一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置制造方法
【專利摘要】一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，包括冷凍設(shè)備、保溫筒狀設(shè)備、抽真空設(shè)備、載氣管路及其配套的測控元件；其中冷凍設(shè)備的冷頭密封裝在不銹鋼腔體中，抽真空設(shè)備對腔體與載氣管路抽真空，載氣管路中的吸附室與制冷機的冷頭相連，控溫儀通過緊貼吸附室，溫度傳感器與加熱片安裝在座上。本發(fā)明的優(yōu)點：保證吸附室可在連續(xù)地、可逆地變化；可測得氮氣吸附無法測得的超微孔粉體材料的比表面積、微孔體積、孔徑分布等表面參數(shù)；吸附溫度變化跨越多種氣體的臨界溫度點。
【專利說明】一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及吸附領(lǐng)域，特別涉及了一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]低壓條件下，超臨界吸附的吸附量很小，只有在較高的壓力下才能觀測到明顯的吸附，因此研究超臨界吸附需要采用較高壓力，故對實驗設(shè)備要求較高，這在一定程度上限制了超臨界吸附的研究規(guī)模。在所有的氣體清潔能源中，氫氣的臨界溫度最低，因而對吸附環(huán)境的要求也最高。迄今為止，關(guān)于氫氣吸附的研究大多是基于個別溫度點或小溫度范圍內(nèi)的測量，其原因是缺少可在較寬溫度范圍內(nèi)調(diào)控溫度和壓力變化的低溫恒溫裝置，為了更加全面的掌握氫氣在更低溫度下，在各種儲氫材料的吸附行為，有必要研制可以在更低溫度與更高壓力下進行儲氫測量的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置。
[0004]本發(fā)明提供一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置包括冷凍設(shè)備、保溫筒狀設(shè)備、抽真空設(shè)備、載氣管路及其配套的測控元件；其中冷凍設(shè)備的冷頭密封裝在不銹鋼腔體中，抽真空設(shè)備對腔體與載氣管路抽真空，載氣管路中的吸附室與制冷機的冷頭相連。
[0005]所述的保溫筒狀設(shè)備分為內(nèi)外兩層，外腔為無磁不銹鋼；內(nèi)腔分為上下兩段，上段為不銹鋼環(huán)形密封空腔，下段為制的橢圓型冷屏，上下兩段的接觸面經(jīng)過擠壓平整，緊密貼口 ο
[0006]所述的制冷機的一、冷頭輸出冷量，冷頭通過上蓋板密封裝在不銹鋼腔體內(nèi)，上蓋板與不銹鋼外腔采用膠圈密封。
[0007]所述的上蓋板開出四個不同直徑、貫穿內(nèi)層腔體的孔道，分別是樣品柱導(dǎo)向孔、溫控線路的引出孔、抽真空孔和液氮注入孔，外部連接采用快接卡套式密封。內(nèi)腔上下兩段通過超高真空密封吊裝在上蓋板上。樣品柱外孔口處焊接波紋管式的軟連接，既補償位移又減小應(yīng)力，
所述的載氣管路中處于不銹鋼腔體中的樣品柱和吸附室通過控制閥與室溫中的管路連接，分別采用壓力傳感器和控溫元件測量和控制載氣管路中氣體的壓力和溫度。
[0008]所述的載氣管路中的高、低壓傳感器和吸附室的連接采用并聯(lián)形式，高、低壓傳感器可分別獨自使用測試系統(tǒng)的壓力，并在共同使用時可使系統(tǒng)壓力測試在跨越兩個傳感器的壓力范圍內(nèi)達到相應(yīng)傳感器的精度指標。在氣體測控管路連接真空的管路一端安裝放空閥。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點:
本發(fā)明首次將冷凍設(shè)備與吸附裝置結(jié)合，提供了一套方便實用的低溫變壓吸附系統(tǒng)，與其他吸附裝置相比，該裝置吸附室溫度跨越多種氣體的臨界溫度點，可以較全面的獲取不同氣體在亞臨界和超臨界溫度區(qū)域中吸附、脫附過程的熱力學(xué)與動力學(xué)參數(shù)，特別是能夠獲得氫氣在液氮溫度以下、至今無法研究的吸附與脫附行為。而在液氫溫度的條件下，又可以利用氫氣代替氮氣，完成氮氣吸附無法測得的超微孔粉體材料一系列表面參數(shù)的測定。本裝置采用標準的靜態(tài)容積法，引入的隨機誤差小，所測數(shù)據(jù)準確度高，適用于不同類型的吸附劑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為不同溫度條件下一種市售活性炭在對氫氣的吸附存儲性能曲線圖。

