CN203658014U - 海底营养盐注气提升试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海底营养盐注气提升试验装置，本实用新型包括水箱（1），水箱（1）的侧面连接有一进气管（2），进气管（2）上设有注气压力计（3）和注气流量传感器（4），进气管（2）的端部设有喷嘴（5）；水箱（1）内设有一涌升管（6），所述的喷嘴（5）设置在涌升管（6）的下方；所述的涌升管（6）的上方设有上集流箱（7），上集流箱（7）连接有一出水管（8），出水管（8）的出水端连接有一下集流箱（9）。本实用新型可以真实、准确、清楚、完整地模拟海底营养盐注气提升过程，并通过设定涌升管管径和气泡等参数来研究气泡上浮带动液体向上运动而形成的复杂气液两相流运动规律，得出下注气流量和液体提升流量之间的理论关系。

Description

海底营养盐注气提升试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种海底营养盐注气提升试验装置。

背景技术

海底营养盐注气提升技术是通过往海底注气的方法，将大量深层富营养盐海水提升至海洋真光层，以恢复和培育新的渔场。注气液体上升流可按流动环境分为两类：第一类是气力上升流发生在无涌升管约束的水中，称为开式注气系统；第二类是气力上升流发生在水中垂直布置的涌升管内，称为闭式注气系统，其中又可按涌升管管径的大小分为小管径和大管径（管径一般在1.5m以上，长径比相对较低）两种系统。考虑到营养盐提升的大流量和高效率需求，以及为了消除海水水平对流的干扰，现有研究的人工气力上升流技术中，主要是针对大管径涌升管，或称大管径闭式注气系统。该技术的核心内容，是研究气泡上浮带动液体向上运动而形成的复杂气液两相流运动规律，找出不同管径和气泡参数下注气流量和液体提升流量之间的理论关系。该技术现有的基础理论不完备，其原因主要是缺乏准确的、合理的、易操作的试验装置，因此如改进现有的海底营养盐注气提升试验装置，成为了业界亟待解决的课题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种准确的、合理的、易操作的海底营养盐注气提升试验装置。

本实用新型的技术方案：海底营养盐注气提升试验装置，包括水箱，水箱的侧面连接有一进气管，进气管上设有注气压力计和注气流量传感器，进气管的端部设有喷嘴；水箱内设有一涌升管，所述的喷嘴旋转在涌升管的下方；所述的涌升管的上方设有上集流箱，上集流箱连接有一出水管，出水管的出水端连接有一下集流箱。

上述的海底营养盐注气提升试验装置中，所述的出水管上设置有出流流量传感器。

前述的海底营养盐注气提升试验装置中，所述的水箱底部设有水位压力传感器，水箱还连接有进水管，进水管上设有与水位压力传感器联动的补水电磁阀。

前述的海底营养盐注气提升试验装置中，所述的喷嘴包括圆饼状底座，底座上设置有可进行启闭的出气孔。

前述的海底营养盐注气提升试验装置中，所述的水箱的侧面还设有梯子。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型在水箱内设置有涌升管，涌升管下方连接有进气管，涌升管上方设有上集流箱，上集流箱经出水管连接有下集流箱。进气管向涌升管注气，气泡带着底部的液体上涌进入上集流箱，上集流箱内的液体再经出水管流入下集流箱，并测得流入下集流箱内提升液体的流量。本实用新型可以真实、准确、清楚、完整地模拟海底营养盐注气提升过程，并通过设定涌升管管径和气泡等参数来研究气泡上浮带动液体向上运动而形成的复杂气液两相流运动规律，得出下注气流量和液体提升流量之间的理论关系。

（2）本实用新型在进气管上设置有注气压力计和注气流量传感器，因此可以单独设定注气压力和注气流量等参数。同时在出水管上设置有出流流量传感器，可以准确得到提升液体的流量。

（3）本实用新型在水箱底部设有水位压力传感器，且水箱的进水管上设有与之联动的补水电磁阀，因为在真实海底环境注气时水中的水压是恒定的，因此上述装置的设置也保证了水箱内的水压保持在一定的压力内，达到真实模拟海底环境。

