专利名称：一种变体积的可视高压釜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工设备，尤其涉及一种变体积的可视高压釜。
背景技术：
高压釜在各种化工过程，尤其在超临界流体技术领域的应用十分广泛。目前使用的高压釜大都是固定体积和/或不带视镜的，其缺点是操作灵活性不高，无法观察过程的相态变化，很难掌握过程的进行程度。
在低压条件下，因为对密封的要求不高，变体积的可视釜实现起来比较容易。透明件可以选择普通的石英玻璃，密封件可以选择橡胶等普通材料。但是，在高压(≤40MPa)条件下变体积的可视高压釜实现起来就非常困难，其主要难点在于①透明件的材料选择。普通的石英玻璃作透明件不能承受高压；蓝宝石作透明件虽能承受高压，但价格昂贵。②密封问题。包括活塞的密封和透明件的密封。普通的垫片密封不能承受高压，而且用橡胶作密封材料容易被超临界流体渗透侵蚀而遭到破坏，因此应该选择更好的密封方式和密封材料。专利CN2366172Y曾报道了一种视镜，该视镜用普通的石英玻璃作透明件，用一对中心带孔的碗状体和纯铝垫片作密封件，但它只能承受150bar的压力，应用范围受到限制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供结构简单，可调体积，配备视镜，能够承受400bar高压的一种变体积的可视高压釜。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案它包括釜体、压盖、透明件、活塞轴、活塞位移杆、流体进(出)口、压环、垫片。釜体的水平方向两侧分别开有一个同心的台阶孔与釜体中心的工作腔连通，两端内台阶孔分别安装外圆套密封件、外侧面装有垫片的透明件，两端外台阶孔分别开有螺纹，与开有观察孔的压盖螺纹相配合，压盖压在透明件端面压环上；釜体的竖直方向有一个开有螺纹的孔与釜体中心的工作腔连通，开有螺纹的孔与活塞位移杆螺纹的配合，活塞轴套在活塞位移杆中，活塞轴下端台肩上装有密封件与活塞位移杆下端面配合，活塞轴上端用卡环压在活塞位移杆上端面，釜体工作腔上下分别开有流体进(出)口。
透明件的外圆由内至外依次套有“O”型圈、密封圈、“O”型圈、密封圈、垫圈、压环；透明件外侧面装有垫片与压盖配合；透明件内侧面装有“O”型圈与釜体配合。
活塞轴下端台肩上装有密封件与活塞位移杆下端面配合，其密封件从上至下分别为垫圈、密封圈、“O”型圈、密封圈、垫圈。
透明件为圆柱形的耐压透明材料，为人造石英玻璃；垫片的材料为聚四氟乙烯；“O”型圈的材料为氟橡胶或聚四氟乙烯；垫圈的材料为铜或铝；密封圈的材料为聚四氟乙烯或聚醚醚酮。
本实用新型具有的有益的效果是①所说的高压釜结构简单，易于制作；②所说的高压釜可以承受很高的压力，实验证明该高压釜可以在最高400bar的压力下正常工作；③所说的高压釜体积连续可调，可调体积占到总体积的20％，可以方便地改变釜内流体的压力和密度等状态；④所说的高压釜具有视镜结构，可以方便的观察釜内过程的状态变化和进行情况；⑤所说的高压釜的视镜结构适于各种类型的高压设备，尤其适于超临界流体设备。
本实用新型适用于高压条件下超临界流体萃取、超临界流体反胶束萃取、超临界流体反应和超临界流体快速膨胀等过程的实验室研究；适用于超临界流体法提取少量样品，尤其适于珍稀物质的提取。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为高压釜的整体结构示意图；图2为釜体的结构示意图；图3为压盖的结构示意图；图4为视镜的结构示意图；图5为活塞及密封件的结构示意图。
图中1-釜体，2-压盖，3-透明件，4-活塞轴，5-活塞位移杆，6-流体进(出)口，7-压环，8-垫片，9-“O”型圈，10-垫圈，11-密封圈，12-卡环，13-螺纹。
具体实施方式
如
图1所示，变体积的可视高压釜包括釜体1、压盖2、透明件3、活塞轴4、活塞位移杆5、流体进(出)口6、压环7、垫片8；釜体1的水平方向两侧分别开有一个同心的台阶孔与釜体1中心的工作腔连通，两端内台阶孔分别安装外圆套密封件、外侧面装有垫片8的透明件3，两端外台阶孔分别开有螺纹13，与开有观察孔的压盖2螺纹相配合，压盖2压在透明件3端面压环7上；釜体1的竖直方向有一个开有螺纹13的孔与釜体1中心的工作腔连通，开有螺纹13的孔与活塞位移杆5螺纹的配合，活塞轴4套在活塞位移杆5中，活塞轴4下端台肩上装有密封件与活塞位移杆5下端面配合，活塞轴4上端用卡环12压在活塞位移杆5上端面，釜体1工作腔上下分别开有流体进(出)口6。
