CN103776121B

CN103776121B - 一种用于实验室管道系统的带压加湿装置

Info

Publication number: CN103776121B
Application number: CN201410073085.6A
Authority: CN
Inventors: 杨燕; 文闯; 王树立
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: CHANGZHOU XIAOGUO INFORMATION SERVICES Co.,Ltd.
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: CN103776121A

Abstract

本发明涉及一种用于实验室管道系统的带压加湿装置，该装置包括：排水管、加湿罐、加湿管道、一次捕集网、泄压阀、湿气出口管线、二次捕集网、进水管和液位控制阀；加湿罐顶部安装泄压阀，加湿罐底部安装排水管和支架，加湿罐上安装有湿气出口管线、进水管和液位控制阀；一次捕集网、二次捕集网位于湿气出口管线和进水管之间，加湿管道的末端水平段安装有盲板；加湿管道的垂直段下部和末端水平段上开有圆孔。本发明是一种密闭的加湿系统，可以实现在管线运行条件下对一定压力气体进行连续加湿，保障管线的稳定运行；采用二次过滤设计，多层不锈钢过滤网可以有效地减小气液混合过程中的液体喷溅，降低气体对液滴的夹带，保证饱和湿气的稳定。

Description

一种用于实验室管道系统的带压加湿装置

技术领域

本发明属于压力管线中气体加湿技术领域，具体地，涉及一种用于实验室管道系统的带压加湿装置。

背景技术

在天然气脱水和湿空气除湿的科研研究中，通常需要来气达到饱和湿气状态，然后根据实验目的进行相关的实验研究工作。但通常来讲，从压缩机出口流出的气体一般达不到气体的饱和状态，需要通过其他手段对压缩机出口的气流进行加湿，使其达到饱和状态。特别是在脱水实验中，由于管线系统的压力较高，迫切需要开发出带压条件下的管线加湿系统。

专利ZL01814052.1提出一种通过蒸发产生蒸汽的蒸发式加湿器，该装置在一个底座上安装有一个水罐用于容纳一定量的水及鼓风组件，在中间安装一个圆筒形的吸芯过滤器，然后将蒸发的蒸汽流经吸芯圆筒侧壁而从排气口排出。专利ZL200610065844.X提出一种超声波型空气加湿器，该装置利用超声换能器使储水箱内的水发生震动以在与机盒开口连通的坚管内产生水汽，并在机盒开口上设置有排气口，超声产生蒸汽最终从排气口排出。

上述蒸发式和超声波式加湿器均仅适用于对大气空间进行加湿，无法实现对带压的管道设备系统进行加湿。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，针对压力管线气体加湿的要求，本发明提供一种用于实验室管道系统的带压加湿装置，该装置能实现在一定压力条件下完成对管道气体的加湿，使气体能达到饱和状态。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

用于实验室管道系统的带压加湿装置，包括：排水管、加湿罐、加湿管道、一次捕集网、泄压阀、湿气出口管线、二次捕集网、进水管和液位控制阀；加湿罐顶部安装泄压阀，加湿罐底部安装排水管和支架，加湿罐上安装有湿气出口管线、进水管和液位控制阀；湿气出口管线、进水管和液位控制阀由上而下布置；一次捕集网、二次捕集网位于湿气出口管线和进水管之间，一次捕集网位于二次捕集网下方；加湿管道包括起始端水平段、垂直段和末端水平段，加湿管道的末端水平段安装有盲板；加湿管道的垂直段下部和末端水平段上开有圆孔。

相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：本发明在加湿管道上开有圆孔，末端安装有盲板，可以使来气与加湿罐中的液态水充分接触，有利于增加气液接触面积，对气体进行充分加湿，使气体达到饱和状态；该装置是一种密闭的加湿系统，可以实现在管线运行条件下对一定压力气体进行连续加湿，保障管线的稳定运行；采用二次过滤设计，多层不锈钢过滤网可以有效地减小气液混合过程中的液体喷溅，降低气体对液滴的夹带，保证饱和湿气的稳定。

