CN113184699A - 一种界面纳米气泡的生成装置及观测方法 - Google Patents

一种界面纳米气泡的生成装置及观测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种界面纳米气泡的生成装置及观测方法，该装置，包括由釜体和釜盖组成的反应釜，所述反应釜内设置有基座，所述基座上设置有液槽，所述液槽内设置有安置底片，所述安置底片上设置有气泡形成基底。采用本装置，通过在反应釜内设置可装拆的液槽，再在液槽内设置气泡形成基底，实现了界面纳米气泡的原位生成，相比将分解液转移至疏水基底的生成方式，气泡成核方式与天然气水合物实际分解形成界面纳米气泡的过程相一致，在贴近实际储层中天然气水合物降压分解与界面纳米气泡形成客观条件的同时，减少了基底性质对实验结果的影响，确保了观测结果的可靠性。

Description

一种界面纳米气泡的生成装置及观测方法
技术领域
本发明涉及天然气水合物分解伴生界面纳米气泡产生技术领域，具体涉及一种界面纳米气泡的生成装置及观测方法。
背景技术
天然气水合物具有清洁、燃烧热值高、资源储量大等优点，被认为是具有巨大潜力的可替代清洁能源。天然气水合物分解会产生大量的纳米气泡，由于其特殊物化性质，储层中纳米气泡的累积对天然气水合物资源开发和安全生产的影响已引发学界关切。
基于室内实验观测手段研究界面纳米气泡形貌、分布、演化等规律，对于揭示纳米气泡潜在影响、指导天然气水合物的控制与开发具有重要意义。但目前针对天然气水合物分解条件下界面纳米气泡的观测方法大多是以分解液中的体相纳米气泡在观测基底上吸附生成界面纳米气泡为基础进行的，基底的性质对于观测的结果产生了较大的影响。因此，亟需建立一套稳定可靠的系统性实验观测方法以提高观测结果的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种界面纳米气泡的生成装置及观测方法，以便提高界面纳米气泡观测结果的可靠性。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种界面纳米气泡的生成装置，包括由釜体和釜盖组成的反应釜，所述反应釜内设置有基座，所述基座上设置有液槽，所述液槽内设置有安置底片，所述安置底片上设置有气泡形成基底。
进一步，所述液槽的两侧设置有挂钩，所述釜盖的底部与挂钩对应的位置设置有挂环，所述挂环通过软连接与对应的挂钩连接；还包括釜盖吊装启闭装置。
进一步，所述液槽为圆筒体，所述圆筒体通过连接杆与釜盖连接。
进一步，所述釜盖吊装启闭装置包括设置在两侧的滑轨、与滑轨滑动配合的滑块、与滑块固定连接的竖杆、横跨在两个竖杆之间的吊梁以及通过滚轮与吊梁轴向滑动装配的电葫芦，所述釜盖的顶部设置有吊环。
进一步，所述釜盖的底部设置有电磁铁，所述安置底片由磁性材料制成。
进一步，所述液槽侧面设置有抽屉，所述安置底片和气泡形成基底设置在抽屉内。
进一步，所述抽屉上设置有把手。
一种界面纳米气泡的观测方法，包括如下步骤：
S1：采用上述的装置原位生成界面纳米气泡；
S2:将气泡形成基底移动至观测仪器，通过观测仪器对气泡形成基底上原位生成的界面纳米气泡进行观测。
上述步骤S1的原位界面纳米气泡生成方法，包括如下步骤：
S11:首先，通过驱动机构驱动所述釜盖吊装启闭装置中的滑块在滑轨上滑动，使吊梁在反应釜上方移动，移动至釜盖吊环的上方时，调整电葫芦的横向位置，并将电葫芦的吊钩与釜盖吊环连接，使釜盖开启，然后，将放置有气泡形成基底的液槽置于反应釜内的基座上，并加入去离子蒸馏水；
S12：通过釜盖吊装启闭装置关闭釜盖，并利用真空泵排空其内气体，并向反应釜中通入甲烷气体至设定压力值进行水合反应；
S13：待反应釜内压力稳定，即水合反应结束后，通过釜盖吊装启闭装置开启釜盖进行卸压，天然气水合物分解，如此即可在气泡形成基底上原位生成界面纳米气泡。
