CN202778291U

CN202778291U - 湿度发生器的饱和装置

Info

Publication number: CN202778291U
Application number: CN 201220325317
Authority: CN
Inventors: 李佳; 孙国华; 王海峰
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-07-05

Abstract

本实用新型提供了一种湿度发生器的饱和装置，其特征在于，包括：金属圆筒筒体，包括设置在金属圆筒筒体底部的进气口以及设置在金属圆筒筒体上部的出气口和注水口；具有多个小孔的密孔板，位于金属圆筒筒体中且设置在金属圆筒筒体下部高于所述进气口的位置处；以及气液分离器，位于金属圆筒筒体中且设置在金属圆筒筒体的上部，其中，密孔板与金属圆筒筒体的底部的距离被设置为在金属圆筒筒体长度的1/4到1/2的范围内，以及所注入的水量被设置为使得在完成注水后金属圆筒筒体中的水面位于密孔板上方预定位置处。利用该饱和装置，能够在保持低成本的情况下提高饱和效率。

Description

湿度发生器的饱和装置

技术领域

本实用新型涉及湿度发生器领域，更具体而言，涉及为一种应用于湿度发生器的饱和装置，该饱和装置用于发生含有饱和水汽的湿空气。

背景技术

近年来，湿度测量广泛地应用于环境领域中。此外，化工、电子、食品、医药、木材、建筑、航空等各个领域也离不开湿度测量和控制。在这些领域中的技术工艺过程，含水量通常是非常重要的技术参数。准确地测量含水量关系到工业产品的质量和产量，同时对于安全生产、节能也存在十分重要的意义。

制备已知湿度气体的方法和装置按原理分为物理方法和化学方法，其中物理方法使用最为广泛。物理方法通常包括重量法、分流法、双压法、渗透法，饱和盐法等。在上述方法的湿度器中，用于发生含有饱和水汽的饱和装置是最为重要的环节，它的设计、工艺将直接影响整体湿度发生器的应用。根据湿度发生器的工作原理、特点和适用的湿度范围，饱和装置可以设计成多种形式，比如鼓泡式、喷雾式、塔板式、管式、离心式和“迷宫”式。

现有的饱和装置通常由密闭的金属圆筒10组成，如图1所示，该金属圆筒10的下方布置有进气口11，用于输入待饱和的气体，以及在金属圆筒10的上方布置有出气口12，用于输出经过饱和后的气体，并且在该金属圆筒内灌注适量的水。在操作时，待饱和的气体从位于金属圆筒的下方的进气口进入金属圆筒中，然后经过金属圆筒中灌注的水进行加湿，从而得到经过加湿后的气体。但是，这种饱和装置的饱和效率非常低。为了达到比较高的饱和度，通常需要多组这种饱和装置进行串联，从而增加了饱和装置的成本。

因此，需要一种能够提高饱和效率同时成本低的用于湿度发生器的饱和装置。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提出了一种新的湿度发生器的饱和装置，该饱和装置能够在保持低成本的情况下提高饱和效率。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种湿度发生器的饱和装置，包括：金属圆筒筒体，包括设置在金属圆筒筒体底部的进气口以及设置在金属圆筒筒体上部的出气口和注水口，所述进气口用于输入待饱和的气体，所述出气口用于输出饱和气体；具有多个小孔的密孔板，位于所述金属圆筒筒体中且设置在所述金属圆筒筒体下部高于所述进气口的位置处，用于对经过密孔板的加湿气体进行饱和处理；以及气液分离器，位于所述金属圆筒筒体中且设置在所述金属圆筒筒体的上部，用于对经过饱和处理后的饱和气体进行气液分离，以便经由所述出气口输出经过气液分离后得到的饱和气体，其中，所述密孔板与所述金属圆筒筒体的底部的距离被设置为在所述金属圆筒筒体长度的1/4到1/2的范围内，以及所注入的水量被设置为使得在完成注水后所述金属圆筒筒体中的水面位于密孔板上方预定位置处。

在上述方面的一个或多个示例中，所述密孔板的直径与金属圆筒筒体的直径相同，以及所述密孔板的孔密度被设置为11/cm²。

在上述方面的一个或多个示例中，所述密孔板的孔径被设置为1.6mm。

在上述方面的一个或多个示例中，所述金属圆筒包括上筒体和下筒体，所述上筒体的直径小于所述下筒体的直径，以及所述进气口设置在所述下筒体的底部，所述出气口设置在所述上筒体的侧部，以及所述注水口设置在所述上筒体的顶部。

在上述方面的一个或多个示例中，所述饱和装置还可以包括：换热管，与所述金属圆筒筒体上的进气口相连，用于对要输入到所述金属圆筒筒体的待饱和气体进行换热处理；以及恒温水槽，其中，所述金属圆筒筒体和换热管浸没在所述恒温水槽中，从而使得进入所述金属圆筒筒体的气体的温度与恒温水槽中的温度一致。

