一種多功能腐蝕氣體實驗箱的製作方法
2023-05-30 21:05:51
一種多功能腐蝕氣體實驗箱的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多功能腐蝕氣體實驗箱，符合流動氣體腐蝕試驗要求，可廣泛用於二氧化硫氣體、硫化氫氣體進行單獨或混合氣體等腐蝕氣體試驗；該混合氣體實驗裝置包括壓縮空氣輸送系統、混合氣體輸送系統、實驗箱主體、空調系統、控制系統、殘餘氣體過濾室和保護系統；其在規定容積的箱體內部持續導入一定濃度的混合氣體，使濃度、溫度、相對溼度恆定的情況下對材料或產品進行腐蝕試驗，重現材料或產品在一定時間範圍內所遭受的破壞程度。裝置可以用來考核材料及其防護層的抗混合氣體腐蝕的能力，以及相似防護層的工藝質量比較，也可以用來考核某些產品抗混合氣體腐蝕的能力。
【專利說明】一種多功能腐蝕氣體實驗箱
【技術領域】
[0001]本發明屬於化工實驗設備，涉及一種多功能腐蝕氣體實驗箱。
【背景技術】
[0002]混合氣體實驗主要用於確定工作或貯存的室內環境存在的混合氣體對電工電子產品元件、系統與材料的影響，特別是接觸件與連接件受這些混和氣體腐蝕的影響。混合氣體實驗系統可以分別組裝進一個分系統或裝配成為一個完整的系統，根據流動混合氣體腐蝕系統試驗所給出的信息，能在相互比較耐腐蝕性的基礎上，幫助進行材料、製造工藝和元件設計的選擇。
[0003]流動混合氣體腐蝕系統的設計與結構細節是可選擇的，但試驗系統規定的條件應在其整個工作空間中得到滿足且應符合以下要求:水滴或懸浮顆粒不應送入樣品室；所用的空氣和水應該足夠潔淨，以免影響試驗效果；試驗氣體通過樣品室時，應確保工作空間內試驗條件的一致；氣體分析用的氣體採樣點應在樣品室的工作空間內；所排放的氣體應按照相關的法律條款進行處理；工作空間的界定是:在工作空間內每個點的單個銅片試樣的腐蝕增重最大不超過所有銅片試樣平均腐蝕增重的15%。
[0004]用於混合氣體實驗的設備必須符合流動氣體腐蝕試驗要求，在規定容積的箱體內部持續導入一定濃度的混合氣體，使濃度、溫度、相對溼度恆定的情況下對材料或產品進行腐蝕試驗，重現材料或產品在一定時間範圍內所遭受的破壞程度。系統可以用來考核材料及其防護層的抗混合氣體腐蝕的能力，以及相似防護層的工藝質量比較，也可以用來考核某些產品抗混合氣體腐蝕的能力。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種多功能腐蝕氣體實驗箱，可廣泛用於二氧化硫氣體、硫化氫氣體、二氧化氮氣體、氯氣進行單獨或混合氣體等腐蝕氣體試驗。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]一種多功能腐蝕氣體實驗箱，包括壓縮空氣輸送系統、混合氣體輸送系統、實驗箱主體、空調系統、控制系統、殘餘氣體過濾室和保護系統。
[0008]壓縮空氣輸送系統包括壓縮空氣過濾器、壓縮空氣調壓器、壓縮空氣控制電磁閥、壓縮空氣空氣流量計；從壓縮空氣過濾器出來的壓縮空氣分為三路:一路經壓縮空氣調壓器連接到雙層鋼化玻璃門間的吹氣孔，一路經壓縮空氣調壓器後進入氣體過濾器的鹼液桶，最後一路經壓縮空氣調壓器後進入壓縮空氣控制電磁閥、壓縮空氣經空氣流量計進入腐蝕氣體混合室和混合氣體混合。
[0009]腐蝕氣體輸送系統包括氣源、腐蝕氣體減壓閥、腐蝕氣體調節針閥、腐蝕氣體質量流量計和腐蝕氣體清洗器；
