一种精确控制氧含量的高温水蒸汽氧化实验装置的制造方法_3

文档序号:8786365阅读:来源:国知局
生料带辅助密封连接。因为水蒸汽发生器13出来的水蒸汽温度和高温管式炉16内的温度有较大偏差,进气盘管使流经的水蒸汽进一步加热到实验温度。通过耐高温生料带的辅助密封,进一步提高封头17和石英管19连接处的密封性能。
[0067]本实施例中,石英管19中还设置有热电偶20和试样18。热电偶20用于测量石英管19中的实验温度,将温度信号传输到管式炉温度控制器,并通过管式炉温度控制器控制高温管式炉16的加热功率。把热电偶20设置在石英管19中的好处是测量所得的温度就是实验温度,避免了把热电偶20设置在高温管式炉16中引起的测量温度与实际实验温度偏差。
[0068]本实用新型工作时,先将储水罐I中的水化学参数调节到实验要求。然后,依次打开第十一手动阀111,开启液位控制器10、电子调温电热套14和高温管式炉16。水蒸汽发生器13中产生的水蒸汽随管路通入石英管19中,并经过进一步加热后与试样18接触,最后进入排气装置21中。该水蒸汽氧化实验装置中的实验温度和水蒸汽中的氧含量是精确控制的。
[0069]储水罐I中的蒸馏水体积可通过储水罐液位计22读出。储水罐液位计22采用石英玻璃制成。
[0070]本实用新型中的水蒸汽发生器13、石英管19及相关管路可通过阀门调节,实现通入氮气或氩气和真空泵15抽气两种方式除氧,而且真空泵15可单独对水蒸汽发生器13和石英管19进行抽气。
[0071]本实用新型中,控制系统包括水化学参数控制系统、自动液位控制器10、蒸汽温度控制器和管式炉温度控制器,水化学参数控制系统分别与PH探头7、溶解氧探头8、电导率探头9、第一电磁阀201和第二电磁阀202连接,并且通过计算机程序进程控制;自动液位控制器10分别与液位上限探头11和液位下限探头12连接,管式炉温度控制器分别连接高温管式炉16和热电偶20。
[0072]本实用新型的控制方式如下:
[0073](I)控制系统控制水泵2的开启与关闭;
[0074](2)pH探头7、溶解氧探头8、电导率探头9将测量得到的电流信号输入水化学参数控制系统中,转换成数字信号后输入计算机中,并在计算机上进行显示和记录;
[0075](3)第三电磁阀203的开启与关闭可手动进行控制,也可以通过液位控制器10进行自动控制;
[0076](4)热电偶20测得的温度信号输入到管式炉温度控制器中,管式炉温度控制器控制高温管式炉16的加热功率;
[0077](5)溶解氧探头8将电流信号传至控制系统的输入端;控制系统的输出端控制氮气/氩气第一电磁阀201和氧气第二电磁阀202 ;计算机自动控制程序根据实测的溶解氧含量与系统中预先设定的溶解氧含量之差来分别控制氮气/氩气第一电磁阀201或氧气第二电磁阀202的开关量大小。
[0078]本实用新型精确控制氧含量的高温水蒸汽氧化实验装置操作部分可分为两部分,第一部分是系统参数的设定和调整部分,第二部分是实验操作部分。分别如下:
[0079]第一部分:系统参数的设定与调整部分(默认系统中各个阀门起始均为关闭状态)
[0080](I)打开第二手动阀102,通过微型抽水泵往储水罐I中注入蒸馏水,体积在储水罐I容积的1/2到2/3之间;
[0081](2)关闭第二手动阀102,并在第二手动阀102的进口利用卡套接到氮气/氩气气瓶,缓慢打开气瓶上的气阀直至气阀的出口压力示数为0.15MPa时,停止气阀的调节;
[0082](3)缓慢打开第二手动阀102,根据储水罐I上安装的压力表4读数调节安全阀5的大小,然后关闭第二手动阀102 ;
[0083](4)将氮气/氩气气瓶上的气阀出口管路通过卡套连接到第一手动阀101和第一电磁阀201的共同入口处;
[0084](5)关闭第一手动阀101,打开第三手动阀103 ;根据实验要求,结合压力表4示数,缓慢调节减压阀23;
[0085](6)依次打开第五手动阀105、第六手动阀106、第七手动阀107、第九手动阀109和第十手动阀110 ;
[0086](7)打开装置总电源,给控制系统各部分通电;
[0087](8)调整液位上限探头11和液位下限探头12在水蒸汽发生器13中的位置,并和自动液位控制器10连接,设定自动液位控制器10的工作模式;
[0088](9)打开第十一手动阀111并手动开启第三电磁阀203,将蒸馏水注入水蒸汽发生器13中,使水位介于液位上限探头11和液位下限探头12之间;
[0089](10)将热电偶20设置在石英管19中,并将实测的温度传输至高温管式炉16的温度控制器中;根据系统的加热特性,采用自整定模式得出合理的加热曲线。
[0090]第二部分:实验操作部分(默认系统中各个阀门起始均为关闭状态)
[0091](I)打开第二手动阀102,第三手动阀103和减压阀23,往储水罐I中注入蒸馏水,注入的蒸馏水体积在储水罐I容积的1/2到2/3之间;
[0092](2)将试样18准备好放入石英管19中,用封头17将石英管19密封,并用耐高温生料带辅助缠结;
[0093](3)若循环的蒸馏水中有大颗粒杂质则选择打开第六手动阀106和第七手动阀107,关闭第八手动阀108 ;若循环的蒸馏水中没有大颗粒杂质则选择关闭第六手动阀106和第七手动阀107,打开第八手动阀108 ;
[0094](4)依次打开第五手动阀105、第九手动阀109和第十手动阀110 ;
[0095](5)打开水化学参数调节部分总电源,给该部分各个部件通电,并运行自动控制程序,在程序界面上设定溶解氧含量和系统运行时间等参数;
[0096](6)打开水泵2运行系统一段时间,结合自动控制系统,使储水罐I中蒸馏水的溶解氧含量达到实验设定值;
[0097](7)依次打开第十八手动阀118、第十六手动阀116、第十五手动阀115、第十三手动阀113、第十二手动阀112和第一手动阀101,给水蒸汽发生器13和石英管19中通入氮气或氩气除氧;
[0098](8)依次关闭第十二手动阀112、第十六手动阀116和第十七手动阀117,打开第十四手动阀114和真空泵15 ;
[0099](9)关闭第十四手动阀114、真空泵15,打开第十二手动阀112 ;
[0100](10)依次关闭第一手动阀101、第十二手动阀112,打开第十六手动阀116 ;
[0101](11)手动打开第三电磁阀203并缓慢打开第十一手动阀111,使蒸馏水缓慢注入水蒸汽发生器13中;
[0102](12)联动调整电子调温电热套14的加热功率、自动液位控制器10、液位上限探头11,液位下限探头12,第三电磁阀203和第十一手动阀111,使水蒸汽发生器13出汽稳定;
[0103](13)打开高温管式炉16的加热电源开关,并用管式炉温度控制器对其加热功率进行控制;
[0104](14)实验结束后,依次关闭高温管式炉16的加热开关、电子调温电热套14的加热开关、自动液位控制器10的开关和第十一手动阀111 ;
[0105](15)关闭溶解氧含量调节部分的控制系统和各个阀门;
[0106](16)待石英管19
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