專利名稱：變體積密封型高溫高壓反應釜的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種應用于石油石化行業的實驗裝置，尤其涉及一種在密封環 境中模擬壓力可調控的變體積密封型高溫高壓反應釜。
背景技術：
高溫高壓反應釜是一種較常見的反應儀器，在石油石化行業的很多研究方向都有 應用，如地質中有機質生烴過程研究、石油開發中地層條件下稠油的高溫水熱裂解反應研 究和石油化工中重油催化裂化反應等，都涉及到高溫高壓熱裂解反應模擬實驗。常見的反應釜由釜體和釜蓋組成，根據實驗需要還可設置進樣口和取樣口等結 構。為了達到較好的高溫密封效果，反應釜的容積往往是固定的，反應過程中只能控制實 驗的反應溫度，釜體內的壓力值無法控制。從室溫升高到反應溫度過程中，反應液的熱膨脹 使得釜內壓力大幅度上升，由于壓力無法調控使得反應過程存在一定的危險性。以地層條 件下稠油的水熱裂解反應過程為例，采用常規反應釜進行實驗時，釜體內的壓力會升高到 20MPa以上。由于所述的常規高溫高壓反應釜不能有效控制反應過程中的壓力，使得地層條 件下石油的化學反應過程不能真實的模擬，常規反應釜其壓力不可控制的缺陷也為實驗過 程帶來了不安全因素。為此，申請號為01209909. 0的中國專利公開了一種可以改變體積的高溫反應釜， 該反應釜很好地解決了動密封的問題。但是，該反應釜是由釜座、釜體和密封體構成的三段 式結構并采用液壓機進行加壓，這樣的結構為設置取樣口以及定時取樣分析帶來了較大的 困難。另外，該反應釜在放置反應樣品時，需要首先撤掉液壓機的壓力，將所述三段式結構 打開，然后將反應樣品放置在反應釜中段的釜體中，之后再將該三段式結構裝配好，最后使 液壓機對所述三段式結構加壓并同時進行密封。雖然該反應釜拆卸方便，但是由于其結構 所限，該反應釜只適用于模擬固態反應物質的熱化學反應過程，對于反應物為液體的石油 樣品，則很難被放置在該反應釜的釜體中并實現反應過程。由此，本發明人憑借多年的相關設計和制造經驗，仔細分析了現有結構存在的各 種問題，提出一種變體積密封型高溫高壓反應釜，以克服現有結構的缺陷。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種變體積密封型高溫高壓反應釜，其能夠模擬特定 壓力條件下石油熱化學反應過程，該反應釜不僅適用于模擬固態反應物質的熱化學反應過 程，還適用于模擬液態反應物質的熱化學反應過程。本實用新型的另一目的在于提供一種變體積密封型高溫高壓反應釜，該反應釜設 有取樣口，便于定時取樣分析。本實用新型的目的是這樣實現的，一種變體積密封型高溫高壓反應釜，該反應釜 包括固定設置于機架的釜體和密封蓋設于釜體頂部的釜蓋，所述釜體內部具有上下滑動 設置的柱塞，所述柱塞底部固定連接于一豎直設置的且由傳動裝置驅動而作上下移動的螺桿；所述釜體底部開口處的內壁，由下向上設有一段環形槽，該環形槽中并列設有多個石墨 密封圈，所述柱塞穿過多個石墨密封圈并滑設于釜體內部的腔體中；所述石墨密封圈外側 密封連接于釜體內壁，所述石墨密封圈內側與柱塞密封接觸；所述釜蓋上貫通設有一取樣在本實用新型的一較佳實施方式中，在所述釜蓋與釜體的結合部位分別設有相對 配合的環形凸肋和環形凹槽，所述環形凸肋嵌設入所述環形凹槽中，所述環形凹槽中還嵌 設有石墨密封圈。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述釜蓋上設有測溫孔，一熱電偶穿設于該 測溫孔中。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述取樣口連接有壓力測量裝置和取樣裝置。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述支架包括至少三根豎直固定設置在傳動 裝置的殼體上的導柱。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述柱塞底部與螺桿頂部之間還固定設有一 水平設置的扶正架，該扶正架沿所述各導柱垂直滑設。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述傳動裝置由電機驅動。