本發(fā)明涉及驅(qū)替系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

眾所周知，天然氣水合物作為潛在的新能源在全世界受到高度重視，基于水合物應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)也受到越來越多的關(guān)注。氣體水合物是小分子氣體（N₂、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈等）和水在一定的溫度和壓力條件下生成的一種晶體。目前國外已就多種水合物應(yīng)用技術(shù)在石油、化工和環(huán)境保護(hù)等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)行了實驗室研究和工業(yè)化開發(fā)。水合物應(yīng)用技術(shù)在我國的發(fā)展還是剛剛起步，大部分的實驗研究還處于水合物相平衡和動力學(xué)的基礎(chǔ)理論上階段，其中，反應(yīng)容器是水合物各種試驗研究的核心裝置，然而目前的研究重點往往側(cè)重于實驗工藝及方法，對于水合物反應(yīng)容器關(guān)注甚少。隨著水合物應(yīng)用技術(shù)的日益發(fā)展，這種矛盾越來越突出，尤其在水合物生成與分解、水合物相平衡測試及水合物氣體分離等實驗上，反應(yīng)容器呈現(xiàn)出功能單一、實驗周期長、造價昂貴等缺點。

如中國專利號201020002048.3所述的一種變體積攪拌式高壓反應(yīng)釜，包括可變體積部分、固定體積部分和攪拌部分，各部分之間需要以法蘭連接，其特征在于：可變體積部分由于可變腔體、活塞、上堵頭組成，可變腔體為圓筒形，活塞內(nèi)嵌于可變腔體中，液壓活塞口布置在上堵頭，與手動計量泵之間用管線連接，上度同一與活塞之間也液壓介質(zhì)，液壓介質(zhì)通過液壓活塞入口由手動計量泵進(jìn)入活塞上部，氣體的進(jìn)出通道布置在活塞桿上，進(jìn)氣管與壓力傳感器相連，能夠測得反應(yīng)過程中壓力的變化；固定體積部分的固定腔體是與可變腔體同軸的圓形筒，其內(nèi)徑比可變腔體內(nèi)徑小，保證活塞不會下移至固定體積部分與攪板桿碰觸，固定體積部分的下部開宇進(jìn)/出水口，其中下部與上部分貝開有溫度傳感器的插槽；攪拌部分屬于磁耦合攪拌，包括電機(jī)與攪拌桿，攪拌桿裝有兩層攪拌葉，分別布置在液相區(qū)與氣相區(qū)；液壓活塞入口和液壓攪拌入口相通。

目前，國內(nèi)外進(jìn)行水合物實驗研究都采用高壓反應(yīng)釜，一般的高壓反應(yīng)釜分為兩類：固定體積帶機(jī)械攪拌反應(yīng)釜與變體積帶磁子攪拌反應(yīng)釜。固定體積帶機(jī)械攪拌反應(yīng)釜是目前國內(nèi)外應(yīng)用最多的反應(yīng)釜，他組大的缺點在于實驗只能在固定的容器中進(jìn)行，無法改變與反應(yīng)釜體積油管的參數(shù)或者工況來進(jìn)行實驗；另外，實用機(jī)械攪拌往往對電機(jī)的損害很大。變體積帶磁子攪拌反應(yīng)釜是隨著應(yīng)用“壓力搜索法”測試水合物相平衡而使用的，上述的專利的缺點在于磁子不能使氣體、液體良好的接觸，而且水合物生成時，磁子的攪拌就會受到限制，甚至停轉(zhuǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有的水合物高壓反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的體積變化與攪拌同時作用的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)，其創(chuàng)新點在于：該水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)包括：反應(yīng)裝置、手動調(diào)壓裝置和電磁攪拌裝置；手動調(diào)節(jié)裝置和電磁攪拌裝置分別設(shè)置在反應(yīng)裝置的兩端；

所述反應(yīng)裝置包括反應(yīng)筒體、筒體堵頭、攪拌軸和內(nèi)磁鐵空腔堵頭；反應(yīng)筒體為兩端開口的圓柱筒狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)筒體一端外壁設(shè)置有耳板，反應(yīng)筒體的另一端外壁設(shè)置有法蘭；所述筒體堵頭一端通過法蘭與反應(yīng)筒體的法蘭端相連，筒體堵頭沿著軸線方向開有攪拌軸安裝孔；所述攪拌軸安裝在筒體堵頭的攪拌軸安裝孔內(nèi)，攪拌軸一端伸入在反應(yīng)筒體內(nèi)并安裝有攪拌槳，攪拌軸的另一端設(shè)置有內(nèi)磁鐵空腔，；所述內(nèi)磁鐵空腔堵頭安裝在內(nèi)磁鐵空腔的一端對內(nèi)磁鐵空腔進(jìn)行封閉；

