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一种混合气体实验系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合气体实验系统，符合流动气体腐蚀试验要求，可广泛用于二氧化硫气体、硫化氢气体进行单独或混合气体等腐蚀气体试验；该混合气体实验装置包括压缩空气输送系统、混合气体输送系统、实验箱主体、空调系统、控制系统、残余气体过滤室和保护系统；其在规定容积的箱体内部持续导入一定浓度的混合气体，使浓度、温度、相对湿度恒定的情况下对材料或产品进行腐蚀试验，重现材料或产品在一定时间范围内所遭受的破坏程度。装置可以用来考核材料及其防护层的抗混合气体腐蚀的能力，以及相似防护层的工艺质量比较，也可以用来考核某些产品抗混合气体腐蚀的能力。
【专利说明】一种混合气体实验系统

【技术领域】
[0001]本发明属于化工实验设备【技术领域】，涉及一种混合气体实验系统。

【背景技术】
[0002]混合气体实验主要用于确定工作或贮存的室内环境存在的混合气体对电工电子产品元件、系统与材料的影响，特别是接触件与连接件的受这些混和气体腐蚀的影响。混合气体实验系统可以分别组装进一个分系统或装配成为一个完整的系统，根据流动混合气体腐蚀系统试验所给出的信息，能在相互比较耐腐蚀性的基础上，帮助进行材料、制造工艺和元件设计的选择。
[0003]流动混合气体腐蚀系统的设计与结构细节是可选择的，但试验系统规定的条件应在其整个工作空间中得到满足且应符合以下要求:水滴或悬浮颗粒不应送入样品室；所用的空气和水应该足够洁净，以免影响试验效果；试验气体通过样品室时，应确保工作空间内试验条件的一致；气体分析用的气体采样点应在样品室的工作空间内；所排放的气体应按照相关的法律条款进行处理；工作空间的界定是:在工作空间内每个点的单个铜片试样的腐蚀增重最大不超过所有铜片试样平均腐蚀增重的15%。
[0004]用于混合气体实验的设备必须符合流动气体腐蚀试验要求，在规定容积的箱体内部持续导入一定浓度的混合气体，使浓度、温度、相对湿度恒定的情况下对材料或产品进行腐蚀试验，重现材料或产品在一定时间范围内所遭受的破坏程度。系统可以用来考核材料及其防护层的抗混合气体腐蚀的能力，以及相似防护层的工艺质量比较，也可以用来考核某些产品抗混合气体腐蚀的能力。


【发明内容】

[0005]本发明提供了一种混合气体实验系统，可广泛用于二氧化硫气体、硫化氢气体、二氧化氮气体、氯气进行单独或混合气体等腐蚀气体试验。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种混合气体实验系统，包括压缩空气输送系统、混合气体输送系统、实验箱主体、空调系统、控制系统、残余气体过滤室和保护系统。
[0008]压缩空气输送系统包括压缩空气过滤器、压缩空气调压器、压缩空气控制电磁阀、压缩空气空气流量计；从压缩空气过滤器出来的压缩空气分为三路:一路经压缩空气调压器连接到双层钢化玻璃门间的吹气孔，一路经压缩空气调压器后进入气体过滤器的碱液桶，最后一路经压缩空气调压器后进入压缩空气控制电磁阀、压缩空气经空气流量计进入腐蚀气体混合室和混合气体混合。
[0009]腐蚀气体输送系统包括气源、腐蚀气体减压阀、腐蚀气体调节针阀、腐蚀气体质量流量计和腐蚀气体清洗器；
[0010]实验箱主体分为气体混合室和样品箱体；样品箱体由空调柜和样品室构成，空调柜与空调系统连接；样品室和空调柜之间有隔板，隔板上有孔道，样品室和空调柜通过孔道连通；气体混合室采用双层钢化玻璃门，两层钢化玻璃门之间有吹气气孔和吸气气孔；第一道钢化玻璃门采用硅橡胶密封，不使混合气体外溢；在钢化玻璃门和第二道防漏钢化玻璃门之间，下方和两侧有吹气气孔，上方有排气气孔；排气气孔连接到残余气体过滤室的碱液桶。吹气气孔采用压缩空气吹气，即使存在少许的气体泄漏，泄漏的气体也会被压缩空气吹入吸气气孔后进入残余气体过滤室的碱液桶，保证安全。
