CN206152656U - 超低浓度水汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超低浓度水汽发生装置，包括：气源贮存机构、混合容器、第一输气管路、第二输气管路、水汽饱和器与计量阀。水汽饱和器与计量阀沿着气流方向依次设置在第一输气管路上，水汽饱和器用于将第一输气管路中的气流加湿处理。计量阀能够防止第一输气管路中的气流逆向流动。计量阀还能够精确调整第一输气管路输出至混合容器中的气流的压力，起到调整气流中水汽含量的作用。第一输气管路将干燥气流通过水汽饱和器加湿转变成湿气流后输送至混合容器中，第二输气管路将干燥气流输送至混合容器中与加湿的湿气流混合处理，从而能够进一步调整湿气流中的水汽含量。本实用新型能够得到水汽含量为PPM级别的低湿水汽。

Description

超低浓度水汽发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种水汽发生装置，尤其是涉及一种超低浓度水汽发生装置。

背景技术

传统的水汽发生装置包括分流式湿度发生器与分压式湿度发生器。其中，分流式湿度发生器是采用干燥的空气或氮气作为气源,用两台质量流量控制器将这股干燥气体按不同比例准确地分为两股,其中一股在一定温度下通过饱和器增湿,使之成为饱和湿气(即相对湿度为100％RH),然后在相同的温度下与另一股干气混合。通过两台质量流量计调节饱和湿气和干气的流量,便可得到不同相对湿度的恒湿气流。

分压式湿度发生器是将干燥的空气作为气源，通过压缩机压缩空气后在稳定的高压状态下饱和，然后在相同的温度下膨胀降压至稳定的低压状态,即可得到恒湿气源。其湿度值可根据饱和室温度、高压压力和低压压力而测定。通过改变高压压力或改变低压压力,就可以得到不同相对湿度的恒湿气流。

虽然该两种湿度发生器可产生相对湿度范围为(1～98)％RH的恒湿气流，但是，传统的分流式或分压式湿度发生器均无法产生水汽含量为超低浓度的ppm级(1×10^-6)的低湿水汽。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种超低浓度水汽发生装置，它能够产生水汽体积百分含量为ppm级的低湿水汽。

其技术方案如下：超低浓度水汽发生装置，包括：气源贮存机构与混合容器，所述气源贮存机构用于提供干燥气源；第一输气管路与第二输气管路，所述第一输气管路一端、所述第二输气管路一端与所述气源贮存机构相连通，所述第一输气管路另一端、所述第二输气管路另一端连通至所述混合容器；水汽饱和器与计量阀，所述水汽饱和器与所述计量阀沿着气流方向依次设置在所述第一输气管路上，所述水汽饱和器用于将所述第一输气管路中的气流加湿处理，所述计量阀用于对所述第一输气管路中的气流膨胀降压处理。

在其中一个实施例中，所述第一输气管路上设置有第一流量调节阀，所述第二输气管路上设置有第二流量调节阀。

在其中一个实施例中，所述超低浓度水汽发生装置还包括设置在所述气源贮存机构与所述第一输气管路、所述第二输气管路之间的三通流量调节阀，所述气源贮存机构通过管道与所述三通流量调节阀的进气口相连，所述三通流量调节阀的其中一个出气口与所述第一输气管路相连，所述三通流量调节阀的另一个出气口与所述第二输气管路相连。

在其中一个实施例中，所述气源贮存机构包括压缩储气罐、第一减压阀与第二减压阀，所述压缩储气罐的输气口通过管道与所述三通流量调节阀的进气口相连，所述第一减压阀与所述第二减压阀设置在所述压缩储气罐与所述三通流量调节阀的进气口相连的管道上。

在其中一个实施例中，所述压缩储气罐中装设的气体压力为5MPa～15Mpa、纯度为99.999％的高纯氮气。

在其中一个实施例中，所述气源贮存机构还包括第一压力表与第二压力表，所述第一压力表、所述第二压力表设置在所述压缩储气罐与所述三通流量调节阀的进气口相连的管道上，所述第一压力表用于检测所述第一减压阀出气端的气流压力值，所述第二压力表用于检测所述第二减压阀出气端的气流压力值。

