CN207866649U - 一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置，可以准确、快速测量悬浮液在不同温度下的表面蒸汽压。所述装置包括真空泵、稳压罐、测压容器、测温盲孔、电加热器、温度控制仪、数据采集仪、注液口、含有进水口的进水管、含有出水口的出水管、压力传感器和温度传感器；所述测压容器包括控温区和测压区；电动搅拌器位于测压区中，且电动搅拌器与测压容器连接；进水管的一端与控温区连接，出水管一端与控温区连接；电加热器位于控温区中；压力传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端分别与数据采集仪的信号输入端连接；温度传感器的信号输出端和温度控制仪的信号输入端连接，温度控制仪的信号输出端和电加热器连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷空调领域，具体来说，涉及一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置。
背景技术
在制冷空调及工程热物理相关领域，经常会采用微/纳米尺度的颗粒与某种基液相混合以制备悬浮液。配制的悬浮液具有显著的热质交换强化作用。例如：将相变微/纳胶囊添加在除湿溶液中（如LiCl水溶液），可以吸收空气除湿过程中释放的凝结热，能够有效抑制除湿溶液在除湿过程中的温升，微/纳米尺度的颗粒也可以提升溶液的热交换能力，从而提高除湿过程的热质交换效率。
在基液中添加微/纳米尺度的颗粒有可能会影响基液的表面蒸汽压，在某些特定的应用场合，表面蒸汽压的大小会对热质交换起到非常重要的作用，以相变微/纳胶囊添加在除湿溶液中为例，除湿过程的传质推动力是溶液表面与被处理空气间的水蒸汽分压力差，相变微/纳胶囊的加入必然会改变溶液的表面蒸汽压，从而导致除湿性能的改变。
因此，需要准确测量获得悬浮液在不同温度、不同基液浓度条件下的表面蒸汽压。现有技术中，还没有测量装置可以测得在不同温度下，悬浮液的表面蒸汽压。
发明内容
技术问题：本实用新型实施例提供一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置，可以准确、快速测量悬浮液在不同温度下的表面蒸汽压。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的技术方案是：
一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置，所述装置包括真空泵、稳压罐、测压容器、测温盲孔、电加热器、温度控制仪、数据采集仪、注液口、含有进水口的进水管、含有出水口的出水管、压力传感器和温度传感器；所述测压容器包括控温区和测压区，控温区位于测压区外侧，且控温区和测压区之间通过导热隔板隔开；真空泵和稳压罐连接，稳压罐和测压区连接；电动搅拌器位于测压区中，且电动搅拌器与测压容器连接；进水管的一端与控温区连接，出水管一端与控温区连接；电加热器位于控温区中，电加热器与测压容器壁面固定连接；电加热器通过控制线与位于测压容器外侧的温度控制仪连接；注液口通过第一管路与测压区连通，且第一管路中设有第一真空阀；测温盲孔位于测压区中，温度传感器位于测温盲孔中，且温度传感器固定连接在测温盲孔中；压力传感器位于测压区中，且压力传感器固定连接在测压区中；压力传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端分别与数据采集仪的信号输入端连接；温度传感器的信号输出端和温度控制仪的信号输入端连接，温度控制仪的信号输出端和电加热器连接。
作为优选例，所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括第二真空阀和第三真空阀，所述第二真空阀连接在真空泵和稳压罐之间的管路中，第三真空阀连接在稳压罐和测压区之间的管路中。
作为优选例，所述真空泵与稳压罐的上部连接，稳压罐的下部和测压区连接。
作为优选例，所述进水管和出水管位于测压容器的两端上部。
