一種雷德飽和蒸汽壓測量裝置的製作方法

2024-03-19 20:54:05

專利名稱：一種雷德飽和蒸汽壓測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種飽和蒸汽壓測量裝置，具體涉及一種液體發動機燃料 的飽和蒸汽壓測量裝置。本實用新型的測量裝置採用雷德飽和蒸汽壓測定法測 定液體發動機燃料的飽和蒸汽壓。
技術背景液體發動機燃料的飽和蒸汽壓是評定發動機燃料蒸發強度、起動性能、生 成氣阻的傾向以及運輸保管過程中輕質餾分損失傾向的重要依據。因此，對於 液體燃料的飽和蒸汽壓進行精確測量是非常必要的。對於液體燃料飽和蒸汽壓的測定主要有直接飽和蒸汽壓測定法和雷德飽和 蒸汽壓測定法。對於前者，主要是通過壓力測量裝置直接測定液體燃料在某一 溫度下氣液達到平衡時液相界面上方的飽和氣體壓力。該蒸汽壓測定過程簡單 易行，測量數據能反映油品在特定溫度條件下的揮發程度。然而對於液體發動 機燃料的使用過程來說，僅在某一溫度點上進行燃料揮發性的測定是不合適的， 確切的方法是比較某一溫度區間內的液體揮發性的大小。這種揮發性比較方法 就是雷德飽和蒸汽壓測定法，用雷德法測定的油料飽和蒸汽壓稱為雷德飽和蒸 汽壓。目前對於發動機燃料飽和蒸汽壓的評定方法主要為雷德飽和蒸汽壓。雷德飽和蒸汽壓定義為在雷德飽和蒸汽壓測定儀的空氣室與燃料室的體積比為3. 95 ~ 4. 05、將0 ~ 4°C的液體燃料移至37. 8°C的燃料室達到氣液平衡時空 氣室的最大壓力。我國在1982年確認的GB 257-64標準詳細闡明了雷德飽和蒸汽壓的測量方 法。該標準主要規定了測量油罐車或油庫中油品的準備工作、測定儀器、測定 步驟以及相應的數據修正方法。標準中提到的測量儀器主要由雷德式飽和蒸汽 壓測定器、水浴缸、水銀壓力計、開口式取樣器、玻璃水銀溫度計和玻璃液體 溫度計等組成。測定的主要過程為將0'C左右的液體燃料轉移至測定器的燃料室，然後將燃料室通過活栓與空氣室相連後放入水浴缸內升溫。當升溫到一定 程度時，將測量器顛倒，用力猛烈搖混多次後計數。標準中採用U型玻璃管制得的水銀壓力計，由於空氣室內氣體的開始溫度為室溫而不是38°C,故實驗結果還需要根據公式校正這部分氣體溫差帶來的誤差。該方法主要適用於油罐車 和油庫的簡單化驗分析過程。然而該方法在實際操作過程中存在一定的不足。主要有實驗過程中的人為 因素過多，測量時間比較長，測量程序複雜，實驗人員工作量大，測量數據重 現性差，測量儀容易漏氣等。這些情況的存在使得該方法並不適合於大批量的 精確的飽和蒸汽壓測定場合。在標準的實施使用過程中， 一些雷德飽和蒸汽壓測量儀生產廠家也對其中 的一些功能進行了改進，比如將水銀壓力計更換為緊密壓力表、將飽和蒸汽壓 測量儀上部的橡皮管縮短等，試圖縮短壓力測定上的誤差。然而實驗過程中的 實驗人員工作量並沒有減少，測量程序依然複雜，測量時間仍然很長。 發明內容本實用新型的目的是提供一種能夠快速測定發動機燃料雷德飽和蒸汽壓的 雷德飽和蒸汽壓測量裝置，該裝置對現有的雷德法飽和蒸汽壓測量裝置進行改 進，以進一步提高飽和蒸汽壓測量精度，降低實驗人員的工作量，縮短測量時 間。本實用新型的雷德飽和蒸汽壓測量裝置由恆溫磁力攪拌水洛鍋、壓力測量 裝置和球形平底容器組成，球形平底容器放置在恆溫磁力攪拌水浴鍋中。根據 測定燃料飽和蒸汽壓的大小，確定球形平底容器用玻璃或金屬材質製得。