CN212152209U - 气体湿度调节装置和干燥用薄膜性能试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体湿度调节装置，其特征在于：包括一个加湿用罐体，所述加湿用罐体的内部密闭，所述加湿用罐体上设置有用于增加内部气流湿度的加湿结构；所述加湿用罐体上还设有与内部密封连通的一个进气口和一个出气口，所述进气口用于与气源相连接，所述出气口用于输出加湿后的气源。本实用新型还公开了一种采用上述气体湿度调节装置的干燥用薄膜性能试验系统。本实用新型气体湿度调节装置与干燥用薄膜性能试验系统具有易于使用，能够降低试验难度和成本的优点。

Description

气体湿度调节装置和干燥用薄膜性能试验系统

技术领域

本实用新型属于干燥用薄膜领域，具体涉及气体湿度调节装置和干燥用薄膜性能试验系统。

背景技术

天然气（主要成分为甲烷气体）需作脱水处理，脱除天然气中的水蒸气后，才能够保证天然气的正常运输与使用。

天然气脱水的过程是当混有水蒸气的甲烷气体通过装有干燥用纳米薄膜（或离子交换膜（如公告号：CN101264427公开的“离子交换性能的膜材料及其应用”））的管道或装置时，因为甲烷分子比薄膜孔径大，无法透过；而水分子比薄膜孔径小，在压差的作用下，水分子透过干燥用纳米薄膜排出，而干燥后的甲烷则继续流入下一单元，从而实现天然气的脱水干燥。

现有技术中公告号为CN105087096B的专利公开了一种“天然气脱水装置”，（参见其说明书可知）该“天然气脱水装置”中包括有干燥脱水用的“第二缸体”，“第二缸体”密封连接在第一缸体上方，第二缸体的内部中空且下端敞口，第二缸体内设有筒形的滤水膜（筒形的滤水膜即可采用一种内侧带有干燥用纳米薄膜的陶瓷管），滤水膜的上端封闭且下端与气水导管的上端密封连接，滤水膜的内腔与气水导管连通，第二缸体的侧壁开设有第一干气出口。

但是，现有技术中均是直接将“天然气脱水装置”与开采的天然气输送管道相连接——直接对天然气进行脱水处理。这样，造价较高，且难以对“天然气脱水装置”中的干燥用薄膜性能进行试验。故如何简单有效，花费更低的对干燥用纳米薄膜的干燥性能（如干燥速率或效率等）进行检测是一个尚未解决的技术问题。

基于此，申请人考虑设计一种结构较为简易，成本更低的气体湿度调节装置，并进一步考虑设计一种干燥用薄膜性能试验系统。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构较为简易，成本更低的气体湿度调节装置。

本实用新型所要进一步解决的技术问题是：如何提供一种干燥用薄膜性能试验系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

气体湿度调节装置，其特征在于：包括一个加湿用罐体，所述加湿用罐体的内部密闭，所述加湿用罐体上设置有用于增加内部气流湿度的加湿结构；所述加湿用罐体上还设有与内部密封连通的一个进气口和一个出气口，所述进气口用于与气源相连接，所述出气口用于输出加湿后的气源。

本实用新型气体湿度调节装置具有的优点是：

1、更容易开展试验测试，降低试验难度和成本

现有技术中所采用的气源往往是直接与天然气输气管道相连接来获得待干燥且含有水蒸气的天然气，这样的天然气干燥系统造价高，施工工程量和施工难度更大，难以适用于对干燥用薄膜性能试验。

采用本实用新型气体湿度调节装置后，其中的加湿用罐体能够直接与甲烷气瓶相配合来使用，而甲烷气瓶便于采购，使用成本更低，且易于转运；从而能够降低试验造价与开展试验的难度。

、加湿用罐体自身结构简单，易于制造且造价更低。

干燥用薄膜性能试验系统，包括输入段、干燥段和输出段，所述输入段的输入口与气源相连接，所述输入段的输出口与所述干燥段的输入口密封接通，所述干燥段的输出口与所述输出段的输出口密封接通，所述输出段用于输出经干燥段干燥后的气源；其特征在于：

还包括两个露点仪，所述两个露点仪固定安装在所述干燥段外部且靠近所述干燥段的输入侧的连接管道与输出侧的连接管道上；

所述输入段包括上述气体湿度调节装置。

采用本实用新型干燥用薄膜性能试验系统，即可通过两个露点仪来获得输入侧和输出侧甲烷气体中的水蒸气含量，从而测得干燥段的干燥性能。

干燥段可采用现有的干燥脱水段结构（例如，公告号为CN209178339U技术方案中公开的“一种高压天然气脱水装置”中“脱水箱”；亦或，公告号为CN208632474U技术方案中公开的“具有纳米干燥薄膜的天然气脱水装置及天然气脱水系统”），在此不作赘述。

