微米级冰颗粒制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种冰颗粒制备装置，特别是关于一种水合物实验室用的微米级冰颗粒制备装置。
【背景技术】
[0002]地球上天然气水合物蕴藏十分丰富，广泛分布于多年冻土区、大陆架边缘的深海沉积物和深湖泊沉积物中。在陆地上，适合天然气水合物形成的地理环境是多年冻土区。中国多年冻土分布面积约占世界多年冻土面积的10%，其中青藏高原多年冻土区面积占世界多年冻土面积的7%。根据多年冻土条件和天然气水合物形成的热力学条件，青藏高原多年冻土区基本具备形成天然气水合物的环境条件。由于冰点以下气体水合物的生成动力学研宄仍然存在一些问题，有待于进一步认识和解决，冰点以下合成实验中冰颗粒的粒径大小、实验初始压力、实验温度等因素和水合物的生成速率及时间的关系都是影响天然气水合物形成的重要因素。因此，采用不同粒径的冰颗粒开展天然气水合物形成的实验研宄，讨论和分析冰颗粒粒径、初始压力和环境温度等条件对天然气水合物合成的影响，以期对水合物的开发利用和对青藏高原多年冻土水合物的形成规律研宄提供基础的研宄数据，为水合物高效开发、低成本天然气储输理论与技术提供有利的技术支持。但是，实验室中冰颗粒的常规制取方法很难精确控制，不能达到实验要求，将对实验结果造成一定影响。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种微米级冰颗粒制备装置，该装置能精确控制水形成喷雾的粒径大小，保证生成冰的纯度，已达到实验要求。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:它包括进水管路、雾化喷嘴、冰颗粒生成室、进气管路和氮气喷嘴；所述进水管路出口端连接所述雾化喷嘴，所述雾化喷嘴设置在所述冰颗粒生成室上方内侧；所述进气管路出口端连接所述氮气喷嘴，所述氮气喷嘴设置在所述冰颗粒生成室下方内侧，且所述氮气喷嘴与所述雾化喷嘴位于同一直线上，两喷嘴的喷口方向相对设置。
[0005]上述技术方案中，所述进水管路包括水箱、水泵和水过滤器；所述水箱出口端经所述水泵连接所述水过滤器入口，所述水过滤器出口连接所述雾化喷嘴。
[0006]所述水泵与所述水过滤器之间的进水管路上设置有压力调节阀；所述水泵与所述水箱之间设置有止回阀。
[0007]所述水过滤器与所述雾化喷嘴的进水管路上设置有压力表。
[0008]上述技术方案中，所述冰颗粒生成室内部设置有倒V形挡板，所述倒V形挡板位于所述氮气喷嘴上方，且所述倒V形挡板中轴线与所述氮气喷嘴位于同一直线；所述倒V形挡板将所述冰颗粒生成室分隔成冰颗粒存储空间和氮气液化室两部分，所述倒V形挡板下部构成氮气液化室，所述倒V形挡板上部构成冰颗粒存储空间。
[0009]所述雾化喷嘴要上设置有滤网。
[0010]所述进气管路包括氮气存储装置、气体泵和气体安全阀；所述氮气存储装置出口端经所述气体泵连接所述氮气喷嘴，所述氮气存储装置出口端还设置有气体安全阀。
[0011]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型由于在水过滤器与雾化喷嘴的进水管路上设置有压力表，通过控制计量水泵的液体压力和流量可以精确控制水形成喷雾的粒径大小，已达到实验要求。2、本实用新型通过在氮气存储装置出口处安装气体安全阀，进而保证整个装置的安全，使实验顺利进行。3、本实用新型通过在进水管路中安装过滤器来保证实验中生成冰的纯度。4、本实用新型通过气体安全阀控制氮气的压力大小，调节氮气喷嘴的喷雾喷射速度，以控制水雾形成冰颗粒的冷却过程。5、本实用新型通过在冰颗粒生成室内设置倒V形挡板，来保证冰颗粒与液化氮的隔离，同时保证冰颗粒的分布均匀。本实用新型可以广泛在冰生成水合物实验中应用。