在上述方面的一个或多个示例中，所述换热管为螺旋形。

在上述方面的一个或多个示例中，多个所述饱和装置级联，每个上游饱和装置的出气口通过连接管连接到下游饱和装置的进气口。

在上述方面的一个或多个示例中，所述预定位置是位于密孔板上方5到20mm。

在上述方面的一个或多个示例中，所述水是去离子水。

利用根据本实用新型的湿度发生器的饱和装置，通过在饱和装置的金属圆筒筒体中设置具有多个小孔的密孔板，并且设置密孔板在金属圆筒筒体中的位置以及注入水量，可以提高饱和装置的饱和效率，同时使得饱和装置的结构简单、实现容易以及制作成本低。

附图说明

根据下述参照附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1示出了现有技术中的饱和装置的一个示例的示意图；

图2示出了根据本实用新型的实施例的饱和装置的结构的一个示例的示意图；

图3示出了图2中的密孔板结构的示意图；

图4示出了根据本实用新型的孔密度与饱和度的关系曲线图；

图5示出根据本实用新型的孔径与饱和度的关系曲线度；

图6示出了根据本实用新型的另一实施例的饱和装置的结构的一个示例的示意图；和

图7示出了多个根据本实用新型的饱和装置级联在一起的结构的示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

下面将参照附图描述本实用新型的各个实施例。

图2示出了根据本实用新型的实施例的饱和装置200的结构的一个示例的示意图。

如图2所示，饱和装置200包括金属圆筒筒体，用于在其中注入水后，对从中通过的待饱和气体进行饱和处理。在图2中示出的示例中，金属圆筒筒体包括上筒体211和下筒体212。上筒体211的直径小于下筒体212的直径。在本实用新型的另一示例中，金属圆筒筒体可以仅仅是一个筒体。

在金属圆筒筒体的下筒体212的底部设置进气口22，用于从外部向金属筒体输入待饱和气体。在金属圆筒筒体的上筒体211的侧部设置出气口23，用于向外部或下游饱和装置输出饱和气体。此外，在金属圆筒筒体的上筒体211的顶部设置注水口，用于在操作时，向金属圆筒筒体注入水。在一个示例中，所述水是去离子水。所注入的水量被设置为使得在完成注水后所述金属圆筒筒体中的水面位于密孔板上方预定位置处。在一个优选实施例中，所述预定位置是位于密孔板上方5到20mm。

在金属圆筒筒体的下筒体212中还设置有具有多个小孔的密孔板25，该密孔板25位于所述金属圆筒筒体的下筒体212下部高于所述进气口22的位置处，用于对经过密孔板的加湿气体进行饱和处理。所述密孔板25与所述金属圆筒筒体的底部的距离被设置为在所述金属圆筒筒体的下筒体212的长度的1/4到1/2的范围内。优选地，所述密孔板25与所述金属圆筒筒体的底部的距离被设置为所述金属圆筒筒体的下筒体212的长度的1/3。在所述金属圆筒筒体仅仅具有一个筒体的情况下，所述密孔板25与所述金属圆筒筒体的底部的距离被设置为在所述金属圆筒筒体的长度的1/4到1/2的范围内。优选地，所述密孔板25与所述金属圆筒筒体的底部的距离被设置为所述金属圆筒筒体的长度的1/3。在本实用新型的一个示例中，所述密孔板的直径与金属圆筒筒体的直径相同。

图3示出了图2中的密孔板结构的示意图。在图3示出的结构中，密孔板上的小孔优选是均匀分布的。在本实用新型的另一示例中，密孔板上的小孔也可以不是均匀分布的。密孔板上的孔密度直接影响饱和度的大小，孔密度低饱和度降低，孔密度高加工成本增大。在本文中，密孔板的孔密度被定义为单位面积孔数，即孔数/cm²。下表1示出了孔密度与饱和度的关系的实验结果。

孔密度（孔/cm²）	饱和度
		5	90
7	95
		9	98
11	99
		13	99

表1孔密度与饱和度的关系

图4示出了孔密度与饱和度的关系曲线图。从图表可以看出，孔密度为11～13（孔/cm²）时，饱和度达到99%，孔密度为13增大了加工难度和加工成本。因此，综合考虑饱和效率和成本，孔密度优选为11孔/cm²。

此外，密孔板上的小孔的孔径选择也会影响饱和装置200的饱和效率。根据本实用新型的密孔板的小孔的孔径范围为0.5～2（mm）。通常，孔径小于0.5mm容易堵塞，大于2mm会造成气流与水的接触面减少，降低饱和度。优选地，密孔板的孔径被设置为1.6mm。