输出段可采用单向阀与空罐（或气囊）来回收甲烷气体；输出段还可采用燃气炉来消耗排出的甲烷气体。

附图说明

图1为本实用新型干燥用薄膜性能试验系统的结构示意图。

图2为本实用新型干燥用薄膜性能试验系统的结构示意图。

图3为本实用新型干燥用薄膜性能试验系统中水浴罐的结构示意图。

图4为本实用新型干燥用薄膜性能试验系统中安装筒的结构示意图。

图中标记为：

输入段：

1甲烷气瓶；

2一级减压阀；

4水浴罐：41进气口，42出气口，43注/排水口；

5水阀；

6漏斗；

7过渡管；

干燥段：

8流量计；

9压力变送器；

10露点仪；

12安装筒：121端板，122挡块，123出水口；

泄露检测装置：11甲烷检测仪，3防泄用电控阀

输出段：13缓冲罐，14二级减压阀，15三级减压阀，16猛火灶；

17控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

第一种实施例，如图1至图4所示：

气体湿度调节装置，包括一个加湿用罐体，所述加湿用罐体的内部密闭，所述加湿用罐体上设置有用于增加内部气流湿度的加湿结构；所述加湿用罐体上还设有与内部密封连通的一个进气口41和一个出气口42，所述进气口41用于与气源相连接，所述出气口42用于输出加湿后的气源。

上述气体湿度调节装置具有的优点是：

1、更容易开展试验测试，降低试验难度和成本

现有技术中所采用的气源往往是直接与天然气输气管道相连接来获得待干燥且含有水蒸气的天然气，这样的天然气干燥系统造价高，施工工程量和施工难度更大，难以适用于对干燥用薄膜性能试验。

采用上述气体湿度调节装置后，其中的加湿用罐体能够直接与甲烷气瓶1相配合来使用，而甲烷气瓶1便于采购，使用成本更低，且易于转运；从而能够降低试验造价与开展试验的难度。

、加湿用罐体自身结构简单，易于制造且造价更低。

其中，所述加湿用罐体为水浴罐4，所述水浴罐4的内底部能够装水并构成所述加湿结构；

所述进气口41与固定设置于水浴罐4内部的输导管的一端密封连通，该输导管的另一端处在所述水浴罐4内底部装水的水面下方。

采用水浴罐4的加湿原理为：使得经进气口41进入水浴罐4的气源，通过输导管后进入水浴罐4的内底部装水，使得最终从水中溢出的甲烷气体会携带一定的水蒸气，从而实现对干燥的（甲烷气瓶1输出的）甲烷进行加湿的功能。

采用水浴罐4作为加湿用罐体后，这样不仅结构最简且造价最低，且加湿效果也能够有保证。

其中，所述水浴罐4具有一个立式筒体，所述立式筒体的上下两个端面均为密封端面；所述水浴罐4的上端外表面固定安装有均为上凸状的所述进气口41和出气口42。

上述水浴罐4的结构简单合理，易于通过立式筒体的内底部直接形成蓄水池，且蓄水池的深度容易调节——从而调节干燥的甲烷气体从水中溢出的高度和溢出时间，实现对甲烷气体中水蒸气含量的调节。

实施时，所述立式筒体的上端面通过法兰、螺钉与螺母固定连接有一个罐盖，所述进气口41和出气口42设置于所述罐盖上。

其中，所述水浴罐4的外侧壁上还设置有带有控制阀的注/排水口43。

这样一来，能够便捷的通过注/排水口43来向水浴罐4内注入水或排干水浴罐4中的装入的水，提升操作使用的便捷程度。

其中，所述注/排水口43位于水浴罐4的侧壁上靠近底部的位置。

这样可通过“U型连通器”原理来获知水浴罐4内的水面高度，从而便于对水浴罐4内的装水量进行调节。

干燥用薄膜性能试验系统，包括输入段、干燥段和输出段，所述输入段的输入口与气源相连接，所述输入段的输出口与所述干燥段的输入口密封接通，所述干燥段的输出口与所述输出段的输出口密封接通，所述输出段用于输出经干燥段干燥后的气源；

还包括两个露点仪10，所述两个露点仪固定安装在所述干燥段外部且靠近所述干燥段的输入侧的连接管道与输出侧的连接管道上；

所述输入段包括上述气体湿度调节装置。

采用上述干燥用薄膜性能试验系统，即可通过两个露点仪来获得输入侧和输出侧甲烷气体中的水蒸气含量，从而测得干燥段的干燥性能。

干燥段可采用现有的干燥脱水段结构（例如，公告号为CN209178339U技术方案中公开的“一种高压天然气脱水装置”中“脱水箱”；亦或，公告号为CN208632474U技术方案中公开的“具有纳米干燥薄膜的天然气脱水装置及天然气脱水系统”），在此不作赘述。

