轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的研制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到水平轉(zhuǎn)動微型燃燒彈及其轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的設計研制，包含兩個部分，即燃燒彈的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。燃燒彈的結(jié)構(gòu)特點：燃燒彈為單頭；彈桶內(nèi)容積約為7.30cm3；燃燒彈蓋上裝有2個測溫熱敏電阻和2個加熱電阻；彈體下部裝有攪拌葉片，以便彈轉(zhuǎn)動時攪拌量熱劑向上翻動使溫度迅速達到平衡；彈體為耐高溫高壓1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料；燃燒彈桶內(nèi)壁襯有金屬鉑或含銠3-1/2％的鉑銠合金；電極和坩堝均為金屬鉑或含銠3-1/2％的鉑銠合金材料。轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的特點：燃燒彈可大于360度旋轉(zhuǎn)；燃燒彈上的3條電路(測溫電路、加熱電路、點火電路)采用24路純金觸點集電環(huán)與外界電路相接，確保導了電路暢通；轉(zhuǎn)速無極可調(diào)。
【專利說明】轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的研制

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及到轉(zhuǎn)動微型燃燒彈及其轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的設計研制，包含兩個部分，即燃燒 彈的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 進入21世紀以來，隨著化學、生命科學、新能源和新材料等交叉學科飛速發(fā)展，對 熱化學數(shù)據(jù)的需求與日俱增，國外在生命科學、先進材料、新能源等領域所用的熱化學數(shù)據(jù) 已列入絕密，對先進量熱技術更加需求，對新型綜合量熱計的研發(fā)越來越得到普遍重視。準 確、簡便地測量過程的反應熱、輸運熱是量熱技術發(fā)展的核心要求。然而目前市場上的彈式 量熱計存在幾點不足：一是彈體靜止、技術單一，反應系統(tǒng)難以快速達到化學平衡和熱力學 平衡，反應不完全、徹底，因此，靜止彈體只適用于測量由碳、氫、氧、氮等元素組成的有機化 合物的燃燒熱，而對于含有氯、硫、磷、硼和金屬元素的復雜配合物則無能為力。二是現(xiàn)有的 彈式熱量計，尤其是高等院校學生實驗使用的彈式熱量計，測試時需要試樣的量很大。對于 一些新合成的大分子化合物（如富勒烯C 6(l和C7(l)，制備大量高純度樣品常常是不現(xiàn)實的， 因為制備成本非常高，而且用常量的彈式熱量計測量小樣品是不準確的。三是市場上的彈 式熱量計，尤其是高等院校學生實驗使用的彈式熱量計不具備精密的恒溫環(huán)境，這必然影 響測量的準確度和精密度。要研制精密轉(zhuǎn)動微型彈式熱量計的關鍵技術就是研制精密轉(zhuǎn)動 微型燃燒彈。
[0003] 目前，國內(nèi)生產(chǎn)的彈式熱量計主要有：一是以南京大學為代表研發(fā)的、用于高等院 校物理化學實驗的燃燒熱測定實驗裝置，如DZ3310燃燒熱測定裝置、ZR-2R燃燒熱實驗裝 置、SHR-15B燃燒熱實驗裝置（一體式）等。二是湖南三德科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SDC 系列量熱儀、SDACM系列量熱儀，河南鶴壁市儀表廠有限責任公司生產(chǎn)的ZDHW系列熱量儀 等主要用于工業(yè)上煤質(zhì)分析彈式熱量儀。這些儀器有一些共同的不足地方：一是內(nèi)桶和外 桶的水溫不能控制，受環(huán)境的影響很大；二是彈體靜止；三是樣品用量大，與工業(yè)上和科研 中使用的熱量儀有較大差異。用于科學研究的彈式熱量計的研制情況。六十年代初，部分 高等院校、科研院所開始進行熱量計的開發(fā)研制。I960年西北大學成立了最早的熱化學研 究室，建立了恒壓熱量計、彈式熱量計和低溫比熱熱量計，后來相繼開發(fā)RBC-I、RBC-II轉(zhuǎn) 動彈式熱量計。1961年中國科學院化學研究所建立了第一套精密彈式熱量計，1963年建 立了一套轉(zhuǎn)動彈式熱量計，1982年研制了精密轉(zhuǎn)動彈式熱量計。1997年中國科學院大連化 學物理研究所熱化學實驗室建立了一臺恒溫環(huán)境彈式燃燒熱測定儀，2003年開發(fā)一種新型 80?400K高精度全自動絕熱量熱儀。
[0004] 這些儀器使用的彈桶內(nèi)容積都比較大，測量樣品用量較大。