（3）本实用新型的喷嘴包括一圆饼状底座，底座上设置有可进行启闭的出气孔，通过出气孔的启闭可以实现出气方式的调整，比如将出气孔的形状设定为十字型、一字型或圆环状，并同时调整各出气形状下出气孔的多少，可灵活设定出气孔的形状。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是喷嘴的结构示意图。

1-水箱，2-进气管，3-注气压力计，4-注气流量传感器，5-喷嘴，6-涌升管，7-上集流箱，8-出水管，9-下集流箱，10-出流流量传感器，11-水位压力传感器，12-补水电磁阀，13-底座，14-出气孔，15-梯子，16-进水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：一种海底营养盐注气提升试验装置，如附图1和2所示，包括水箱1，水箱的箱体可以是玻璃材料，可以直观观察水箱的情况；水箱1的侧面连接有一进气管2，进气管2上设有注气压力计3和注气流量传感器4，进气管2的端部设有喷嘴5；水箱1内设有一涌升管6，涌升管可以是玻璃材料，方便观察气泡的情况，所述的喷嘴5设置在涌升管6的下方；所述的涌升管6的上方设有上集流箱7，上集流箱为一密闭的箱体，注气后上集流箱内流出的液体即是上涌带上的液体，上集流箱7连接有一出水管8，出水管8的出水端连接有一下集流箱9。所述的出水管8上设置有出流流量传感器10。所述的水箱1底部设有水位压力传感器11，水箱1还连接有进水管16，进水管16上设有与水位压力传感器11联动的补水电磁阀12，水位压力传感器实时检测水箱的水压，当水压降低时驱动补水电磁阀打开，对水箱进行补水。所述的喷嘴5包括圆饼状底座13，底座13上设置有可进行启闭的出气孔14，进行启闭可通过电子阀等实现，该技术在机电领域较为常规，因此具体结构不再赘述。所述的水箱1的侧面还设有梯子15，方便操作者进出水箱进行安装。

工作原理：在涌升管底部设有进气管，可注入压缩空气，注气时通过注气压力计和注气流量传感器可设定注气压力和注气流量等参数。

喷嘴是可更换的，为了得到较佳的注气效果，需要实验不同的喷嘴，例如不同的喷口数量、直径、排列形状、喷嘴深度等。优选例是喷嘴包括一圆饼状底座，底座上布满出气孔，通过启闭出气孔进行喷口数量、直径、排列形状的调节。

一旦注气，气泡上升时就会带动水箱底部的液体上升，并从涌升管口溢出，经上集流箱、出水管进入到下集流箱，其流量可由容积式椭圆齿轮流量计检测。

喷嘴附近的液体压力一般应保持大致恒定，静态时，该压力由水位决定。在注气过程中，随着出流液体进入集流箱，需要补水。由压力传感器检测水位压力，即出流流量传感器。同时水箱内的水位压力传感器实时检测水箱的水压，当水压降低时驱动补水电磁阀打开，对水箱进行补水，保持水箱内水压恒定。

Claims (5)

1.海底营养盐注气提升试验装置，其特征在于：包括水箱（1），水箱（1）的侧面连接有一进气管（2），进气管（2）上设有注气压力计（3）和注气流量传感器（4），进气管（2）的端部设有喷嘴（5）；水箱（1）内设有一涌升管（6），所述的喷嘴（5）设置在涌升管（6）的下方；所述的涌升管（6）的上方设有上集流箱（7），上集流箱（7）连接有一出水管（8），出水管（8）的出水端连接有一下集流箱（9）。

2.根据权利要求1所述的海底营养盐注气提升试验装置，其特征在于：所述的出水管（8）上设置有出流流量传感器（10）。

3.根据权利要求1或2所述的海底营养盐注气提升试验装置，其特征在于：所述的水箱（1）底部设有水位压力传感器（11），水箱（1）还连接有进水管（16），进水管（16）上设有与水位压力传感器（11）联动的补水电磁阀（12）。

4.根据权利要求3所述的海底营养盐注气提升试验装置，其特征在于：所述的喷嘴（5）包括圆饼状底座（13），底座（13）上设置有可进行启闭的出气孔（14）。

5.根据权利要求4所述的海底营养盐注气提升试验装置，其特征在于：所述的水箱（1）的侧面还设有梯子（15）。

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