如图2所示，对釜体的结构说明如下釜体1的水平方向具有两个中心开孔的同心台阶结构，内台阶的空间用于安装透明件3，外台阶的内壁设有螺纹13，与压盖2上的螺纹相配合；竖直方向具有一个设有螺纹13的孔，与活塞位移杆5的螺纹相配合；釜体1开有流体进(出)口6。
如图3所示，对压盖的结构说明如下压盖3为中间带孔的外六角螺栓，螺纹13与釜体1的台阶内壁的螺纹相配合。
如图4所示，对视镜的结构说明如下透明件3为圆柱形的人造石英玻璃，厚度12～16mm，以确保其机械强度和透光率；透明件3的外围由左至右依次为垫片8、压环7、垫圈10、密封圈11、“O”型圈9、密封圈11和“O”型圈9，各密封件与透明件配合良好。垫片8的材料为聚四氟乙烯，可防止透明件与金属直接接触而损坏；“O”型圈9的材料为氟橡胶或聚四氟乙烯，垫圈10的材料为铜或铝，密封圈11的材料为聚四氟乙烯或聚醚醚酮。
如图5所示，对活塞的结构说明如下活塞轴4和位移杆5通过卡环12联接；位移杆5的外壁设有螺纹，可与釜体1的螺纹相配合，通过旋转位移杆改变活塞的位置可以调节高压釜的体积；活塞下部的密封件由上至下依次为垫圈10、密封圈11、“O”型圈9、密封圈11、垫圈10。
本实用新型的具体工作过程如下釜体1的工作腔中加入表面活性剂，旋紧活塞，从釜体1下方的进口6泵入高压CO2流体，使压力维持在20Mpa，温度恒定在40℃，操作过程中用磁力搅拌器搅拌。通过调节活塞位移杆5的相对位置，使操作压力在20Mpa至30Mpa范围内连续变化。通过透明件3可直接观察压力变化过程中的相态变化，也可通过透明件3与紫外分光光度计耦联实时检测。过程结束后先通过流体出口6排空高压流体，然后打开活塞，取出釜中的残余物料。
权利要求1.一种变体积的可视高压釜，其特征在于包括釜体(1)、压盖(2)、透明件(3)、活塞轴(4)、活塞位移杆(5)、流体进出口(6)、压环(7)、垫片(8)；釜体(1)的水平方向两侧分别开有一个同心的台阶孔与釜体(1)中心的工作腔连通，两端内台阶孔分别安装外圆套密封件、外侧面装有垫片(8)的透明件(3)，两端外台阶孔分别开有螺纹(13)，与开有观察孔的压盖(2)螺纹相配合，压盖(2)压在透明件(3)端面压环(7)上；釜体(1)的竖直方向有一个开有螺纹(13)的孔与釜体(1)中心的工作腔连通，开有螺纹(13)的孔与活塞位移杆(5)螺纹的配合，活塞轴(4)套在活塞位移杆(5)中，活塞轴(4)下端台肩上装有密封件与活塞位移杆(5)下端面配合，活塞轴(4)上端用卡环(12)压在活塞位移杆(5)上端面，釜体(1)工作腔上下分别开有流体进出口(6)。
2.根据权利要求1所述的一种变体积的可视高压釜，其特征在于透明件(3)的外圆由内至外依次套有“O”型圈(9)、密封圈(11)、“O”型圈(9)、密封圈(11)、垫圈(10)、压环(7)；透明件(3)外侧面装有垫片(8)与压盖(2)配合；透明件(3)内侧面装有“O”型圈(9)与釜体(1)配合。
3.根据权利要求1所述的一种变体积的可视高压釜，其特征在于活塞轴(4)下端台肩上装有密封件与活塞位移杆(5)下端面配合，其密封件从上至下分别为垫圈(10)、密封圈(11)、“O”型圈(9)、密封圈(11)、垫圈(10)。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种变体积的可视高压釜，其特征在于透明件(3)为圆柱形的耐压透明材料，为人造石英玻璃；垫片(8)的材料为聚四氟乙烯；“O”型圈(9)的材料为氟橡胶或聚四氟乙烯；垫圈(10)的材料为铜或铝；密封圈(11)的材料为聚四氟乙烯或聚醚醚酮。
专利摘要本实用新型公开了一种变体积的可视高压釜。包括釜体的水平方向两侧分别开有同心的台阶孔与釜体的工作腔连通，两端内台阶孔分别安装外圆套密封件、外侧面装有垫片的透明件，两端外台阶孔与开有观察孔的压盖螺纹配合，压盖压在透明件端面压环上；釜体的竖直方向开有螺纹的孔与釜体的工作腔连通，并与活塞位移杆配合，活塞轴套在活塞位移杆中，活塞轴下端台肩上装有密封件与活塞位移杆下端面配合，上端用卡环压在活塞位移杆上端面，工作腔上下分别开有流体进(出)口。该高压釜以人造石英玻璃为透明件，氟橡胶、聚四氟乙烯和聚醚醚酮为密封件，能承受的最高压力为400bar，能承受的最高温度为80℃，最大可调体积为总体积的20％。该高压釜适用于高压流体领域。
文档编号B01J3/04GK2715835SQ20042002183
公开日2005年8月10日 申请日期2004年4月4日 优先权日2004年4月4日
发明者苏宝根, 杨亦文, 苏云, 任其龙 申请人:浙江大学