[发明专利]内置柔性反应腔的高温高压试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高温高压水岩反应的试验平台，具体说是一种内置柔性反应腔的高温高压试验平台。

背景技术

水岩反应是指在地质作用过程中，水溶液与矿物岩石间物质成分的相互交换作用的化学反应。为了在实验室条件下模拟水岩反应，需要形成高温高压无污染的环境，目前在开展水岩反应研究时所采用的实验装置多为常规反应釜，主要存在如下问题：

（1）一般的反应釜为了达到较好的高温密封效果，反应釜的容积往往是固定的，反应过程中只能控制实验的反应温度，反应腔的压力值无法控制。从室温升高到反应温度过程中，反应液的热膨胀使得反应腔内部的压力急剧上升，由于压力无法调控使得反应过程存在一定的危险性。

（2）一般的反应釜不能在反应的过程中对液体样品进行实时取样分析，只能在反应过程结束后才将样品取出进行分析，不便于科研工作的开展。

（3）国外进行水岩反应的柔性反应釜可实时对样品进行取样分析，但其柔性反应腔是用纯金制成的，体积小，成本高。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种适用于水岩反应的内置柔性反应腔的高温高压试验平台。

本发明的内置柔性反应腔的高温高压试验平台，包括水箱、压力调节装置、增压泵、电机、二个截止阀、二个压力表、液体进出管、取样阀、取样管、温度显示装置、热电偶和同轴线装置的柔性反应腔和钛合金外腔、柔性反应腔置于钛合金外腔内，所述的柔性反应腔包括由钛箔带卷焊而成的钛箔腔体，顶盖、黄金密封圈、压盖、连接腔和圆台形接头，顶盖具有中心孔和环形凹槽，连接腔的下端与钛箔腔体的顶端焊接成一体，连接腔的上端有外螺纹，压盖上有内螺纹，压盖压住顶盖与连接腔的上端螺纹拧紧固定，黄金密封圈置于顶盖的环形凹槽内，并与连接腔的上端面相抵，在顶盖的上端设有密封接头，圆台形接头与钛箔腔体的底端焊接成一体；钛合金外腔包括腔体、端盖、第一压环、第一石墨填料环、第二压环、第二石墨填料环和圆柱形密封基体，该密封基体自下而上依次有直径减小的环形平面形成阶梯状，在阶梯上自下而上依次套置第二石墨填料环、第二压环、第一石墨填料环和第一压环，端盖的下端面抵住第一压环的上端面，密封基体的上端穿越端盖，并与端盖上方的螺母通过螺纹连接与腔体紧固在一起，密封基体具有中心孔，并设置有与钛合金外腔连通的液体进出管和热电偶，取样管的一端通过密封基体中心孔置入柔性反应腔顶盖的中心孔内，通过密封接头与顶盖固定，取样管的另一端连接取样阀，热电偶伸出钛合金外腔端与温度显示装置相连，液体进出管伸出钛合金外腔端与第一压力表及第一截止阀的一端连接，第一截止阀的另一端分两路，一路与第二压力表及压力调节装置的一端相连，压力调节装置的另一端与水箱相连，另一路经第二截止阀和连接水箱的增压泵相连，增压泵连接电机，在钛合金外腔的外部套有加热 及保温装置。

上述的取样阀、取样管、柔性反应腔的顶盖、连接腔和圆台形接头均可由纯钛材料制成。

本发明的内置柔性反应腔的高温高压试验平台，外腔采用钛合金可耐400℃温度、40MPa压力，阶梯型石墨填料密封方法拆卸简单，密封可靠。外部加热及保温装置维持了温度的恒定，增压泵和压力调节装置维持反应压力不变。柔性反应腔由钛箔和纯钛材料焊接而成，具有耐高温耐腐蚀的特性，并采用黄金密封圈将柔性反应腔内部与外腔进行隔离。取样管与柔性反应腔相连，可实现实时取样，取样后由于柔性反应腔外部压力不变，所以内部压力也保持不变，保证了取样之后柔性反应腔内部的反应环境不变。

附图说明

图1是内置柔性反应腔的高温高压试验平台的结构示意图；

图2是钛合金外腔的结构示意图；

图3是柔性反应腔的结构示意图。

图中：1.水箱，2.压力调节装置，3.增压泵，4.电机，5.第二截止阀，6.第二压力表，7.第一截止阀，8.液体进出管，9.第一压力表，10.取样阀，11.取样管，12.温度显示装置，13.热电偶，14.加热及保温装置，15. 钛合金外腔外腔，16.柔性反应腔，20.第二石墨填料环，21.第一石墨填料环，22.端盖，23.螺母，24.密封基体，25.第一压环，26.第二压环，30.黄金密封圈，31.密封接头，32.顶盖，33.压盖，34.连接腔，35.钛箔腔，36.圆台形接头。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。