當測定燃料的飽和蒸汽壓低於100kPa時，可以釆用三口平底燒瓶作為測定容器；當 測定燃料的飽和蒸汽壓高過100kPa時，可以採用不鏽鋼或非金屬耐壓材料作為 測定容器。在球形平底容器上設有3個開口，分別為壓力測量裝置安裝口、發動機液體燃料進樣口和測定完畢後的殘液移出口，並分別以壓力測量裝置塞、進口塞 和出口塞密封，其中所述的進口塞和出口塞各包括一個與球形平底容器上的開口配套的橡膠 塞、 一個中空的套管和一個緊固螺母，緊套在套管外面的橡膠塞塞緊在所述的 開口中，套管上部露出橡膠塞的部分設有螺紋，緊固螺母通過螺紋與套管連接， 用於將開口密封，並在緊固螺母與套管之間設有膠皮墊片。套管的中部設有一個凸臺，該凸臺貼緊在橡膠塞的上表面上，套管下方伸出橡膠塞一定的長度。進口塞和出口塞的主要區別是在進口塞的緊固螺母頂部設有一個開孔，開 孔內填充有進樣墊，該進樣墊可以是通用的色譜進樣墊，也可以是其它能經受 幾百次注射器穿透而不漏氣的其他類似墊片。所述的壓力測量裝置塞與球形平底容器上的開口配套，其上連接有壓力測 量裝置。該壓力測量裝置可以是壓力傳感器探頭，也可以是精密壓力表。要求恆溫磁力攪拌水洛鍋的水槽內水溫控制精度不大於0. 5X:，磁力攪拌速 度可控。用於測量雷德飽和蒸汽壓的其他輔助儀器包括注射器2個要求一個帶普通針頭，可以將發動機液體從冰箱內的容器中 抽出，再通過進樣墊注入球形平底容器中。另一個不帶針頭，但要求注射器出 口處連接同直徑的可通過出口塞伸入球形平底容器底部將液體吸走的加長管。空壓吹掃裝置通過空壓吹掃裝置可以將球形平底容器內部的殘留液體吹 掃乾淨。本實用新型雷德飽和蒸汽壓測量裝置的測量過程為1)發動機燃料的取樣和保存過程與GB 257-64標準完全一樣，將樣品放置 到冰箱內冷卻至(TC。為了保證樣品為絕對(TC,亦可將樣品容器完全浸入在冰 水混合物液體內。實驗過程中使用的帶針頭的注射器也需要冷藏至冰箱內。2) 預先確定球形平底容器內液體的進樣量。根據GB 257-64標準，球形平 底容器內的空氣體積與液體燃料體積的比值應等於3.95 - 4.05。這樣液體的進 樣量應為球形平底容器實際容積(包括3個開口內的空隙)的1/5。球形平底容 器實際容積的測定可以採用設法往容器內注滿水再將水倒入量簡中的方法測 量。3) 檢查球形平底容器的氣密性。氣密性的檢查方法為將球形平底容器完全 浸入水中，檢查是否有氣泡冒出，若沒有氣泡冒出，再將球形平底容器充壓後 放置隔夜，以檢查容器封閉的耐久性。4) 開啟恆溫磁力攪拌水洛鍋，將水浴鍋內的水溫調'節至37. 8°C。5) 將球形平底容器上進口塞和出口塞上的緊固螺母擰開並取下，通過開口 用空壓吹掃裝置將球形平底容器內部原有的蒸汽置換乾淨，然後分別蓋上並檸 緊兩個緊固螺母。6) 打開冰箱，在冰箱內用帶針頭的注射器將(TC樣品吸入。然後迅速將注 射器轉移至球形平底容器的進口塞處，扎入進樣墊內將樣品注射到球形平底容 器內。7) 開啟磁力攪拌。8) 當壓力測量裝置上顯示的數值不受時間和攪拌速度的影響，基本維持恆 定時，記錄壓力數值。9) 關.閉磁力攪拌，打開實驗室通風櫥，緩慢打開球形平底容器出口塞上的 緊固螺母，將內部氣體緩慢馳放。10) 關閉恆溫磁力攪拌水洛鍋電源。11) 用帶加長管的注射器從出口塞伸入球形平底容器內部，將液體吸出後轉 移到廢液池內。以特定的洗滌劑清洗球形平底容器內壁和帶針頭的注射器，用 空壓吹掃裝置吹乾容器以待下次使用。與原有的雷德飽和蒸汽壓測定儀比較，本實用新型的雷德飽和蒸汽壓測量1、 採用磁力攪拌的方法，避免了試驗人員快速猛烈混搖笨重的雷德飽和蒸 汽壓測定儀，降低了實驗測定的勞動強度。