[0011]空调系统与空调柜相连，空调室内温湿度采用外置式温湿度空气调节柜，有制冷系统、加热系统、加湿系统，制造出规定温湿度的环境进入空调室，并在空调室内循环。进入混合室的混合气体和净化后的空气在混合室混合后，进入空调室，在合适的温湿度环境下进入样品室的下层，通过样品室上下层间的气孔进入样品室。空调室制冷系统采用的加热加湿元件是钛金属加热管，耐腐蚀，使用寿命长加热升温快，温湿度分布均匀。系统的制冷系统安装在系统的底部，主要在夏天使用时起降温并恒温和除湿的作用。
[0012]控制系统设计于箱体右侧，单独安装在独立的试验室内，室内不得安放其他系统或仪器。一般系统安置好以后，用玻璃再将系统与操作间隔开，这样既保证了人员的人身安全，又可以通过玻璃实时监控室内的试验状况。其能够实现以下功能:能够实现温湿度自动控制；具有1^-232或1^-485远程通讯界面，可在电脑上设计程式，监视试验过程并执行自动开关机等功能；控制各气体流量；控制各种电磁阀等功能的工作；
[0013]残余气体过滤室包括碱液雾化室、水汽分离室和活性炭吸附室，能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的四值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便。
[0014]机载保护系统采用室内排风系统。操作过程中，人员可能会失误，将气体泄出到试验室内部，这时可以打开室内换气措施，将室内泄漏的气体置换出工作室，人员进入室内操作或检查。为了保险起见，室内还可以安装各种气体的泄漏报警仪器。整体系统超温，风机过热保护，整体系统欠相丨逆相，制冷系统过载，制冷机组超压，整体系统定时，其它还有漏电、运行指示，故障报警后自动停机等保护。
[0015]混合气体试验系统在使用过程中需要用到四种腐蚀性气体，虽然箱体内需要的浓度非常低，但是我们配备的标准气体的浓度却比较高，一旦钢瓶泄漏很容易对人员造成人身伤害。为了保障人身安全，设计了一套试验室泄漏报警过滤系统。
[0016]外设的单独保护系统可以设置在与实验系统的工作环境中，该单独保护系统分三部分，泄漏检测报警器、过滤系统及离心式防腐换气风机。
[0017]泄漏检测报警器采用进口电化学气体感应探头，连接声光报警器，一旦检测到房间内有该种气体的浓度达到设定值，即声光报警，并同时触发过滤系统。过滤系统分为三级过滤，第一级为碱液中和过滤室，第二级为水汽分离室，第三级为活性炭吸附室。在试验之前将配置成规定四值(一般在9-10之间)的碱液加入碱液中和过滤室，将可水汽分离的钢丝球装进水汽分离室，最后将活性炭装进活性炭吸附室。过滤系统一旦被触发后，碱液中和过滤室内部的一套碱液雾化系统自动打开，将碱液雾化并充满整个过滤室，同时打开的离心式防腐换气风机从系统内部吸风往外吹，对整个过滤系统就形成了负压，造成房间内的气体被强行进入碱液中和过滤室，再由中和过滤室进入水汽分离室将大部分的水汽凝结成水滴再落入底部的收集器，回到碱液中和过滤室，最后进入活性炭吸附室再次被活性炭吸附之后排出室外。碱液中和过滤室内部的碱液雾化系统利用虹吸原理，使用压缩空气，采用玻璃材料一次性成型，耐腐蚀气嘴处不易磨损。
[0018]本发明是一种混合气体实验系统，适用于对接触点和连接件进行加速腐蚀试验，以评定由于受硫燃烧生成物污染的大气对接触点和连接件的腐蚀作用，满足标准中规定的二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气腐蚀等气体单独试验或混合试验。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是本系统的结构示意图。
[0020]图2是混合气体腐蚀试验箱正面图。
[0021〕 图3是试验室过滤装置示意图。
