自动控制极端环境模拟流动反应试验装置 所属技术领域
本发明涉及一种自动控制极端环境模拟流动反应试验装置。
背景技术
近年来，有关深部生物圈和深海微生物在地球表层系统中的作用等研究越来越受到重视，科学家们已经认识到深部生物圈与深海微生物对全球碳循环和其它生命元素的地球化学循环以及海底成矿过程(如多金属结核矿床、富钴结壳矿床、热液多金属硫化物矿床、天然气水合物矿床和磷钙石矿床等的成矿过程)中起着重要作用；在分子水平上研究深海微生物及其与环境关系的分子生物地球化学研究正逐渐成为国际上一个富有活力的新型交叉学科研究方向，但目前国内相应的研究设备尚未出现。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种自动控制极端环境模拟流动反应试验装置。
为了达到上述目地，本发明采用的技术方案包括：恒流泵，四个截止阀，采样器，安装有压力传感器、温度传感器、pH计的反应釜，比例溢流阀，水箱，废液瓶。恒流泵的输入口接水箱，恒流泵的输出口接经第一截止阀、分别接第二截止阀的一端和第三截止阀的一端，采样器的一端接第二截止阀的另一端，采样器的另一端经第四截止阀，分别接第三截止阀的另一端和反应釜的一端，反应釜的另一端经第五截止阀、比例溢流阀接废液瓶。
比例溢流阀和各类传感器由计算机控制系统进行采样和控制。样品溶液由泵或采样器输送至反应釜进行试验，可以由相应的截止阀进行控制。反应釜中的压力传感器、温度传感器及PH计等与计算机控制系统构成温度和压力的实时闭环自动控制以及PH值等参数的实时检测。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：
1.最高压力可达60MPa；温度范围可在室温~400℃；
2.液路系统为开式流动体系，组份浓度可以改变；
3.温度和压力可以实现实时闭环自动控制，PH值等可以实时检测。
该装置是一套以耐强酸强碱、耐高温高压的反应釜和自动控制阀为中心构成的可控制反应釜内压力、温度、流速和釜内溶液成份的流动反应试验系统，适用于模拟不同的极端环境如深部生物圈和深海等，压力、温度可按需要自动调节并能稳定在某一个数值上，在整个流动系统和试验过程中能够实现计算机自动控制和模拟信号的数字化和模型化，并能在不卸压的情况下将采样筒内的水样注入反应釜，实现采样—培养—研究全程保真(保压保温)；同时还可用来研究类似环境下使用的检测元件的性能。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图是自动控制极端环境流动反应试验装置的结构原理示意图。
图中：1.恒流泵，2.第一截止阀，3.第四截止阀，4.采样器，5.第二截止阀，6.第三截止阀，7.反应釜，8.第五截止阀，9.比例溢流阀，10.水箱，11.废液瓶。
【具体实施方式】
如附图所示，本发明包括：恒流泵1，四个截止阀2、5、6、3、8，采样器4，安装有压力传感器、温度传感器、pH计的反应釜7，比例溢流阀9，水箱10，废液瓶11。恒流泵1的进口接水箱10，恒流泵1的出口接经第一截止阀2、分别接第二截止阀5的一端和第三截止阀6的一端，采样器4的一端接第二截止阀5的另一端，采样器4的另一端经第四截止阀3，分别接第三截止阀6的另一端和反应釜7的一端，反应釜7的另一端经第五截止阀8、比例溢流阀9接水箱10。
本发明的工作过程：
样品由恒流泵1从水箱10吸入后，通过毛细管连接经由第一、三截止阀2、6进入反应釜7进行反应或培养，再经过第五截止阀8后进入比例溢流阀9，由比例溢流阀9对反应釜7内的压力进行自动控制，溢流后的样品流回废液瓶11。第一截止阀2之后接有另一个采样器4支路，依此由第二截止阀5、采样器4和第四截止阀3组成，并将出口接入第三截止阀6之后。若样品由采样器4提供，则只需要关闭第三截止阀6并打开支路上的第四截止阀3，样品从采样器4进入反应釜7。如果再打开第二截止阀5，则可以由恒流泵1提供溶液置换采样器4内的样品，保持采样器4内的压力不变。对采样器和反应釜可采用市售的，没有特殊要求，可以根据压力和容积要求进行选用.
恒流泵1按照需要的设定流量输出微量液体，流经反应釜7后由比例溢流阀9控制反应釜7内的工作压力。如果需要添加一些养料等成分，只要加入水箱10内由恒流泵1输送到反应釜7里，或由加气加液装置完成。需要样品检测时可以从比例溢流阀9出口处获取样本。当需要将采样筒内的水样注入反应釜7时，只要将相关的截止阀开或关，就可以使新鲜的水样在保压保温状态下注入反应釜7。
反应釜7内的压力或温度由计算机给定指令信号并由传感器检测反馈，得到误差信号后由比例溢流阀7或温控装置完成压力或温度的闭环控制。