专利名称：微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微米级颗粒测量装置。具体涉及一种微米级颗粒流态化性能和晶
体生长速度的测量装置。
背景技术：
流态化是一种使微粒固体通过与气体或液体接触而转变成类似液体状态的操作。 在实际工业和科研中广泛应用。 一般认为液固流态化属于散式流态化，散式流态化过程中， 颗粒分散较好但是床层压降变化不明显，针对散式流态化的研究装置普遍采用激光发射器 或光纤探针作为检测颗粒瞬态浓度的信号，通过光电转化器与计算机，实现联机操作，造价 昂贵。另一方面，传统流化床底部和上部设置筛网阻挡颗粒，流化床结构复杂；对于细小颗 粒而言，流化床底部筛网和流体分布器容易造成死角，流化床上部筛网造成固体颗粒局部 堆积，影响测量数据精度。

实用新型内容本实用新型旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、造价低廉和测量 精度高的微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置。 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是该装置的蠕动泵、加热管、温控 箱、流量计、弯管、直管、第一阀门、恒温水浴槽、第二阀门、四通管、转换头、流化床、U型管压 差计、第一热电偶、缓冲罐、三通管和第二热电偶均固定在操作台上。 蠕动泵的进口通过硅胶管和三通管分别与缓冲罐上部的开孔相联通和U型管压 差计的一端相联通，U型管压差计的另一端通过硅胶管与四通管一个侧口相联通；缓冲罐 的下部通过流化床与转换头的上端固定联接，转换头的下端与四通管的上端联接，四通管 的下端与第二阀门联接。 蠕动泵的出口通过硅胶管与加热管的上端相联通，加热管的下端通过弯管和直管 与恒温水浴槽内的蛇形管一端相联通，恒温水浴槽内的蛇形管的另一端通过硅胶管与四通 管的另一侧口相联通；在直管上安装有流量计，在弯管底部装有第二阀门。 流化床内的中部设置有第一热电偶，缓冲罐的顶盖中心处设置有第二热电偶，第 一热电偶、第二热电偶和加热管分别与温控箱电联接。 在上述技术方案中缓冲罐上部的开孔是指该孔位于缓冲罐的侧面，该孔与缓冲 罐顶盖的距离为8 12cm ;转换头的中心通孔的下部分为等直径，上部分为喇叭口状，喇叭 口状的锥角为25 35。。 由于采用上述技术方案，本实用新型根据微米级颗粒在液相中流化的特殊性质， 设计转换头与缓冲罐取代传统流化床中的筛网和分布器；测量数据更加准确；改变U型管 压差计端口连接位置，借助蠕动泵的负压，使得流化床内颗粒运动过程中的压力变化在U 型管压差计上所显示的读数更加明显，从而使用普通的U型管压差计就能反映流化床中颗 粒的运动情况。温控箱自动控制温度，恒温效果好。[0010] 在进行微米级颗粒在液态流体中流化性能的测量时，先将液体加入到缓冲罐和流 化床中，启动蠕动泵，使液体充满整个测量装置。设定工作温度，通过常规的筛分方法获得 一部分窄粒度级的微米颗粒样品，将这部分样品由缓冲罐上部加入到流化床底部，而后逐 渐加大液体流速，这时微米级颗粒就在上升液体流动的作用下实现流动。由于微米级颗粒 的流化性能与流化床床层顶端和低端的压力差、流体的密度和床层高度有关，U型管压差计 显示的压力是流化床床层顶端与低端的压力差和蠕动泵的负压之和，根据流速与压差的关 系可以计算出微米级颗粒在液体中的临界流化速度等参数。 在进行晶体生长速度的测量时，先将过饱和母液由缓冲罐顶部加入，启动蠕动泵
使液体充满整个装置；设定晶体生长温度，加热过饱和母液并恒温约0. 5小时。在恒定温度
条件下，根据晶种最小流化速度设定母液循环流速，保证晶种悬浮于流化床；由缓冲罐顶部
缓慢将晶种加入到流化床中下部，晶种在流化床内悬浮生长；在规定时间内完成晶体生长
后，开启第二阀门，收集生长后的晶体，过滤和烘干后称重，得到生长后的晶体质量，为晶体
生长动力学计算之依据。
因此，本实用新型具有如下特点 (1)流化床结构简单，造价低廉； (2)测量数据更加准确； (3)U型管压差计与缓冲罐上部开孔和转化头底部四通管相连，借助蠕动泵负压扩 大了流化床压差变化信号，解决了微米级颗粒散式流态化床层压差难以测定问题。

图1为本实用新型的一种结构示意图； 图2为图1中转换头12的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述，并非对本实用新型保护范围的限 制。 —种微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置，如图1所示，该装置的 蠕动泵2、加热管3、温控箱4、流量计5、直管6、弯管7、第一阀门8、恒温水浴槽9、第二阀门 10、四通管11、转换头12、流化床13、U型管压差计14、第一热电偶15、缓冲罐16、三通管17 和第二热电偶18均固定在操作台1上。 蠕动泵2的进口通过硅胶管和三通管17分别与缓冲罐16上部的开孔相联通和U 型管压差计14的一端相联通，U型管压差计14的另一端通过硅胶管与四通管11 一个侧口 相联通；缓冲罐16的下部通过流化床13与转换头12的上端固定联接，转换头12的下端与 四通管11的上端联接，四通管11的下端与第二阀门10联接。 蠕动泵2的出口通过硅胶管与加热管3的上端相联通，加热管3的下端通过弯管7 和直管6与恒温水浴槽9内的蛇形管一端相联通，恒温水浴槽9内的蛇形管的另一端通过 硅胶管与四通管11的另一侧口相联通；在直管6上安装有流量计5，在弯管7底部装有第 一阀门8。 流化床13内的中部设置有第一热电偶15，缓冲罐16的顶盖中心处设置有第二热电偶18，第一热电偶15、第二热电偶18和加热管3分别与温控箱4电联接。 在本具体实施方式