[0022]图中:1-1三套压缩空气调压器；1-2压缩空气过滤器；1-3 二氧化硫气体；1-4 二氧化氮气体；1-5硫化氢气体；1-6氯气气体；1-7 二氧化硫气体减压阀；1-8 二氧化氮气体减压阀；1-9硫化氢气体减压阀；1-10氯气气体减压阀；1-11四套腐蚀气体截留针阀；1-12四套腐蚀气体质量流量计:1-13四套腐蚀气体清洗器“-14电磁阀:1-15空气质量流量计；1-16压缩空气进入两道玻璃门中间；1-17压缩空气进入箱体气体过滤器；1-18压缩空气进入腐蚀气体混合室；1-19腐蚀气体混合室；1-20碱液桶；1-21水汽分离室；1-22活性炭室；1-23废气排出室外；1-24温湿度调节室；1-25加湿器；1-26气体缓冲板；1-27样品室；1-28内玻璃门；1-29外玻璃门；1-30循环风轮；1-31加热器；1-32制冷蒸发器；1-33混合气体进入样品室；1-34循环风机；2-1玻璃门密封条-,2-2玻璃门安装连接件；2-3玻璃门锁；2-4设备底座；2-5移动定位脚轮；2-6控制操作仪表及开关-,2-1密码安全锁；10-1压缩空气进入；10-2碱液雾化器；10-3试验室待过滤气体进入；10-4碱液；10-5水汽分离室；10-6活性炭室；10-7过滤后的废气室10-8分离后的碱液回到碱液室；10-9防腐排废风机；10-10废气出口 ；10-11声光报警器；10-12四种腐蚀气体检测探头。

【具体实施方式】
[0023]以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施例。
[0024]本发明的实验系统的外壳内胆材料为耐腐蚀型？7(:塑料板材，不与二氧化硫气体、硫化氢气体二氧化氮气体、氯气气体等待测气体发生反应，不吸收几种混合气体，不影响试验结果。系统工作时内外压力平衡，混合气体在箱体内匀速流动。系统的箱顶采用120度最佳顶角，内壁及其它部位会有冷凝水的产生系统在试验过程中，冷凝水不会滴落到样品上影响试验结果。
[0025]超大的箱门材料为钢化玻璃，耐腐蚀硅橡胶密封，同样耐腐蚀、易清洗、无泄露。在试验过程中可以从外部清楚地观察到室内的试验状况而不影响试验结果。箱门与箱体采用耐腐硅橡胶强效密封，防止气体外溢，从而影响试验结果和腐蚀室内其它系统，甚至可能对试验操作人员造成伤害。
[0026]各种辅助配件设施同样为耐腐蚀型，结构设计合理。超大的箱门材料为双层钢化玻璃，耐腐蚀硅橡胶密封，同样耐腐蚀、易清洗、无泄露。在试验过程中可以从外部清楚地观察到室内的试验状况而不影响试验结果。
[0027]箱体加热采用钛金属加热器，耐腐蚀升温快，温湿度分布均匀。
[0028]样品架按国家标准设计，也可采用挂钩方式。各种气体先按照要求配置成所需要的浓度，分别从钢瓶出来后经过减压，再经耐腐蚀电磁阀控制由流量计进入混合箱体，之后和空调柜中的温湿度空气一起进入箱体底部的分流管道，均匀地从箱体内穿过。
[0029]系统的制冷系统安装在系统的空调柜中，主要起降温和除湿的作用。
[0030]控制系统设计于箱体右侧，操作简单。特设的腐蚀气体过滤系统能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气不会对大气造成污染，操作方便。
[0031]本发明的四种混合气体浓度及相关数值:二氧化硫浓度(200— 500)父10—
乂01 ；硫化氢浓度:(10 —100) X 10^01\701 ；二氧化氮浓度:200 X 10、01\701 ；氯气浓度:(10-20)^10^01^01 ；采用钢瓶法，气体浓度测量通过公式计算体积比的方式，再利用质量流量计计量。
[0032]如附图所示，图中:三套压缩空气调压器1-1、压缩空气过滤器1-2、二氧化硫气体1-3、二氧化氮气体1-4、硫化氢气体1-5、氯气气体1-6、二氧化硫气体减压阀1-7、二氧化氮气体减压阀1-8、硫化氢气体减压阀1-9、氯气气体减压阀1-10、四套腐蚀气体截留针阀1-11、四套腐蚀气体质量流量计1-12、四套腐蚀气体清洗器1-13、电磁阀1-14和空气质量流量计1-15，各部分依次连接构成混合气体输送系统。
[0033]压缩空气分别进入两道玻璃门中间1-16、进入箱体气体过滤器1-17、进入腐蚀气体混合室1-18，腐蚀气体在混合室1-19混合。
[0034]残余气体进入碱液桶1-20后再进入水汽分离室1-21，最后进入活性炭室1-22，最后废气排出室外1-23。
[0035]温湿度调节室1-24和1-25加湿器进行温度调节和控制温湿度；循环风轮1-30和循环风机1-34提供循环风，保证有不间断的风力供给。
[0036]加热器1-31作为加热设备，制冷蒸发器1-32作为制冷设备。
[0037]气体缓冲板1-26作为气体缓冲装置，内玻璃门1-28和外玻璃门1-29构成双层玻璃门。