[0010]實驗箱主體分為氣體混合室和樣品箱體；樣品箱體由空調櫃和樣品室構成，空調櫃與空調系統連接；樣品室和空調櫃之間有隔板，隔板上有孔道，樣品室和空調櫃通過孔道連通；氣體混合室採用雙層鋼化玻璃門，兩層鋼化玻璃門之間有吹氣氣孔和吸氣氣孔；第一道鋼化玻璃門採用矽橡膠密封，不使混合氣體外溢；在鋼化玻璃門和第二道防漏鋼化玻璃門之間，下方和兩側有吹氣氣孔，上方有排氣氣孔；排氣氣孔連接到殘餘氣體過濾室的鹼液桶。吹氣氣孔採用壓縮空氣吹氣，即使存在少許的氣體洩漏，洩漏的氣體也會被壓縮空氣吹入吸氣氣孔後進入殘餘氣體過濾室的鹼液桶，保證安全。
[0011]空調系統與空調櫃相連，空調室內溫溼度採用外置式溫溼度空氣調節櫃，有製冷系統、加熱系統、加溼系統，製造出規定溫溼度的環境進入空調室，並在空調室內循環。進入混合室的混合氣體和淨化後的空氣在混合室混合後，進入空調室，在合適的溫溼度環境下進入樣品室的下層，通過樣品室上下層間的氣孔進入樣品室。空調室製冷系統採用的加熱加溼元件是鈦金屬加熱管，耐腐蝕，使用壽命長加熱升溫快，溫溼度分布均勻。系統的製冷系統安裝在系統的底部，主要在夏天使用時起降溫並恆溫和除溼的作用。
[0012]控制系統設計於箱體右側，單獨安裝在獨立的試驗室內，室內不得安放其他系統或儀器。一般系統安置好以後，用玻璃再將系統與操作間隔開，這樣既保證了人員的人身安全，又可以通過玻璃實時監控室內的試驗狀況。其能夠實現以下功能:能夠實現溫溼度自動控制；具有RS-232或RS-485遠程通訊界面，可在電腦上設計程式，監視試驗過程並執行自動開關機等功能；控制各氣體流量；控制各種電磁閥等功能的工作；
[0013]殘餘氣體過濾室包括鹼液霧化室、水汽分離室和活性炭吸附室，能夠在試驗結束之後快速有效地將箱體內殘餘的氣體過濾，餘氣的PH值呈弱鹼性，不會對大氣造成汙染，操作方便。
[0014]機載保護系統採用室內排風系統。操作過程中，人員可能會失誤，將氣體洩出到試驗室內部，這時可以打開室內換氣措施，將室內洩漏的氣體置換出工作室，人員進入室內操作或檢查。為了保險起見，室內還可以安裝各種氣體的洩漏報警儀器。整體系統超溫，風機過熱保護，整體系統欠相/逆相，製冷系統過載，制冷機組超壓，整體系統定時，其它還有漏電、運行指示，故障報警後自動停機等保護。
[0015]混合氣體試驗系統在使用過程中需要用到四種腐蝕性氣體，雖然箱體內需要的濃度非常低，但是我們配備的標準氣體的濃度卻比較高，一旦鋼瓶洩漏很容易對人員造成人身傷害。為了保障人身安全，設計了一套試驗室洩漏報警過濾系統。
[0016]外設的單獨保護系統可以設置在與實驗系統的工作環境中，該單獨保護系統分三部分，洩漏檢測報警器、過濾系統及離心式防腐換氣風機。
[0017]洩漏檢測報警器採用進口電化學氣體感應探頭，連接聲光報警器，一旦檢測到房間內有該種氣體的濃度達到設定值，即聲光報警，並同時觸發過濾系統。過濾系統分為三級過濾，第一級為鹼液中和過濾室，第二級為水汽分離室，第三級為活性炭吸附室。在試驗之前將配置成規定PH值(一般在9-10之間)的鹼液加入鹼液中和過濾室，將可水汽分離的鋼絲球裝進水汽分離室，最後將活性炭裝進活性炭吸附室。過濾系統一旦被觸發後，鹼液中和過濾室內部的一套鹼液霧化系統自動打開，將鹼液霧化並充滿整個過濾室，同時打開的離心式防腐換氣風機從系統內部吸風往外吹，對整個過濾系統就形成了負壓，造成房間內的氣體被強行進入鹼液中和過濾室，再由中和過濾室進入水汽分離室將大部分的水汽凝結成水滴再落入底部的收集器，回到鹼液中和過濾室，最後進入活性炭吸附室再次被活性炭吸附之後排出室外。鹼液中和過濾室內部的鹼液霧化系統利用虹吸原理，使用壓縮空氣，採用玻璃材料一次性成型，耐腐且氣嘴處不易磨損。
