专利名称：一体式碱金属载体动态脱附装置的制作方法
技术领域：
本实用新型 提供的一体式碱金属载体动态脱附装置属于化工应用领域，特别应用于碱金属脱附性能研究及测试。
背景技术：
吸附在毛细载体中的碱金属受范德华力和化学键力的作用以比较稳定的形式储存于载体中。为使其在应用前还原，脱附时需要使其离逸吸附界面，需要通过一定手段使其从毛细结构中脱出。国内外对活性炭多孔材料在各种污染物的吸脱附方面研究较多，但对多孔金属载体内的碱金属脱附性能研究技术鲜见报道。由于活性炭与碱金属物理性质与化学性质迥异，故常规装置无法在碱金属脱附过程中应用。基于碱金属低熔点、低沸点、易电离的特性，该材料在空间隐身专用等离子体发生器中得到了研究与应用。由于碱金属的化学性质活泼，极易氧化、燃烧甚至爆炸，直接在空气环境下进行研究与测试对人员及财产安全威胁较大，同时材料氧化会造成其理化性质发生变化，影响使用效果。因此碱金属的脱附过程必须在隔离空气的模拟应用环境中进行。碱金属工质装载到载体材料的毛细结构之中后，其释放过程中的实时流量、流速等指标受释放时的温度、压力及时间因素影响很大。只有通过监测其动态释放参数，才能够完成对等离子体发生器电离效果的研究与控制。
发明内容本实用新型目的是提供一种一体化碱金属载体动态脱附装置，为研究碱金属工质从载体中脱附的流量、流速指标与温度、压力、时间等条件之间的内在关系提供一种模拟测试手段。本实用新型的技术解决方案—体式碱金属载体动态脱附装置，包括真空室、碱金属载体支撑组件、碱金属收集组件、监测组件以及加热组件，所述真空室包括抽真空阀1、用于放置碱金属载体10的热区真空室31、位于热区真空室下方的冷区真空室32、密封法兰，所述热区真空室的下方开口端伸入至冷区真空室且与冷区真空室密封连接，所述冷区真空室的下方开口端与密封法兰2密封连接，所述碱金属收集组件位于冷区真空室内，所述碱金属收集组件包括集流器7以及冷凝器11，所述集流器7包括收集口 71和以及设置在收集口下方且与收集口连通的引流管 72，所述收集口的上方开口端固定在热区真空室的下方开口端，所述冷凝器11设置在引流管的外侧；所述碱金属碱金属载体支撑组件包括用于支撑碱金属载体10的支撑架8，所述支撑架8的下端支撑在收集口 71的内壁上，所述支撑架8的上端伸入至热区真空室；所述监测组件包括放置在密封法兰上的称重器、放置在称重器上的收集杯5、设置在真空室外的显示记录仪13，所述收集杯位于引流管72的正下方，所述称重器与显示记录仪连接，所述加热组件设置在热 区真空室的外侧。上述抽真空阀1设置在密封法兰上。上述称重器为称重传感器4。上述真空室的室壁上设置有泄压阀。本实用新型所具有的优点1、本实用新型的脱附过程全部融合于一个真空舱内，实现了抽真空、加热、碱金属脱附、冷凝、收集、动态称重、记录、显示与控制过程(通过调整加热组件的加热温度控制流量)的一体化。2、本实用新型将真空室分为热区真空室和冷区真空室，热区真空室和冷区真空室适当隔离，避免了高温对位于冷区称重传感器产生影响，提高脱附质量。3、本实用新型将加热组件安装在热区真空室的外侧，防止加热材料及保温材料在高温条件下释放的氧对碱金属的氧化。4、本实用新型实现了脱附过程的动态显示与记录，对监测一定时间内不同温度、 压力条件下碱金属工质的流量与流速提供了技术手段。
图1为本实用新型的结构示意图；其中附图标记为1-抽真空阀，2-密封法兰，3-真空室，31-热区真空室，32-冷区真空室，4-称重传感器，5-收集杯，6-泄压阀，7-集流器，71-收集口，72-引流管，8-支撑架，9-电阻炉，10-碱金属载体，11-冷凝器，12-冷凝管。
具体实施例如图1所示，一体式碱金属载体动态脱附装置，包括真空室、碱金属载体支撑组件、碱金属收集组件、监测组件以及加热组件，真空室包括抽真空阀1、用于放置碱金属载体10的热区真空室31、位于热区真空室下方的冷区真空室32、密封法兰，所述热区真空室的下方开口端伸入至冷区真空室且与冷区真空室密封连接，所述冷区真空室的下方开口端与密封法兰2密封连接，碱金属收集组件位于冷区真空室内，碱金属收集组件包括集流器7以及冷凝器 11，集流器7包括收集口 71以及设置在收集口下方且与收集口连通的引流管72，收集口的上方开口端固定在热区真空室的下方开口端，所述冷凝器11设置在引流管的外侧；所述冷凝器的上端和下端均设置有冷凝管，一端进冷水，一端排热水。