附图说明

图1是用于实验室管道系统的带压加湿装置主视示意图；

图2是用于实验室管道系统的带压加湿装置俯视示意图；

图3是加湿管道结构示意图；

图4是加湿管道开孔示意图。

图中：1、支架，2、排水管，3、加湿罐，4、加湿管道，5、一次捕集网，6、进气口法兰，7、泄压阀，8、湿气出口管线，9、二次捕集网，10、进水管，11、液位控制阀，12、盲板，13、圆孔，14、起始端水平段，15、垂直段，16、末端水平段。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，用于实验室管道系统的带压加湿装置，包括：排水管2、加湿罐3、加湿管道4、一次捕集网5、泄压阀7、湿气出口管线8、二次捕集网9、进水管10和液位控制阀11；

加湿罐3为顶端、底端采用半球壳体封闭的不锈钢圆柱型壳体，加湿罐3的直径为1000mm～3500mm，壁厚为4mm～20mm，高度为2000mm～4200mm；加湿罐3顶部安装泄压阀7，当加湿罐内压力高于设计最高压力时，泄压阀打开。

加湿罐3底部安装排水管2和支架1，支架1的数目为3个，周向均匀布置；在加湿罐长期不使用时，排水管2将罐内的积水排出，减少水对罐体的腐蚀。加湿罐3形成密闭的加湿系统，可以实现在管线运行条件下对一定压力气体进行连续加湿，保障管线的连续稳定运行。

加湿罐3的圆柱壳体上安装有湿气出口管线8、进水管10和液位控制阀11；湿气出口管线8、进水管10和液位控制阀11由上而下布置，且位于同一铅直线上；湿气出口管线8距离加湿罐3顶部400mm～1000mm，进水管10距离加湿罐3顶部800mm～1400mm，液位控制阀11距离加湿罐3顶部1000mm～2200mm；湿气出口管线8用于将加湿后的饱和湿气排出，进水管10用于向加湿罐内注入液态水，液位控制阀11用于控制加湿罐内的水位。液位控制阀11的直径为10mm～50mm，壁厚为1mm～1.8mm；湿气出口管线8的直径为25mm～150mm，壁厚为1mm～1.8mm；进水管10的直径为15mm～50mm，壁厚为1mm～1.8mm。

一次捕集网5、二次捕集网9位于湿气出口管线8和进水管10之间，一次捕集网5位于二次捕集网9下方；一次捕集网5和二次捕集网9均呈水平状、并均通过焊接方式与加湿罐3的圆柱型壳体的内壁面固定连接；一次捕集网5和二次捕集网9之间的垂直距离为45mm～250mm；一次捕集网5和进水管10之间的垂直距离为15mm～50mm，二次捕集网9和湿气出口管线8之间的垂直距离为15mm～50mm；一次捕集网5采用2～4层的不锈钢过滤网，网孔大小为50～600目；二次捕集网9采用1～3层的不锈钢过滤网，网孔大小为800～8000目；采用二次过滤设计，多层不锈钢过滤网可以有效地减小气液混合过程中的液体喷溅，降低气体对液滴的夹带，保证饱和湿气的稳定。

加湿管道4为不锈钢圆管，呈“Z”型结构，包括起始端水平段14、垂直段15和末端水平段16；加湿管道4的直径D1为25mm～150mm，壁厚为1mm～1.8mm，起始端水平段14的长度为180mm～600mm，垂直段15的总高度H1为900mm～3000mm，末端水平段16的长度为400mm～2000mm；加湿管道4的起始端水平段14连接有进气口法兰6，加湿管道4的末端水平段16安装有盲板12，加湿管道4的起始端水平段14位于一次捕集网5、二次捕集网9之间；加湿管道4的垂直段15下部和末端水平段16上开有圆孔13，圆孔13周向均匀布置，同一圆周上圆孔的数目为4～16个，圆孔13直径D2与加湿管道4直径D1的关系为：πD1/32<D2<πD1/4；安装有圆孔的垂直段高度H2与垂直段15的总高度H1的关系为：0.2H1<H2<0.5H1；末端水平段16上最靠近盲板12的圆孔的中心与盲板12之间的距离为L，L与圆孔13直径D2的关系为：1.1D2<L<4D2。该加湿管道的布置方式可以使来气与加湿罐中的液态水充分接触，有利于增加气液接触面积，对气体进行充分加湿，使气体达到饱和状态。