[0018]本發明是一種多功能腐蝕氣體實驗箱，適用於對接觸點和連接件進行加速腐蝕試驗，以評定由於受硫燃燒生成物汙染的大氣對對接觸點和連接件的腐蝕作用，滿足標準中規定的二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氯氣腐蝕等氣體單獨試驗或混合試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本系統的試驗流程不意圖。
[0020]圖2是混合氣體腐蝕試驗箱正面圖。
[0021]圖中:1-1三套壓縮空氣調壓器；1_2壓縮空氣過濾器；1_3 二氧化硫氣體；1_4 二氧化氮氣體；1_5硫化氫氣體；1_6氯氣氣體；1_7 二氧化硫氣體減壓閥；1_8 二氧化氮氣體減壓閥；1_9硫化氫氣體減壓閥；1_10氯氣氣體減壓閥；1-11四套腐蝕氣體截留針閥；1_12四套腐蝕氣體質量流量計；1_13四套腐蝕氣體清洗器；1_14電磁閥；1_15空氣品質流量計；1_16壓縮空氣進入兩道玻璃門中間；1_17壓縮空氣進入箱體氣體過濾器；1_18壓縮空氣進入腐蝕氣體混合室；1_19腐蝕氣體混合室；1_20鹼液桶；1-21水汽分離室；1_22活性炭室；1-23廢氣排出室外；1_24溫溼度調節室；1_25加溼器；1_26氣體緩衝板；1_27樣品室；1-28內玻璃門；1-29外玻璃門；1_30循環風輪；1_31加熱器；1_32製冷蒸發器；1-33 M合氣體進入樣品室；1_34循環風機；2-1玻璃門密封條；2-2玻璃門安裝連接件；2-3玻璃門鎖；2-4設備底座；2-5移動定位腳輪；2-6控制操作儀表及開關；2-7密碼安全鎖；
【具體實施方式】
[0022]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的實施例。
[0023]本發明的實驗系統的外殼內膽材料為耐腐蝕型PVC塑料板材，不與二氧化硫氣體、硫化氫氣體二氧化氮氣體、氯氣氣體等待測氣體發生反應，不吸收幾種混合氣體，不影響試驗結果。系統工作時內外壓力平衡，混合氣體在箱體內勻速流動。系統的箱頂採用120度最佳頂角，內壁及其它部位會有冷凝水的產生系統在試驗過程中，冷凝水不會滴落到樣品上影響試驗結果。
[0024]超大的箱門材料為鋼化玻璃，耐腐蝕矽橡膠密封，同樣耐腐蝕、易清洗、無洩露。在試驗過程中可以從外部清楚地觀察到室內的試驗狀況而不影響試驗結果。箱門與箱體採用耐腐矽橡膠強效密封，防止氣體外溢，從而影響試驗結果和腐蝕室內其它系統，甚至可能對試驗操作人員造成的傷害。
[0025]各種輔助配件設施同樣為耐腐蝕型，結構設計合理。超大的箱門材料為雙層鋼化玻璃，耐腐蝕矽橡膠密封，同樣耐腐蝕、易清洗、無洩露。在試驗過程中可以從外部清楚地觀察到室內的試驗狀況而不影響試驗結果。
[0026]箱體加熱採用鈦金屬加熱器，耐腐蝕升溫快，溫溼度分布均勻。
[0027]樣品架按國家標準設計，也可採用掛鈎方式。各種氣體先按照要求配置成所需要的濃度，分別從鋼瓶出來後經過減壓，再經耐腐蝕電磁閥控制由流量計進入混合箱體，之後和空調櫃中的溫溼度空氣一起進入箱體底部的分流管道，均勻地從箱體內穿過。
[0028]系統的製冷系統安裝在系統的空調櫃中，主要起降溫和除溼的作用。
[0029]控制系統設計於箱體右側，操作簡單。特設的腐蝕氣體過濾系統能夠在試驗結束之後快速有效地將箱體內殘餘的氣體過濾，餘氣不會對大氣造成汙染，操作方便。
[0030]如附圖所示，圖中:三套壓縮空氣調壓器1-1、壓縮空氣過濾器1-2、二氧化硫氣體1-3、二氧化氮氣體1-4、硫化氫氣體1-5、氯氣氣體1-6、二氧化硫氣體減壓閥1-7、二氧化氮氣體減壓閥1-8、硫化氫氣體減壓閥1-9、氯氣氣體減壓閥1-10、四套腐蝕氣體截留針閥1-11、四套腐蝕氣體質量流量計1-12、四套腐蝕氣體清洗器1-13、電磁閥1-14和空氣品質流量計1-15，各部分依次連接構成混合氣體輸送系統。