碱金属碱金属载体支撑组件包括用于支撑碱金属载体10的支撑架8，所述支撑架 8的下端支撑在收集口 71的内壁上，支撑架8的上端伸入至热区真空室；监测组件包括放置在密封法兰上的称重器、放置在称重器上的收集杯、设置在真空室外的显示记录仪，收集杯位于引流管的正下方，称重器与显示记录仪连接，加热组件设置在热区真空室的外侧。加热组件一般为电阻炉。抽真空阀1设置在密封法兰上。称重器为称重传感器。真空室的室壁上设置有泄压阀。实施例[0029]一体化碱金属载体动态脱附装置的组成包括真空室3分为上下两段，上段为热区真空室，下段为冷区真空室；上段外侧安装有加热组件(药剂、电热炉或感应加热线圈)9，内侧为用于加热碱金属载体10的腔体；冷区真空室与密封法兰2通过0型圈与螺栓形成密封舱；密封法兰2上设置有抽真空阀1、冷凝管12接口与信号线接口 ；集流器7在真空室3内通过螺纹与上段结合在一起，并通过支撑架8将碱金属载体支撑到电阻炉9的加热区；集流器7下方的引流管外侧加装有冷凝器11 ；真空室3内的收集杯5放置在称重传感器4上，称重传感器4连接到位于真空室外的显示记录仪13上。
操作过程在惰性气氛保护下，将含有碱金属工质的载体10装入真空室3内，并通过支撑架 8与集流器7安装到加热区内；将冷凝管12、收集杯5及称重传感器准备好，把真空室3与密封法兰2通过0型圈和螺栓安装到一起；关好泄压阀6，开启抽真空阀1，打开电热炉9，并通过仪表实时显示/记录/控制装置内的真空度、温度、碱金属脱出量、时间等数据；观测显示仪表数据，待碱金属脱附完毕，关闭电热炉与抽真空，在惰性气氛保护下，打开泄压阀6及法兰处的螺栓，开启真空室3，取出脱附出的碱金属及载体，完成脱附过程。本实用新型提供了一种动态脱附的一体化实现装置，并给出了具体的实施方式和操作过程，但本实用新型的保护范围不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本实用新型保护范围内。
权利要求1.一体式碱金属载体动态脱附装置，包括真空室、碱金属载体支撑组件、碱金属收集组件、监测组件以及加热组件，所述真空室包括抽真空阀(1)、用于放置碱金属载体(10)的热区真空室(31)、位于热区真空室下方的冷区真空室(32)、密封法兰，所述热区真空室的下方开口端伸入至冷区真空室且与冷区真空室密封连接，所述冷区真空室的下方开口端与密封法兰(2)密封连接，所述碱金属收集组件位于冷区真空室内，所述碱金属收集组件包括集流器(7)以及冷凝器(11)，所述集流器(7)包括收集口(71)和以及设置在收集口下方且与收集口连通的引流管(72)，所述收集口的上方开口端固定在热区真空室的下方开口端，所述冷凝器(11)设置在引流管的外侧；所述碱金属碱金属载体支撑组件包括用于支撑碱金属载体(10)的支撑架(8)，所述支撑架(8)的下端支撑在收集口(71)的内壁上，所述支撑架(8)的上端伸入至热区真空室；所述监测组件包括放置在密封法兰上的称重器、放置在称重器上的收集杯(5)、设置在真空室外的显示记录仪(13)，所述收集杯位于引流管(72)的正下方，所述称重器与显示记录仪连接，所述加热组件设置在热区真空室的外侧。
2.根据权利要求1所述的一体式碱金属载体动态脱附装置，其特征在于所述抽真空阀(1)设置在密封法兰上。
3.根据权利要求1或2所述的一体式碱金属载体动态脱附装置，其特征在于所述称重器为称重传感器(4)。
4.根据权利要求3所述的一体式碱金属载体动态脱附装置，其特征在于所述真空室的室壁上设置有泄压阀(6)。
专利摘要本实用新型涉及一体式碱金属载体动态脱附装置，包括真空室、碱金属载体支撑组件、碱金属收集组件、监测组件以及加热组件，真空室包括抽真空阀、热区真空室、冷区真空室、密封法兰，热区真空室的下方开口端伸入至冷区真空室，碱金属收集组件包括集流器以及冷凝器，碱金属碱金属载体支撑组件包括用于支撑碱金属载体的支撑架，监测组件包括放置在密封法兰上的称重器、放置在称重器上的收集杯、设置在真空室外的显示记录仪，收集杯位于引流管的正下方，称重器与显示记录仪连接，加热组件设置在热区真空室的外侧。本实用新型为研究碱金属工质从载体中脱附的流量、流速指标与温度、压力、时间等条件之间的内在关系提供一种模拟测试手段。
文档编号G01N33/20GK202210097SQ20112032685
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者何美林, 杨丽清, 王晶宇, 王浩静, 王红飞 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所