所述電磁攪拌裝置包括驅(qū)動電機(jī)、外磁套、外磁鐵和內(nèi)磁鐵；驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)支架安裝在外磁套的旁側(cè)且驅(qū)動電機(jī)的輸出端與外磁套相連；所述外磁套呈階梯軸狀，外磁套上設(shè)置有容納反應(yīng)裝置筒體堵頭端部的容納腔，該容納腔的內(nèi)部端口與內(nèi)磁鐵空腔堵頭之間通過軸承a相連；外磁鐵呈環(huán)形固定在外磁套的內(nèi)壁上；所述內(nèi)磁鐵通過軸承b安裝在內(nèi)磁鐵空腔中且內(nèi)磁鐵與內(nèi)磁鐵空腔之間設(shè)置有一內(nèi)磁鐵保護(hù)套，內(nèi)磁鐵位于外磁鐵形成的環(huán)形磁場中；

所述手動調(diào)壓裝置包括支撐座、固定板、柱塞桿、柱塞、螺桿和導(dǎo)向桿；手動調(diào)壓裝置與反應(yīng)筒體設(shè)置有耳板的一端相連，手動調(diào)壓裝置通過固定板連接在支撐座的一端上，支撐座的另一端與反應(yīng)筒體的耳板相連；固定板垂直于支撐座且固定板與反應(yīng)筒體的耳板平行，固定板的中間設(shè)置有軸承安裝孔；所述導(dǎo)向桿的一端連接在固定板上，另一端連接在反應(yīng)筒體的耳板上，導(dǎo)向桿上設(shè)置有滑套；所述柱塞呈圓柱狀，柱塞上開有密封圈凹槽，柱塞連接在柱塞桿的一端且在柱塞桿的驅(qū)動沿著反應(yīng)筒體的內(nèi)壁往復(fù)運(yùn)動，柱塞上從側(cè)壁向端部開有一呈L型的透氣孔；所述柱塞桿的另一端與導(dǎo)向桿上的滑套相連，柱塞桿沿著軸線方向設(shè)置有螺紋孔；所述螺桿通過軸承組安裝在固定板的軸承安裝孔處，螺桿的一端與柱塞桿的軸線方向設(shè)置的螺紋孔相連，螺桿的另一端安裝上設(shè)置有手柄；通過手柄旋轉(zhuǎn)螺桿驅(qū)動螺桿帶動柱塞桿位移。

進(jìn)一步的，所述柱塞桿的端部與固定板之間設(shè)置有限位塊。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1）通過采用變體積帶磁子攪拌驅(qū)替系統(tǒng)相比于固定體積帶機(jī)械攪拌驅(qū)替系統(tǒng)，改變了原來的試驗只能在固定容器中進(jìn)行，無法改變反應(yīng)釜體積有關(guān)的參數(shù)或工況來進(jìn)行試驗的情況，解決了試驗中因為體積參數(shù)的變化無法通過儀器試驗來得出結(jié)果的問題；

2）采用該驅(qū)替系統(tǒng)能夠使得磁鐵在攪拌反應(yīng)筒體中的氣液混合物時能夠使得氣體和液體良好接觸，且在水合物生成的時候磁子的攪拌不會因為體積的變化而受到限制，可同時作用于氣液混合物；

3）柱塞桿的端部與固定板之間設(shè)置的限位塊，避免了手柄在轉(zhuǎn)動的過程中使得柱塞脫離反應(yīng)筒體的造成水合物泄露的情況出現(xiàn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的剖視圖。

圖2為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的筒體堵頭剖視圖。

圖3為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的柱塞桿剖視圖。

圖4為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的柱塞剖視圖。

圖5為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的攪拌軸剖視圖。

圖6為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的外磁套剖視圖。

圖7為水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)的內(nèi)磁鐵空腔堵頭圖。

如圖1至圖7所示：1、反應(yīng)裝置；11、反應(yīng)筒體；12、筒體堵頭；121、攪拌軸安裝孔；13、攪拌軸；131、內(nèi)磁鐵空腔；14、內(nèi)磁鐵空腔堵頭；15、耳板；16、法蘭；2、電磁攪拌裝置；21、驅(qū)動電機(jī)；22、外磁套；23、外磁鐵；24、內(nèi)磁鐵；25、電機(jī)支架；26、容納腔；27、內(nèi)磁鐵保護(hù)套；3、手動調(diào)壓裝置；31、支撐座；32、固定板；321、軸承安裝孔；33、柱塞桿；331、螺紋孔；34、柱塞；341、密封圈凹槽；342、透氣孔；35、螺桿；351、軸承組；36、導(dǎo)向桿；361、滑套；37、限位塊；4、軸承a；5、軸承b；6、手柄。