下面的表2示出密孔板上的孔径与饱和度的关系。

孔径（mm）	饱和度（%）
		0.5	95
1	100
		1.3	100
1.6	100
		1.9	99
2.2	98
		2.5	95

表2孔径与饱和度的关系

基于上述表2，得到图5所示的孔径与饱和度的关系曲线图。

此外，在金属圆筒筒体的下筒体212中设置气液分离器26，该气液分离器26位于金属圆筒筒体的下筒体212的上部，用于对经过饱和处理后的饱和气体进行气液分离，以便经由所述出气口输出经过气液分离后得到的饱和气体。在金属圆筒筒体仅仅包含一个筒体的情况下，气液分离器26设置在金属圆筒筒体21的上部。

具体地，被饱和气体在上升过程中分子互相碰撞，形成水滴，自由下落，然后，在气液分离器中对液体和气体进行分离，从而使得经过加湿后的饱和湿气从出气口输出，而液体进入到下筒体212中。这里，气液分离器26可以是20-70目不锈钢网制成。

如上示出了根据本实用新型的一个实施例的饱和装置，利用该饱和装置，通过在饱和装置的金属圆筒筒体中设置具有多个小孔的密孔板，并且设置密孔板在金属圆筒筒体中的位置以及注入水量，可以提高饱和装置的饱和效率，同时使得饱和装置的结构简单、实现容易以及制作成本低。

图6示出了根据本实用新型的另一实施例的饱和装置600的示意图。

与图2中示出的饱和装置200相比，图6中的饱和装置600的不同之处在于，饱和装置600还包括换热管610，与所述金属圆筒筒体上的进气口相连，用于对要输入到所述金属圆筒筒体的待饱和气体进行换热处理；以及恒温水槽620，其中，所述金属圆筒筒体和换热管浸没在所述恒温水槽中，从而使得进入所述金属圆筒筒体的气体的温度与恒温水槽中的温度一致。这里，所述换热管为螺旋形。在本实用新型的另一示例中，也可以采用其它合适的形状。

图7示出了多个根据本实用新型的饱和装置级联在一起的结构的示意图。如图7所示，多个所述饱和装置200级联，其中每个上游饱和装置的出气口通过连接管连接到下游饱和装置的进气口。

此外，在图7中示出的结构的变型中，在第一个饱和装置200之前，也可以设置换热器610，并且将换热器610和多个饱和装置200浸没在恒温槽620中。

如上参照图2到图7描述了根据本实用新型的湿度发生器的饱和装置的实施例。虽然如上参照图描述了根据本实用新型的各个实施例进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，对上述本实用新型所提出的各个实施例，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种湿度发生器的饱和装置，其特征在于，包括：

金属圆筒筒体，包括设置在金属圆筒筒体底部的进气口以及设置在金属圆筒筒体上部的出气口和注水口，所述进气口用于输入待饱和的气体，所述出气口用于输出饱和气体；

具有多个小孔的密孔板，位于所述金属圆筒筒体中且设置在所述金属圆筒筒体下部高于所述进气口的位置处，用于对经过密孔板的加湿气体进行饱和处理；以及

气液分离器，位于所述金属圆筒筒体中且设置在所述金属圆筒筒体的上部，用于对经过饱和处理后的饱和气体进行气液分离，以便经由所述出气口输出经过气液分离后得到的饱和气体，

其中，所述密孔板与所述金属圆筒筒体的底部的距离被设置为在所述金属圆筒筒体长度的1/4到1/2的范围内，以及所注入的水量被设置为使得在完成注水后所述金属圆筒筒体中的水面位于密孔板上方预定位置处。

2.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，所述密孔板的直径与金属圆筒筒体的直径相同，以及所述密孔板的孔密度被设置为11/cm²。

3.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，所述密孔板的孔径被设置为1.6mm。

4.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，所述金属圆筒包括上筒体和下筒体，所述上筒体的直径小于所述下筒体的直径，以及

所述进气口设置在所述下筒体的底部，所述出气口设置在所述上筒体的侧部，以及所述注水口设置在所述上筒体的顶部。

5.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，还包括：

换热管，与所述金属圆筒筒体上的进气口相连，用于对要输入到所述金属圆筒筒体的待饱和气体进行换热处理；以及

恒温水槽，

其中，所述金属圆筒筒体和换热管浸没在所述恒温水槽中，从而使得进入所述金属圆筒筒体的气体的温度与恒温水槽中的温度一致。

6.如权利要求5所述的饱和装置，其特征在于，所述换热管为螺旋形。

7.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，多个所述饱和装置级联，每个上游饱和装置的出气口通过连接管连接到下游饱和装置的进气口。

8.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，所述预定位置是位于密孔板上方5到20mm。

9.如权利要求1所述的饱和装置，其特征在于，所述水是去离子水。