[發(fā)明專利]一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210013614.8
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114383933B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章靜;郭保鑫;段子勉;李彬乾;巫英偉;蘇光輝;王明軍;秋穗正;田文喜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/18
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器，其特征在于：包括壓力容器筒體(1)，設(shè)置在壓力容器筒體(1)內(nèi)壁的齒條軌道(11)和平滑軌道(12)；設(shè)置在壓力容器筒體(1)兩端的左端蓋(21)和右端蓋(22),設(shè)置在左端蓋(21)上的氮?dú)獬鋲汗艿?23)；設(shè)置在壓力容器筒體(1)內(nèi)中心位置的試驗(yàn)管道(31)，試驗(yàn)管道(31)分為多段，由法蘭(32)連接，以及試驗(yàn)管道(31)末端的氣體冷卻管道(33)；設(shè)置在試驗(yàn)管道(31)上的三葉支撐架(4)；設(shè)置在試驗(yàn)管道(31)上的空心感應(yīng)加熱線圈(5)，與空心感應(yīng)加熱線圈(5)連接的交流電源(51)和感應(yīng)線圈冷卻水箱(52)；設(shè)置在壓力容器筒體(1)外側(cè)壁上的調(diào)壓管路(6)，與調(diào)壓管路(6)連接的安全閥(61)和調(diào)壓管路阻火器(62)；設(shè)置在壓力容器筒體(1)外側(cè)壁上的氮?dú)獬隹诮庸?7)，與氮?dú)獬隹诮庸?7)連接的第一波紋管截止閥(71)、真空泵(72)、第二波紋管截止閥(73)和氮?dú)獬隹诮庸茏杌鹌?74)；所述氮?dú)獬鋲汗艿?23)將氮?dú)饨?jīng)左端蓋(21)通入壓力容器筒體(1)內(nèi)，使氮?dú)獬錆M整個壓力容器空間，以維持一個穩(wěn)定的高壓環(huán)境，有效防止試驗(yàn)氣體從試驗(yàn)管道逸出；所述三葉支撐架(4)含有三個葉片(41)，其中一個葉片的端部連接電機(jī)(42)，電機(jī)(42)與直齒輪(43)連接，直齒輪(43)與齒條軌道(11)嚙合，另外兩個葉片端部連接滑塊(44)，滑塊(44)直接在平滑軌道(12)上滑動；通過三葉支撐架(4)與壓力容器導(dǎo)軌的嚙合，將試驗(yàn)管道(31)固定在壓力容器筒體中心位置，便于布局實(shí)驗(yàn)段的長度和位置，并進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)；所述空心感應(yīng)加熱線圈(5)由壓力容器外的交流電源(51)供電，空心感應(yīng)加熱線圈(5)主要提供磁場，通過產(chǎn)生的磁感線加熱試驗(yàn)管道(31)；所述空心感應(yīng)加熱線圈(5)內(nèi)部流有冷卻水，冷卻水來源于壓力容器外的感應(yīng)線圈冷卻水箱(52)，用于帶走空心感應(yīng)加熱線圈在產(chǎn)生磁場時附帶的熱量，避免空心感應(yīng)加熱線圈被燒毀；所述試驗(yàn)管道(31)從左端通入試驗(yàn)氣體，經(jīng)過空心感應(yīng)加熱線圈部分纏繞的管道被加熱至預(yù)設(shè)溫度，而后經(jīng)過氣體冷卻管道(33)被冷卻；所述調(diào)壓管路(6)連接的安全閥(61)用于在壓力容器內(nèi)壓力過高時自動減壓；所述氮?dú)獬隹诮庸?7)連接真空泵(72)用于在實(shí)驗(yàn)初始時抽掉壓力容器內(nèi)的空氣，同時在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，對整個壓力容器進(jìn)行安全減壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器，其特征在于：所述壓力容器筒體(1)與左端蓋(21)和右端蓋(22)通過螺栓螺母進(jìn)行密封連接；壓力容器筒體(1)內(nèi)壁設(shè)有三條凹型導(dǎo)軌包括一條齒條軌道(11)和兩條平滑軌道(12)，對實(shí)驗(yàn)管道起支撐作用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器，其特征在于：所述氮?dú)獬鋲汗艿?23)工作溫度不高于室溫25℃，材料選用ODS鋼，從左端蓋(21)底部貫穿入壓力容器筒體(1)內(nèi)，持續(xù)通入低溫高壓氮?dú)狻?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器，其特征在于：所述試驗(yàn)管道(31)材料為鎢管或ODS鋼，有良好的導(dǎo)熱性能；試驗(yàn)管道(31)外需涂敷最高耐溫2000K的納米級保溫材料，一方面對試驗(yàn)管道保溫，避免熱量過度外泄對實(shí)驗(yàn)器材產(chǎn)生更高要求，另一方面保護(hù)空心感應(yīng)加熱線圈避免高溫熔損，維持正常工作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器，其特征在于：所述氮?dú)獬隹诮庸?7)連接的真空泵(72)，抽氣率為40-48m³/h，排出的氮?dú)饬鹘?jīng)第二波紋管截止閥(73)防止氣體逆向回流，再經(jīng)過氮?dú)獬隹诮庸茏杌鹌?74)排至大氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫氣體流動換熱安全壓力容器，其特征在于：所述試驗(yàn)氣體采用氫氣、氦氣或空氣。