一種水合物高壓相平衡反應驅替系統技術方案

本發明專利技術涉及一種水合物高壓相平衡反應驅替系統，其創新點在于：該水合物高壓相平衡反應驅替系統包括：反應裝置、手動調壓裝置和電磁攪拌裝置；手動調節裝置和電磁攪拌裝置分別設置在反應裝置的兩端；通過采用變體積帶磁子攪拌驅替系統相比于固定體積帶機械攪拌驅替系統，改變了原來的試驗只能在固定容器中進行，無法改變反應釜體積有關的參數或工況來進行試驗的情況，解決了試驗中因為體積參數的變化無法通過儀器試驗來得出結果的問題；反應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。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及驅替系統領域，尤其涉及一種水合物高壓相平衡反應驅替系統。
技術介紹
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，基于水合物應用技術的開發也受到越來越多的關注。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用技術在石油、化工和環境保護等工業領域應用進行了實驗室研究和工業化開發。水合物應用技術在我國的發展還是剛剛起步，大部分的實驗研究還處于水合物相平衡和動力學的基礎理論上階段，其中，反應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重于實驗工藝及方法，對于水合物反應容器關注甚少。隨著水合物應用技術的日益發展，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，反應容器呈現出功能單一、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，液壓介質通過液壓活塞入口由手動計量泵進入活塞上部，氣體的進出通道布置在活塞桿上，進氣管與壓力傳感器相連，能夠測得反應過程中壓力的變化；固定體積部分的固定腔體是與可變腔體同軸的圓形筒，其內徑比可變腔體內徑小，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/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，包括電機與攪拌桿，攪拌桿裝有兩層攪拌葉，分別布置在液相區與氣相區；液壓活塞入口和液壓攪拌入口相通。目前，國內外進行水合物實驗研究都采用高壓反應釜，一般的高壓反應釜分為兩類：固定體積帶機械攪拌反應釜與變體積帶磁子攪拌反應釜。固定體積帶機械攪拌反應釜是目前國內外應用最多的反應釜，他組大的缺點在于實驗只能在固定的容器中進行，無法改變與反應釜體積油管的參數或者工況來進行實驗；另外，實用機械攪拌往往對電機的損害很大。變體積帶磁子攪拌反應釜是隨著應用“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。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種水合物高壓相平衡反應驅替系統，能夠解決現有的水合物高壓反應驅替系統的體積變化與攪拌同時作用的缺陷。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案為：一種水合物高壓相平衡反應驅替系統，其創新點在于：該水合物高壓相平衡反應驅替系統包括：反應裝置、手動調壓裝置和電磁攪拌裝置；手動調節裝置和電磁攪拌裝置分別設置在反應裝置的兩端；所述反應裝置包括反應筒體、筒體堵頭、攪拌軸和內磁鐵空腔堵頭；反應筒體為兩端開口的圓柱筒狀結構，反應筒體一端外壁設置有耳板，反應筒體的另一端外壁設置有法蘭；所述筒體堵頭一端通過法蘭與反應筒體的法蘭端相連，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，攪拌軸一端伸入在反應筒體內并安裝有攪拌槳，攪拌軸的另一端設置有內磁鐵空腔，；所述內磁鐵空腔堵頭安裝在內磁鐵空腔的一端對內磁鐵空腔進行封閉；所述電磁攪拌裝置包括驅動電機、外磁套、外磁鐵和內磁鐵；驅動電機通過電機支架安裝在外磁套的旁側且驅動電機的輸出端與外磁套相連；所述外磁套呈階梯軸狀，外磁套上設置有容納反應裝置筒體堵頭端部的容納腔，該容納腔的內部端口與內磁鐵空腔堵頭之間通過軸承a相連；外磁鐵呈環形固定在外磁套的內壁上；所述內磁鐵通過軸承b安裝在內磁鐵空腔中且內磁鐵與內磁鐵空腔之間設置有一內磁鐵保護套，內磁鐵位于外磁鐵形成的環形磁場中；所述手動調壓裝置包括支撐座、固定板、柱塞桿、柱塞、螺桿和導向桿；手動調壓裝置與反應筒體設置有耳板的一端相連，手動調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筒體的耳板相連；固定板垂直于支撐座且固定板與反應筒體的耳板平行，固定板的中間設置有軸承安裝孔；所述導向桿的一端連接在固定板上，另一端連接在反應筒體的耳板上，導向桿上設置有滑套；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動沿著反應筒體的內壁往復運動，柱塞上從側壁向端部開有一呈L型的透氣孔；所述柱塞桿的另一端與導向桿上的滑套相連，柱塞桿沿著軸線方向設置有螺紋孔；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置的螺紋孔相連，螺桿的另一端安裝上設置有手柄；通過手柄旋轉螺桿驅動螺桿帶動柱塞桿位移。進一步的，所述柱塞桿的端部與固定板之間設置有限位塊。