CN205941252U - 颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，包括沉浮性动态试验系统、水槽、环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统、吸油材料进样取样系统、数据采集系统，所述水槽内设置与数据采集系统连接的环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统，以及吸油材料进样取样系统。实验室条件下，运用本装置模拟现实环境，进行颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性实验分析，使实验所得吸附性能数据更具科学性、有效性，同时提高工作效率。

Description

颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置

技术领域

本实用新型属于环境适应性测试技术领域，尤其是涉及一种颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置。

背景技术

海运是石油运输的最主要方式，随着石油海运的高速发展，也增加了海上溢油事故的发生概率。溢油事故会对海洋环境造成极大的危害，随着海洋及港湾溢油应急的技术的发展，吸油材料的种类也日益丰富，对吸油材料的亲水疏油性，吸油速率、吸油倍率及其沉浮性能等的测定是筛选吸油材料的关键。

在具体测定过程中，发明人发现吸油材料性能测试试验基本基于静态环境，而实际海洋环境是复杂多变的，并未将海洋中的风浪、海水的温度变化、pH值、含盐量等条件考虑在内，从而使得吸油材料的实验室测定性能未能完全契合实际环境。

海洋环境的特殊性对吸油材料的环境适应性提出了更高的要求，目前在溢油吸附材料吸附性能测定的过程中存在的主要问题有：1.实验设计中存在单一性，只是简单进行稳态吸附性能实验，未能将环境因素及动态变化过程考虑在内；2.实验过程信息缺失，由于实验设计的单一性，对环境因素分析不充分，实验传感器布置不合理，造成实验过程信息缺失；3.实验成本高，工作效率低。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，充分将环境因素及动态变化过程考虑在内，能够模拟真实的环境，实验结果更可靠。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，包括沉浮性动态实验系统、水槽、环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统、吸油材料进样取样系统、数据采集系统，所述水槽内设置与数据采集系统连接的环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统，以及吸油材料进样取样系统。

进一步的，还包括沉浮性动态实验系统，所述沉浮性动态实验系统由振动台和其上设置的可密闭圆柱型玻璃容器构成。

进一步的，所述造波系统采用推板式造波机，包括伺服电机、驱动控制器、滚珠丝杠、推波板等组成，伺服电机的输出端连接滚珠丝杠的一端，所述滚珠丝杠上安装有含有循环滚珠的螺母，滚珠丝杠下方设有与其平行设置的导轨，所述导轨上滑动设置滑块；所述滑块上的推臂与螺母的螺母副连接在一起，所述推波板通过连接架与滑块连接，推波板竖直设置在水槽内；所述伺服电机与驱动控制器连接，驱动控制器与造波控制系统连接。

进一步的，所述温度控制系统包括空气源热泵、空气源热泵控制器和温度传感器，所述空气源热泵安装在与水槽连通的水循环管道上，空气源热泵与空气源热泵控制器连接；所述温度传感器通过夹子固定在水槽侧壁上。

进一步的，所述环境因子监测系统包括pH值传感器、电导率传感器、温度传感器，均采用壁挂式方式置于水槽的侧壁处。

进一步的，所述吸油材料进样取样系统主要由滚动环、不锈钢钢杆、吸附材料盒组成，支架分别固定于水槽左右两侧的中部位置，将光滑的不锈钢钢杆固定，在不锈钢钢杆上穿过光滑的滚动环，使圆形的滚动环能随意在不锈钢钢杆上滑动；所述吸附材料盒为用金属丝网制成的，用悬挂线连接吸附材料盒与滚动环。

进一步的，所述数据采集系统主要由计算机和计算机控制接口总成组成。

进一步的，所述水槽为钢化玻璃材质的长方体广口容器，其上设有进水口和出水口，其外壁标记刻度，两端放置消波材料。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)实验室条件下，运用本装置模拟现实环境，进行颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性实验分析，是其实验室所得吸附性能数据更具科学性、有效性，同时提高工作效率；

