一種水洞除氣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水洞除氣裝置,通過重力沉降、孔板除氣發(fā)生器、抽真空來提高水的流速，降低水的壓強，使溶解在水中的氣體在低壓下，由氣核膨脹成氣泡，并使溶解在水中的氣泡快速浮出水面，實現(xiàn)氣液分離。上下桶體通過法蘭盤連接,蓋板與上桶體固連，蓋板上有進水管與套筒相通，套筒固定在蓋板下面中間部位，一級孔板安裝在套筒底部，二三級孔板固定在套筒下方,清潔管與抽真空管位于進水管兩側(cè)與上桶體相通，排放管安裝在底盤上，出水管位于下桶體一側(cè)。除氣裝置可大量快速地對水洞實驗用水進行除氣，避免實驗時由于水中所含氣體導致空化空蝕危害。除氣裝置可應用于去除石油中所含氣體，以及對空調(diào)循環(huán)用水進行除氣處理。
【專利說明】一種水洞除氣裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低水中含氣量的裝置，具體地說，涉及一種水洞除氣裝置。屬于流體除氣【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前，用于去除石油中所含氣體的除氣裝置有以下幾種:重力式-離心式兩級除氣裝置，強制式氣泡去除器，抽真空除氣裝置。
[0003]現(xiàn)有公開的技術文獻“高密度鉆井液除氣系統(tǒng)設計與模擬試驗”(石油機械，2010年第10期第38卷)中針對高壓氣井使用的高密度鉆井液受氣侵后除氣難度大的問題，設計了室內(nèi)模擬二級除氣試驗臺架；在文獻“液壓油氣泡去除器研究”(機械制造，2002年第11期第40卷)中闡述了液壓油中氣泡對系統(tǒng)的危害性及傳統(tǒng)的氣泡去除方法，提出一種強制式氣泡去除器，介紹其基本結(jié)構、原理、工作腔參數(shù)的確定，以及工作腔的改進。在專利CN2279200公開了一種液體氣泡去除器；在文獻“油液抽真空除氣裝置的設計及仿真計算”(機床與液壓，2007年第7期第35卷)中根據(jù)亨利定律設計了一種液壓油抽真空除氣裝置，用以提高液壓油的體積彈性模量，能有效地改善液壓系統(tǒng)的傳動剛度和精度。在AMESim仿真軟件平臺上進行了該裝置平衡壓力油箱壓力的仿真分析，結(jié)果表明該裝置中的活塞式蓄壓器能有效地起到穩(wěn)定油箱壓力、吸收脈動的作用。重力式-離心式兩級除氣裝置雖然對石油除氣效果較好，但對于水除氣的效果并不理想，且整個系統(tǒng)較大，不適合用于現(xiàn)有水洞除氣。強制式氣泡去除器和抽真空除氣裝置雖除氣機理簡單，但是目前還沒有相應的理論計算方法來指導結(jié)構設計，且容量太小，效率較低，也不適用于水洞除氣。但由于石油粘度比水的大，上述幾種除氣裝置并不適合于降低水中含氣量。此外，這些分離器的設計局限于傳統(tǒng)的經(jīng)驗、歸納總結(jié)的方法，對其分離性能也只能做出定性分析，其原因為氣液兩相流是復雜的多相流動，具有可變形界面和可壓縮的氣相，同時，由于湍流流動的復雜性，多相流動理論本身也不完善。在水洞實驗中，如果水中氣體含有量較高，將影響水洞實驗的精確性，并將導致空化與空蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生。由于水洞實驗要求在一定溫度和壓強下進行，所以在一定溫度下，先通過除氣裝置將水洞中的水進行除氣，以達到降低水洞中含氣量，然后再引入水洞中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了避免現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提出一種水洞除氣裝置，通過提高水的流速，降低水的壓強，使溶解在水中的氣體在低壓下，由氣核膨脹成氣泡，從而使氣泡的浮力增加，同時能縮短氣泡浮出水面的時間，使溶解在水中的氣泡快速浮出水面，實現(xiàn)氣液分離。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括上桶體、下通體、蓋板、套筒、法蘭盤、底盤、一級孔板，二級孔板、三級孔板、進水管、出水管、抽真空管、清潔管、排放管，上桶體與下桶體通過法蘭盤連接，蓋板位于上桶體的上端部，蓋板與上桶體通過法蘭盤固連，蓋板上中間部位有進水管與套筒相通，套筒位于蓋板下面中間部位，套筒與蓋板固連，一級孔板固定在套筒底部，清潔管與抽真空管位于蓋板上進水管的兩側(cè)，且與上桶體相通，排放管安裝在底盤中間部位，底盤與下桶體焊接，出水管位于下桶體側(cè)壁下部；