[0005] 日本、法國、瑞典、俄羅斯、墨西哥、葡萄牙等國在該領域代表了先進水平。主要特 點是向微量化發(fā)展，如大阪大學熱力學研究中心已研制出測試試樣為1毫克的微型靜止彈 熱量計，法國、瑞典、墨西哥等國報道了組裝測試試樣100毫克以下的微型轉(zhuǎn)動彈熱量計。 但儀器價格昂貴，一般都在30萬-60萬之間。
[0006] 雖然這些儀器使用的彈桶內(nèi)容積都比較小，測量樣品用量也較小。但是，它們都不 適宜于用電流進行標定；也不利于在杜瓦瓶中使用；由于測溫熱敏電阻不是直接與彈體相 接觸，采集的溫度往往滯后。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有的燃燒彈存在的不足，提供一種新型的轉(zhuǎn)動微型燃燒 彈，以滿足研制一種"多功能高精度微型等溫環(huán)境燃燒-溶解-反應熱熱量計"的需要。
[0008] 本發(fā)明所指的轉(zhuǎn)動微型燃燒彈及其轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的設計研制，包含兩個部分，即燃燒 彈的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。具體特征有：
[0009] (1)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈頭為單頭。
[0010] (2)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈桶內(nèi)容積約為7. 30cm3。
[0011] (3)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈蓋上，裝有2個測溫熱敏電阻和2個加熱電阻。
[0012] (4)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈體下部裝有攪拌葉片。
[0013] (5)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈體材質(zhì)為耐高溫高壓lCrl8Ni9Ti不銹鋼材料，充氧壓 力：3. 8-4. OMpa ;耐壓性能水壓：20Mpa。
[0014] (6)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的內(nèi)壁襯有金屬鉬或含銠3-1/2%的鉬銠合金。
[0015] (7)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的電極和坩堝均為金屬鉬或含銠3-1/2%的鉬銠合金材料。
[0016] (8)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的轉(zhuǎn)動可大于360度旋轉(zhuǎn)。
[0017] (9)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的3條電路（測溫電路、加熱電標電路、點火電路）采用24路 純金觸點集電環(huán)與外界電路相接。
[0018] (10)轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速無極可調(diào)。
[0019] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)點及效果：
[0020] (1)微型燃燒彈容積小，克服了需要樣品量大的問題，可以檢測出10毫克左右的 樣品燃燒熱。
[0021] (2)彈體轉(zhuǎn)動，克服了靜止彈體反應系統(tǒng)難以快速達到化學平衡和熱力學平衡，反 應不完全、徹底的問題。
[0022] (3)彈體下部裝有攪拌葉片，以便彈轉(zhuǎn)動時攪拌量熱劑向上翻動使溫度迅速達到 平衡。
[0023] (4)采用24路純金觸點集電環(huán)與外界電路相接，可以克服彈體轉(zhuǎn)動時電路連接不 通，確保導電暢通。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 說明書附圖中圖1是彈式熱量計示意圖。
[0025] 說明書附圖中圖2是轉(zhuǎn)動微型燃燒彈剖面草圖。
[0026] 說明書附圖中圖3是充氣頭部件圖。
[0027] 說明書附圖中圖4是上絕緣套部件圖。
[0028] 說明書附圖中圖5是下絕緣套部件圖。
[0029] 說明書附圖中圖6是彈塞子部件圖。
[0030] 說明書附圖中圖7是螺栓桿部件圖。
[0031] 說明書附圖中圖8是燃燒彈蓋部件圖。
[0032] 說明書附圖中圖9是燃燒彈彈筒部件圖。
[0033] 說明書附圖中圖10是充氣頭絕緣外套部件圖。
[0034] 說明書附圖中圖11是氣閥針部件圖。
[0035] 說明書附圖中圖12是壓環(huán)部件圖。
[0036] 說明書附圖中圖13是（大、中、?。┫鹉z密封環(huán)部件圖。
[0037] 說明書附圖中圖14是卡環(huán)部件圖。
[0038] 說明書附圖中圖15是鉬電極示意圖。
[0039] 說明書附圖中圖16是吊環(huán)部件圖。
[0040] 說明書附圖中圖17是吊環(huán)螺母部件圖。
