封圈密封结构。其技术特征是:在上部法兰(3)的中心有一个用于在垂直方向固定承压玻璃管(5)方向的圆孔，在上部法兰(3)的表面以此圆孔为中心加工有一个圆形凹槽(2)，圆形凹槽(2)用于放置O形橡胶密封圈(6)，将O形橡胶密封圈(6)装在承压玻璃管(5)上，并放入圆形凹槽(2)中，在上部法兰(3)的上部有压盖(1)，将压盖(I)用螺栓固定在上部法兰(3)上，通过挤压O形橡胶密封圈(6)形成完整的密封结构，杜绝实验台本体的泄漏；承压玻璃管内充装临界温度高于二氧化碳的六氟化硫，以扩大汽液平衡实验数据测定范围。
[0005]O形橡胶密封圈是常用的密封材料很多，所述的O形橡胶密封圈材料优选丁腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚硫橡胶、改性橡胶、复合橡胶等高分子材料，所述O形橡胶密封圈材料包括但不限于上述材料。
[0006]O形密封圈也可由不同材料包覆而成，所述的O形橡胶密封圈包括两种或两种以上材料包覆形成的O形橡胶密封圈。
[0007]O形橡胶密封圈硬度不小于邵氏硬度70度，硬度过小，起不到密封作用，当硬度过大时，可能会损伤承压玻璃管。
[0008]O形橡胶密封圈形状不一，当设计合理时，均能实现密封要求，当使用异形截面O形橡胶密封圈时，用于放置O形橡胶密封圈的圆形凹槽剖面形状与异形截面O形橡胶密封圈截面形状相同。
[0009]实验装置中充填的六氟化硫的纯度要求六氟化硫的体积百分比达到99.999%。
[0010]发明的实验装置的优点是:在压力达到lOMPa，实验设备不会漏油；在室温下进行实验时，不需要制冷设备，观察汽液平衡的温度范围从6°C增加到20°C ;由于六氟化硫的临界压力仅为3.75MPa，实验压力明显降低，实验装置的安全性从源头上得到进一步保证，加上改进的密封结构，保证六氟化硫性质测定与观察实验顺利进行，设备免于维护，可以很轻松的完成实验工作。
【附图说明】
[0011]图1、实验台主体结构示意图。各部件分别是:(I)压盖(2)圆形凹槽(3)上部法兰(4)待测流体(5)承压玻璃管(6) O形橡胶密封圈(7)水银(8)盛水银不锈钢杯(9)液压介质(10)耐压金属容器(11)实验台底座
[0012]图2、圆形截面O形橡胶密封圈
[0013]图3、梯形截面O形橡胶密封圈
[0014]图4、异形截面O形橡胶密封圈
【具体实施方式】
[0015]实施步骤:一种用于加压下流体性质测量的实验台本体由压盖(I)、圆形凹槽
(2)、上部法兰(3)、待测流体(4)、承压玻璃管(5)、O形橡胶密封圈￠)、水银(7)、盛水银不锈钢杯(8)、液压介质(9)、耐压金属容器(10)、实验台底座(11)构成，与恒温循环、活塞式压力源结合用于流体性质的测量，其特征是:在上部法兰(3)的中心有一个用于固定承压玻璃管的圆孔，在上部法兰(3)的表面以此圆孔为中心加工有一个圆形凹槽(2)，圆形凹槽(2)用于放置O形橡胶密封圈￠)，将O形橡胶密封圈(6)装在承压玻璃管上，并放入圆形凹槽(2)中，在上部法兰(3)的上部有压盖(1)，将压盖(I)用螺栓固定在上部法兰(3)上，通过挤压O形橡胶密封圈(6)形成完整的密封结构，杜绝实验台本体的泄漏，承压玻璃管(5)内充装的待测流体(4)是六氟化硫，将安装好的上述实验本体与活塞式压力源相连控制实验压力，通过恒温循环水浴及循环水夹套控制六氟化硫的温度，进行实验。
