一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜.pdf

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，包括耐高压外釜，所述外釜包括外釜体，外釜底与外釜盖，所述外釜底设置在所述外釜体底端，所述外釜盖设置在所述外釜体顶端，在所述外釜内部，还设置有内釜，所述内釜包括内釜体与内釜底，所述内釜底设置在所述内釜体底端，所述内釜体分为多个内釜体组部，在所述内釜体外设置有固定装置，所述固定装置将多个内釜体组部紧固连接。本发明所公开的水合物反应釜结构简单合理，操作方便，能够在保证水合物反应的顺利进行确保在水合物反应结束后将水合物样品的快速、完整取出，确保研究者在水合物样品分解前第一时间对水合物样品进行观测，使观测结果准确、可靠。

1.  一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，包括耐高压外釜，所述外釜包括外釜体，外釜底与外釜盖，所述外釜底设置在所述外釜体底端，所述外釜盖设置在所述外釜体顶端，其特征在于：在所述外釜内部，还设置有内釜，所述内釜包括内釜体与内釜底，所述内釜底设置在所述内釜体底端，所述内釜体分为多个内釜体组部，在所述内釜体外设置有固定装置，所述固定装置将多个内釜体组部紧固连接。

2.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：在所述内釜体外壁上，设置有凹槽，所述凹槽方向与内釜体组部连接方向垂直，所述固定装置设置在所述凹槽内。

3.  根据权利要求2所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：所述内釜体组部为两个，为第一内釜体组部与第二内釜体组部，所述第一内釜体组部与第二内釜体组部为两个半圆柱形结构。

4.  根据权利要求2所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：各个内釜体组部为横截面半径相同的圆柱形结构。

5.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：所述凹槽为多个。

6.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：所述固定装置为喉箍。

7.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：在所述外釜底与外釜盖上，设置有通气孔，所述外釜底与外釜盖与外釜体之间，分别设置有密封装置，在所述外釜盖上还设置有电缆连接口。

8.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：所述多个内釜体组部的连接面设置有密封装置，所述内釜体与内釜底之间，设置有密封装置。

9.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于： 所述内釜与外釜均为圆筒状，所述外釜内径不小于所述内釜外径。

10.  根据权利要求1所述的一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，其特征在于：在所述内釜内壁上，设置有隔离膜。

