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不锈钢活塞使用指南

不锈钢活塞用途

通风口尺寸调整套件2(VSP2)和高级反应系统筛选工具(ARSST) 是一款功能强大且用途广泛的仪器,可以通过多种方式进行操作,以模拟多种不正常的情况。常见的不正常情况是在全部添加试剂或催化剂的过程中失去了冷却。通常,这些注射可以使用标准的实验室注射器进行。但是,在某些情况下,这不是安全或实用的方法。如果预期反应是瞬时的,或者测试设计需要初始氮气超压,则取消操作员分配材料的要求至关重要。福斯克&在这种情况下,员工会使用各种尺寸的不锈钢活塞。不锈钢活塞包括作为注射器主体的管状腔室,以及充当柱塞的活塞和杆组件。这些活塞可以加载所需的定量材料,并采用氮气超压分配材料。这些都是非常有用的工具,本文将逐步介绍正确的清洁程序,各种操作模式以及其他技巧。

 

如何确定活塞保持率

在操作不锈钢活塞时,不可避免的是,注入到活塞中的某些材料会在注射后残留在活塞中。残留在活塞中的材料量称为滞留量。残留在活塞中的滞留体积取决于材料及其特性(例如,动态粘度,蒸气压或材料与活塞O形圈之间的潜在相互作用),活塞两端的压差以及尺寸使用的活塞的数量。

 

确定滞留量的最准确方法是测试计划的确切设置(您要分配的材料数量,相同的压差,相同的温度等)。注射后的活塞与干燥的活塞重量之间的差就是滞留量。将滞留量增加到所需的计量质量将有助于最准确地获得正确的数量。

 

根据材料的不同,执行上述方法并不总是可行的。如果化学方法对配方的细微变化不是很敏感,则可以对保留率进行假设。或者,可以测试具有与目标材料相似的材料特性的合适替代材料,并且还可以产生准确的结果。   无论使用哪种方法,请务必彻底清洁活塞,以免污染下一个要注入的样品或改变滞留结果。

 

使用哪种背压

用于压低活塞的施加的背压应至少比测试单元中的压力大100 psi,以克服摩擦。可以使用比测试单元大200 psi的背压来确保快速注入材料。请注意,活塞确实具有1,000 psi的最大压力容量,因此施加的压力必须保持低于此压力。

 

如何清洁活塞

为确保不破坏活塞的完整性,并且不污染下一个装载的样品,在使用后及时清洁活塞至关重要。清洁活塞最简单,最快捷的方法是在与合适的溶剂一起使用后不久将其彻底冲洗掉,方法是将溶剂拉入活塞并排放几次直到流体“清洁”为止。

 

例如,如果将浓缩的氢氧化钠注入活塞,则应用水冲洗,直到从活塞出来的水为中性pH。此步骤之后,应使用丙酮或其他合适的溶剂冲洗活塞几次,以使活塞干燥。最后,应将空气泵入和泵出活塞,以去除残留的溶剂。通常,将活塞放在通风橱中是一个好主意,以确保在下一次使用之前将所有溶剂蒸发掉。

 

如果分配的材料特别具有腐蚀性或毒性,建议使用更彻底的清洁方案。确保活塞完全清洁的最佳方法是将活塞拆开并清洁内部零件并更换密封件。

 

活塞图1如何拆卸活塞

如上所述,如果使用了高腐蚀性或有毒的化学药品,则彻底清洁活塞非常重要,这样活塞才不会腐蚀,并且从活塞上消除了任何健康危害。

 

如果活塞泄漏或需要彻底清洁,则很容易完全拆卸活塞内部。活塞由内部活塞和杆,外部管,各种密封件,两个端盖和配件组成,如下所示。

 

第一步是卸下上杆端盖。用管扳手或弯曲的通道锁固定活塞体,然后用扳手松开活塞杆端盖。用胶带或抹布包裹活塞可以帮助保护机体,防止其被用于固定它的扳手刮伤。避免用虎钳压紧活塞的主体,因为这可能会损害活塞的最大允许工作压力。

 

 

 

 

活塞图活塞图3将上杆端盖与活塞和杆组件一起拆下后,即可清洁管子内部。

活塞图4

下盲端盖不一定要取下,而是要卸下下端盖,将活塞轻轻放在管扳手中,然后用扳手松开端盖。

 

活塞图5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

确保仔细清洁所有密封件/ O形圈/垫圈/固定环。更换任何看起来已损坏的零件。金属挡圈很容易遗漏,特别是当它们被油脂覆盖时。确保随密封件一起更换。

 

活塞图6

要完全重建活塞,将拆下的密封件的形状与新的更换密封件相匹配会很有帮助。下图是一个拆卸的活塞,其中所有密封垫都已拆下,新的更换密封垫靠近应放置的位置。放置新的密封件之前,请在沟槽上涂上真空油脂以帮助确保密封效果良好。如果要使用活塞来注入腐蚀性材料,则可以使用耐化学腐蚀的润滑脂(例如杜邦Krytox®润滑脂)来帮助保护活塞和密封件的完整性。重建工具包还附带一包称为Magnalube-G的绿色润滑脂。 FAI倾向于不使用这种润滑剂来支持更耐化学腐蚀的润滑,但是Magnalube是许多应用可接受的润滑。可以在magnalube.com上找到技术数据表。

 

 

在上杆端盖上,在螺纹上方有一个薄的Teflon垫片垫圈,而在螺纹下方的凹槽中有一个黑色的O形圈管密封件。在下部盲端盖上,只有黑色的O形圈管密封件穿过螺纹上方的凹槽。

 

