[發明專利]一種適用于液態鉛鉍合金氧傳感器校準的實驗裝置

有效

• 申請號: 201410764860.2
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104535719A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 張敏;吳斌;武欣;高勝;黃群英
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;賈玉忠

1.一種適用于液態鉛鉍合金氧傳感器校準的實驗裝置，其特征在于：包括反應罐(6)、熔化罐(11)、回收罐(15)、反應罐與熔化罐連接管道(12)、反應罐與回收罐連接管道(14)、氧傳感器(3)、液位計(2)、反應罐密封蓋(5)、反應罐進氣口(4)、反應罐出氣口(1)、熔化罐進氣口(8)、熔化罐出氣口(9)、熔化罐密封蓋(10)、冷卻管路(13)、加熱絲(7)、齒輪密封件(16)和導軌支架(17)，所述反應罐與熔化罐連接管道(12)和反應罐與回收罐連接管道(14)外壁均同時兼有加熱絲與冷卻管環繞，其中加熱絲與冷卻管并行纏繞管道并貼于其表面，加熱與冷卻更高效地直接作用于管道，通過加熱與冷卻劑冷卻共同作用實現液態鉛鉍在罐體間流通與快速冷卻自密封，替代閥門功能，滿足實驗中不斷更換鉛鉍與穩定運行的需求；

反應罐與熔化罐連接管道(12)外壁包裹加熱絲與冷卻管路控制熔化罐(11)到反應罐(6)間液態鉛鉍的通斷，熔化罐密封蓋(10)上的熔化罐進氣口(8)與熔化罐出氣口(9)通過控制壓入熔化罐(11)氣體將熔化罐(11)內液態鉛鉍壓入到反應罐(6)內，反應罐密封蓋(5)上安裝液位計(2)顯示反應罐(6)內的鉛鉍液位，從而實現反應罐(6)內不同液位控制；同樣反應罐與回收罐連接管道(14)外壁包裹加熱絲與冷卻管路控制回收罐(15)到反應罐(6)間液態鉛鉍的通斷，反應罐(6)內實驗后待處理的鉛鉍在加熱狀態下利用自身重力排放到回收罐(15)內，為保證反應罐(6)內的氣體環境，一般情況下回收罐(15)中的鉛鉍液面需浸沒反應罐與回收罐連接管道(14)出口，加熱絲與冷卻管控制鉛鉍通斷，結合氣體壓力作用、液位計顯示以及鉛鉍自身重力實現鉛鉍充排與在線更換；

反應罐密封蓋(5)上的反應罐進氣口(4)與反應罐出氣口(1)通過控制壓入反應罐(6)氣體將反應罐(6)內液態鉛鉍壓回到熔化罐(11)內，反應罐密封蓋(5)上安裝液位計(2)顯示反應罐(11)內的鉛鉍液位，反應罐與熔化罐連接管道(12)外壁包裹加熱絲與冷卻管路控制熔化罐(11)到反應罐(6)間液態鉛鉍的通斷，從而實現實驗后氧傳感器(3)與液態鉛鉍分離，避免液態鉛鉍冷卻過程應力作用對傳感器探頭損壞以及實現氧傳感器(3)的拆卸；

熔化罐(11)頂部的外置半凹槽螺紋面(24)與熔化罐密封蓋(10)下端的凸起內置螺紋面(25)通過壓緊密封圈(26)實現罐體密封，熔化罐的密封圈(26)螺紋與聚四氟乙烯密封圈密封，滿足200℃工作溫度以及頻繁開蓋需求；反應罐密封蓋(5)與反應罐(6)采取上述與熔化罐相同的密封方式，不同的是反應罐用石墨密封圈，滿足550℃實驗溫度需求，熔化罐與反應罐所用的密封蓋凸起與罐體上端半凹槽螺紋密封的結構中，密封圈外端面與外界空氣接觸，且所用密封圈材料不易與空氣反應，可利用空冷降低密封圈處溫度從而保證其使用溫度并延長使用壽命；

反應罐密封蓋(5)以及熔化罐密封蓋(10)與罐體間的螺紋密封操作通過齒輪密封件(16)與導軌支架(17)實現，反應罐密封蓋(5)以及熔化罐密封蓋(10)與齒輪密封件(16)側面為相互咬合的齒輪結構(18)，齒輪密封件(16)旋轉過程中通過齒輪咬合帶動反應罐密封蓋(5)或者熔化罐密封蓋(10)，實現與對應罐體的密封；

所述的齒輪密封件，包括與導軌支架(17)固定連接的固定端(19)、齒輪密封體(20)、連接桿(21)、扳手密封體(22)以及手搖密封端(23)，固定端(19)通過螺紋固定于導軌支架(17)上，固定端(19)沿著導軌支架(17)滑移選擇反應罐密封蓋(5)與熔化罐密封蓋(10)不同位置的咬合固定；固定端(19)與齒輪密封體(20)通過可旋轉的軸承連接，齒輪密封體(20)實現360°旋轉；扳手密封體(22)與齒輪密封體(20)通過連接桿(21)連接，利用扳手旋轉帶動扳手密封體(22)與齒輪密封體(20)轉動，實現齒輪密封體(20)與反應罐密封蓋(5)以及熔化罐密封蓋(10)的咬合轉動密封；手搖密封端(23)連接在齒輪密封體(20)的邊緣位置，利用轉動力矩實現齒輪密封體(20)與反應罐密封蓋(5)以及熔化罐密封蓋(10)的咬合轉動密封，齒輪密封件(16)結構設計為扳手與手動雙重可選操作，對反應罐密封蓋(5)與熔化罐密封蓋(10)的傳動密封方式在室溫以及高溫工況下均適用，非接觸式的密封操作更具安全性。