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述傳動裝置上設有手輪。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述釜體外側設有加熱裝置。由上所述，本實用新型的反應釜是由釜體、釜蓋、柱塞和石墨密封圈構成一容積可 變的密封空間，當需要向該密封空間放置樣品時，無需將柱塞完全撤出釜體，只需將釜蓋拆 卸掉，將樣品由釜體上端放入即可。由于柱塞沒有完全撤出釜體，柱塞與釜體之間的石墨密 封仍然存在，所以，該密封空間內放入的樣品既可以是固態樣品也可以是液態樣品。因此， 該反應釜不僅適用于模擬固態反應物質的熱化學反應過程，還適用于模擬液態反應物質的 熱化學反應過程。同時，由于所述釜蓋上貫通設有一取樣口，因此，該反應釜便于定時取樣 分析。
以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范 圍。其中，圖1 為本實用新型的變體積密封型高溫高壓反應釜的結構示意圖。圖2 為本實用新型中由金屬壓墊和壓帽擠壓多層石墨密封圈的結構示意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明 本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，為本實用新型提供的一種變體積密封型高溫高壓反應釜100，該反應 釜100包括固定設置于機架9的釜體1和密封蓋設于釜體1頂部的釜蓋2，所述釜體1內部 具有上下滑動設置的柱塞3，所述柱塞3底部固定連接于一豎直設置的且由傳動裝置8驅動 而作上下移動的螺桿4 ；所述釜體1底部開口處的內壁，由下向上設有一段環形槽11，該環形槽11中并列設有多個石墨密封圈5，所述柱塞3穿過多個石墨密封圈5并滑設于釜體1 內部的腔體12中；所述石墨密封圈5外側密封連接于釜體1內壁，所述石墨密封圈5內側 與柱塞3密封接觸；所述釜蓋2上貫通設有一取樣口 21。由上所述，本實用新型的反應釜是由釜體、釜蓋、柱塞和石墨密封圈構成一容積可 變的密封空間，容積變化由柱塞的移動實現。當需要向該密封空間內放置樣品時，無需將柱 塞完全撤出釜體，只需將釜蓋拆卸掉，將樣品由釜體上端放入即可。由于柱塞沒有完全撤出 釜體，柱塞與釜體之間的石墨密封結構仍然存在，所以，該密封空間內放入的樣品既可以是 固態樣品也可以是液態樣品。因此，該反應釜不僅適用于模擬固態反應物質的熱化學反應 過程，還適用于模擬液態反應物質的熱化學反應過程。同時，由于所述釜蓋上貫通設有一取 樣口，因此，該反應釜便于定時取樣分析。進一步，如圖1所示，在本實施方式中，釜蓋2和釜體1之間采用法蘭式結構并由 螺釘壓緊固定連接的形式，以實現高溫高壓靜密封效果。在所述釜蓋2與釜體1的結合部 位分別設有相對配合的環形凸肋23和環形凹槽13，所述環形凸肋23嵌設入所述環形凹槽 13中，所述環形凹槽13中還嵌設有一石墨密封圈6。在本實施方式中，所述釜蓋2上還設有測溫孔22，一熱電偶221穿設于該測溫孔 22中。所述釜體1外側設有加熱裝置7，以將樣品加熱到實驗溫度。進一步，所述取樣口處通過流出管線連接有壓力測量裝置和取樣裝置(圖中未示 出)，以隨時讀取實驗壓力，并能夠在實驗設定時間點打開取樣裝置取樣分析。如圖1所示，在本實施方式中，所述支架9包括至少三根豎直固定設置在傳動裝置 8的殼體上的導柱91 ；所述柱塞3底部與螺桿4頂部之間還固定設有一水平設置的扶正架 92，該扶正架92沿所述各導柱91垂直滑設移動。在本實施方式中，所述傳動裝置上設有手輪81，轉動手輪81可調解柱塞3的位置， 以控制釜體1內部壓力到地層壓力。作為本實施方式的另一種實施例，所述傳動裝置也可 由電機(圖中未示出)驅動。本實用新型的反應釜使用時，首先搖動手輪81，通過傳動裝置8帶動螺桿4移動， 并調整柱塞3的位置，使釜蓋2、釜體1、柱塞3圍成的密封空間的體積與反應實驗需要的石 油樣品體積接近，然后將石油樣品放入釜體1內，將密封圈6放入釜體的環形凹槽13中，蓋 上釜蓋2，用螺釘擰壓緊。在取樣口 21處通過流出管線連接壓力測量裝置和取樣裝置 ’轉 動手輪81調解柱塞3的位置控制釜體1內部壓力到地層壓力，在實驗設定時間點打開取樣 裝置取樣分析。