上述步骤S2的具体过程为：在釜盖吊起的过程中，利用釜盖底部与液槽之间的软连接将液槽同步带出，当液槽为圆筒体时，利用连接杆将圆筒体带出；液槽带出后，开启所述釜盖底部的电磁铁，利用电磁吸附作用，将安置底片和气泡形成基底抬升至方便转移的高度，再利用平板铲或是镊子等辅助工具将气泡形成基底移动至观测仪器，通过观测仪器对气泡形成基底上原位生成的界面纳米气泡形貌、分布、生成特征等进行观测。或者在液槽带出后，通过把手将抽屉打开，同步将安置底片和气泡形成基底拉出，再利用镊子或平板铲等工具将气泡形成基底移送至观测仪器进行观测。
本发明的有益效果：
1、本申请的界面纳米气泡的生成装置及观测方法，通过在反应釜内设置可装拆的液槽，再在液槽内设置气泡形成基底，实现了界面纳米气泡的原位生成，相比将分解液转移至疏水基底的生成方式，气泡成核方式与天然气水合物实际分解形成界面纳米气泡的过程相一致，在贴近实际储层中天然气水合物降压分解与界面纳米气泡形成客观条件的同时，减少了基底性质对实验结果的影响，确保了观测结果的可靠性。
2、本申请的界面纳米气泡的生成装置，通过釜盖吊装启闭装置实现了釜盖的自动启闭，在釜盖吊装打开的过程中，利用釜盖底部与液槽之间的软连接将液槽同步带出，有利于气泡形成基底的转移，操作简单，便于使用，降低了劳动强度以及因人工操作产生的扰动等外部因素而造成的相关特征观察工作的不利影响。
3、本申请的界面纳米气泡的生成装置，釜盖提升速率均匀，保证釜盖与液槽之间的软连接不会因为平衡问题向一边倾斜。
4、本申请的界面纳米气泡的生成装置，其釜盖吊装启闭装置通过滑轨和滑块的组合设计，实现了吊梁的前后移动，再通过滚轮的设计，实现了电葫芦的左右移动，综合起来，实现了电葫芦的左右前后调整，有利于提高吊装过程的灵活性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明优选实施例的结构示意图。
图2为本发明抽屉结构示意大图。
图3为圆筒体液槽的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1-2所示，本实施例提供了一种界面纳米气泡的生成装置，包括由釜体1和釜盖9组成的反应釜，所述反应釜内设置有基座17，所述基座上设置有液槽14，所述液槽内设置有安置底片18，所述安置底片上设置有气泡形成基底16。
所述液槽14的两侧设置有挂钩12，所述釜盖9的底部与挂钩12对应的位置设置有挂环10，所述挂环10通过软连接与对应的挂钩12连接；还包括釜盖吊装启闭装置。此外，如图3所示，所述液槽为圆筒体19，圆筒体侧壁的上段开设有滤孔，所述圆筒体通过连接杆20与釜盖连接。采用该种结构形式，可以提高气泡形成基底带出的平稳性。
所述釜盖吊装启闭装置包括设置在两侧的滑轨2、与滑轨滑动配合的滑块3、与滑块固定连接的竖杆4、横跨在两个竖杆之间的吊梁5以及通过滚轮7与吊梁轴向滑动装配的电葫芦6，所述釜盖9的顶部设置有吊环8。
所述釜盖9的底部设置有电磁铁11，所述安置底片18由磁性材料制成。
所述液槽14侧面设置有抽屉15，所述安置底片18和气泡形成基底16设置在抽屉15内；所述抽屉上设置有把手13。
本实施例还提供了一种界面纳米气泡的观测方法，包括如下步骤：
S1：采用上述的装置原位生成界面纳米气泡；
S2:将气泡形成基底移动至观测仪器，通过观测仪器对气泡形成基底上原位生成的界面纳米气泡进行观测。
上述步骤S1的原位界面纳米气泡生成方法，包括如下步骤：
S1:首先，通过驱动机构驱动所述釜盖吊装启闭装置中的滑块3在滑轨2上滑动，使吊梁5在反应釜上方移动，移动至釜盖吊环8的上方时，调整电葫芦6的横向位置，并将电葫芦的吊钩与釜盖吊环连接，使釜盖9开启，将放置有气泡形成基底16的液槽14置于反应釜内的基座17上，并加入去离子蒸馏水；
S2：通过釜盖吊装启闭装置关闭釜盖9，并利用真空泵排空其内气体，并向反应釜中通入甲烷气体至设定压力值进行水合反应；
S3：待反应釜内压力稳定，即水合反应结束后，通过釜盖吊装启闭装置开启釜盖9进行卸压，天然气水合物分解，如此即可在气泡形成基底16上原位生成界面纳米气泡。