[0006]所述一級孔板為圓形板，一級孔板上均布若干軸向節(jié)流孔，一級孔板直徑與套筒外徑相同；所述二級孔板為圓形板，二級孔板兩側(cè)對稱截掉部分圓弧形成平行端，端部上焊接有擋板，二級孔板上均布若干軸向節(jié)流孔，二級孔板位于套筒與三級孔板之間；所述三級孔板為圓形板，三級孔板兩側(cè)對稱截掉部分圓弧形成平行端，端部上焊接有擋板，三級孔板上均布若干軸向節(jié)流孔，三級孔板位于二級孔板的下方；一級孔板、二級孔板間的距離與二級孔板、三級孔板間的距離比為1.4。
[0007]—級孔板、二級孔板、三級孔板上的節(jié)流孔孔徑相同。
[0008]一級孔板、二級孔板、三級孔板與上桶體、下桶體、套筒同軸安裝。
[0009]有益效果
[0010]本發(fā)明提出的一種水洞除氣裝置，通過重力沉降、孔板除氣發(fā)生器、抽真空來提高水的流速，降低水的壓強，使溶解在水中的氣體在低壓下，由氣核膨脹成氣泡，從而使氣泡的浮力增加，同時能縮短氣泡浮出水面的時間，使溶解在水中的氣泡快速浮出水面，實現(xiàn)氣液分離。上下桶體通過法蘭盤連接，蓋板與上桶體固連，蓋板上中間有進水管與套筒相通，套筒位于蓋板下面中間部位與蓋板固連，一級孔板固定在套筒底部，二三級孔板安裝在套筒下方，清潔管與抽真空管位于進水管兩側(cè)與上桶體相通，排放管安裝在底盤中間部位，出水管位于下桶體側(cè)壁下部。
[0011]本發(fā)明除氣裝置可降低水洞中水的含氣量，滿足水洞實驗要求大量快速有效地對實驗用水進行除氣，從而避免了水洞實驗時由于水中所含氣體導致不必要的空化空蝕危害。
[0012]本發(fā)明除氣裝置也可應用于去除石油中所含氣體，以及對空調(diào)循環(huán)用水進行除氣處理；除氣效率比之以往的幾種石油除氣裝置的除氣效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種水洞除氣裝置作進一步的詳細說明。
[0014]圖1為本發(fā)明水洞除氣裝置示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明水洞除氣裝置剖視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明水洞除氣裝置的一級孔板與套筒、蓋板安裝示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明水洞除氣裝置的一級孔板與套筒、蓋板的剖視圖。
[0018]圖5為本發(fā)明水洞除氣裝置的二級孔板、三級孔板示意圖。
[0019]圖中:
[0020]1.清潔管2.進水管3.抽真空管4.蓋板5.套筒6.—級孔板7.上桶體8.二級孔板9.三級孔板10.法蘭盤11.下桶體12.底盤13.排放管14.出水管

【具體實施方式】
[0021]本實施例是一種水洞除氣裝置。
[0022]參閱圖1?圖5，本實施例水洞除氣裝置由上桶體7、下通體11、蓋板4、套筒5、一級孔板6、二級孔板8、三級孔板9、進水管2、出水管14、抽真空管3、清潔管1、排放管13、底盤12、法蘭盤10組成。上桶體7與下桶體11通過法蘭盤10固定連接，蓋板4安裝在上桶體7的上端部，蓋板4與上桶體7通過法蘭盤和螺栓固定連接，蓋板4上中間部位有進水管2與上桶體7內(nèi)的套筒5相通，套筒5安裝在蓋板4下面中間部位，套筒5與蓋板4固定連接，一級孔板6固定焊接在套筒5底部，清潔管I與抽真空管3安裝在蓋板4上進水管2的兩側(cè)，而且與上桶體7相連通，排放管13安裝在底盤12中間部位，通過排放管13將廢水排出。底盤12與下桶體11固定焊接，出水管14安裝在下桶體11側(cè)壁下部，通過水泵將出水管14與水洞連接。