在其中一个实施例中，所述第一输气管路上设置有第三压力表，所述第三压力表用于检测所述计量阀出气端的气流压力值。

在其中一个实施例中，所述水汽饱和器包括外壳体与设置于所述外壳体内的多个隔板，所述外壳体的进气口位于所述外壳体的顶部，所述外壳体的出气口位于所述外壳体的底部，所述外壳体的进气口通过管道连接有加水机构；所述隔板首尾相连、并呈Z字形设置，所述隔板靠近所述外壳体进气口的一端与所述外壳体内侧壁相连，所述隔板上布置有若干个通孔。

在其中一个实施例中，相邻所述隔板之间的夹角为30～70度。

在其中一个实施例中，所述第一输气管路以第一方向连通至所述混合容器，所述第二输气管路以第二方向连通至所述混合容器，所述第一方向与所述第二方向相对设置或者交叉设置。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

1、上述的超低浓度水汽发生装置，计量阀单向流通，能够防止第一输气管路中的气流逆向流动。计量阀还能够精确调整第一输气管路输出至混合容器中的气流的压力，根据双压发生水汽原理，起到调整气流中水汽含量的作用。第一输气管路将干燥气流通过水汽饱和器加湿转变成湿气流后输送至混合容器中，第二输气管路将干燥气流输送至混合容器中与加湿的湿气流混合处理，从而能够进一步调整湿气流中的水汽含量。如此可见，通过计量阀对第一输气管路中的湿气流进行膨胀降压处理，并使得第一输气管路所得到的湿气流与第二输气管路中的干燥气流在混合容器中进行混合处理，便能够得到水汽含量为PPM级别的低湿水汽。

2、三通流量调节阀能够控制气源贮存机构输出至第一输气管路中的气流流量，以及输出至第二输气管路中的气流流量，即通过三通流量调节阀便可以控制第一输气管路中所出输出的湿气流与第二输气管路中所输出的干燥气流的比值，从而便能够调整混合容器中得到的低湿气流的水汽含量。

3、气源贮存机构包括压缩储气罐、第一减压阀与第二减压阀。压缩储气罐的输气口通过管道与三通流量调节阀的进气口相连。第一减压阀与第二减压阀设置在压缩储气罐与三通流量调节阀的进气口相连的管道上。通过第一减压阀与第二减压阀对压缩储气罐输出的气流进行降压处理，便能够相应增大压缩储气罐内的压缩气体的压力与第一输气管路、第二输气管路中气流的压力的差值，这样能保证第一输气管路、第二输气管路中气流速度，且可以在压缩储气罐中压缩储存较多干燥气体以备用于发生低湿气流。

4、水汽饱和器包括外壳体与设置于外壳体内的多个隔板。外壳体的进气口位于外壳体的顶部，外壳体的出气口位于外壳体的底部，外壳体的进气口通过管道连接有加水机构。隔板首尾相连、并呈Z字形设置，隔板靠近外壳体进气口的一端与外壳体内侧壁相连，隔板上布置有若干个通孔。相邻隔板之间的夹角为30～70度。水汽饱和器中需要加水时，加水机构打开阀门通过外壳体进气口向外壳体内部加入少量水(3～10滴)，加完水后，加水机构关闭阀门。水顺着隔板向下流，将外壳体内的所有隔板均浸润。湿润的隔板能够加大氮气流与水汽接触面积。第一输气管路中的干燥气流外壳体时，湿润的隔板便将第一输气管路中的干燥气流加湿处理。

5、第一输气管路以第一方向连通至混合容器，第二输气管路以第二方向连通至混合容器。第一方向与第二方向相对设置或者交叉设置。如此，第一输气管路输出至混合容器中的湿气流能够便于与第二输气管路输出至混合容器中的干燥气流充分混合。

附图说明

图1为本实用新型实施例一所述超低浓度水汽发生装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例二所述超低浓度水汽发生装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述超低浓度水汽发生装置中的水汽饱和器的结构示意图。

附图标记说明：

10、气源贮存机构，11、压缩储气罐，12、第一减压阀，13、第二减压阀，14、第一压力表，15、第二压力表，20、混合容器，30、第一输气管路，31、第一流量调节阀，32、第三压力表，40、第二输气管路，41、第二流量调节阀，50、水汽饱和器，51、外壳体，52、隔板，521、通孔，53、加水机构，54、进气口，55、出气口，60、计量阀，70、三通流量调节阀。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，本实用新型的实施例所述的超低浓度水汽发生装置，包括：气源贮存机构10、混合容器20、第一输气管路30、第二输气管路40、水汽饱和器50与计量阀60。