在活塞柱塞上,有两个弹簧增强的铁氟龙-石墨O形圈;第二个是O型圈。确保弹簧在安装时彼此面对,并且弹簧上也有真空润滑脂。这些位于活塞的末端。在弹簧加固的O形圈之间,有一个特氟龙石墨密封件。金属固定环位于活塞柱塞的最末端,这有助于将密封保持在适当位置。

 

活塞图7

一旦所有的密封件都在正确的位置,活塞就可以重新组装了。在将端盖旋回到管上之前,将真空油脂擦入管和端盖上的螺纹中。在重建套件中,有一小片红色的塑料垫片纸。轻轻润滑,然后将其包裹在活塞管的内螺纹上,以将柱塞推入。这是为了在柱塞重新插入体内时保护螺纹。柱塞穿过螺纹后,取出并丢弃垫片纸。

 

一旦将端盖拧紧并拧紧,最好对活塞进行压力检查,以确保密封设置正确。可以通过完全按下柱塞,关闭盲端盖上的阀,然后通过杆端盖施加至少200 psig的压力来完成此操作。如果柱塞上升,则表示存在泄漏。确保一切都拧紧并重复;如果它仍然上升,则说明其中一个密封件有泄漏,需要再次打开活塞。

 

在向活塞施加压力时,柱塞可能不会升高,但在排气时会升高。这是正常现象,并不表示有泄漏。

 

如何在高温下进样

常见的不正常情况涉及将一部分反应物料加热到处理温度,然后注入次要组分。当测试池中的样品与被注入的组分之间存在温差时,总测得的热量就会产生明显的热组分,即反应产生的一些放热会加热较冷的被注入组分。为了消除这种情况,可以在进样前对进样样品进行预热。为了在样品加载到活塞上时对其进行加热,可以对活塞进行热跟踪。请注意,活塞密封圈的温度极限为204°C(400°F)。

 

为了加热活塞,FAI使用HTS / Amptek柔性电加热带。这是包裹在玻璃纤维编织物中的加热元件。为了给磁带供电,FAI使用了VARIAC®可变变压器,该变压器可以控制输入到磁带中的电压进行控制,从而可以确定特定的温度。

 

首先将加热带/加热元件缠绕在活塞顶部的杆端盖下方。使用耐热的玻璃纤维电工胶带将胶带固定在适当的位置。

 

活塞图8

将胶带固定到活塞上后,获得一小块纸绝缘材料和一个热电偶。在热电偶与活塞直接接触的地方,将纸绝缘层折叠在热电偶的尖端周围,并用胶带将其粘贴到活塞管的底部。绝缘是为了使热电偶测量活塞的温度,而不是热带。添加额外的高温胶带以帮助将TC固定到位。

 

 

 

 

活塞图9

活塞图10现在,将TC粘贴到位,完成将热带朝活塞底部缠绕,然后用更高温的胶带将其粘贴到位。注意不要将TC从其位置移开。

 

如果注射温度明显高于环境温度,请对活塞进行隔热处理以减少热损失。要使活塞绝缘,请将用于将VSP2测试单元包裹在活塞周围的纸绝缘带包裹起来,确保压缩绝缘以去除任何气穴,然后将其固定在适当的位置。

 

 

 

活塞

 

活塞

 

活塞图

 

 

任何多余的热带都可以缠绕在盲端盖和进样口之间的接头周围,并且多余的绝缘材料也可以用来使活塞的这些部分绝缘。这可以帮助减少通过未加热配件的材料产生的热量损失。

 

在对活塞进行热跟踪和绝缘处理后,将热敏带连接至VARIAC®或其他合适的电源。一旦热电偶读取了所需的温度,最好留出时间进行温度平衡,以确保内部样品也处于该温度下。平衡时间长短取决于材料和目标温度。

 

如何在亚环境温度下进样

有时,样品需要冷却而不是加热,例如压缩气体需要以液体形式注入。

 

准备冷样品所需的时间少于将活塞包裹在热敏胶带中的活动时间,但总体而言,由于需要对整个活塞进行冷却,因此花费的时间更长。但是,这可以在将样品注入活塞之前完成,例如前一天,或者甚至是早晨。

 

应该用氮气冲洗活塞,以除去空气中存在的水分,然后盖上入口。完成后,只需将活塞放入袋中,然后将其放入冰箱中。该袋可帮助保护任何烟雾不与活塞接触,并最大程度地减少在活塞上形成的霜,以及一旦样品装入活塞后就可能逸出活塞的内含物和烟雾。

 

一旦活塞充分冷却,就可以将其从冰柜中取出,并可以装载样品。确保擦去活塞外部的任何霜冻,以便测量的质量准确。样品装入后,将其放回冰箱,直到准备好注入样品为止。请记住,冷金属会造成自身危险,应采取适当的预防措施来保护自己。

 

活塞使用的一般提示

  • 注入化学药品后打开阀门时,请确保开口指向通风橱的后部或进入废液容器,因为它们的蒸馏液可能仍会在活塞中被加压,从而有力地排出
  • 当加载压缩气体时,样品瓶可能会变冷。穿戴适当的PPE以防止样品瓶和冷却活塞的冷金属腐蚀
  • 注意注入的样品和用于清洁/冲洗活塞的溶剂之间的潜在相互作用。这些相互作用可能会在活塞中产生压力
  • 每次使用前都要对活塞进行压力检查。确保化学物质留在活塞中非常重要
  • 即使没有泄漏并且活塞中包含化学药品,在处理活塞时也应穿戴适当的PPE,就像处理化学药品一样。错误可能会发生,最好为他们做好准备
  • 如果需要对样品进样进行更严格的控制,可以使用针阀代替球阀以减少流量孔
  • 打开阀门时,请确保加油管路上的阀门和活塞上的阀门不会相互干扰。如果确实如此,只需旋转活塞上的阀,使手柄不与另一个阀的手柄成一直线。

 

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