具體實施方式

下面的實施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

如圖1至圖7所示的一種水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)，該水合物高壓相平衡反應(yīng)驅(qū)替系統(tǒng)包括：反應(yīng)裝置1、手動調(diào)壓裝置3和電磁攪拌裝置2；手動調(diào)節(jié)裝置3和電磁攪拌裝置2分別設(shè)置在反應(yīng)裝置1的兩端。

反應(yīng)裝置1包括反應(yīng)筒體11、筒體堵頭12、攪拌軸13和內(nèi)磁鐵空腔堵頭14；反應(yīng)筒體11為兩端開口的圓柱筒狀構(gòu)，反應(yīng)筒體11一端外壁設(shè)置有耳板15，反應(yīng)筒體11的另一端外壁設(shè)置有法蘭16；所述筒體堵頭12一端通過法蘭16與反應(yīng)筒體11的法蘭端相連，筒體堵頭12沿著軸線方向開有攪拌軸安裝孔121；所述攪拌軸13安裝在筒體堵頭12的攪拌軸安裝孔121內(nèi)，攪拌軸13一端伸入在反應(yīng)筒體11內(nèi)并安裝有攪拌槳，攪拌軸13的另一端設(shè)置有內(nèi)磁鐵空腔131，攪拌軸13的另一端伸入在筒體堵頭12的內(nèi)磁鐵空腔131中；所述內(nèi)磁鐵空腔堵頭14安裝在內(nèi)磁鐵空腔131的一端對內(nèi)磁鐵空腔131進(jìn)行封閉。

電磁攪拌裝置2包括驅(qū)動電機(jī)21、外磁套22、外磁鐵23和內(nèi)磁鐵24；驅(qū)動電機(jī)21通過電機(jī)支架25安裝在外磁套22的旁側(cè)且驅(qū)動電機(jī)21的輸出端與外磁套22相連；所述外磁套22呈階梯軸狀，外磁套22上設(shè)置有容納反應(yīng)裝置1筒體堵頭12端部的容納腔26，該容納腔26的內(nèi)部端口與內(nèi)磁鐵空腔堵頭14之間通過軸承a4相連；外磁鐵23呈環(huán)形固定在外磁套22的內(nèi)壁上；所述內(nèi)磁鐵24通過軸承b5安裝在內(nèi)磁鐵空腔131中且內(nèi)磁鐵24與內(nèi)磁鐵空腔131之間設(shè)置有一內(nèi)磁鐵保護(hù)套27，內(nèi)磁鐵24位于外磁鐵23形成的環(huán)形磁場中。

手動調(diào)壓裝置3包括支撐座31、固定板32、柱塞桿33、柱塞34、螺桿35和導(dǎo)向桿36；手動調(diào)壓裝置3與反應(yīng)筒體11設(shè)置有耳板15的一端相連，手動調(diào)壓裝置3通過固定板連32接在支撐座31的一端上，支撐座31的另一端與反應(yīng)筒體11的耳板15相連；固定板32垂直于支撐座31且固定板32與反應(yīng)筒體11的耳板15平行，固定板32的中間設(shè)置有軸承安裝孔321；所述導(dǎo)向桿36的一端連接在固定板32上，另一端連接在反應(yīng)筒體11的耳板15上，導(dǎo)向桿36上設(shè)置有滑套361；所述柱塞34呈圓柱狀，柱塞34上開有密封圈凹槽341，柱塞34連接在柱塞桿33的一端且在柱塞桿33的驅(qū)動沿著反應(yīng)筒體11的內(nèi)壁往復(fù)運(yùn)動，柱塞34上從側(cè)壁向端部開有一呈L型的透氣孔342；所述柱塞桿33的另一端與導(dǎo)向桿36上的滑套361相連，柱塞桿33沿著軸線方向設(shè)置有螺紋孔331；所述螺桿35通過軸承組351安裝在固定板32的軸承安裝孔321處，螺桿35的一端與柱塞桿33的軸線方向設(shè)置的螺紋孔331相連，螺桿35的另一端安裝上設(shè)置有手柄6；通過手柄6旋轉(zhuǎn)螺桿35驅(qū)動螺桿35帶動柱塞桿33位移。

柱塞桿33的端部與固定板32之間設(shè)置有限位塊37，避免了手柄6在轉(zhuǎn)動的過程中使得柱塞34脫離反應(yīng)筒體11的造成水合物泄露的情況出現(xiàn)。

本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。