(2)结构简单，设计合理，应用广泛。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述测试装置的结构示意图。

附图标记说明：

1.广口玻璃容器 2.驱动控制器 3.伺服电机 4.滚珠丝杠 5.推波板 6.不锈钢钢杆 7.滚动环 8.吸附材料盛装盒 9.pH值传感器 10.电导率传感器 11.温度传感器 12.水槽 13.进水口 14.水循环管道 15.空气源热泵 16.空气源热泵控制器 17.出水口 18.消波材料 19.振动台 20.计算机 21.数据采集接口总成 22.伺服电机控制接口 23.空气源热泵控制器接口 24.计算机控制接口Ⅰ 25.计算机控制接口Ⅱ 26.计算机控制接口Ⅲ 27.计算机控制接口Ⅳ 28.计算机控制接口Ⅴ

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，如图1所示，包括沉浮性动态实验系统、水槽、环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统、吸油材料进样取样系统、数据采集系统；

所述水槽内设置与数据采集系统连接的环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统，以及吸油材料进样取样系统。

所述沉浮性动态实验系统由振动台18和其上设置的可密闭圆柱型玻璃容器1构成，可密闭圆柱型玻璃容器1的直径为200mm,高为200mm,容积为6L，振动台18的震动频率、振幅可调，本系统目的是为了用单因素振动台18的震动使吸油材料与液体充分接触后，检测颗粒状吸油材料的沉浮性，从而确定有无进行下一步环境适应性分析实验的必要性。

本实施例的所述水槽4长为12m、宽为0.25m、高为0.55m，水槽12的底部有进水口13，出水口17，外壁标记刻度，精度为1mm。

所述造波系统主要由驱动控制器2、伺服电机3、滚珠丝杠4、推波板5组成，所述伺服电机3固定安装在水槽12一侧的竖直固定支架上，伺服电机3的输出端通过联轴器固定连接滚珠丝杠4的一端，滚珠丝杠4的两端固定在轴承座上，所述滚珠丝杠4上安装有含有循环滚珠的螺母，滚珠丝杠4下方设有与其平行设置的导轨，所述导轨上滑动设置滑块，可以做往复直线运动；所述滑块上的推臂与螺母的螺母副连接在一起；所述推波板5利用钢式框架固定，再通过连接架与滑块连接，所述推波板5竖直设置在水槽12内；螺母通过滑块固定连接推波板5；所述伺服电机3通过导线与驱动控制器2连接；所述驱动控制器2与造波控制系统连接，具体的，驱动控制器2的驱动控制器接口22通过导线与计算机20的计算机控制接口Ⅳ27连接；

本实施例所述环境因子监测系统包括pH值传感器9、电导率传感器10、温度传感器11，依次从左到右用壁挂式方式置于水槽12的后侧壁，传感器的探头均应位于液面下。pH值传感器9实时监测液体的平pH值，并由计算机控制软件记录pH值；电导率传感器10用于测量海水中的含盐量，并由计算机控制软件记录电导率；温度传感器11实时监测液体温度，根据实验要求由计算机控制软件控制空气源热泵进行加热/制冷，从而改变温度值。

所述温度控制系统，包括空气源热泵15、空气源热泵控制器16和温度传感器11，所述空气源热泵15安装在水循环管道14上，空气源热泵15通过导线与空气源热泵控制器16连接，空气源热泵控制器接口23通过导线与计算机控制接口Ⅴ28连接；所述温度传感器11设置在水槽12内的液体中，且通过导线与计算机控制接口Ⅲ26连接；本系统利用空气源热泵15对液体温度进行控制，温度传感器11实时监测液体温度变化，水循环管道14保证液体的循环流通性，计算机20根据温度传感器11反馈的温度信息，通过LabVIEW软件控制空气源热泵15制冷或制热。