所述气源贮存机构10用于提供干燥气源。所述第一输气管路30一端、所述第二输气管路40一端与所述气源贮存机构10相连通，所述第一输气管路30另一端、所述第二输气管路40另一端连通至所述混合容器20。所述水汽饱和器50与所述计量阀60沿着气流方向依次设置在所述第一输气管路30上，所述水汽饱和器50用于将所述第一输气管路30中的气流加湿处理。所述计量阀60用于对所述第一输气管路30中的气流膨胀降压处理。计量阀60单向流通，能够防止第一输气管路30中的气流逆向流动。计量阀60还能够精确调整第一输气管路30输出至混合容器20中的气流的压力，根据双压发生水汽原理，起到调整气流中水汽含量的作用。第一输气管路30将干燥气流通过水汽饱和器50加湿转变成湿气流后输送至混合容器20中，第二输气管路40将干燥气流输送至混合容器20中与加湿的湿气流混合处理，从而能够进一步调整湿气流中的水汽含量。如此可见，通过计量阀60对第一输气管路30中的湿气流进行膨胀降压处理，并使得第一输气管路30所得到的湿气流与第二输气管路40中的干燥气流在混合容器20中进行混合处理，便能够得到水汽含量为PPM级别的低湿水汽。

在本实施例中，所述第一输气管路30上设置有第一流量调节阀31，所述第二输气管路40上设置有第二流量调节阀41。通过第一流量调节阀31调整气源贮存机构10输出至第一输气管路30中的气流流量，以及通过第二流量调节阀41调整气源贮存机构10输出至第二输气管路40中的气流流量，便可以起到控制第一输气管路30中所出输出的湿气流与第二输气管路40中所输出的干燥气流的比值，从而便能够调整混合容器20中得到的低湿气流的水汽含量。

请参阅图2，所述超低浓度水汽发生装置还包括设置在所述气源贮存机构10与所述第一输气管路30、所述第二输气管路40之间的三通流量调节阀70。所述气源贮存机构10通过管道与所述三通流量调节阀70的进气口相连。所述三通流量调节阀70的其中一个出气口与所述第一输气管路30相连，所述三通流量调节阀70的另一个出气口与所述第二输气管路40相连。三通流量调节阀70能够控制气源贮存机构10输出至第一输气管路30中的气流流量，以及输出至第二输气管路40中的气流流量，即通过三通流量调节阀70便可以控制第一输气管路30中所出输出的湿气流与第二输气管路40中所输出的干燥气流的比值，从而便能够调整混合容器20中得到的低湿气流的水汽含量。

在本实施例中，所述气源贮存机构10包括压缩储气罐11、第一减压阀12与第二减压阀13。所述压缩储气罐11的输气口通过管道与所述三通流量调节阀70的进气口相连。所述第一减压阀12与所述第二减压阀13设置在所述压缩储气罐11与所述三通流量调节阀70的进气口相连的管道上。其中，所述压缩储气罐11中装设的气体压力为5MPa～15Mpa、纯度为99.999％的高纯氮气。通过第一减压阀12与第二减压阀13对压缩储气罐11输出的气流进行降压处理，便能够相应增大压缩储气罐11内的压缩气体的压力与第一输气管路30、第二输气管路40中气流的压力的差值，这样能保证第一输气管路30、第二输气管路40中气流速度，且可以在压缩储气罐11中压缩储存较多干燥气体以备用于发生低湿气流。

在本实施例中，所述气源贮存机构10还包括第一压力表14与第二压力表15。所述第一压力表14、所述第二压力表15设置在所述压缩储气罐11与所述三通流量调节阀70的进气口相连的管道上。所述第一压力表14用于检测所述第一减压阀12出气端的气流压力值，所述第二压力表15用于检测所述第二减压阀13出气端的气流压力值。第一减压阀12将压缩储气罐11中所输出的干燥气流的压力降低至1.3MPa～2.0Mpa，第一减压阀12降压后的气流压力值通过第一压力表14检测得到。第二减压阀13将经第一减压阀12降压输出后的气流的压力继续降低至0.15MPa～1.2Mpa，第二减压阀13降压后的气流压力值通过第二压力表15检测得到。

在本实施例中，所述第一输气管路30上设置有第三压力表32。所述第三压力表32用于检测所述计量阀60出气端的气流压力值。计量阀60将第一输气管中的湿气流的压力降低至0.11MPa～0.15Mpa，该处压力值通过第三压力表32检测得到。

