CN103575855A - 一种增湿饱和器 - Google Patents

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辛宗伟
张学范
崔剑
傅兴天
刘运峰
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Abstract

本发明属于计量测试技术领域，涉及湿度计量测试技术。根据鼓泡式饱和器发生原理，采用强制分散和多次混合技术，提高增湿效率和湿气稳定性。本发明涉及的增湿饱和器，由n+1（n为自然数）级立式腔体串联组成，各级腔体通过导管（10）连接；第一级腔体进气口（1）位于腔体顶部、出气口（2）位于腔体底部，其余腔体进气口（1）位于腔体底部、出气口（2）位于腔体顶部；腔体由气室（3）、饱和室（4）、混合室（5）组成，自上而下依次为气室、饱和室和混合室，饱和室填充多孔介质（6）。该增湿饱和器结构简单、操作方便，增湿效率高，发生的湿气饱和度高、稳定性好。适用于湿度发生器。

Description

一种增湿饱和器
技术领域
本发明属于计量测试技术领域，涉及湿度计量测试技术，特别涉及湿度计量测试技术。
背景技术
湿度发生器是湿度计量检定过程中广泛使用的设备，其发生出的不同湿度的气流作为湿度检定校准的气源。其中增湿饱和器是湿度发生器中负责发生饱和湿气的核心部件，饱和器发生出的湿气的饱和度直接影响湿度发生器的性能指标。
增湿饱和器的工作原理是利用气流经过水，对水分的吸附和承载，进而达到增加气流湿度的目的。理想状态下气体经过饱和器后能够变成饱和湿气，但是实际上气流远没有达到饱和状态。为了增加饱和器发生气体的饱和度，技术人员设计了很多类型的增湿饱和器。
鼓泡式增湿饱和器通常在一个密闭的圆筒内盛适量的纯水，桶底有许多小孔。经过净化的气体从底部进入，通过小孔鼓泡被水饱和，从顶部排出。
CN2103760吸附式增湿饱和器是通过在常用的平面式增湿饱和器内放置能够吸附水的吸附材料提高载气饱和度的。在增湿饱和器内放置了吸附材料，从而有效地增加了水与载气的接触面积，使载气容易地达到饱和。
发明内容
本发明以提高饱和器发生气体的饱和度为目的，提供一种新型增湿饱和器。
本发明的目的是这样实现的，根据鼓泡式饱和器发生原理，使气流在水浸粒子中鼓泡，采用微孔隔板强制分散结构，将单束气流分散成多束气流，即将大气泡分散成小气泡，增大气体与水的接触面积，提高气流对水的吸附量；采用多腔结构和饱和室多孔材料填充，通过对气流的反复分割混合加湿，增加气水接触时间，从而提高增湿效率；通过调节输入气流的压力，提高饱和器的饱和压力，进一步增加载气负荷；通过强制分散和多次增湿、混合，消除了气流流量差异性所引入的不稳定因素，提高湿气稳定性，从而实现提高湿气饱和度的目的。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：由n+1（n为自然数）级立式腔体串联组成，各级腔体通过导管10连接；第一级腔体进气口1位于腔体顶部、出气口2位于腔体底部，其余腔体进气口1位于腔体底部、出气口2位于腔体顶部；腔体由气室3、饱和室4、混合室5组成，自上而下依次为气室、饱和室和混合室，饱和室填充多孔介质6，多级增湿饱和器结构如附图1所示，腔体结构如附图2所示。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：由n+1（n为自然数）级立式腔体联组成，各级腔体通过导管10连接；第一级腔体进气口1位于腔体顶部、出气口2位于腔体底部，其余腔体进气口1位于腔体底部、出气口2位于腔体顶部；立式腔体由气室3、饱和室4、混合室5组成，自上而下依次为气室、饱和室和混合室，气室、混合室和饱和室间分别通过微孔隔板7分隔，饱和室填充的多孔介质6为固体粒子，腔体结构如附图2所示。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：n不大于5。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：腔体内径与高度之比介于1/5～1/2之间。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：腔体内径介于20mm～60mm之间。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：腔体高度介于50mm～300mm之间。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：所述固体粒子直径介于1mm～5mm之间。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：所述微孔隔板微孔孔径介于0.1mm～0.8mm之间。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：所述微孔隔板微孔密度介于8个/cm2～50个/cm2之间。
本发明涉及的增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：气室用微孔隔板和混合室用微孔隔板的结构彼此独立。
本发明涉及的增湿饱和器结构简单、操作方便，增湿效率高，增湿效果明显，发生的湿气饱和度高、稳定性好。适用于湿度发生器，饱和器工作效率显著提高，从而使湿度发生器发生的湿气达到理想状态。
四、附图说明
附图1 本发明涉及的增湿饱和器结构示意图
附图2 本发明涉及的增湿饱和器三种腔体结构示意图 
其中：1-进气口；2-出气口；3-气室；4-饱和室；5-混合室；6-多孔介质；7-微孔隔板；8-筒体；9-腔体盖；10-导管；11-不锈钢筛网柱；12-密封圈；13-不锈钢筛网。
五、具体实施方案
下面结合附图对本发明涉及的新型增湿饱和器作进一步详细说明,但不作为对本发明涉及技术方案的限制。
实   施   例   一
以两腔结构相同的增湿饱和器为例。
腔体结构如附图2A所示，由筒体8、腔体盖9和2个微孔隔板7组成，筒体8为壁厚4mm的有机玻璃筒，内径30mm、高80mm，两端配带气孔（进气孔或出气孔）的腔体盖9，螺纹连接，各连接口均采用密封结构，微孔隔板7上下都垫有密封圈12；微孔隔板7为直径30mm、厚度0.5mm、均布80个0.2mm细孔的不锈钢板；导管10为直径6mm的内抛光不锈钢管；饱和室4填充由3A型球状分子筛构成的多孔介质6。按附图1所示连接各部分，整个体系形成气密体系得到本发明涉及的增湿饱和器。
使用时，通过第一级腔体进气口1缓慢加注去离子水。去离子水在重力作用下依次通过气室3、不锈钢微孔隔板7、多孔介质6进入混合室5，为加快进度，可以在加注时上下左右晃动饱和器，当水面上升到第二级腔体的混合室5中间时，停止加注。静止放置10分钟后，即可通气使用。
该增湿饱和器在通气流量不大于2L/min时，出口湿气饱和度达到95%以上，湿气稳定性好。
实   施   例   二
以一种的四级增湿饱和器为例予以说明。
第一级腔体结构如附图2C所示，由筒体8、腔体盖9和2个微孔隔板7和多层不锈钢筛网13组成；筒体为壁厚8mm的有机玻璃筒，内径60mm、高300mm，两端配带气孔（进气口1或出气口2）的腔体盖9，进气口1和出气口2处需添加不锈钢筛网柱11，长度与腔体盖厚度一致；螺纹连接，各连接口均采用密封结构；微孔隔板7为直径60mm、厚度1mm、均布160个0.3mm细孔的不锈钢板；在饱和室4、混合室5间的微孔隔板7上方加装多层不锈钢筛网13，可视气流大小确定层数，一般取5层；饱和室4填充直径为4mm的玻璃球，作为第1级腔体。
第2、3、4级腔体结构如附图2B所示，由筒体8、腔体盖9和2个微孔隔板7组成，筒体为壁厚8mm的有机玻璃筒，内径60mm、高300mm，带出气孔的腔体盖9，螺纹连接，各连接口均采用密封结构；微孔隔板7为直径60mm、厚度0.8mm、均布100个0.2mm细孔的不锈钢板；饱和室4填充3A型球状分子筛，作为第2、3、4级腔体。
按附图1所示连接四级腔体，导管10为直径6mm的内抛光不锈钢管，整个体系形成气密体系得到本发明涉及的增湿饱和器。
使用方法同实施例一，在加注去离子水时，三四级腔体可以通过腔体上端的出气口2分别加注，当水面达到混合室微孔隔板7时停止加注。通气时流量应由小逐渐变大。
该增湿饱和器通气流量不大于8L/min时，出口湿气饱和度达到90%以上，湿气稳定性好。