作为优选例，所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括第一球阀和第二球阀，第一球阀位于进水管中，第二球阀位于出水管中。
作为优选例，所述测温盲孔中设有导热硅油层。
作为优选例，所述压力传感器和测压容器之间通过真空快接卡箍和密封圈连接，且压力传感器和测压容器之间的接口处涂有真空密封硅脂层。
作为优选例，所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括第一电磁泵，所述第一电磁泵连接在第一管路中，且位于注液口和第一真空阀之间。
作为优选例，所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括排液管、第四真空阀和第二电磁泵；排液管的一端与测压区的底部连接，排液管的另一端穿过控温区，位于测压容器外部；第四真空阀和第二电磁泵分别连接在排液管中，且位于测压容器外部。
有益效果：本实施例的测量装置可以准确、快速测量悬浮液在不同温度下的表面蒸汽压。本实施例的装置包括真空泵、稳压罐、测压容器、电动搅拌器、测温盲孔、电加热器、温度控制仪、数据采集仪、注液口、含有进水口的进水管、含有出水口的出水管、压力传感器和温度传感器。通过电加热器、温度控制仪、第一球阀和第二球阀来控制测压区的温度，使其达到设定温度。同时，设定温度可以改变，从而可以快速准确的测出悬浮液在不同温度和浓度条件下的表面蒸汽压。该装置将测压和控温融合在一起，不需要设置恒温水槽对测压容器进行控温，降低了成本，减少了装置的占地空间，并且便于携带。
附图说明
图1是本实用新型实施例的测量装置示意图。
图中有：真空泵1、稳压罐2、测压容器3、控温区3a、测压区3b、电动搅拌器4、测温盲孔5、电加热器6、温度控制仪7、数据采集仪8、第二真空阀9、第三真空阀10、第一真空阀11、第一球阀12、第二球阀13、注液口14、进水口15、出水口16、压力传感器17、温度传感器18、第一电磁泵19、排液管20、第四真空阀21、第二电磁泵22。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示，本实用新型实施例的一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置，包括真空泵1、稳压罐2、测压容器3、电动搅拌器4、测温盲孔5、电加热器6、温度控制仪7、数据采集仪8、注液口14、含有进水口15的进水管、含有出水口16的出水管、压力传感器17和温度传感器18。测压容器3包括控温区3a和测压区3b，控温区3a位于测压区3b外侧，且控温区3a和测压区3b之间通过导热隔板隔开。真空泵1和稳压罐2连接，稳压罐2和测压区3b连接。电动搅拌器4位于测压区3b中，且电动搅拌器4与测压容器3连接。进水管的一端与控温区3a连接，出水管一端与控温区3a连接。电加热器6位于控温区3a中，电加热器6与测压容器3壁面固定连接；电加热器6通过控制线与位于测压容器3外侧的温度控制仪7连接。注液口14通过第一管路与测压区3b连通，且第一管路中设有第一真空阀11。测温盲孔5位于测压区3b中，温度传感器18位于测温盲孔5中，且温度传感器18固定连接在测温盲孔5中。压力传感器17位于测压区3b中，且压力传感器17固定连接在测压区3b中。压力传感器17的信号输出端、温度传感器18的信号输出端分别与数据采集仪8的信号输入端连接；温度传感器18的信号输出端和温度控制仪7的信号输入端连接，温度控制仪7的信号输出端和电加热器6连接。
上述实施例的装置中，在测压容器3内，设置电动搅拌器4。电动搅拌器4搅拌悬浮液，不仅可以防止待测悬浮液分层，确保悬浮液均匀的分散在测压容器内，减小测量误差。同时，在测量结束后，冲洗测压容器测压区3b时，可以提升冲洗效率。
本实施例中，压力容器3的控温区3a处在封闭的环境，位于控温区3a中的水流和测压区3b之间存在明显的对流换热。因此，整体式结构能够快速准确地控制测压容器的测压区3b内的温度。