上述步骤S2的具体过程为：在釜盖吊起的过程中，利用釜盖底部与液槽之间的软连接将液槽同步带出，当液槽为圆筒体时，利用连接杆将圆筒体带出；液槽带出后，开启所述釜盖底部的电磁铁，利用电磁吸附作用，将安置底片和气泡形成基底抬升至方便转移的高度，再利用平板铲或是镊子等辅助工具将气泡形成基底移动至观测仪器，通过观测仪器对气泡形成基底上原位生成的界面纳米气泡形貌、分布、生成特征等进行观测。或者在液槽带出后，通过把手将抽屉打开，同步将安置底片和气泡形成基底拉出，再利用镊子或平板铲等工具将气泡形成基底移送至观测仪器进行观测。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：包括由釜体(1)和釜盖(9)组成的反应釜，所述反应釜内设置有基座(17)，所述基座上设置有液槽(14)，所述液槽内设置有安置底片(18)，所述安置底片上设置有气泡形成基底(16)。
2.根据权利要求1所述的界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：所述液槽的两侧设置有挂钩(12)，所述釜盖的底部与挂钩对应的位置设置有挂环(10)，所述挂环通过软连接与对应的挂钩连接；还包括釜盖吊装启闭装置。
3.根据权利要求1所述的界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：所述液槽为圆筒体(19)，所述圆筒体通过连接杆(20)与釜盖连接。
4.根据权利要求2所述的界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：所述釜盖吊装启闭装置包括设置在两侧的滑轨(2)、与滑轨滑动配合的滑块(3)、与滑块固定连接的竖杆(4)、横跨在两个竖杆之间的吊梁(5)以及通过滚轮(7)与吊梁轴向滑动装配的电葫芦(6)，所述釜盖(9)的顶部设置有吊环(8)。
5.根据权利要求4所述的界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：所述釜盖的底部设置有电磁铁(11)，所述安置底片由磁性材料制成。
6.根据权利要求5所述的界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：所述液槽侧面设置有抽屉(15)，所述安置底片和气泡形成基底设置在抽屉内。
7.根据权利要求6所述的界面纳米气泡的生成装置，其特征在于：所述抽屉上设置有把手(13)。
8.一种界面纳米气泡的观测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：采用如权利要求7所述的装置原位生成界面纳米气泡；
S2:将气泡形成基底转移至观测仪器，通过观测仪器对气泡形成基底上原位生成的界面纳米气泡进行观测。
9.根据权利要求8所述的观测方法，其特征在于，步骤S1中的原位界面纳米气泡生成方法，包括如下步骤：
S11:首先，通过驱动机构驱动所述釜盖吊装启闭装置中的滑块在滑轨上滑动，使吊梁在反应釜上方移动，移动至釜盖吊环的上方时，调整电葫芦的横向位置，并将电葫芦的吊钩与釜盖吊环连接，使釜盖开启，釜盖开启后，将放置有气泡形成基底的液槽置于反应釜内的基座上，并加入去离子蒸馏水；
S12：通过釜盖吊装启闭装置关闭釜盖，并利用真空泵排空其内气体，并向反应釜中通入甲烷气体至设定压力值进行水合反应；
S13：待反应釜内压力稳定，即水合反应结束后，通过釜盖吊装启闭装置开启釜盖进行卸压，天然气水合物分解，如此即可在气泡形成基底上原位生成界面纳米气泡。
10.根据权利要求9所述的观测方法，其特征在于，步骤S2的具体过程为：在釜盖吊起的过程中，利用釜盖底部与液槽之间的软连接将液槽同步带出，当液槽为圆筒体时，利用连接杆将圆筒体带出；液槽带出后，开启所述釜盖底部的电磁铁，利用电磁吸附作用，将安置底片和气泡形成基底抬升至方便转移的高度，再利用平板铲或是镊子将气泡形成基底移动至观测仪器，通过观测仪器对气泡形成基底上原位生成的界面纳米气泡进行观测；或者在液槽带出后，通过把手将抽屉打开，同步将安置底片和气泡形成基底拉出，再利用镊子或平板铲将气泡形成基底移送至观测仪器进行观测。
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