[0031]壓縮空氣分別進入兩道玻璃門中間1-16、進入箱體氣體過濾器1-17、進入腐蝕氣體混合室1-18，腐蝕氣體在混合室1-19混合。
[0032]殘餘氣體進入鹼液桶1-20後再進入水汽分離室1-21，最後進入活性炭室1-22，最後廢氣排出室外1-23。
[0033]溫溼度調節室1-24和1-25加溼器進行溫度調節和控制溫溼度；循環風輪1-30和循環風機1-34提供循環風，保證有不間斷的風力供給。
[0034]加熱器1-31作為加熱設備，製冷蒸發器1-32作為製冷設備。
[0035]氣體緩衝板1-26作為氣體緩衝裝置，內玻璃門1-28和外玻璃門1-29構成雙層玻璃門。
[0036]本發明實施例的實驗四種混合氣體濃度及相關數值:二氧化硫濃度(200—500) X 10^01\701 ；硫化氫濃度:(10 —100) X 10^01\701 ；二氧化氮濃度:200X 10、01\乂01 ；氯氣濃度:(10-20) X 10^01\701 ；採用鋼瓶法，氣體濃度測量通過公式計算體積比的方式，再利用質量流量計計量。
[0037]本發明實施例的控制系統採用1211系列溫溼度及各氣體流量控制儀表，大屏幕-液晶顯示可編程微電腦？10控制3部輸出運行，全進口超大液晶觸控螢幕幕畫面，熒幕操作簡單，程式編輯容易；精度:0.100 (顯示範圍)；解析度:±0丨100 ；感溫傳感器:？！100鉑金電阻測溫體；控制方式:熱平衡調溫調溼方式，所有電器均採用(施耐德)系列產品；溫溼度控制採用1.0+8.8.1？系統同頻道協調控制；具有自動演算的功能，可將溫溼度變化條件立即修正，使溫溼度控制更為精確穩定；控制器操作界面設中英文可供選擇，實時運轉曲線圖可由屏幕顯示具有100組程式每組100段、每段可循環999步驟的容量，每段時間設定最大值為99小時59分資料及試驗條件輸入後，控制器具有螢屏鎖定功能，避免人為觸摸而停機；具有1^-232或1^-485遠程通訊界面，可在電腦上設計程式，監視試驗過程並執行自動開關機等功能；控制器具有螢屏自動屏保功能，在長時間運行狀態下更好的保護液晶屏(使其壽命更長久室內配備各種氣體的數顯防腐氣體質量流量計，自動化控制；配備各氣體減壓閥；進口電磁閥和空氣油水分離器；各種防腐電磁閥；執行元器件:施耐德交流接觸器，小型繼電器，固態繼電器。
[0038]製冷和除溼系統結構如下:壓縮機:全封閉法國泰康1套，使夏天工作時可以保持溫度25度，溼度75% ；製冷方式:風冷；製冷劑:財04八；全系統管路均作通氣加壓48?撿漏測試；
[0039]加溫、降溫系統完全獨立；內螺旋式冷媒銅管；斜率式蒸發器；乾燥過濾器、冷媒流量視窗、修理閥、油分離器、電磁閥、貯液筒均採用進口原裝件。
[0040]氣體從鋼瓶出來後經過減壓後再經針閥到質量流量計，進入腐蝕氣體清洗器，經腐蝕氣體清洗器的液體石蠟油清洗後進入腐蝕氣體混合室，再進進入樣品室的箱體底部的分流管道，均勻地從樣品室上下層間的孔道穿過進入樣品室，和空調櫃中的溫溼度空氣一起循環，之後再進入鹼液桶、水汽分離室、活性炭室，最後出到室外。
[0041]混合氣體經過樣品完成試驗任務後，即從樣品室的上部管道進入殘餘氣體過濾器，過濾器內鹼液霧化室和吸附組合的氣體過濾系統(活性炭室)能夠在試驗結束之後快速有效地將箱體內殘餘的氣體過濾，餘氣的PH值呈弱鹼性，不會對大氣造成汙染，操作方便。箱體內少量的冷凝水被收集後，可以集中處理。
[0042]樣品室內的樣品架結構設計按國家標準，也可採用掛鈎方式，承重量大，試品放置容易。