本发明的具体工作流程为：液态水由进水管10进入加湿罐3，水位由液位控制阀11控制，水加好后关闭进水管10和液位控制阀11；气体由进气口法兰6进入加湿管道4，从加湿管道上的圆孔13流出，使气体与液体产生充分的界面接触，对气体进行加湿；一次捕集网5将饱和湿气中的大量直径较大的液滴过滤出来，二次捕集网9将饱和湿气中少量直径较小的液滴二次过滤出来；最后，经过二次过滤的饱和湿气从湿气出口管线8流出。

Claims

1.一种用于实验室管道系统的带压加湿装置，包括：排水管、加湿罐、加湿管道、一次捕集网、泄压阀、湿气出口管线、二次捕集网、进水管和液位控制阀；其特征在于：加湿罐顶部安装泄压阀，加湿罐底部安装排水管和支架，加湿罐上安装有湿气出口管线、进水管和液位控制阀；湿气出口管线、进水管和液位控制阀由上而下布置；一次捕集网、二次捕集网位于湿气出口管线和进水管之间，一次捕集网位于二次捕集网下方；加湿管道包括起始端水平段、垂直段和末端水平段，加湿管道的末端水平段安装有盲板；加湿管道的垂直段下部和末端水平段上开有圆孔；一次捕集网和二次捕集网均呈水平状、并均通过焊接方式与加湿罐的圆柱型壳体的内壁面固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：加湿罐为顶端、底端采用半球壳体封闭的不锈钢圆柱型壳体，加湿罐的直径为1000mm～3500mm，壁厚为4mm～20mm，高度为2000mm～4200mm。

3.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：湿气出口管线、进水管和液位控制阀位于同一铅直线上；湿气出口管线距离加湿罐顶部400mm～1000mm，进水管距离加湿罐顶部800mm～1400mm，液位控制阀距离加湿罐顶部1000mm～2200mm。

4.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：液位控制阀的直径为10mm～50mm，壁厚为1mm～1.8mm；湿气出口管线的直径为25mm～150mm，壁厚为1mm～1.8mm；进水管的直径为15mm～50mm，壁厚为1mm～1.8mm。

5.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：一次捕集网和二次捕集网之间的垂直距离为45 mm～250 mm；一次捕集网和进水管之间的垂直距离为15 mm～50 mm，二次捕集网和湿气出口管线之间的垂直距离为15 mm～50 mm；一次捕集网采用2～4层的不锈钢过滤网，网孔大小为50～600目；二次捕集网采用1～3层的不锈钢过滤网，网孔大小为800～8000目。

6.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：加湿管道为不锈钢圆管，加湿管道的直径D1为25 mm～150 mm，壁厚为1 mm～1.8 mm，起始端水平段的长度为180 mm～600 mm，垂直段的总高度H1为900 mm～3000 mm，末端水平段的长度为400 mm～2000 mm；加湿管道的起始端水平段连接有进气口法兰，加湿管道的起始端水平段位于一次捕集网、二次捕集网之间。

7.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：圆孔周向均匀布置，同一圆周上圆孔的数目为4～16个，圆孔直径D2与加湿管道直径D1的关系为：πD1/32 < D2 <πD1/4；安装有圆孔的垂直段高度H2与垂直段的总高度H1的关系为：0.2H1 < H2 < 0.5H1；末端水平段上最靠近盲板的圆孔的中心与盲板之间的距离为L，L与圆孔直径D2的关系为：1.1D2 < L < 4D2。

8.根据权利要求1所述的用于实验室管道系统的带压加湿装置，其特征在于：支架的数目为3个，周向均匀布置。