本專利技術的優點在于：1）通過采用變體積帶磁子攪拌驅替系統相比于固定體積帶機械攪拌驅替系統，改變了原來的試驗只能在固定容器中進行，無法改變反應釜體積有關的參數或工況來進行試驗的情況，解決了試驗中因為體積參數的變化無法通過儀器試驗來得出結果的問題；2）采用該驅替系統能夠使得磁鐵在攪拌反應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置的限位塊，避免了手柄在轉動的過程中使得柱塞脫離反應筒體的造成水合物泄露的情況出現。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。圖1為水合物高壓相平衡反應驅替系統的剖視圖。圖2為水合物高壓相平衡反應驅替系統的筒體堵頭剖視圖。圖3為水合物高壓相平衡反應驅替系統的柱塞桿剖視圖。圖4為水合物高壓相平衡反應驅替系統的柱塞剖視圖。圖5為水合物高壓相平衡反應驅替系統的攪拌軸剖視圖。圖6為水合物高壓相平衡反應驅替系統的外磁套剖視圖。圖7為水合物高壓相平衡反應驅替系統的內磁鐵空腔堵頭圖。如圖1至圖7所示：1、反應裝置；11、反應筒體；12、筒體堵頭；121、攪拌軸安裝孔；13、攪拌軸；131、內磁鐵空腔；14、內磁鐵空腔堵頭；15、耳板；16、法蘭；2、電磁攪拌裝置；21、驅動電機；22、外磁套；23、外磁鐵；24、內磁鐵；25、電機支架；26、容納腔；27、內磁鐵保護套；3、手動調壓裝置；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的技術人員更全面地理解本專利技術，但并不因此將本專利技術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驅替系統，該水合物高壓相平衡反應驅替系統包括：反應裝置1、手動調壓裝置3和電磁攪拌裝置2；手動調節裝置3和電磁攪拌裝置2分別設置在反應裝置1的兩端。反應裝置1包括反應筒體11、筒體堵頭12、攪拌軸13和內磁鐵空腔堵頭14；反應筒體11為兩端開口的圓柱筒狀構，反應筒體11一端外壁設置有耳板15，反應筒體11的另一端外壁設置有法蘭16；所述筒體堵頭12一端通過法蘭16與反應筒體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水合物高壓相平衡反應驅替系統，其特征在于：該水合物高壓相平衡反應驅替系統包括：反應裝置、手動調壓裝置和電磁攪拌裝置；手動調節裝置和電磁攪拌裝置分別設置在反應裝置的兩端；所述反應裝置包括反應筒體、筒體堵頭、攪拌軸和內磁鐵空腔堵頭；反應筒體為兩端開口的圓柱筒狀結構，反應筒體一端外壁設置有耳板，反應筒體的另一端外壁設置有法蘭；所述筒體堵頭一端通過法蘭與反應筒體的法蘭端相連，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，攪拌軸一端伸入在反應筒體內并安裝有攪拌槳，攪拌軸的另一端設置有內磁鐵空腔；所述內磁鐵空腔堵頭安裝在內磁鐵空腔的一端對內磁鐵空腔進行封閉；所述電磁攪拌裝置包括驅動電機、外磁套、外磁鐵和內磁鐵；驅動電機通過電機支架安裝在外磁套的旁側且驅動電機的輸出端與外磁套相連；所述外磁套呈階梯軸狀，外磁套上設置有容納反應裝置筒體堵頭端部的容納腔，該容納腔的內部端口與內磁鐵空腔堵頭之間通過軸承a相連；外磁鐵呈環形固定在外磁套的內壁上；所述內磁鐵通過軸承b安裝在內磁鐵空腔中且內磁鐵與內磁鐵空腔之間設置有一內磁鐵保護套，內磁鐵位于外磁鐵形成的環形磁場中；所述手動調壓裝置包括支撐座、固定板、柱塞桿、柱塞、螺桿和導向桿；手動調壓裝置與反應筒體設置有耳板的一端相連，手動調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筒體的耳板相連；固定板垂直于支撐座且固定板與反應筒體的耳板平行，固定板的中間設置有軸承安裝孔；所述導向桿的一端連接在固定板上，另一端連接在反應筒體的耳板上，導向桿上設置有滑套；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動沿著反應筒體的內壁往復運動，柱塞上從側壁向端部開有一呈L型的透氣孔；所述柱塞桿的另一端與導向桿上的滑套相連，柱塞桿沿著軸線方向設置有螺紋孔；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置的螺紋孔相連，螺桿的另一端安裝上設置有手柄；通過手柄旋轉螺桿驅動螺桿帶動柱塞桿位移。...

【技術特征摘要】
1.一種水合物高壓相平衡反應驅替系統，其特征在于：該水合物高壓相平衡反應驅替系統包括：反應裝置、手動調壓裝置和電磁攪拌裝置；手動調節裝置和電磁攪拌裝置分別設置在反應裝置的兩端；所述反應裝置包括反應筒體、筒體堵頭、攪拌軸和內磁鐵空腔堵頭；反應筒體為兩端開口的圓柱筒狀結構，反應筒體一端外壁設置有耳板，反應筒體的另一端外壁設置有法蘭；所述筒體堵頭一端通過法蘭與反應筒體的法蘭端相連，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，攪拌軸一端伸入在反應筒體內并安裝有攪拌槳，攪拌軸的另一端設置有內磁鐵空腔；所述內磁鐵空腔堵頭安裝在內磁鐵空腔的一端對內磁鐵空腔進行封閉；所述電磁攪拌裝置包括驅動電機、外磁套、外磁鐵和內磁鐵；驅動電機通過電機支架安裝在外磁套的旁側且驅動電機的輸出端與外磁套相連；所述外磁套呈階梯軸狀，外磁套上設置有容納反應裝置筒體堵頭端部的容納腔，該容納腔的內部端口與內磁鐵空腔堵頭之間通過軸承a相連；外磁鐵呈環形固定在外磁套的內壁上；所述內磁鐵通過軸承b安裝在內磁鐵空腔中且...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐生榮，許小林，李建雷，翁建東，
申請(專利權)人：南通華興石油儀器有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32