输出段可采用单向阀与空罐（或气囊）来回收甲烷气体；输出段还可采用燃气炉来消耗排出的甲烷气体。

其中，所述输入段还包括气体压力调节装置，所述气体压力调节装置包括一级减压阀2和开关阀；

所述加湿用罐体的进气口41与气源之间的输气管上固定安装有所述一级减压阀2和开关阀。

这样一来，即可通过开关阀来控制气源的导通与关闭；通过一级减压阀2来将甲烷气瓶1中的高压降至适宜的气压，帮助更好的完成试验。

其中，所述干燥段包括安装筒12，所述安装筒12的两端面密封固定连接有一对端板121，所述一对端板121上处在安装筒12内贯通区域的部分正对设置有至少一对插孔，每对插孔供一根干燥管的两端插接固定，每根干燥管的内侧面设有待试验的干燥用薄膜；每对插孔的孔壁与所述干燥管的两端侧壁之间为密封配合连接。

采用上述安装筒12的结构后，即可便利的将待测干燥管插装在安装筒12内，也可便利的将待测干燥管从安装筒12中取出，提升针对不同干燥管的干燥性能试验效率。

实施时，干燥管为现有产品，如公告号CN208632474U的技术方案中公开的“纳米干燥薄膜管”，在此不作赘述。

实施时，所述安装筒12上靠近干燥管的输出端的外端面固定安装有挡块122，所述挡块122具有凸出抵挡部，所述凸出抵挡部沿相邻的插孔的径向凸出并处在该插孔贯通区域内。

上述挡块122的设置，能够对干燥管的输出端形成抵挡支承，避免干燥管在气源高压力作用下移位，更好的确保试验顺利完成。

实施时，所述一对端板121的径向边缘外凸形成有法兰连接边。

这样一来，即可通过法兰连接边来实现安装筒12的快捷可靠的固定装配，确保试验的可靠性；也能够通过该结构来帮助安装筒12实现便捷的拆卸，从而提高安装筒12内干燥管的拆装更换效率。

实施时，所述安装筒12整体为横向布置安装，且所述安装筒12的外下侧壁上设置有出水口123。

采用上述结构后，能够便捷的通过出水口123来及时的将脱出的水蒸气排出；避免水蒸气在安装筒12内汇聚凝结，避免对水蒸气的脱除过程构成干扰，能够更为真实准确的反映出干燥管的干燥性能。

实施时，所述安装筒12的两端各自密封固定连通有一根连接管，每根连接管上设置有一个露点仪接口，该露点仪接口用于供所述露点仪固定安装。

以上，安装筒12与连接管为彼此独立且可装配固定的结构，这样不仅易于对安装筒12与连接管进行单独加工生成，降低加工生产的难度和成本。且还易于实现安装筒12与连接管的快装与快拆，从而便于更换干燥管并完成不同干燥管（干燥用薄膜）的性能试验。

实施时，每根连接管上设置有压力变送器接口，该压力变送器接口用于供压力变送器9固定安装。

同样，安装筒12两端的两个连接管上安装压力变送器后，能够测得干燥前后的天然气的气压值变化，帮助获知干燥管中干燥用薄膜的使用性能。

实施时，所述安装筒12的内侧面与插装在每对插孔中的干燥管的外侧面之间具有间隔。

优选该间隔的间距在1毫米以上。

这样一来，经干燥管脱除的水蒸气能够迅速穿过上述间隔区域，避免对水蒸气的流动形成阻隔，从而能够更为准确的反映出干燥管的真实干燥性能。

实施时，每根连接管上设置有流量计接口，该流量计接口用于供流量计8固定安装。

这样，能够测得干燥前后的天然气的流量值变化。

其中，干燥用薄膜性能试验系统还包括泄露检测装置，所述泄露检测装置包括甲烷检测仪11和防泄用电控阀3，所述甲烷检测仪11的探头与所述安装筒12内部在插装干燥管后的环空连通；所述防泄用电控阀3固定安装在所述输入段的连接管道上。

设置上述泄露检测装置后，甲烷检测仪11在（干燥管中干燥用薄膜出现因破碎或性能故障而）泄漏气体达到设定值后（输出信号给控制器17），可自动关闭防泄用电控阀3来停止甲烷的持续供入，以便及时处理，从而更好的保障试验安全性。

实施时，上述干燥用薄膜性能试验系统还包括一台控制器17，所述控制器17可以为电脑、智能终端（如：智能手机或平板电脑），所述控制器17与甲烷检测仪11、防泄用电控阀3、露点仪、流量计和压力变送器之间电性连接。

