[實用新型]一種高壓流體可視化實驗腔

有效

• 申請號: 202020971070.2
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN212348762U
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳林
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: B01L1/00
• 分類號: B01L1/00;B01L7/00
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張卓

本實用新型提供了一種高壓流體可視化實驗腔，包括觀察腔本體，觀察腔本體上的進樣側安裝進樣側法蘭，進樣側法蘭上設置進樣通道；觀察腔本體上的測量側安裝測量側法蘭，測量側法蘭上設置測量通道，且設有測量傳感器；觀察腔本體的兩個相對側均安裝觀察窗法蘭，觀察窗法蘭上設置藍寶石，觀察腔本體的兩個相對側上對稱設置控溫模塊，觀察腔本體的測量側還設置加熱/冷卻模塊。本實用新型實現了對腔內溫度的實時控制及加熱/冷卻操作，且能承受不低于10MPa的壓力，同時具有方便的進樣通道、測量通道和藍寶石觀察窗，能夠實時觀察內部狀態。

技術領域

本實用新型涉及高壓可視腔研究技術領域，尤其是涉及一種高壓流體可視化實驗腔。

背景技術

高壓流體的可視化研究在能源化工等領域涉及廣泛。例如超臨界流體實驗用可視腔，配合全息干涉測量，被用來研究超臨界流體被加熱到超臨界時流體內部的演化規律。海洋科學中模擬深海極端環境所用到的高壓可視反應腔平臺，用于觀察MgSO4溶液的相分離現象等。又如可以在高壓液體中加入熱致變色液晶觀察研究高壓流體的溫度場。因此，合理設計一個能夠承受一定壓力，能夠方便添加溫度控制，且能可視化觀察內部流體演化規律的可視腔在高壓流體研究上具有重要的指導意義。

目前，已有不少高壓流體研究中設計了高壓可視腔。例如，現有技術中，為了研究臨界流體設計了一種高壓流體可視腔，在一塊金屬上加工出一個方槽，兩面通過石英玻璃及法蘭壓實固定，從而保證內部承壓，并實現可視化。該設計利用N i Cr薄鉑加熱器來加熱內部流體，并且采用三層恒溫箱來保證裝置的溫度恒定。還有一些類高壓可視腔是設計了一個四面可觀察的承壓可視腔來觀察內部高壓流體的溫度場，其在一個回火的壓力腔四面加工了四個窗口，腔室體積為2m l，四個面壓實直徑6mm的藍寶石玻璃，頂部伸入熱電偶用于測溫，底部伸入測壓探頭。另外一部分例如專利(CN107703036A)，提供了一種高溫高壓可視化微觀油藏芯片夾持器及其使用方法，可廣泛應用于微尺度效應研究領域。

但是，上述已有的高壓流體可視化實驗腔大多結構復雜，且大多是針對一個實驗或一類實驗提出的設計，應用范圍受限，不具有普適性。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高壓流體可視化實驗腔，實現對腔內溫度的實時控制及加熱操作，且能承受不低于10MPa的壓力，同時具有方便的進樣通道、測量通道和藍寶石觀察窗，能夠實時觀察內部狀態。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種高壓流體可視化實驗腔，包括觀察腔本體，所述觀察腔本體上的進樣側安裝進樣側法蘭，所述進樣側法蘭上設置進樣通道；

所述觀察腔本體上的測量側安裝測量側法蘭，所述測量側法蘭上設置測量通道，且設有測量傳感器；

所述觀察腔本體的兩個相對側均安裝觀察窗法蘭，所述觀察窗法蘭上設置藍寶石，所述觀察腔本體的兩個相對側上對稱設置控溫模塊，所述觀察腔本體的測量側還設置加熱/冷卻模塊。

在一種優選的實施方式中，所述觀察腔本體為立方體或長方體；所述進樣通道的進樣口采用焊接方式密封固定在所述進樣側法蘭上。

在一種優選的實施方式中，所述加熱/冷卻模塊為立方體，且所述加熱/冷卻模塊的底部高于所述觀察腔本體底部。

在一種優選的實施方式中，所述觀察窗法蘭上開設環形溝槽，所述藍寶石嵌設在所述環形溝槽的外圈中，且與環形溝槽之間設有密封圈。

在一種優選的實施方式中，所述進樣側法蘭、測量側法蘭、觀察窗法蘭與所述觀察腔本體之間的連接處均設有密封圈，且均涂敷密封膠，并采用螺釘固定連接。