选择空气源热泵15，因为在模拟海水温度的过程中，实验室室温一般为25℃，而海水温度一般为-5～40℃，故需要一种装置实现对温度可以同时制冷制热的功能。

所述吸油材料进样取样系统由不锈钢钢杆6、滚动环7、吸附材料盒8组成，支架分别固定于水槽12左右两侧的中部位置，将直径不超过10mm的光滑的不锈钢钢杆6固定，在不锈钢钢杆6穿过所述直径为20mm光滑的滚动环7，使圆形的滚动环7能随意在不锈钢钢杆6上滑动。

所述吸附材料盒22为用金属丝网定制的长宽高为10cm*5cm*5cm的立方体吸附材料盒，该金属网选用10、20、60、100四种不同目数，根据吸附材料不同粒径选用相应的吸附材料盒8，且吸附材料盒8的一侧面带挂钩，悬挂线与挂钩连接，根据不同液面高度选取合适长度的悬挂线使吸附材料盒8与滚动环7相连，悬挂线不可拉伸且长度正使吸附材料盒8漂浮于液面上。此系统使得颗粒状吸油材料能漂浮于液面上并充分与液体接触，吸附材料盒8的一侧面带挂钩，实验完毕后可直接取出进行称重，不需另采取悬挂措施，极大提高工作效率。

所述数据采集系统，包括连接在一起的计算机20和计算机控制接口总成21，所述计算机上安装有LabVIEW控制软件；所述的计算机控制接口总成25设有五个计算机控制接口，分别为计算机控制接口Ⅰ24、计算机控制接口Ⅱ25、计算机控制接口Ⅲ26、计算机控制接口Ⅳ27、计算机控制接口Ⅴ28。

本实用新型充分考虑实际环境对材料性能的影响因素，在模拟环境中测试材料性能，运用计算机软件进行实验过程操作与动态试验过程数据记录分析，以显著提高颗粒状吸油材料环境适应性实验工作效率及实验所得数据的科学性、有效性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：包括沉浮性动态实验系统、水槽、环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统、吸油材料进样取样系统、数据采集系统；

所述水槽内设置与数据采集系统连接的环境因子监测系统、造波系统、温度控制系统，以及吸油材料进样取样系统。

2.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述沉浮性动态实验系统由振动台和其上设置的可密闭圆柱型玻璃容器构成。

3.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述造波系统采用推板式造波机，包括伺服电机、驱动控制器、滚珠丝杠、推波板，伺服电机的输出端连接滚珠丝杠的一端，所述滚珠丝杠上安装有含有循环滚珠的螺母，滚珠丝杠下方设有与其平行设置的导轨，所述导轨上滑动设置滑块；所述滑块上的推臂与螺母的螺母副连接在一起，所述推波板通过连接架与滑块连接，推波板竖直设置在水槽内；所述伺服电机与驱动控制器连接，驱动控制器与造波控制系统连接。

4.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述温度控制系统包括空气源热泵、空气源热泵控制器和温度传感器，所述空气源热泵安装在与水槽连通的水循环管道上，空气源热泵与空气源热泵控制器连接；所述温度传感器通过夹子固定在水槽侧壁上，并与数据采集系统相连。

5.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述环境因子监测系统包括pH值传感器、电导率传感器、温度传感器，均采用壁挂式方式置于水槽的侧壁处。

6.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述吸油材料进样取样系统主要由滚动环、不锈钢钢杆、吸附材料盒组成，两个支架分别固定于水槽左右两侧的中部位置，将不锈钢钢杆固定，所述滚动环滑动设置在不锈钢钢杆上；所述吸附材料盒为用金属丝网制成的，用悬挂线连接吸附材料盒与滚动环。

7.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述数据采集系统主要由计算机和计算机控制接口总成组成。

8.根据权利要求1所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述水槽为钢化玻璃材质的长方体广口容器，其上设有进水口和出水口，其外壁标记刻度，两端放置消波材料。

9.根据权利要求6所述的颗粒状吸油材料吸附性能环境适应性测试装置，其特征在于：所述吸附材料盒的一侧面带挂钩，悬挂线的一端与挂钩连接。