Claims (10)

1.一种增湿饱和器，为多级增湿饱和器，其特征在于：由n+1（n为自然数）级立式腔体串联组成，各级腔体通过导管（10）连接；第一级腔体进气口（1）位于腔体顶部、出气口（2）位于腔体底部，其余腔体进气口（1）位于腔体底部、出气口（2）位于腔体顶部；腔体由气室（3）、饱和室（4）、混合室（5）组成，自上而下依次为气室、饱和室和混合室，饱和室填充多孔介质（6）。
2.根据权利要求1所述的增湿饱和器，其特征在于：气室（3）、混合室（4）和饱和室（5）间分别通过微孔隔板（7）分隔，饱和室填充的多孔介质（6）为固体粒子。
3.根据权利要求1或2所述的任一增湿饱和器，其特征在于：n不大于5。
4.根据权利要求1或2所述的任一增湿饱和器，其特征在于：腔体内径与高度之比介于1/5～1/2之间。
5.根据权利要求1或2所述的任一增湿饱和器，，其特征在于：腔体内径介于20mm～60mm之间。
6.根据权利要求1或2所述的任一增湿饱和器，其特征在于：腔体高度介于50mm～300mm之间。
7.根据权利要求1或2所述的任一增湿饱和器，其特征在于：所述固体粒子直径介于1mm～5mm之间。
8.根据权利要求2所述的增湿饱和器，其特征在于：所述微孔隔板微孔孔径介于0.1mm～0.8mm之间。
9.根据权利要求2所述的增湿饱和器，其特征在于：所述微孔隔板微孔密度介于8个/cm2～50个/cm2之间。
10.根据权利要求2、8、9所述的任一增湿饱和器，其特征在于：气室用微孔隔板和混合室用微孔隔板的结构彼此独立。
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