一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜
技术领域
    本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜。
背景技术
目前，进行气体水合物室内模拟实验是天然气水合物资源开发利用和水合物相关应用技术研究的基础，而室内模拟实验装置是进行气体水合物研究的关键，为水合物的应用提供基本数据。由于水合物的形成和稳定需要高压低温环境, 因此在实验室内研究天然气水合物需要苛刻的实验设备。目前现有的水合物实验装置的核心部件就是高压反应釜。高压反应釜的设计特点是高压、低温、可视化。对于水合物在沉积物中的形成过程通常通过两种方式来观测，一种是通过各种测试仪器，间接观测水合物的形成状况和分布特征；另一种方式就是用可视化的反应釜，通过可视化窗口对水合物的形成进行观察，然而，这些方式只能观测到小部分区域或表面的水合物形成状况。而对于大体积的水合物沉积物来说，水合物在沉积物中的分布是不均匀的，所以目前监测手段并不能实际的观察到水合物在沉积物内部的真实情况。这对于水合物在沉积物中的储量预测和状态分布特点研究带来了较大误差和困难。而水合物是在高压低温条件下才能稳定存在。因此直接取样观察就需要把样品暴露在常压条件下，但是在常压条件下如果时间过长，水合物就会发生分解。因此，如果反应釜不具备快速取样的功能的话，就很难实现实际样品的取样和分析。
综合国内外各种水合物高压反应容器,一般都是透明或开有可视化透明窗口，还设有各种进出气液口， 及增压设备。冷却系统一般是液体或空冷恒温浴槽。测试传感器放置于实验反应釜，然后连接管路和增压冷却设备。它们实时显示出实验进行过程中的各个部件位置的运转情况, 主要由压力、温度、光学、声学、电学检测和摄像部分组成。数据采集系统由各种电子设备和微机组成, 实验过程中的各种参数被传输到微机中以供实验人员掌控实验的进程和分析实验结果。
目前的大部分反应釜只能够通过蓝宝石孔观测内部反应过程，这种装置只能看到表面或小部分区域的水合物形成状况和分布特征，而不能实际的观察到水合物在沉积物中的真实情况。同时由于水合物只能在高压低温条件下才能稳定存在，而目前的水合物反应釜不能够快速的将样品完整取出，这也就无法观察到水合物的实际分布状况。
发明内容
为解决现有技术中存在的无法全面观察反应釜中水合物沉积物的真实情况、反应釜取样不方便，导致水合物分解而最终无法对水合物进行观测等技术问题问题，本发明提供了一种能够快速、完整的从反应釜中取出水合物样品的水合物反应釜，使研究者能够对水合物在沉积物中的真实情况进行观测。
本发明的技术效果通过以下技术方案实现：
一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，包括耐高压外釜，所述外釜包括外釜体，外釜底与外釜盖，所述外釜底设置在所述外釜体底端，所述外釜盖设置在所述外釜体顶端，在所述外釜内部，还设置有内釜，所述内釜包括内釜体与内釜底，所述内釜底设置在所述内釜体底端，所述内釜体分为多个内釜体组部，在所述内釜体外设置有固定装置，所述固定装置将多个内釜体组部紧固连接。
优选地，在所述内釜体外壁上，设置有凹槽，所述凹槽方向与内釜体组部连接方向垂直，所述固定装置设置在所述凹槽内。
优选地，所述内釜体组部为两个，为第一内釜体组部与第二内釜体组部，所述第一内釜体组部与第二内釜体组部为两个半圆柱形结构。
优选地，各个内釜体组部为截面半径相同的圆柱形结构。
优选地，所述凹槽为多个。凹槽数量可以根据所述内釜的具体尺寸进行设定。
优选地，所述固定装置为喉箍。
优选地，在所述外釜底与外釜盖上，设置有通气孔，所述外釜底与外釜盖与外釜体之间，分别设置有密封装置，在所述外釜盖上还设置有电缆连接口。
优选地，所述多个内釜体组部的连接面设置有密封装置，所述内釜体与内釜底之间，设置有密封装置。所述密封装置包括密封槽、密封条、密封垫圈等能够起到密封效果的结构及装置。
优选地，所述内釜与外釜均为圆筒状，所述外釜内径不小于所述内釜外径。
优选地，在所述内釜内壁上，设置有隔离膜。所述隔离膜为光滑表面，能够使取样更为快速。
优选地，为了使得反应釜承受高压，外釜体采用大块不锈钢整体加工而成，内釜体根据实验要求不同可以选择不同的材质，可以用不锈钢、塑料、钢化玻璃以及碳纤维材料制成。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的水合物反应釜，具有独特的外釜加内釜的双筒结构，外釜的设置，能够满足水合物反应时需要的耐高压、布设探头、对外连接等基本需求，保证水合物反应的顺利进行；内釜采用多内釜体组部组合结构形式，能够保证在水合物反应结束后将水合物样品的快速、完整取出，保证研究者在水合物样品分解前第一时间对水合物样品进行观测，确保观测结果准确、可靠。本发明结构简单合理，操作方便。