[0038]本发明实施例的控制系统采用1211系列温湿度及各气体流量控制仪表，大屏幕-液晶显示可编程微电脑？10控制3部输出运行，全进口超大液晶触摸屏幕画面，荧幕操作简单，程式编辑容易；精度:0.100 (显示范围)；解析度:±0丨100 ；感温传感器:？！100钼金电阻测温体；控制方式:热平衡调温调湿方式，所有电器均采用(施耐德)系列产品；温湿度控制采用1.0+8.8.1？系统同频道协调控制；具有自动演算的功能，可将温湿度变化条件立即修正，使温湿度控制更为精确稳定；控制器操作界面设中英文可供选择，实时运转曲线图可由屏幕显示具有100组程式每组100段、每段可循环999步骤的容量，每段时间设定最大值为99小时59分资料及试验条件输入后，控制器具有荧屏锁定功能，避免人为触摸而停机；具有1^3-232或1^-485远程通讯界面，可在电脑上设计程式，监视试验过程并执行自动开关机等功能；控制器具有荧屏自动屏保功能，在长时间运行状态下更好的保护液晶屏(使其寿命更长久室内配备各种气体的数显防腐气体质量流量计，自动化控制；配备各气体减压阀；进口电磁阀和空气油水分离器；各种防腐电磁阀；执行元器件:施耐德交流接触器，小型继电器，固态继电器。
[0039]制冷和除湿系统结构如下:压缩机:全封闭法国泰康1套，使夏天工作时可以保持温度25度，湿度75% ；制冷方式:风冷；制冷剂:财04八；全系统管路均作通气加压48?捡漏测试；
[0040]加温、降温系统完全独立；内螺旋式冷媒铜管；斜率式蒸发器；干燥过滤器、冷媒流量视窗、修理阀、油分离器、电磁阀、贮液筒均采用进口原装件。
[0041]气体从钢瓶出来后经过减压后再经针阀到质量流量计，进入腐蚀气体清洗器，经腐蚀气体清洗器的液体石蜡油清洗后进入腐蚀气体混合室，再进进入样品室的箱体底部的分流管道，均匀地从样品室上下层间的孔道穿过进入样品室，和空调柜中的温湿度空气一起循环，之后再进入碱液桶、水汽分离室、活性炭室，最后出到室外。
[0042]混合气体经过样品完成试验任务后，即从样品室的上部管道进入残余气体过滤器，过滤器内碱液雾化室和吸附组合的气体过滤系统(活性炭室)能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的四值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便。箱体内少量的冷凝水被收集后，可以集中处理。
[0043]样品室内的样品架结构设计按国家标准，也可采用挂钩方式，承重量大，试品放置容易。
[0044]系统可以做二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气四种气体的混合气体试验，也可以做其中某一种气体的单一气体腐蚀试验。
[0045]箱体采用进口塑料板经高温软化再冷却后成型，板与板之间的拼缝经刨铣后成90度直角，再采用高温焊枪熔化塑料焊丝填补的方法，经冷却后的焊缝更加牢固，整个箱体的拼缝圆滑平整、箱体结构紧凑，外观亮泽。
【权利要求】
1.一种混合气体实验系统，包括压缩空气输送系统、混合气体输送系统、实验箱主体、空调系统、控制系统、残余气体过滤室和保护系统；其特征在于: 压缩空气输送系统包括压缩空气过滤器、压缩空气调压器、压缩空气控制电磁阀、压缩空气空气流量计；从压缩空气过滤器出来的压缩空气分为三路:一路经压缩空气调压器连接到双层钢化玻璃门间的吹气孔，一路经压缩空气调压器后进入气体过滤器的碱液桶，最后一路经压缩空气调压器后进入压缩空气控制电磁阀、压缩空气空气流量计进入腐蚀气体混合室和混合气体混合； 腐蚀气体输送系统包括气源、腐蚀气体减压阀、腐蚀气体调节针阀、腐蚀气体质量流量计和腐蚀气体清洗器； 实验箱主体分为气体混合室和样品箱体；样品箱体由空调柜和样品室构成,空调柜与空调系统连接；样品室和空调柜之间有隔板，隔板上有孔道，样品室和空调柜通过孔道连通； 空调系统与空调柜相连，空调室内温湿度采用外置式温湿度空气调节柜，有制冷系统、加热系统、加湿系统，制造出规定温湿度环境进入空调室，并在空调室内循环；进入混合室的混合气体和净化后的空气在混合室混合后，进入空调室，在合适的温湿度环境下进入样品室的下层，通过样品室上下层间的气孔进入样品室； 