【具體實施方式】
[0011]實施例1
本發(fā)明提供一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置包括冷凍設(shè)備、保溫筒狀設(shè)備、抽真空設(shè)備、載氣管路及其配套的測控元件；其中冷凍設(shè)備的冷頭密封裝在不銹鋼腔體中，抽真空設(shè)備對腔體與載氣管路抽真空，載氣管路中的吸附室與制冷機的冷頭相連。
[0012]所述的保溫筒狀設(shè)備分為內(nèi)外兩層，外腔為無磁不銹鋼；內(nèi)腔分為上下兩段，上段為不銹鋼環(huán)形密封空腔，下段為制的橢圓型冷屏，上下兩段的接觸面經(jīng)過擠壓平整，緊密貼合。內(nèi)腔通過液氮輔助制冷可提供穩(wěn)定在77K的內(nèi)層屏蔽。
[0013]所述的制冷機的一、冷頭輸出冷量，冷頭通過上蓋板密封裝在不銹鋼腔體內(nèi)，上蓋板與不銹鋼外腔采用膠圈密封。
[0014]所述的上蓋板開出四個不同直徑、貫穿內(nèi)層腔體的孔道，分別是樣品柱導(dǎo)向孔、溫控線路的引出孔、抽真空孔和液氮注入孔，外部連接采用快接卡套式密封。內(nèi)腔上下兩段通過超高真空密封吊裝在上蓋板上。樣品柱外孔口處焊接波紋管式的軟連接，既補償位移又減小應(yīng)力，
所述的載氣管路中處于不銹鋼腔體中的樣品柱和吸附室通過控制閥與室溫中的管路連接，分別采用壓力傳感器和控溫元件測量和控制載氣管路中氣體的壓力和溫度。
[0015]實際操作中，載氣管路中氣體的最高壓力由管路上的壓力傳感器的上限所決定，選用不同精度的高、低壓傳感器可以滿足不同吸附測量的動力學(xué)和熱力學(xué)需要。腔體中的吸附室通過樣品柱和閥與常溫環(huán)境中的管路相連接，作為載氣管路一部分的樣品柱是由Φ3Χ0.75mm高壓不銹鋼管制成，圈狀的多層電木緊貼其外部，在加固毛細管的同時也起到導(dǎo)向作用，以保證吸附室能與從冷頭延伸出來的座緊密扣合，并且多層的電木還可以屏蔽上蓋板下部對腔體內(nèi)的熱輻射。吸附室外部做成陽螺紋，與導(dǎo)熱性能優(yōu)越、具有陰螺紋的座很好的銜接，的下端再通過陽螺紋與從冷頭延伸出來的相連接，保證從冷頭出來的冷量充分傳導(dǎo)到吸附室內(nèi)部。
[0016]金屬殼式電阻與陶瓷加熱片緊貼吸附室分別放置在座內(nèi)側(cè)部，通過控溫儀來控制和測量吸附室內(nèi)的溫度變。
【權(quán)利要求】
1.一種通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置包括冷凍設(shè)備、保溫筒狀設(shè)備、抽真空設(shè)備、載氣管路及其配套的測控元件；其中冷凍設(shè)備的冷頭密封裝在不銹鋼腔體中，抽真空設(shè)備對腔體與載氣管路抽真空，載氣管路中的吸附室與制冷機的冷頭相連，控溫儀通過緊貼吸附室，溫度傳感器與陶瓷加熱片安裝在座上。
2.按照權(quán)利要求1所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的不銹鋼腔體分為內(nèi)外兩層，外腔由無磁不銹鋼制成，內(nèi)部拋光；內(nèi)腔分為上下兩段，上段為具有襯底的不銹鋼環(huán)形空腔，用于裝載液氮，下段為橢圓型冷屏，上下兩段接觸面擠壓平整，通過螺釘緊密貼合。
3.按照權(quán)利要求1所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的制冷機的一、冷頭經(jīng)過不銹鋼上蓋板密封在不銹鋼腔體里，上蓋板與不銹鋼外腔間采用膠圈密封。
4.按照權(quán)利要求3所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的上蓋板存在四個不同直徑、貫穿內(nèi)腔上下的管道，分別作為樣品柱導(dǎo)向孔、溫控線路的引出孔、抽真空孔和液氮注入孔，內(nèi)腔上下兩段通過四個管道中的兩個不銹鋼厚壁粗管道用螺栓吊裝在上蓋板上。
5.按照權(quán)利要求4所述的通過溫度變化實現(xiàn)吸附的裝置，其特征在于:所述的四個管道孔的密封方式為:孔口與外界采用接頭卡套式密封；孔道與內(nèi)層腔體采用超高真空密封，其中，樣品柱導(dǎo)向孔口處焊接可以伸縮自如的波紋管。
【文檔編號】B01D53/04GK104415640SQ201310394540
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】李家波 申請人:李家波