本实施例的装置中，测压容器3具有控温功能。将3-5℃的冷水从进水口15流进测压容器3，从出水口16流出测压容器3。通过电加热器6、温度控制仪7、第一球阀12和第二球阀13来控制测压区3b的温度，使其达到设定温度。温度控制仪7通过信号线和温度传感器相连，通过控制线和电加热器6相连，来控制电加热器6的加热功率。具体来说，先在温度控制仪7设定温度。该设定温度为正是测量时测压区3b对应的温度。然后温度传感器18将压力容器测压区3b内的温度反馈给温度控制仪7。温度控制仪7根据设定温度和压力容器测压区3b内的温度，来控制电加热器6的加热功率。水通过在控温区3a的热交换来调节测压区3b的温度。具体来说，通过控制电加热器6的加热功率及第一球阀12和第二球阀13的开度来控制水的温度，水再通过对流换热和导热来调节压力容器测压区3b的温度。测压区3b用来测量悬浮液的表面蒸汽压。
作为优选例，所述悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括第二真空阀9和第三真空阀10，所述第二真空阀9连接在真空泵1和稳压罐2之间的管路中，第三真空阀10连接在稳压罐2和测压区3b之间的管路中。当测压系统漏气时，第二真空阀9用来检测排除漏气位置。当测压容器3中的杂质和不凝性气体被抽出后，先关闭第三真空阀10，再关闭真空泵1，可防止稳压罐2内的气压影响测压区3b。
作为优选例，所述真空泵1与稳压罐2的上部连接，稳压罐2的下部和测压区3b连接。真空泵1与稳压罐2的上部连接，稳压罐2的下部和测压区3b连接，可加快测压系统内空气和不凝性杂质气体的排出，并且稳压罐2内有吸附装置，可以吸附待测悬浮液内的腐蚀性气体，减少对真空泵1的损坏。这种连接方式吸附效果更好。
作为优选例，所述进水管和出水管位于测压容器3的两端上部。进水管位于测压容器3的一端上部，出水管位于测压容器3的另一端上部，使得水流进入控温区3a后，其流动路径可以覆盖电加热器6。这样，水流在测压容器3中可以充分被电加热器6加热，且通过导热隔板，将热量传递给测压区3b。
作为优选例，所述悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括第一球阀12和第二球阀13，第一球阀12位于进水管中，第二球阀13位于出水管中。通过设置第一球阀12控制进水管的进水量。通过设置第二球阀13控制出水管的出水量。通过第一球阀12和第二球阀13控制水流在控温区3a中流动速度和流量，进而调节水的温度。
作为优选例，所述测温盲孔5中设有导热硅油层。设置导热硅油层，使得位于测温盲孔5中的温度传感器18可以准确的测量测压区3b的温度。
作为优选例，所述压力传感器17和测压容器3之间通过真空快接卡箍和密封圈连接，且压力传感器17和测压容器3之间的接口处涂有真空密封硅脂层。涂覆真空密封硅脂层，使得压力传感器17和测压容器3之间密封性能更佳。
作为优选例，所述悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括第一电磁泵19，所述第一电磁泵19连接在第一管路中，且位于注液口14和第一真空阀11之间。设置第一电磁泵19，可以提高注入待测悬浮液的速度。同样，在需要清洗测压区3b时，通过第一电磁泵19，可以提高注入清洁液的速度。
作为优选例，所述悬浮液表面蒸汽压的测量装置，还包括排液管20、第四真空阀21和第二电磁泵22；排液管20的一端与测压区3b的底部连接，排液管20的另一端穿过控温区3a，位于测压容器3外部；第四真空阀21和第二电磁泵22分别连接在排液管20中，且位于测压容器3外部。在测量完成后，需要对测压区3b进行清洗。设置排液管20，将位于测压区3b中的待测溶液排出。设置第四真空阀21和第二电磁泵22便于控制和提高排液效率。
上述实施例的测量装置的测量过程为:
首先，开启第二真空阀9和第三真空阀10，用真空泵1对测压容器3进行抽气，并开启数据采集仪8。当测压容器3中的杂质和不凝性气体被抽出后，先关闭第三真空阀10，再关闭真空泵1。
然后，将3-5℃的冷水从进水口15流进测压容器3的控温区3a，从出水口16流出测压容器3。通过电加热器6、温度控制仪7、第一球阀12和第二球阀13，来控制测压区3b的温度，使其达到设定温度。温度控制仪7通过调节电加热器6的功率来维持所设温度工况的恒定。
随后，通过注液口14向测压区3b注入待测悬浮液，并启动电动搅拌器4对待测悬浮液搅拌，防止悬浮液分层。