[0041] 說明書附圖中圖18是攪拌葉片部件圖。
[0042] 說明書附圖中圖19是坩鍋部件圖。
[0043] 說明書附圖中圖20是轉(zhuǎn)動微型燃燒彈裝配組合圖。

【具體實施方式】
[0044] "多功能高精度微型等溫環(huán)境燃燒-溶解-反應熱量熱計"由如下部件組成：1、 氧彈點火系統(tǒng)，2、電腦，3、功率放大器或A/D變換器，4、威斯頓電橋，5、精密穩(wěn)流電源，6、時 間計數(shù)器，7、吊桿，8、隔熱板，9、吊環(huán)堅固螺母，10、杜瓦瓶，11、微型氧彈（詳見微型氧彈剖 面圖），12、玻璃攪拌子，13、潛水磁力攪拌器，14、致冷系統(tǒng)，15、自動進排水系統(tǒng)，16、恒溫槽 電動攪拌器，17、恒溫槽溫度傳感器，18、威斯頓電橋，19、溫度控制器，20、加熱器，21、聚四 氟乙烯支承架，22、紅色框表示用于不同功能時更換部件，23、杜瓦瓶固定板，24、恒溫槽蓋 板與杜瓦瓶板固定螺絲，25、恒溫槽蓋板，26、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)電動機，27、皮帶輪，28、電動機皮帶， 29、杜瓦瓶蓋，30、彈子輪，31、皮帶輪，32、集電環(huán)，33、集電環(huán)及接線支架，34、有機鋼化玻璃 恒溫槽。如附圖1所示。
[0045] 轉(zhuǎn)動微型燃燒彈由如下各部件組成：1、吊環(huán)，2、充氧氣嘴及正極帽頭，3、負極插 頭，4、9和24、絕緣套兼做密封圈，5和27、彈頭，6和23、溫度傳感器或加熱電阻安裝管，7、 彈頭方形壓圈，8、彈頭0型密封圈，10、充氧體，11和28、電極固定螺母，12和29、鉬電極， 13和31、點火絲卡鎖，14、點火聚丙烯線，15、樣品，16、彈桶，17和33、攪拌葉片，18、吊桿安 裝孔，19、進排氣孔，20、密封圈，21、放氣閥，22、吊環(huán)固定螺母，25、彈頭與彈頭蓋連接卡環(huán)， 26、氧彈蓋，30、點火鉬絲，32、鉬坩堝。如附圖2所示。
[0046] 設計各零部件加工圖，如充氣頭、上絕緣套、下絕緣套、彈塞子、螺栓桿、燃燒彈蓋、 燃燒彈彈筒、充氣頭絕緣外套、氣閥針、壓環(huán)、（大、中、?。┫鹉z密封環(huán)、卡環(huán)、鉬電極、吊環(huán)、 吊環(huán)螺母、攪拌葉片、坩鍋等，如附圖3-19所示。
[0047] 將各零部件裝配組合成轉(zhuǎn)動微型燃燒彈圖，如附圖20所示。
【權利要求】
1. 轉(zhuǎn)動微型燃燒彈及其轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的設計研制，包含兩個部分，即燃燒彈的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和 轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈桶內(nèi)容積約為 7. 30cm3。
3. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈蓋上，裝有2個測溫 熱敏電阻和2個加熱電阻。
4. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈體下部裝有攪拌葉 片，以便彈轉(zhuǎn)動時攪拌量熱劑向上翻動使溫度迅速達到平衡。
5. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的彈體材質(zhì)為耐高溫高 壓lCrl8Ni9Ti不銹鋼材料，充氧壓力：3. 8-4. OMpa ;耐壓性能水壓：20Mpa。
6. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的內(nèi)壁襯有金屬鉬或含 銠3-1/2 %的鉬銠合金。
7. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的電極和坩堝均為金屬 鉬或含銠3-1/2%的鉬銠合金材料。
8. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的轉(zhuǎn)動可大于360度旋 轉(zhuǎn)。
9. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的3條電路（測溫電路、 加熱電標電路、點火電路）采用24路純金觸點集電環(huán)與外界電路相接，確保導電暢通。
10. 根據(jù)權利要求1所述研制，其特征在于所述轉(zhuǎn)動微型燃燒彈的轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速無極可 調(diào)。
【文檔編號】G01N25/22GK104155340SQ201410401145
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權日:2014年8月11日
【發(fā)明者】李強國, 李旭 申請人:李強國