[发明专利]活塞式压力源测定多种流体压强体积温度关系的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流体性质测定与观察的实验装置，特别涉及一种用于流体压强、体积、温度之间关系测定及临界现象观察的实验装置，属于实验教学仪器。

背景技术

流体的压强（P）、体积（V）、温度（T）之间的性质关系是流体的基本性质，是计算流体热力学性质的基础数据，流体的物性数据，如流体的临界温度、临界压强、临界体积等性质是决定物质液化、汽化、压力容器设计等的基础数据，为此需要测定流体的压强、体积温度之间的关系，认识研究流体的临界性质，由于流体的这些物性数据是流体最基本的性质，因而流体的压强、体积、温度间关系测定及临界数据测定受到重视，有了这些性质后，根据热力学关系可以计算流体的其它热力学性质，这些性质在化学、化工、制冷、气体液化、热能利用等方面发挥重要作用。

流体的压强、体积、温度之间关系的测定及临界现象观察是很多高校开设的一个实验项目，中国专利CN202599882U公开了二氧化碳临界点及p-v-T关系测量实验台的组成，该测量实验台主要有实验台本体、恒温循环浴、恒温循环水夹套、活塞式压力源、二氧化碳等组成，但设备中使用压力表校验器作为压力源，压力表校验器一般使用蓖麻油或变压器油作为工作液体，工作液体也就是CN202599882U中所说的液压油，在气温较低时，由于蓖麻油粘度过大，在使用活塞抽油时，往往会有空气从活塞密封件处漏入油缸，也就是工作液体缸，导致蓖麻油无法抽入油缸，自然无法加压，实验无法进行，在相同温度下，将蓖麻油更换为变压器油，变压器油粘度较小，不会出现漏入空气的现象，但施加较高压力时，变压器油容易从活塞密封件处泄漏，因此使用蓖麻油或变压器油都存在缺陷；除此之外，使用压力表校验器作为压力源存在的更严重问题是：压力表校验器有多个阀门，在实验进行时，往往会出现阀门打开或关闭的错误，实验台本体内的二氧化碳由于压力高，压力表校验器内油杯压力为常压，内外压差大，导致实验本体内的二氧化碳从本体中冲出，造成设备报废，在需要多次抽油时，更容易出现阀门打开或关闭操作错误，更容易出现设备损坏的情况。因为向实验装置本体中充入二氧化碳需要技巧，只有重新请设备生产厂家充入二氧化碳，差旅费及人工成本很高，而且也很麻烦，生产厂家往往也不愿意充入二氧化碳；当内外压差稍小时会损坏压力表，由于是操作不当或失误而出现这类问题，因而生产厂家不愿意生产这类设备，因为很难分清责任，后期维护成本很高；由于压力表校验器油缸体积远比实验台本体内油缸体积小，需要使用压力表校验器上的活塞多次从油杯中将油抽到本体的油缸内，实验效率低，另外的缺点是实验设备只能测量一种流体的性质。

发明内容

针对上述问题，发明人是通过如下技术方案解决问题的：

活塞式压力源测定多种流体压强体积温度关系的实验装置由活塞式压力源和测定装置组成，活塞式压力源由手轮（1）、活塞螺杆（2）、螺母（3）、活塞筒（4）、活塞组件（5）、工作液体缸（6）、接头(7)组成，其中螺母（3）与活塞螺杆（2）配合，通过手轮（1）旋转将手轮（1）的旋转运动转变为活塞螺杆（2）的直线运动，推动活塞组件（5）在活塞筒（4）内运动，从而改变工作液体缸（6）的体积大小而产生压力变化，活塞螺杆（2）端部嵌入活塞组件（5）中，形成间隙配合，接头（7）用于连接测定装置，水银是活塞式压力源的工作液体，水银同时也是密封液体。

活塞组件（5）包括导向螺母（8）、活塞组件主体（9），活塞部件（10）、（11）、（14），活塞密封件（13），压紧螺母（12）。

测定装置由恒温循环水夹套（20）、玻璃法兰毛细管（21）、恒温循环水夹套压盖（22）、玻璃法兰毛细管法兰压盖（23）、密封液体容器盖子（24）、密封液体容器（25），恒温循环水夹套压紧垫圈（26）、恒温循环水夹套密封件（27）、玻璃法兰毛细管法兰压盖螺栓（28）、玻璃法兰毛细管法兰压紧垫片（29）、玻璃法兰毛细管法兰密封件（30）、密封液体容器垫片（31）、接头（32）、真空阀、充气阀、压力表，用于连接真空阀、充气阀、压力表和密封液体容器盖子（24）的连接结构及螺栓等附件组成，在密封液体容器盖子（24）侧面有水平通孔（241），通过水平通孔（241）将真空阀、充气阀、压力表连接到测定装置上。