[0043]系統可以做二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氯氣四種氣體的混合氣體試驗，也可以做其中某一種氣體的單一氣體腐蝕試驗。
[0044]箱體採用進口 PVC塑料板經高溫軟化再冷卻後成型，板與板之間的拼縫經刨銑後成90度直角，再採用高溫焊槍熔化塑料焊絲填補的方法，經冷卻後的焊縫更加牢固，整個箱體的拼縫圓滑平整、箱體結構緊湊，外觀亮澤。
【權利要求】
1.一種多功能腐蝕氣體實驗箱，包括壓縮空氣輸送部分、混合氣體輸送部分、實驗箱主體、空調系統、控制系統、殘餘氣體過濾室和機載保護系統；其特徵在於: 壓縮空氣輸送部分包括壓縮空氣過濾器、壓縮空氣調壓器、壓縮空氣控制減壓閥、壓縮空氣空氣流量計；從壓縮空氣過濾器出來的壓縮空氣分為三路:一路經壓縮空氣調壓器連接到雙層鋼化玻璃門間的吹氣孔，一路經壓縮空氣調壓器後進入氣體過濾器的鹼液桶，最後一路經壓縮空氣調壓器後進入壓縮空氣控制電磁閥、壓縮空氣空氣流量計進入腐蝕氣體混合室和混合氣體混合； 混合氣體輸送部分包括氣源、腐蝕氣體減壓閥、腐蝕氣體調節針閥、腐蝕氣體質量流量計和腐蝕氣體清洗器； 實驗箱主體分為氣體混合室和樣品箱體；樣品箱體由空調櫃和樣品室構成，空調櫃與空調系統連接；樣品室和空調櫃之間有隔板，隔板上有孔道，樣品室和空調櫃通過孔道連通； 空調系統與空調櫃相連，空調室內溫溼度採用外置式溫溼度空氣調節櫃，有製冷系統、加熱系統、加溼系統，製造出規定溫溼度環境進入空調室，並在空調室內循環；進入混合室的混合氣體和淨化後的空氣在混合室混合後，進入空調室，在合適的溫溼度環境下進入樣品室的下層，通過樣品室上下層間的氣孔進入樣品室； 控制系統設計於箱體右側，單獨安裝在獨立的試驗室內，室內不得安放其他系統或儀器；其能夠實現以下功能:能夠實現溫溼度自動控制；具有RS-232或RS-485遠程通訊界面，可在電腦上設計程式，監視試驗過程並執行自動開關機等功能；控制各氣體流量，控制各種電磁閥等功能的工作；殘餘氣體過濾室包括鹼液桶、水汽分離室和活性炭吸附室，能夠在試驗結束之後快速有效地將箱體內殘餘的氣體過濾，餘氣的PH值呈弱鹼性，不會對大氣造成汙染，操作方便；機載保護系統採用室內排風系統和各種氣體的洩漏報警儀器；整體系統超溫，風機過熱保護，整體系統欠相/逆相，製冷系統過載，制冷機組超壓，整體系統定時，其它還有漏電、運行指示，故障報警後自動停機等保護。
2.根據權利要求1所述的混合氣體試驗系統，其特徵在於，氣體混合室採用雙層鋼化玻璃門，兩層鋼化玻璃門之間有吹氣氣孔和吸氣氣孔；第一道鋼化玻璃門採用矽橡膠密封，不使混合氣體外溢；在鋼化玻璃門和第二道防漏鋼化玻璃門之間，下方和兩側有吹氣氣孔，上方有排氣氣孔；排氣氣孔連接到殘餘氣體過濾室的鹼液桶；吹氣氣孔採用壓縮空氣吹氣，即使存在少許的氣體洩漏，洩漏的氣體也會被壓縮空氣吹入吸氣氣孔後進入殘餘氣體過濾室的鹼液桶，保證安全。
3.根據權利要求1或2所述的一種多功能腐蝕氣體實驗箱，其特徵在於，箱體的外殼內膽材料為耐腐蝕型PVC塑料板材，不與二氧化硫氣體、硫化氫氣體、二氧化氮氣體、氯氣氣體等待測氣體發生反應，不吸收幾種混合氣體，不影響試驗結果；系統的箱頂採用120度最佳頂角，內壁及其它部位會有冷凝水的產生系統在試驗過程中，冷凝水不會滴落到樣品上影響試驗結果；箱門材料為鋼化玻璃，耐腐蝕矽橡膠密封；箱體加熱採用鈦金屬加熱器，升溫快，溫溼度分布均勻；樣品架採用掛鈎方式。
【文檔編號】G01N17/00GK104502261SQ201410810302
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月22日 優先權日:2014年12月22日
【發明者】張定虎 申請人:南京五和試驗設備有限公司