最后，当压力和温度稳定时，将数据采集仪8记录的数据导出，选择设定温度下读数稳定的压力值，即为待测悬浮液的表面蒸汽压。
在测量结束后，通过排液管20、第四真空阀21和第二电磁泵22，将待测悬浮液从测压区3b排出。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：所述装置包括真空泵（1）、稳压罐（2）、测压容器（3）、测温盲孔（5）、电加热器（6）、温度控制仪（7）、数据采集仪（8）、注液口（14）、含有进水口（15）的进水管、含有出水口（16）的出水管、压力传感器（17）和温度传感器（18）；
所述测压容器（3）包括控温区（3a）和测压区（3b），控温区（3a）位于测压区（3b）外侧，且控温区（3a）和测压区（3b）之间通过导热隔板隔开；
真空泵（1）和稳压罐（2）连接，稳压罐（2）和测压区（3b）连接；
电动搅拌器（4）位于测压区（3b）中，且电动搅拌器（4）与测压容器（3）连接；
进水管的一端与控温区（3a）连接，出水管一端与控温区（3a）连接；
电加热器（6）位于控温区（3a）中，电加热器（6）与测压容器（3）壁面固定连接；电加热器（6）通过控制线与位于测压容器（3）外侧的温度控制仪（7）连接；
注液口（14）通过第一管路与测压区（3b）连通，且第一管路中设有第一真空阀（11）；
测温盲孔（5）位于测压区（3b）中，温度传感器（18）位于测温盲孔（5）中，且温度传感器（18）固定连接在测温盲孔（5）中；压力传感器（17）位于测压区（3b）中，且压力传感器（17）固定连接在测压区（3b）中；
压力传感器（17）的信号输出端、温度传感器（18）的信号输出端分别与数据采集仪（8）的信号输入端连接；温度传感器（18）的信号输出端和温度控制仪（7）的信号输入端连接，温度控制仪（7）的信号输出端和电加热器（6）连接。
2.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：还包括第二真空阀（9）和第三真空阀（10），所述第二真空阀（9）连接在真空泵（1）和稳压罐（2）之间的管路中，第三真空阀（10）连接在稳压罐（2）和测压区（3b）之间的管路中。
3.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：所述真空泵（1）与稳压罐（2）的上部连接，稳压罐（2）的下部和测压区（3b）连接。
4.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：所述进水管和出水管位于测压容器（3）的两端上部。
5.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：还包括第一球阀（12）和第二球阀（13），第一球阀（12）位于进水管中，第二球阀（13）位于出水管中。
6.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：所述测温盲孔（5）中设有导热硅油层。
7.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：所述压力传感器（17）和测压容器（3）之间通过真空快接卡箍和密封圈连接，且压力传感器（17）和测压容器（3）之间的接口处涂有真空密封硅脂层。
8.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：还包括第一电磁泵（19），所述第一电磁泵（19）连接在第一管路中，且位于注液口（14）和第一真空阀（11）之间。
9.按照权利要求1所述的悬浮液表面蒸汽压的测量装置，其特征在于：还包括排液管（20）、第四真空阀（21）和第二电磁泵（22）；排液管（20）的一端与测压区（3b）的底部连接，排液管（20）的另一端穿过控温区（3a），位于测压容器（3）外部；第四真空阀（21）和第二电磁泵（22）分别连接在排液管（20）中，且位于测压容器（3）外部。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |