可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜制造技术

本申请公开了可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，包括石英毛细管、中部设有凸起腔室的不锈钢管以及高压针阀，凸起腔室两侧开口与不锈钢管连通；石英毛细管的外径略小于不锈钢管的内径，石英毛细管的一端封口且另一端设置开口，石英毛细管设置开口的一端插入不锈钢管内并伸入凸起腔室内部，石英毛细管开口的一端端部设有石英凸起部，石英凸起部填充在凸起腔室内部并将凸起腔室靠近于石英毛细管的一侧开口封堵，石英毛细管外部与不锈钢管的一端端口之间涂覆胶黏剂，不锈钢管远离石英毛细管的一端与高压针阀密封固定连接。本申请的装置可以原位在线研究不同温度压力条件下，监测两种或多种物质的相态变化、相平衡及化学成分的变化过程。

A visible micro high temperature and high pressure quartz capillary equilibrator for pressure measurement

【技术实现步骤摘要】
可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜
本技术涉及可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜。
技术介绍
目前在环境、化工等研究领域，许多实验需在高温高压下进行，但现有的高温高压装置多为不锈钢材质平衡釜。此类平衡釜体积大，结构复杂，操作不便，传质效率低，能耗高，原料消耗大，相态变化及相平衡过程不可见，且不锈钢平衡釜在高温高压下易被腐蚀，维护成本较高，因此在实际应用领域受到了多方面的限制。因此，如果能提供一个制作简便，结构简单，体积可控，操作性强，耐高温耐高压，耐腐蚀，传质和传热效率高的装置，不但可以克服传统方法的缺陷，而且对研究物质在不同温压条件下的相态变化、相平衡及化学成分的变化具有重大的意义。现有技术中，高温高压反应釜通常通过其出口的金属材质的钢管与压力系统连接（压力系统通常包括压力测量装置、不锈钢连接管路、高压气瓶等），但是金属材质的高温高压反应釜存在的缺点是“材质不透明，无法原位在线研究不同温度压力条件下，监测两种或多种物质的相态变化、相平衡及化学成分的变化”。其次，现有技术很少有采用刚性强度较弱的非金属材质的平衡釜进行高温高压反应，这是因为非金属材质的平衡釜与不锈钢管之间的刚性密封连接较为困难。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，本申请的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，可以原位在线研究不同温度压力条件下，监测两种或多种物质的相态变化、相平衡及化学成分的变化。所述的可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于包括石英毛细管、中部设有凸起腔室的不锈钢管以及高压针阀，凸起腔室两侧开口均与不锈钢管连通；所述石英毛细管的外径略小于不锈钢管的内径，石英毛细管的一端封口且石英毛细管的另一端设置开口，石英毛细管设置开口的一端插入不锈钢管内并伸入所述凸起腔室内部，所述石英毛细管开口的一端端部设有向着石英毛细管的径向膨胀的石英凸起部，石英凸起部填充在凸起腔室内部，且所述石英凸起部将所述凸起腔室靠近于石英毛细管的一侧开口封堵，所述石英毛细管外部与所述不锈钢管的一端端口之间涂覆有用于进一步密封的胶黏剂，所述不锈钢管远离石英毛细管的一端与所述高压针阀密封固定连接。所述的可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于所述凸起腔室与不锈钢管一体成型，所述石英凸起部与石英毛细管一体成型。所述的可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于所述石英毛细管外部与不锈钢管内壁之间粘结固定。所述的可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于所述石英毛细管设置封口的一端透明可视。所述的可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于还包括卡套和紧压螺母，所述不锈钢管远离石英毛细管的一端通过卡套和紧压螺母与高压针阀密封固定连接。本申请的有益效果在于：（1）与传统平衡釜装置相比，该平衡釜对材质的要求低，结构简单，进样量少，体积可变，操作性强，便于加工且可以批量制作；本申请采用刚性强度较弱的非金属材质的石英毛细管与不锈钢管进行刚性密封连接，不锈钢管再与高压针阀采用常规的方式进行刚性密封连接，高压针阀再与压力装置系统连接，以向石英毛细管内充入高压的气体。该装置主体可承受500℃高温和60Mpa的压力，且平衡釜内的压力可以通过调整流体进量或温度来调节；（2）对于平衡釜内的物质基本不受限制，能够装填固态、液态、气态或者多种相态的物质的混合，可以是有机物，也可以是无机物；（3）该装置主体体积很小，达到微升级，因此对所研究物质的消耗量很小；（4）该装置由于体积很小，安全系数高，即使发生爆炸，也不会对实验人员和仪器造成伤害；（5）该装置的主体为石英毛细管材质，内径小于1毫米，因此可实现显微放大-录像系统、拉曼光谱进行实时观察、拍摄记录以及原位在线检测分析;（6）该装置不需要取样，不需要破坏体系内已达成的平衡便可对不同温压条件下，物质的相态变化和相平衡进行研究;（7）该装置及内部样品可反复试验，重复利用性高，能获得较丰富的数据且保证其准确性。