请参阅图3，所述水汽饱和器50包括外壳体51与设置于所述外壳体51内的多个隔板52。所述外壳体51的进气口54位于所述外壳体51的顶部，所述外壳体51的出气口55位于所述外壳体51的底部，所述外壳体51的进气口54通过管道连接有加水机构53。所述隔板52首尾相连，所述隔板52沿着外壳体51的轴向方向呈Z字形设置，所述隔板52靠近所述外壳体51进气口54的一端与所述外壳体51内侧壁相连，所述隔板52上布置有若干个通孔521。相邻所述隔板52之间的夹角为30～70度。水汽饱和器50中需要加水时，加水机构53打开阀门通过外壳体51的进气口54向外壳体51内部加入少量水(3～10滴)，加完水后，加水机构53关闭阀门。水顺着隔板52向下流，将外壳体51内的所有隔板52均浸润。湿润的隔板52能够加大氮气流与水汽接触面积。第一输气管路30中的干燥气流外壳体51时，湿润的隔板52便将第一输气管路30中的干燥气流加湿处理。

请再参阅图1或2，所述第一输气管路30以第一方向连通至所述混合容器20，所述第二输气管路40以第二方向连通至所述混合容器20。所述第一方向与所述第二方向相对设置或者交叉设置。在本实施例中，第一输气管路30与混合容器20的顶部相连，第二输气管路40与混合容器20的侧部或底部相连。或者，第一输气管路30与混合容器20的侧部相连，第二输气管路40与混合容器20的顶部、底部或混合容器20的另一侧部相连。如此，第一输气管路30输出至混合容器20中的湿气流能够便于与第二输气管路40输出至混合容器20中的干燥气流充分混合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.超低浓度水汽发生装置，其特征在于，包括：

气源贮存机构与混合容器，所述气源贮存机构用于提供干燥气源；

第一输气管路与第二输气管路，所述第一输气管路一端、所述第二输气管路一端与所述气源贮存机构相连通，所述第一输气管路另一端、所述第二输气管路另一端连通至所述混合容器；

水汽饱和器与计量阀，所述水汽饱和器与所述计量阀沿着气流方向依次设置在所述第一输气管路上，所述水汽饱和器用于将所述第一输气管路中的气流加湿处理，所述计量阀用于对所述第一输气管路中的气流膨胀降压处理。

2.根据权利要求1所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述第一输气管路上设置有第一流量调节阀，所述第二输气管路上设置有第二流量调节阀。

3.根据权利要求1所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，还包括设置在所述气源贮存机构与所述第一输气管路、所述第二输气管路之间的三通流量调节阀，所述气源贮存机构通过管道与所述三通流量调节阀的进气口相连，所述三通流量调节阀的其中一个出气口与所述第一输气管路相连，所述三通流量调节阀的另一个出气口与所述第二输气管路相连。

4.根据权利要求3所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述气源贮存机构包括压缩储气罐、第一减压阀与第二减压阀，所述压缩储气罐的输气口通过管道与所述三通流量调节阀的进气口相连，所述第一减压阀与所述第二减压阀设置在所述压缩储气罐与所述三通流量调节阀的进气口相连的管道上。

5.根据权利要求4所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述压缩储气罐中装设的气体压力为5MPa～15Mpa、纯度为99.999％的高纯氮气。

6.根据权利要求4所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述气源贮存机构还包括第一压力表与第二压力表，所述第一压力表、所述第二压力表设置在所述压缩储气罐与所述三通流量调节阀的进气口相连的管道上，所述第一压力表用于检测所述第一减压阀出气端的气流压力值，所述第二压力表用于检测所述第二减压阀出气端的气流压力值。

7.根据权利要求1～6任一项所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述第一输气管路上设置有第三压力表，所述第三压力表用于检测所述计量阀出气端的气流压力值。

8.根据权利要求1所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述水汽饱和器包括外壳体与设置于所述外壳体内的多个隔板，所述外壳体的进气口位于所述外壳体的顶部，所述外壳体的出气口位于所述外壳体的底部，所述外壳体的进气口通过管道连接有加水机构；所述隔板首尾相连、并呈Z字形设置，所述隔板靠近所述外壳体进气口的一端与所述外壳体内侧壁相连，所述隔板上布置有若干个通孔。

9.根据权利要求8所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，相邻所述隔板之间的夹角为30～70度。

10.根据权利要求1所述的超低浓度水汽发生装置，其特征在于，所述第一输气管路以第一方向连通至所述混合容器，所述第二输气管路以第二方向连通至所述混合容器，所述第一方向与所述第二方向相对设置或者交叉设置。