实施时，所述甲烷检测仪11的探头通过连通管道与所述安装筒12外侧面设置的出水口123密封接通，且在所述连通管道上固定安装有一个所述防泄用电控阀3。

这样一来，即可在出现甲烷泄露时，及时关停两个防泄用电控阀3，阻断甲烷的泄露，保障试验安全性。

优选防泄用电控阀3为电动球阀。

其中，所述输出段包括顺气体流动前后方向依次连通设置的缓冲罐13、减压阀和燃气灶。

采用上述输出段的结构后，即可通过其中的缓冲罐13来确保整个试验系统中的压力平稳，从而更好的确保整个系统工作的可靠性。通过其中的减压阀来将高压气体减压至适合的低压后供给给燃气灶来消耗掉，从而确保整个试验系统内甲烷气体的顺畅流动。

实施时，减压阀包括二级减压阀14和三级减压阀15。

实施时，缓冲罐13可采用与所述水浴罐4相同的结构，与水浴罐4不同之处是，缓冲罐13无需装水，且缓冲罐13上也无需加工注/排水口43。这样，也能够使得缓冲罐13的结构更简，易于生产装配，并降低造价。

实施时，优选燃气灶为猛火灶16，猛火灶16火力大能耗高，能够更为快速的消耗掉更大流量/流速的甲烷气体，使得试验系统获得更大的气流调速范围。

实施时，优选上述干燥用薄膜性能试验系统还包括安装运输撬，该安装运输撬包括支承框架和在支承框架底部固定安装的底板，所述输入段、干燥段和输出段均可置放或固定在所述底板上。

第二种实施例，图中未示出：

本实施例与第一种实施例不同之处在于：所述加湿用罐体的加湿结构为在侧壁上密封固定安装有高压水雾喷头（与电磁阀、水箱和增压泵加配套使用，此外现有技术，在此不作赘述），所述高压水雾喷头的喷口朝向所述加湿用罐体的内部。

以上仅是上述优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (10)

1.气体湿度调节装置，其特征在于：包括一个加湿用罐体，所述加湿用罐体的内部密闭，所述加湿用罐体上设置有用于增加内部气流湿度的加湿结构；所述加湿用罐体上还设有与内部密封连通的一个进气口和一个出气口，所述进气口用于与气源相连接，所述出气口用于输出加湿后的气源。

2.根据权利要求1所述的气体湿度调节装置，其特征在于：所述加湿用罐体为水浴罐，所述水浴罐的内底部能够装水并构成所述加湿结构；

所述进气口与固定设置于水浴罐内部的输导管的一端密封连通，该输导管的另一端处在所述水浴罐内底部装水的水面下方。

3.根据权利要求2所述的气体湿度调节装置，其特征在于：所述水浴罐具有一个立式筒体，所述立式筒体的上下两个端面均为密封端面；所述水浴罐的上端外表面固定安装有均为上凸状的所述进气口和出气口。

4.根据权利要求2或3所述的气体湿度调节装置，其特征在于：所述水浴罐的外侧壁上还设置有带有控制阀的注/排水口。

5.根据权利要求4所述的气体湿度调节装置，其特征在于：所述注/排水口位于水浴罐的侧壁上靠近底部的位置。

6.干燥用薄膜性能试验系统，包括输入段、干燥段和输出段，所述输入段的输入口与气源相连接，所述输入段的输出口与所述干燥段的输入口密封接通，所述干燥段的输出口与所述输出段的输出口密封接通，所述输出段用于输出经干燥段干燥后的气源；其特征在于：

还包括两个露点仪，所述两个露点仪固定安装在所述干燥段外部且靠近所述干燥段的输入侧的连接管道与输出侧的连接管道上；

所述输入段包括权利要求1至3中任一项所述气体湿度调节装置。

7.根据权利要求6所述的干燥用薄膜性能试验系统，其特征在于：所述输入段还包括气体压力调节装置，所述气体压力调节装置包括一级减压阀和开关阀；

所述加湿用罐体的进气口与气源之间的输气管上固定安装有所述一级减压阀和开关阀。

8.根据权利要求6所述的干燥用薄膜性能试验系统，其特征在于：所述干燥段包括安装筒，所述安装筒的两端面密封固定连接有一对端板，所述一对端板上处在安装筒内贯通区域的部分正对设置有至少一对插孔，每对插孔供一根干燥管的两端插接固定，每根干燥管的内侧面设有待试验的干燥用薄膜；每对插孔的孔壁与所述干燥管的两端侧壁之间为密封配合连接。

9.根据权利要求8所述的干燥用薄膜性能试验系统，其特征在于：还包括泄露检测装置，所述泄露检测装置包括甲烷检测仪和防泄用电控阀，所述甲烷检测仪的探头与所述安装筒内部在插装干燥管后的环空连通；所述防泄用电控阀固定安装在所述输入段的连接管道上。

10.根据权利要求6所述的干燥用薄膜性能试验系统，其特征在于：所述输出段包括顺气体流动前后方向依次连通设置的缓冲罐、减压阀和燃气灶。

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