2、 將原來的活栓密封替換為緊固螺絲加墊片的密封方式，實驗過程更不容 易漏氣。3、 分別使用兩個注射器進行樣品的移入和移出，測定過程更加簡便。4、 將注射器冷卻至與樣品同樣的溫度，並在冷區進行樣品的取樣和定量工 作，再通過進樣墊注射入容器，整個過程幾乎完全避免了冷液揮發至容器外的 可能，測定數據更加準確。5、 釆用數字壓力傳感器直接伸入測定容器內進行即時壓力測量，直接避免 了原有雷德飽和蒸汽壓測定儀的橡膠管暴露在加熱區以外的空氣中，由於蒸汽 冷卻帶來的測量誤差，同時也省去了舊有雷德法清洗壓力表管道的操作，使得 實驗測量更加直接，實驗數據準確性大大提高。


圖l是本實用新型雷德飽和蒸汽壓測量裝置的結構示意圖； 圖2是圖1中進口塞的結構分解圖； 圖3是圖2的A-A剖視圖； 圖4是圖1中出口塞的結構分解圖； 圖5是圖4的A-A剖視圖。
具體實施方式
實施例1本實用新型的雷德飽和蒸汽壓測量裝置結構如圖1所示，由一個恆溫磁力 攪拌水洛鍋1、 一個壓力測量裝置5和一個球形平底容器2組成。球形平底容器2放置在恆溫磁力攪拌水浴鍋1中，恆溫磁力攪拌水洛鍋1-的攪拌子放置在球形平底容器2內。在球形平底容器2上設有3個開口，其中中間為壓力測量裝置5的安裝口，兩邊分別為發動機液體燃料的進樣口和測定完畢後的殘液移出口，並各自使用壓力測量裝置塞4、進口塞3和出口塞6緊密密封。進口塞3和出口塞6的結構如圖2、圖4所示，各由一個與球形平底容器2 上的開口配套的橡膠塞11、 一個套管12、兩個膠皮墊片13和一個緊固螺母14 組成。套管12為中空結構，.其中部設有一個凸臺，凸臺的上方為螺紋結構。套 管12由橡膠塞11的上方插入橡膠塞中，凸臺貼緊橡膠塞的上表面，並由橡膠 塞下方伸出一定的長度。兩個膠皮墊片13套在套管12上，緊固螺母14通過螺 紋擰緊在套管12上，用於將開口密封。出口塞6上的緊固螺母14的頂部如圖5所示，為封閉結構，而進口塞3上 的緊固螺母14的頂部如圖3所示，設有一個開孔，開孔內填充有進樣墊15,該 進樣墊可以是通用的色譜進樣墊，也可以是其它能經受幾百次注射器穿透而不 漏氣的其他類似墊片。壓力測量裝置塞4與球形平底容器2上的開口配套，其上連接有壓力測量 裝置5。該壓力測量裝置可以是壓力傳感器探頭，也可以是精密壓力表。壓力測 量裝置5通過壓力測量裝置塞4直接伸入測定容器內進行即時壓力測量。恆溫磁力攪拌水浴鍋的水槽內水溫控制精度不大於0. 5°C,磁力攪拌速度可控。應用例1本實用新型與傳統雷德飽和蒸汽壓測定儀的試驗誤差比較 由同一個實驗人員分別釆用上海昌吉地質儀器有限公司生產的SYD-257型 雷德飽和蒸汽壓測定儀與本實用新型裝置(採用精密壓力表測量，通過10cm管 道連接到遠端)對同 一 汽油的飽和蒸汽壓進行6組實驗測量比較。SYD-257型雷德飽和蒸汽壓測定儀的測定數據分別為62.0、 60.0、 58.5、 61.9、 60.0、 62. lkPa,平均值為60. 8kPa,標準偏差為3. 30;本實用新型裝置的測定數據分別為61. 0、 60. 9、 60. 5、 60. 8、 60. 2、 60. 8kPa,平均值為60. 7kPa, 標準偏差為0.66。由以上比較可知，與傳統雷德飽和蒸汽壓測定儀比較，本實 用新型裝置的測量數據標準偏差大大降低，數據重現性好。 應用例2本實用新型裝置中數字壓力傳感器與精密壓力表測量數據的比較 由同一個實驗人員在本實用新型裝置上分別採用精密壓力表通過10cm管道連接到遠端測量和採用數字壓力傳感器在近端測量與應用例l相同的油品。