附图说明图1为本申请的可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜的结构示意图；图中：1-石英毛细管，2-不锈钢管，3-紧压螺母，4-高压针阀。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。实施例：可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，包括石英毛细管1、中部设有凸起腔室的不锈钢管2、高压针阀4、卡套和紧压螺母3，所述石英毛细管1的外径略小于不锈钢管2的内径，石英毛细管1的一端封口且石英毛细管1的另一端设置开口，石英毛细管1一端设置封口的方式为：利用氢氧焰装置将石英毛细管1的一端焊封，并烧去其外层的有机保护层作为可视窗口，由此石英毛细管1设置封口的一端透明可视，通过该可视窗口能够实时观测石英毛细管1内物料反应的相态变化。本申请石英毛细管1与中部设有凸起腔室的不锈钢管2密封固定连接的最终形态为：石英毛细管1设置开口的一端插入不锈钢管2内并伸入所述凸起腔室内部，所述石英毛细管1开口的一端端部设有向着石英毛细管1的径向膨胀的石英凸起部，石英凸起部填充在凸起腔室内部，且所述石英凸起部将所述凸起腔室靠近于石英毛细管1的一侧开口封堵，所述石英毛细管1外部与所述不锈钢管2的一端端口之间涂覆有用于进一步密封的胶黏剂。上述石英毛细管1与不锈钢管2的密封固定连接方式，可按以下步骤进行：取适当长度的不锈钢管，将其置于模具中挤压，使其中间凸起膨胀，得到中部设有凸起腔室的不锈钢管2（由此所述凸起腔室与不锈钢管2一体成型）。取一根内径为0.3mm且外径为1.5mm的石英毛细管，其一端用氢氧焰装置烧去毛细管外层适当长度的有机保护膜并封口，作为原位在线监测的可视窗口；石英毛细管的另一端插入一根直径略小于0.3mm的铁丝，然后将该石英毛细管与铁丝的组合插入不锈钢管2并使石英毛细管的端口刚好置于所述凸起腔室内，用氢氧焰装置加热该凸起腔室处，使得石英毛细管未封口的一端熔融膨胀，当冷却至室温时，在石英毛细管未封口的一端端部形成向着石英毛细管1的径向膨胀的石英凸起部（由此石英凸起部与石英毛细管1一体成型），该石英凸起部填充在所述凸起腔室内部（该石英凸起部将凸起腔室靠近于石英毛细管1的一侧开口封堵并紧密地卡在凸起腔室内部，且该石英凸起部与凸起腔室靠近于石英毛细管1的一侧开口能发生一定程度的粘结，使石英毛细管无法从不锈钢管2内抽出），同时石英毛细管未封口的一端侧部熔融膨胀并粘连在不锈钢管2内壁上（加热熔融完成后随即抽出铁丝，以防冷却至室温后，铁丝粘结固定在石英毛细管1上），当冷却至室温时，所述石英毛细管1未封口的一端侧部与不锈钢管2内壁之间粘结固定。按照上述方式，实现了石英毛细管1与不锈钢管2之间的固定连接，但是为了防止石英毛细管1一端端部的石英凸起部未将所述凸起腔室的入口完全封死密封，以及石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于包括石英毛细管（1）、中部设有凸起腔室的不锈钢管（2）以及高压针阀（4），凸起腔室两侧开口均与不锈钢管（2）连通；所述石英毛细管（1）的外径略小于不锈钢管（2）的内径，石英毛细管（1）的一端封口且石英毛细管（1）的另一端设置开口，石英毛细管（1）设置开口的一端插入不锈钢管（2）内并伸入所述凸起腔室内部，所述石英毛细管（1）开口的一端端部设有向着石英毛细管（1）的径向膨胀的石英凸起部，石英凸起部填充在凸起腔室内部，且所述石英凸起部将所述凸起腔室靠近于石英毛细管（1）的一侧开口封堵，所述石英毛细管（1）外部与所述不锈钢管（2）的一端端口之间涂覆有用于进一步密封的胶黏剂，所述不锈钢管（2）远离石英毛细管（1）的一端与所述高压针阀（4）密封固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.可压力测量的可视微型高温高压石英毛细管平衡釜，其特征在于包括石英毛细管（1）、中部设有凸起腔室的不锈钢管（2）以及高压针阀（4），凸起腔室两侧开口均与不锈钢管（2）连通；所述石英毛细管（1）的外径略小于不锈钢管（2）的内径，石英毛细管（1）的一端封口且石英毛细管（1）的另一端设置开口，石英毛细管（1）设置开口的一端插入不锈钢管（2）内并伸入所述凸起腔室内部，所述石英毛细管（1）开口的一端端部设有向着石英毛细管（1）的径向膨胀的石英凸起部，石英凸起部填充在凸起腔室内部，且所述石英凸起部将所述凸起腔室靠近于石英毛细管（1）的一侧开口封堵，所述石英毛细管（1）外部与所述不锈钢管（2）的一端端口之间涂覆有用于进一步密封的胶黏剂，所述不锈钢管（2）远离石英毛细管（1）的一端与所述高压针阀（4）密封固定连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：金光宇，
申请(专利权)人：金光宇，
类型：新型
国别省市：浙江;33