[0023]在上桶體7內(nèi)固定安裝二級孔板8和三級孔板9。一級孔板6為圓形板，一級孔板6上均布若干軸向節(jié)流孔，一級孔板6直徑與套筒5外徑相同。二級孔板8為圓形板，二級孔板8兩側(cè)對稱截掉部分圓弧形成平行端，端部上焊接有擋板，二級孔板8上均布若干軸向節(jié)流孔，二級孔板8固定安裝在套筒5與三級孔板9之間。三級孔板9為圓形板，三級孔板9兩側(cè)對稱截掉部分圓弧形成平行端，端部上焊接有擋板，三級孔板9上均布若干軸向節(jié)流孔，三級孔板9固定安裝在二級孔板8的下方；一級孔板6、二級孔板8、三級孔板9上的節(jié)流孔孔徑相同均為3mm，空間中心距為6mm。一級孔板6、二級孔板8之間的距離與二級孔板
8、三級孔板9之間的距離比為1.4。一級孔板6、二級孔板8、三級孔板9與上桶體7、下桶體11、套筒5同軸安裝。
[0024]本實施例中，水洞除氣裝置工作時，首先打開清潔管I開關，放入自來水將除氣裝置內(nèi)的污垢清除，并通過排放管13將廢水排出。關閉清潔管I和排放管13，打開抽真空管3，先對除氣裝置進行抽真空，使除氣裝置內(nèi)處于負壓狀態(tài)，負壓大于水在該溫度下的飽和蒸汽壓，小于從進水管2進來的水的壓強，關閉抽真空管3。設置水溫在20攝氏度溫度下進行除氣，水在20攝氏度時飽和蒸汽壓為2338.8pa,從水洞進來的水的壓強在I個大氣壓到2個大氣壓之間，所以當除氣裝置內(nèi)的絕對壓強達到lOOOOpa，即可停止抽真空；打開進水管2，將水洞中的水放入除氣裝置，水先通過一級孔板6進行加速，壓強降低，水中溶解的氣體由氣核膨脹成氣泡，浮力增大，且水流變細，氣泡浮出水面的路徑減短，增大除氣效率。再通過二級孔板8和三級孔板9進一步進行除氣，二級孔板8與三級孔板9分擔了一級孔板6的壓強差，使水通過一級孔板6后不至于發(fā)生汽化，并進一步進行除氣。二級孔板8與三級孔板9的設計有利于氣體快速的向上流動占據(jù)除氣裝置的上部分，水占據(jù)除氣裝置的下部分。當除氣裝置內(nèi)的水達到設置量10噸時關閉進水管2，靜置30秒時間使沒有浮出水里面的氣泡浮出水面，更大限度的降低水中含氣量，再打開抽真空系統(tǒng)將除氣裝置上部分的氣體抽去后停止抽真空。用水泵將出水管14與水洞連接起來，把除過氣后的水通過出水管14放回水洞中，關閉出水管14。這部分不飽和的水從新回到水洞，由于氣水平衡原因，具有很強的吸收能力，像海綿吸水一樣吸收水洞中游離氣體和溶解氣體。
[0025]再次對除氣裝置進行抽真空，真空度達到同樣的設定值1000pa時，停止抽真空，然后放水進入除氣裝置進行除氣，靜置30秒，再將除氣裝置上部分的氣體抽走，最后將水放回水洞。通過不斷地循環(huán)此間隙式除氣，最終達到除氣效果。然后，采用水中含氣量測試儀器對除過氣的水進行含氣量的測量，檢測是否符合水洞實驗用水的要求。若不符合再通過除氣裝置對其進行除氣處理，直至達到要求為止。通過仿真計算，本實施例中除氣裝置的除氣效率高達95%以上。
【權利要求】
1.一種水洞除氣裝置，其特征在于:包括上桶體、下通體、蓋板、套筒、法蘭盤、底盤、一級孔板，二級孔板、三級孔板、進水管、出水管、抽真空管、清潔管、排放管，上桶體與下桶體通過法蘭盤連接，蓋板位于上桶體的上端部，蓋板與上桶體通過法蘭盤固連，蓋板上中間部位有進水管與套筒相通，套筒位于蓋板下面中間部位，套筒與蓋板固連，一級孔板固定在套筒底部，清潔管與抽真空管位于蓋板上進水管的兩側(cè)，且與上桶體相通，排放管安裝在底盤中間部位，底盤與下桶體焊接，出水管位于下桶體側(cè)壁下部； 所述一級孔板為圓形板，一級孔板上均布若干軸向節(jié)流孔，一級孔板直徑與套筒外徑相同；所述二級孔板為圓形板，二級孔板兩側(cè)對稱截掉部分圓弧形成平行端，端部上焊接有擋板，二級孔板上均布若干軸向節(jié)流孔，二級孔板位于套筒與三級孔板之間；所述三級孔板為圓形板，三級孔板兩側(cè)對稱截掉部分圓弧形成平行端，端部上焊接有擋板，三級孔板上均布若干軸向節(jié)流孔，三級孔板位于二級孔板的下方；一級孔板、二級孔板間的距離與二級孔板、三級孔板間的距離比為1.4。
2.根據(jù)權利要求1所述的水洞除氣裝置，其特征在于:一級孔板、二級孔板、三級孔板上的節(jié)流孔孔徑相同。
3.根據(jù)權利要求1所述的水洞除氣裝置，其特征在于:一級孔板、二級孔板、三級孔板與上桶體、下桶體、套筒同軸安裝。
【文檔編號】B01D19/00GK104174188SQ201410389737
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權日:2014年8月8日
【發(fā)明者】鄧飛, 王科燕, 丁文俊 申請人:西北工業(yè)大學