附图说明
图1是本发明公开的水合物反应釜剖面结构示意图；
图2是本发明公开的水合物反应釜第一种内釜结构示意图；
图3为本发明公开的水合物反应釜第一种内釜的第一内釜体组部截面示意图；
图4是本发明公开的水合物反应釜中第二种内釜结构示意图；
图5是本发明公开的水合物反应釜至第二种内釜的第一内釜体组部截面示意图。
其中：1-外釜体，2-外釜盖，3-外釜底，4-内釜体，5-内釜底，6-密封槽，7-密封条，8-螺丝，9-垫圈，10-凹槽，11-喉箍，12-外釜盖密封圈，13-进排气孔，14-电缆连接口，15-冷却液进口，16-外釜底密封圈，17-第一内釜体组部，18-第二内釜体组部，19-连接面，20-密封条，21-接触面，22-密封槽。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本发明技术方案。
实施例1：
如图1所示，一种可以快速非扰动取样的水合物反应釜，包括耐高压外釜，所述外釜为圆筒状，由不锈钢加工而成，容积1.1升，高33cm，内侧直径12cm；外侧直径23cm，所述外釜包括外釜体1，外釜底3与外釜盖2，所述外釜底3与外釜盖2为法兰端盖。所述外釜底3设置在所述外釜体1底端，所述外釜盖2设置在所述外釜体1顶端，所述外釜为圆筒状结构，所述外釜底3与外釜盖2通过螺丝固定在所述外釜体1上。在所述外釜底3与所述外釜体1的接触面上，设置有外釜底密封圈16，在所述外釜盖2与所述外釜体1的接触面上设置有外釜盖密封圈12。在所述外釜底3上，设置有冷却液进口15，在所述外釜盖2上设置有进排气孔13，在所述外釜盖2上，还设置有电缆连接口14。所述外釜耐高压、电缆连接口14的设置能够使外釜布设实验所需的测量温度、压力、电阻率的电缆连接器。外釜能承受较大的10MPa以上压力。
在所述外釜内部，还设置有内釜，所述内釜包括内釜体4与内釜底5，所述内釜底5设置在所述内釜体4底端，通过螺丝固定连接，所述内釜底5与内釜体4通过设置在密封槽6内的密封圈进行密封，所述内釜底为不锈钢材料制成，所述内釜体4上，还设置有不锈钢垫圈9，用以对螺丝进行加固设置。
如图2所示，所述内釜体4分为为第一内釜体组部17与第二内釜体组部18两部分，所述第一内釜体组部17与第二内釜体组部18为两个半圆柱形结构，在第一内釜体组部17与第二内釜体组部18的接触面上，设置有密封条20，所述密封条20设置在所述第一釜体组部17接触面21的密封槽22内（如图3所示）。第一内釜体组部17与第二内釜体组部18能够合并组成一个完整的空心圆柱状结构，即内釜体4。在所述内釜体4外壁圆周方向上，平行设置有三道凹槽10，在凹槽10内设置有喉箍11，用于将第一内釜体组部17与第二内釜体组部18固定连接。在所述内釜内壁上，设置有隔离膜，所述隔离膜为光滑表面，能够使取样更为快速。
在实验前，先将外釜体1与外釜底3固定封闭好，将第一内釜体组部17与第二内釜体组部18拼合在一起（密封槽一定和密封条结合），然后用设置在中间的凹槽10内的喉箍11将第一内釜体组部17与第二内釜体组部18固定，然后再将设置在两边凹槽10内的喉箍11上紧，在内釜底5内表面粘一层电绝缘薄膜，然后将内釜底5与内釜体4用螺丝相连。在内釜中装上被测样品，将内釜放置于外釜内，插好测试电缆接头。最后将外釜上部外釜盖2盖好紧固。在实验结束后，将反应釜内温度降低-8℃，稳定放置一段时间，而后将反应釜中多余的气体快速排出。打开外釜，拔开电缆连接头，将内釜取出，按组装的相反程序将内釜打开，就可以快速取出完整的实验样品，进行后续的研究。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，例如，本发明中所公开的内釜也可以由两个横截面半径相同的圆柱形内釜体组部构成，如图3中所示出的第一内釜体组部17与第二内釜体组部18，在这种实施方式中，凹槽11为沿内釜体4外壁长度方向设置，在第一内釜体组部17与第二内釜体组部18的接触面上，设置有设在密封槽22内的密封圈将第一内釜体组部17与第二内釜体组部18进行密封（如图5所示）。
因此，尽管前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。