控制系统设计于箱体右侧，单独安装在独立的试验室内，室内不得安放其他系统或仪器；其能够实现以下功能:能够实现温湿度自动控制；具有RS-232或RS-485远程通讯界面，可在电脑上设计程式，监视试验过程并执行自动开关机等功能；控制各气体流量；控制各种电磁阀等功能的工作； 残余气体过滤室包括碱液雾化室、水汽分离室和活性炭吸附室，能够在试验结束之后快速有效地将箱体内残余的气体过滤，余气的PH值呈弱碱性，不会对大气造成污染，操作方便； 机载保护系统采用室内排风系统和各种气体的泄漏报警仪器；整体系统超温，风机过热保护，整体系统欠相/逆相，制冷系统过载，制冷机组超压，整体系统定时，其它还有漏电、运行指示，故障报警后自动停机等保护。
2.根据权利要求1所述的混合气体试验系统，其特征在于，气体混合室采用双层钢化玻璃门，两层钢化玻璃门之间有吹气气孔和吸气气孔；第一道钢化玻璃门采用硅橡胶密封，不使混合气体外溢；在钢化玻璃门和第二道防漏钢化玻璃门之间，下方和两侧有吹气气孔，上方有排气气孔；排气气孔连接到残余气体过滤室的碱液雾化室；吹气气孔采用压缩空气吹气，即使存在少许的气体泄漏，泄漏的气体也会被压缩空气吹入吸气气孔后进入残余气体过滤室的碱液雾化室，保证安全。
3.根据权利要求1或2所述的混合气体试验系统，其特征在于: 系统的外壳和内胆材料为耐腐蚀型PVC塑料板材，不与二氧化硫气体、硫化氢气体、二氧化氮气体、氯气等待测气体发生反应，不吸收几种混合气体，不影响试验结果；系统在试验过程中，顶部及内壁会有冷凝水的产生，所以箱顶采用倾斜设计，使冷凝水不会滴落到样品上影响试验结果； 超大的箱门材料为钢化玻璃，耐腐蚀硅橡胶密封； 箱体加热加湿采用钛金属加热器，升温快，温湿度分布均匀； 样品架采用挂钩方式。
4.根据权利要求1或2所述的混合气体试验系统，其特征还在于，另外设置单独的防腐蚀气体泄露保护系统，分三部分:泄漏检测报警器、过滤系统及离心式防腐换气风机。 泄漏检测报警器采用电化学气体感应探头，连接声光报警器，一旦检测到房间内有该种气体的浓度达到设定值，即声光报警，并同时触发过滤系统； 过滤系统分为三级过滤，第一级为碱液中和过滤室，第二级为水汽分离室，第三级为活性炭吸附室；在试验之前将配置成规定PH值的碱液加入碱液中和过滤室，将提供水汽分离的钢丝球装进水汽分离室，最后将活性炭装进活性炭吸附室；过滤系统一旦被触发后，碱液中和过滤室内部的一套碱液雾化系统自动打开，将碱液雾化并充满整个过滤室，同时打开的离心式防腐换气风机从系统内部吸风往外吹，对整个过滤系统就形成了负压，造成房间内的气体被强行进入碱液中和过滤室，再由中和过滤室进入水汽分离室将大部分的水汽凝结成水滴再落入底部的收集器，回到碱液中和过滤室，最后进入活性炭吸附室再次被活性炭吸附之后排出室外；碱液中和过滤室内部的碱液雾化系统利用虹吸原理，使用压缩空气。
5.根据权利要求3所述的混合气体试验系统，其特征还在于，另外设置单独的保护系统，分三部分:泄漏检测报警器、过滤系统及离心式防腐换气风机: 泄漏检测报警器采用电化学气体感应探头，连接声光报警器，一旦检测到房间内有该种气体的浓度达到设定值，即声光报警，并同时触发过滤系统； 过滤系统分为三级过滤，第一级为碱液中和过滤室，第二级为水汽分离室，第三级为活性炭吸附室；在试验之前将配置成规定PH值的碱液加入碱液中和过滤室，将可水汽分离的钢丝球装进水汽分离室，最后将活性炭装进活性炭吸附室；过滤系统一旦被触发后，碱液中和过滤室内部的一套碱液雾化系统自动打开，将碱液雾化并充满整个过滤室，同时打开的离心式防腐换气风机从系统内部吸风往外吹，对整个过滤系统就形成了负压，造成房间内的气体被强行进入碱液中和过滤室，再由中和过滤室进入水汽分离室将大部分的水汽凝结成水滴再落入底部的收集器，回到碱液中和过滤室，最后进入活性炭吸附室再次被活性炭吸附之后排出室外；碱液中和过滤室内部的碱液雾化系统利用虹吸原理，使用压缩空气。
【文档编号】G01N17/00GK104458557SQ201410810421
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】张定虎 申请人:南京五和试验设备有限公司