其 中釆用精密壓力表的測定數據為應用例1的數據，採用數字壓力傳感器測定的 數據為60.8、 60.9、 60.4、 60.6、 60.8、 60. 4kPa,平均值為60. 7kPa，標準偏差為0.5。由以上比較可知，與精密壓力表相比，採用數字壓力傳感器測定的 飽和蒸汽壓數據標準偏差進一步降低，數據具有較好的重現性。這說明在壓力 較低的情況下，採用數字壓力傳感器在測量精度方面更有優勢。 應用例3本實用新型與傳統雷德飽和蒸汽壓測定儀的測量時間比較 對應用例1中釆用SYD-257型雷德飽和蒸汽壓測定儀測定6組數據的時間 和釆用本實用新型裝置測定6組數據的時間進行了對比，SYD-257測量的總時間 為350min，平均測定一次數據所需時間為59min,本實用新型裝置測量6組數 據的總時間為150tnin,平均測定一次數據所需時間為25min,測量時間大為縮 短。
權利要求1、一種雷德飽和蒸汽壓測量裝置，由恆溫磁力攪拌水浴鍋(1)、壓力測量裝置(5)和一個球形平底容器(2)組成，球形平底容器(2)放置在恆溫磁力攪拌水浴鍋(1)中，在球形平底容器(2)上設有3個開口，並分別以壓力測量裝置塞(4)、進口塞(3)和出口塞(6)密封，其中所述的進口塞(3)和出口塞(6)各包括一個與球形平底容器(2)上的開口配套的橡膠塞(11)、一個中空的套管(12)和一個緊固螺母(14)，緊套在套管(12)外面的橡膠塞(11)塞緊在所述開口中，套管(12)上部露出橡膠塞(11)的部分設有螺紋，緊固螺母(14)通過螺紋與套管(12)連接，用於密封開口；在進口塞(3)的緊固螺母(14)頂部設有一個開孔，開孔內填充有進樣墊(15)；所述的壓力測量裝置塞(4)與球形平底容器(2)上的開口配套，其上連接有壓力測量裝置(5)。
2、 根據權利要求l所述的雷德飽和蒸汽壓測量裝置，其特徵是所述的壓力 測量裝置(5)是壓力傳感器探頭。
3、 根據權利要求l所述的雷德飽和蒸汽壓測量裝置，其特徵是所述的壓力 測量裝置(5)是精密壓力表。
4、 根據權利要求l所述的雷德飽和蒸汽壓測量裝置，其特徵是在緊固螺母 (")與套管(l2)之間設有膠皮墊片(13)。
5、 根據權利要求1所述的雷德飽和蒸汽壓測量裝置，其特徵是在套管(12 ) 的中部設有一個凸臺，該凸臺貼緊在橡膠塞(11)的上表面上。
6、 根據權利要求l所述的雷德飽和蒸汽壓測量裝置，其特徵是所述的套管 U2)下方伸出橡膠塞(11) 一定長度。
專利摘要一種雷德飽和蒸汽壓測量裝置，由恆溫磁力攪拌水浴鍋、壓力測量裝置和球形平底容器組成，在球形平底容器上設有3個開口，並分別以壓力測量裝置塞、進口塞和出口塞密封，壓力測量裝置塞上連接有壓力測量裝置，進口塞和出口塞各包括一個橡膠塞、一個中空套管和一個緊固螺母，橡膠塞緊套在套管外面，套管上部設有螺紋，緊固螺母通過螺紋與套管連接，進口塞的緊固螺母頂部設有一個開孔，開孔內填充有進樣墊。本實用新型的雷德飽和蒸汽壓測量裝置可以進一步提高飽和蒸汽壓測量精度，降低實驗人員的工作量，縮短測量時間。
文檔編號G01N33/22GK201138344SQ20072013831
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月15日 優先權日2007年12月15日
發明者斌 衛, 吳耀曲, 範愉快, 賈廣信 申請人:山西華頓實業有限公司