在线真空安定性测试反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种在线真空安定性测试反应器，反应器的样品池和采样接口通过设置在密封套筒内的开有导气孔的旋转片连接，通过转动旋转片实现样品池和采样接口的导通和分离状态。本发明专利技术反应器为全浸式设计，避免了试验温度下易升华的固体或易挥发的液体材料发生冷凝于管路器壁上，从而获得准确的气体释放量，科学评价升华或挥发性材料的相容性和安定性；可在线实时测量，实现了加热试样的分解气体量的连续跟踪，获得的实验数据能够从热力学和动力学的机理层面深入研究相容性和安定性，掌握组分相互作用机制，为提高含能材料安定性、改善组分间相容性提供理论指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火炸药真空安定性测试装置中使用的真空安定性测试反应器，属于火炸药性能测试

技术介绍
火炸药安定性是指火炸药贮存条件下其物理、化学性质变化不超过允许范围的能力，火炸药的相容性是指与弹体组成相关的组分间相互接触时，其物理、化学性质变化不超过允许范围的能力。良好的安定性和相容性是评价火炸药在生产工艺过程或弹药常贮过程中不发生意外的燃烧或爆炸事故的关键依据。安定性、相容性的评价方法有量热法、量气法、试纸法、质量体积变化率法、产物成分分析法等。真空安定性试验是量气法的一种，将定量试样在定容、恒温和一定真空条件下受热分解，通过测量分解释放气体的体积来评价安定性和相容性。与其他方法相比，该方法适用范围宽，样品量适中，既具有代表性又基本保证安全，且获得定量数据，是一种最为常用的方法。现有的在线真空安定性测试反应器为半浸式，即反应器的样品池浸入加热炉体，连接样品池与活塞的管路及活塞部分裸露在空气中，加热时其器壁温度低于浸入部分器壁温度，对于试验温度下发生升华的固体或挥发的液体材料，发生冷凝于管路器壁上，无法获得准确的气体释放量，从而不能准确评价升华或挥发性材料的相容性和安定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在线真空安定性测试反应器，可在线实时测量气体释放量和分析气体组成的装置，在火炸药真空安定性测试装置中用于含能材料安定性、相容性评价及机理分析，以克服现有技术的主要不足。本专利技术的实现过程一种全浸式在线真空安定性测试装置，包括炉体、反应器、真空单元和温度控制单元， 反应器全部浸入炉体内部，反应器通过采样接口与真空单元和分解产物检测单元连通，反应器上安装有压力传感器。真空单元由真空管路、截止阀、缓冲瓶和真空泵依次连接组成，分解产物检测单元由导气管路、接口和气相色谱依次连接组成，反应器的采样接口与真空管路和导气管路连通。炉体内设置有3 8个反应器。炉体的热导层外部依次是加热层、保温层和壳体，反应器置于热导层加热孔内。反应器包括有样品池和采样接口，样品池和采样接口通过设置在密封套筒内的开有导气孔的旋转片连接，通过转动旋转片实现样品池和采样接口的导通和分离状态。密封套筒隔板将套筒分为下腔体和上腔体，上腔体依次与旋转片和采样接口连接，下腔体与样品池连接，密封套筒隔板上开有导气孔和测压孔。所述炉体由导热层、加热层、隔热层、外壳、固态继电器、温度控制器等组成。导热层设有3 8个加热孔，孔内温度受温度控制单元和计算机控制。密封套筒中部的密封套筒隔板将套筒分为上腔体和下腔体，密封套筒两端为内螺纹，通过旋转螺母以及垫片和密封垫等元件将样品池和采样接口连接并密封。密封套筒隔板在垂直方向设有压力采样孔、色谱采样孔、压力传感器安装孔(水平孔)，密封套筒隔板上方的套筒侧壁设有两个对称的长方形水平通孔，用于通过并旋转转动手柄。旋转片为圆柱体，侧壁有两个对称水平孔，用于安装转动手柄，与水平方向成60° 角的导气孔贯穿旋转片。采样接口下端口设置有外展沿，方便与密封套筒连接，上端口为宝塔接口。反应样品池端口外展沿上端面加密封垫片与密封套筒隔板下端面相连接，端口外展沿下端加密封垫片用螺母紧固于密封套筒下腔体。旋转片置于密封套筒隔板上端面，色谱采样接口外展沿底端面加密封垫片与旋转片相连，色谱采样接口外展沿上端面加密封垫片用螺母紧固于密封套筒下腔体。