中缓冲罐16上部的开孔是指该孔位于缓冲罐16的侧面，该孔 与缓冲罐16顶盖的距离为8 12cm ;转换头12如图2所示中心通孔的下部分为等直径， 上部分为喇叭口状，喇叭口状的锥角13为25 35° 。 本具体实施方式
根据微米级颗粒在液相中流化的特殊性质，转换头12与缓冲罐 16取代传统流化床中的筛网和分布器；测量数据更加准确；改变U型管压差计14端口连接 位置，借助蠕动泵2的负压，使得流化床13内颗粒运动过程中的压力变化在U型管压差计 14上所显示的读数更加明显，从而使用普通的U型管压差计就能反映流化床中颗粒的运动 情况。 在进行微米级颗粒在液态流体中流化性能的测量时，先将液体加入到缓冲罐16 和流化床13中，启动蠕动泵2，使液体充满整个测量装置。设定工作温度，通过常规的筛分 方法获得一部分窄粒度级的微米颗粒样品，将这部分样品由缓冲罐16上部加入到流化床 13的底部，而后逐渐加大液体流速，这时微米级颗粒就在上升液体流动的作用下实现流动。 微米级颗粒的流化性能与流化床13床层顶端和低端的压力差、流体的密度和床层高度有 关，U型管压差计14显示的压力是流化床13床层顶端与低端的压力差和蠕动泵2的负压 之和，根据流速与压差的关系可计算出微米级颗粒在液体中的临界流化速度等参数。 在进行晶体生长速度的测量时，先将过饱和母液由缓冲罐16顶部加入，启动蠕动 泵2使液体充满整个装置；设定晶体生长温度，加热过饱和母液并恒温约0. 5小时。在恒定 温度条件下，根据晶种最小流化速度设定母液循环流速，保证晶种悬浮于流化床12 ;由缓 冲罐顶部缓慢将晶种加入到流化床13中下部，晶种在流化床13内悬浮生长；在规定时间内 完成晶体生长后，开启第二阀门10，收集生长后的晶体，过滤、烘干后称重，得到生长后的晶 体质量，为晶体生长动力学计算之依据。
因此，本具体实施方式
具有如下特点 (1)流化床13结构简单，造价低廉； (2)测量数据更加准确； (3)U型管压差计14与缓冲罐16上部开孔和转换头12底部四通管相连，借助蠕 动泵负压扩大了流化床压差变化信号，解决了微米级颗粒散式流态化床层压差难以测定问 题。
权利要求一种微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置，其特征在于该装置的蠕动泵[2]、加热管[3]、温控箱[4]、流量计[5]、直管[6]、弯管[7]、第一阀门[8]、恒温水浴槽[9]、第二阀门[10]、四通管[11]、转换头[12]、流化床[13]、U型管压差计[14]、第一热电偶[15]、缓冲罐[16]、三通管[17]和第二热电偶[18]均固定在操作台[1]上；蠕动泵[2]的进口通过硅胶管和三通管[17]分别与缓冲罐[16]上部的开孔相联通和U型管压差计[14]的一端相联通，U型管压差计[14]的另一端通过硅胶管与四通管[11]一个侧口相联通；缓冲罐[16]的下部通过流化床[13]与转换头[12]的上端固定联接，转换头[12]的下端与四通管[11]的上端联接，四通管[11]的下端与第二阀门[10]联接；蠕动泵[2]的出口通过硅胶管与加热管[3]的上端相联通，加热管[3]的下端通过弯管[7]和直管[6]与恒温水浴槽[9]内的蛇形管一端相联通，恒温水浴槽[9]内的蛇形管的另一端通过硅胶管与四通管[11]的另一侧口相联通；在直管[6]上安装有流量计[5]，弯管[7]底部装有第一阀门[8]；流化床[13]内的中部设置有第一热电偶[15]，缓冲罐[16]的顶盖中心处设置有第二热电偶[18]，第一热电偶[15]、第二热电偶[18]和加热管[3]分别与温控箱[4]电联接。
2. 根据权利要求1所述的微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置，其特征 在于所述的缓冲罐[16]上部的开孔是指该孔位于缓冲罐[16]的侧面，该孔与缓冲罐[16] 顶盖的距离为8 12cm。
3. 根据权利要求1所述的微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置，其特征 在于所述的转换头[12]的中心通孔的下部分为等直径，上部分为喇叭口状，喇叭口状的锥 角为25 35° 。
专利摘要本实用新型涉及一种微米级颗粒流态化性能和晶体生长速度的测量装置。其技术方案是蠕动泵[2]的进口通过三通管[17]分别与缓冲罐[16]上部的开孔和U型管压差计[14]的一端相联通，U型管压差计[14]的另一端通过硅胶管与四通管[11]一个侧口相联通；缓冲罐[16]的下部通过流化床[13]与转换头[12]的上端固定联接，转换头[12]的下端与四通管[11]的上端联接；蠕动泵[2]的出口与加热管[3]的上端相联通，加热管[3]的下端通过弯管[7]和直管[6]与恒温水浴槽[9]内的蛇形管一端相联通，蛇形管的另一端与四通管[11]的另一侧口相联通；第一热电偶[15]、第二热电偶[18]和加热管[3]分别与温控箱[4]电联接。本实用新型具有结构简单，造价低廉和测量数据准确的特点。
文档编号G01N5/00GK201522413SQ200920228298
公开日2010年7月7日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者吴忠标, 吴晓琴, 官宝红, 杨有余 申请人:武汉科技大学