本實用新型的反應釜，主要應用于特定壓力條件下模擬石油高溫化學反應的密封 實驗；機械傳動裝置帶動柱塞移動改變反應釜內部體積實現釜內壓力調控，多層石墨密封 圈擠壓形變實現柱塞與釜體間的動密封，釜蓋上設有取樣口，便于定時取樣分析。進一步，在本實用新型中，柱塞3與釜體1之間的動密封是由多層石墨密封圈5嵌 入所述環形槽11中并被擠壓產生形變形成的。在本實施方式中，所述多層石墨密封圈5是 由金屬壓墊51和壓帽52對其進行擠壓產生形變的。如圖2所示，在放置樣品之前，先將金 屬壓墊51和壓帽52放置在多層石墨密封圈5下端，驅動螺桿帶動扶正架92向上移動，以 頂推所述金屬壓墊51和壓帽52擠壓所述多層石墨密封圈5產生形變。然后，將扶正架92 向下移動，再將金屬壓墊51和壓帽52拆卸掉。[0032]與現有技術相比，本實用新型的反應釜在反應過程中壓力可以控制，可實現真實 地層壓力條件下石油熱化學反應過程；由于壓力可調控，避免了密封條件下高溫熱裂解反 應的不安全因素。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范 圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變 化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求一種變體積密封型高溫高壓反應釜，該反應釜包括固定設置于機架的釜體和密封蓋設于釜體頂部的釜蓋，其特征在于所述釜體內部具有上下滑動設置的柱塞，所述柱塞底部固定連接于一豎直設置的且由傳動裝置驅動而作上下移動的螺桿；所述釜體底部開口處的內壁，由下向上設有一段環形槽，該環形槽中并列設有多個石墨密封圈，所述柱塞穿過多個石墨密封圈并滑設于釜體內部的腔體中；所述石墨密封圈外側密封連接于釜體內壁，所述石墨密封圈內側與柱塞密封接觸；所述釜蓋上貫通設有一取樣口。
2.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于在所述釜蓋與釜 體的結合部位分別設有相對配合的環形凸肋和環形凹槽，所述環形凸肋嵌設入所述環形凹 槽中，所述環形凹槽中還嵌設有石墨密封圈。
3.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述釜蓋上設有 測溫孔，一熱電偶穿設于該測溫孔中。
4.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述取樣口連接 有壓力測量裝置和取樣裝置。
5.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述支架包括至 少三根豎直固定設置在傳動裝置的殼體上的導柱。
6.如權利要求5所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述柱塞底部與 螺桿頂部之間還固定設有一水平設置的扶正架，該扶正架沿所述各導柱垂直滑設。
7.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述傳動裝置由 電機驅動。
8.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述傳動裝置上 設有手輪。
9.如權利要求1所述的變體積密封型高溫高壓反應釜，其特征在于所述釜體外側設 有加熱裝置。
專利摘要本實用新型為一種變體積密封型高溫高壓反應釜，該反應釜包括固定設置于機架的釜體和密封蓋設于釜體頂部的釜蓋，所述釜體內部具有上下滑動設置的柱塞，所述柱塞底部固定連接于一豎直設置的且由傳動裝置驅動而作上下移動的螺桿；所述釜體底部開口處的內壁，由下向上設有一段環形槽，該環形槽中并列設有多個石墨密封圈，所述柱塞穿過多個石墨密封圈并滑設于釜體內部的腔體中；所述石墨密封圈外側密封連接于釜體內壁，所述石墨密封圈內側與柱塞密封接觸；所述釜蓋上貫通設有一取樣口。本實用新型的反應釜適用于模擬液態反應物質的熱化學反應過程，也可用于模擬固態反應物質的熱化學反應過程。同時，該反應釜便于定時取樣分析。
文檔編號B01J3/04GK201618559SQ20102013219
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者周體堯, 李春蘭, 程林松 申請人:中國石油大學(北京)