[0016]实施例1.将圆形凹槽⑵加工成图2所示的O形橡胶密封圈剖面结构时，安装相应的O形橡胶密封圈时，按实施步骤可观察六氟化硫的过热蒸汽、饱和蒸汽、饱和液体、汽液平衡、压缩液体、气体、超临界流体、临界乳光等实验现象，并测定六氟化硫的温度、压力、体积之间的定量关系，在压力达到12MPa不会出现漏油现象，在45°C仍然可以汽液平衡现象并测定汽液数据。
[0017]实施例2.将圆形凹槽⑵加工成图3所示的O形橡胶密封圈剖面结构时，安装相应的O形橡胶密封圈时，按实施步骤可观察六氟化硫的过热蒸汽、饱和蒸汽、饱和液体、汽液平衡、压缩液体、气体、超临界流体、临界乳光等实验现象，并测定六氟化硫的温度、压力、体积之间的定量关系，在压力达到12MPa不会出现漏油现象，在45°C仍然可以汽液平衡现象并测定汽液数据。
[0018]实施例3.将圆形凹槽(2)加工成图4所示的O形橡胶密封圈剖面结构时，安装相应的O形橡胶密封圈时，按实施步骤可观察六氟化硫的过热蒸汽、饱和蒸汽、饱和液体、汽液平衡、压缩液体、气体、超临界流体、临界乳光等实验现象，并测定六氟化硫的温度、压力、体积之间的定量关系，在压力达到12MPa不会出现漏油现象，在45°C仍然可以汽液平衡现象并测定汽液数据。
【主权项】
1.六氟化硫性质测定与观察实验装置的技术特征是实验台本体上部法兰(3)的中心有一个用于在垂直方向固定承压玻璃管(5)方向的圆孔，在上部法兰(3)的表面以此圆孔为中心加工有一个圆形凹槽(2)，圆形凹槽(2)用于放置O形橡胶密封圈(6)，将O形橡胶密封圈(6)装在承压玻璃管(5)上，并放入圆形凹槽(2)中，在上部法兰(3)的上部有压盖(1)，将压盖(I)用螺栓固定在上部法兰(3)上，通过挤压O形橡胶密封圈(6)形成完整的密封结构，承压玻璃管内充装临界温度高于二氧化碳的六氟化硫。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫性质测定与观察实验装置，其特征是O形橡胶密封圈材料是丁腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙稀、聚硫橡胶、改性橡胶、复合橡胶高分子材料。
3.根据权利要求1所述的六氟化硫性质测定与观察实验装置，其特征是O形橡胶密封圈材料包括两种或两种以上材料包覆形成的O形橡胶密封圈。
4.根据权利要求1所述的六氟化硫性质测定与观察实验装置，其特征是O形橡胶密封圈硬度不小于邵氏硬度70度。
5.根据权利要求1所述的六氟化硫性质测定与观察实验装置，其特征是当使用异形截面O形橡胶密封圈时，用于放置O形橡胶密封圈的圆形凹槽剖面形状与异形截面O形橡胶密封圈截面形状相同。
6.根据权利要求1所述的六氟化硫性质测定与观察实验装置，其特征是六氟化硫的纯度要求六氟化硫的体积百分比达到99.999%。
【专利摘要】六氟化硫性质测定与观察实验装置，装置中用于固定承压玻璃管垂直方向的上部法兰表面中心加工有圆形凹槽，承压玻璃管上套有O形橡胶密封圈，利用压盖、法兰表面及承压玻璃管间形成的狭小空间，解决承压玻璃管与实验装置本体金属部件间的密封，使用六氟化硫作为测定介质。其优点是12MPa时实验台本体液压介质不会泄漏，扩大观察并记录汽液平衡实验数据测定范围，降低实验压力，设备免维护。
【IPC分类】G01N25-12
【公开号】CN204462050
【申请号】CN201520025001
【发明人】郑立辉
【申请人】郑立辉, 王敏, 宋光森
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月9日