所述真空单元含有真空管路、截止阀、缓冲瓶和真空泵。反应器通过真空管路与缓冲瓶和真空泵相连，反应器与缓冲瓶之间设有截止阀；所述气体压力检测单元含有高精度微型压力传感器和大气压力变送器，高精度微型压力传感器安装于密封套筒的压力传感器安装孔，大气压力变送器置于升温加热单元外面。所述反应器单元通过导气管路与专用接口连接，专用接口与气相色谱连接，气相色谱数据分析由计算机控制。计算机装有数据采集卡、图形显示控件和数据处理单元，数据处理单元包含数据采集模块、数据存储模块、图形化模块、数据分析模块和系统管理模块。 数据采集模块通过数据采集卡实时获得测温热电偶输出的温度-时间数组和压力传感器输出的压力-时间数组并存入到数据存储模块中；图形化模块调用数据存储模块中的数据和图形显示控件，将温度-时间数组和压力-时间数组转化成试验温度下气体量随时间变化的关系曲线；系统管理模块根据人工输入的试验参数控制所述加热体的升温速率，同时完成用户管理和打印输出。本专利技术的优点和有益效果1、反应器为全浸式设计，避免了试验温度下易升华的固体或易挥发的液体材料发生冷凝于管路器壁上，从而获得准确的气体释放量，科学评价升华或挥发性材料的相容性和安定性；2、可在线实时测量，实现了加热试样的分解气体量的连续跟踪，获得的实验数据能够从热力学和动力学的机理层面深入研究相容性和安定性，掌握组分相互作用机制，为提高含能材料安定性、改善组分间相容性提供理论指导；3、反应样品池为耐腐蚀材质(玻璃或不锈钢材质)，能耐酸性或碱性分解产物的腐蚀， 密封垫采用聚四氟乙烯材料，保证试验温度下的气密性，实现反应器全浸式设计。附图说明图1为本专利技术在线真空安定性测试反应器结构示意2为全浸式在线真空安定性测试装置结构示意图； 图中附图标记表示为1一气相色谱 2—接口 3—导气管路 4一真空管路 5—截止阀 6—缓冲瓶 7—真空泵 8—计算机9一热导层 10—反应器 12—温度传感器 13—加热层 14一固态继电器 15—温度控制器 16—壳体 17—保温层 19 一上隔热垫 20—上盖板 21—反应样品池 22—下旋转螺母 23—密封套筒 24—上密封垫 25—上旋转螺母沈一采样接口 27—旋转片上垫片四_旋转手柄30—压力传感器 31—下密封垫 32—下垫片。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详述。如图1至2所示，本专利技术提供的全浸式在线真空安定性测试装置包括炉体、反应器、真空单元、气体压力检测单元、分解产物检测单元和计算机。炉体包括上盖板20、上隔热垫19、热导层9、加热层13、保温层17、壳体16、温度传感器12、固态继电器14、温度控制器15。热导层9是用导热性好的铝合金加工而成的圆柱体，其端面上同一圆周上均勻分布有6个加热孔。加热层13为圆柱型加热套，采用绕组方式，加热丝为镍镉合金材料，均勻缠绕后，用2mm厚的不锈钢板进行封装。在两端加入氧化镁进行绝缘处理，加热层13紧箍在热导层9的柱面上。加热层13与壳体16之间的空隙中装有用硅酸铝纤维板毡制作的保温层17。壳体16采用不锈钢材质。上隔热垫19为硅酸铝纤维板制成的圆盘形隔热片，上隔热垫19安装在热导层9和保温层17的上端面，其中上隔热垫19在同一圆周上均勻分布有与热导层9上的加热孔同心孔，用于通过反应器。上盖板20采用不锈钢制成。并通过螺钉与壳体16固定，6个温度传感器12分别位于6个加热孔的底部并穿过壳体16，用信号屏蔽线与温度控制器15连接。加热层13采用耐高温导线与固态继电器14连接，固态继电器14与温度控制器15连接，温度控制器15与计算机8连接。温度传感器12采用钼电阻，型号为PtlOO，四线制。反应器含有反应样品池21，下旋转螺母22，密封套筒23，上密封垫24，上旋转螺母 25，色谱采样接口 26，旋转片27，上垫片观，旋转手柄四，压力传感器30，下密封垫31，下垫片32。密封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵颖惠，张冬梅，刘文亮，丁黎，张林军，康冰，刘子如，樊永惠，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：