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实验装置的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0014]如图1所示，本实用新型提供一种微米级冰颗粒制备装置，其包括进水管路10、雾化喷嘴20、冰颗粒生成室30、进气管路40和氮气喷嘴50。进水管路10出口端连接雾化喷嘴20，雾化喷嘴20设置在冰颗粒生成室30上方内侧。进气管路40出口端连接氮气喷嘴50，氮气喷嘴50设置在冰颗粒生成室30下方内侧，且氮气喷嘴50与雾化喷嘴20位于同一直线上，两喷嘴的喷口方向相对设置。
[0015]上述实施例中，进水管路10包括水箱11、水泵12和水过滤器13，水箱11的出口端经水泵12连接水过滤器13入口，经水泵12提高进水管路10中水的压力；水过滤器13出口连接雾化喷嘴20。其中:
[0016]位于水泵12与水过滤器13之间的进水管路上设置有压力调节阀14 ;位于水过滤器13与雾化喷嘴20的进水管路上设置有压力表15 ;位于水泵12与水箱11之间设置有止回阀16，防止水倒流入水泵12内。
[0017]上述各实施例中，雾化喷嘴要20上设置有滤网，以提高喷入冰颗粒生成室30内水的纯度。
[0018]上述各实施例中，冰颗粒生成室30内部还设置有倒V形挡板31，倒V形挡板31位于氮气喷嘴50上方，且倒V形挡板31中轴线与氮气喷嘴50位于同一直线。倒V形挡板31将冰颗粒生成室30分隔成冰颗粒存储空间和氮气液化室两部分，倒V形挡板31下部构成氮气喷射后的氮气液化室，倒V形挡板31上部构成冰颗粒存储空间。
[0019]上述各实施例中，进气管路40包括氮气存储装置41、气体泵42和气体安全阀43。氮气存储装置41出口端经气体泵42连接氮气喷嘴50，氮气经气体泵42可以提高压力；位于氮气存储装置41出口端还设置有气体安全阀43，用于调节氮气存储装置41的内部压力。
[0020]综上所述，本实用新型在使用时，包括以下步骤:
[0021]I)水箱11中的水通过水泵12提高压力之后进入水过滤器13内，清除杂质。
[0022]2)并通过压力调节阀14改变进水管路10中水的压力后进入雾化喷嘴20，通过雾化喷嘴20喷射到冰颗粒生成室30内形成喷雾。
[0023]3)氮气存储装置41中的氮气通过气体泵42提高压力，并通过气体安全阀43改变氮气的压力大小。
[0024]4)氮气经气体泵42提高压力后进入氮气喷嘴50形成氮气喷雾，喷射在冰颗粒生成室30内，氮气在冰颗粒生成室30中由于压力下降变成液化氮，吸收热量，达到冷却的作用。
[0025]5)水雾由于氮气的冷却作用，迅速降温，形成水合物生成实验所需的微米级冰颗粒。
[0026]上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【主权项】
1.一种微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:它包括进水管路、雾化喷嘴、冰颗粒生成室、进气管路和氮气喷嘴；所述进水管路出口端连接所述雾化喷嘴，所述雾化喷嘴设置在所述冰颗粒生成室上方内侧；所述进气管路出口端连接所述氮气喷嘴，所述氮气喷嘴设置在所述冰颗粒生成室下方内侧，且所述氮气喷嘴与所述雾化喷嘴位于同一直线上，两喷嘴的喷口方向相对设置。
2.如权利要求1所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述进水管路包括水箱、水泵和水过滤器；所述水箱出口端经所述水泵连接所述水过滤器入口，所述水过滤器出口连接所述雾化喷嘴。
3.如权利要求2所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述水泵与所述水过滤器之间的进水管路上设置有压力调节阀；所述水泵与所述水箱之间设置有止回阀。
4.如权利要求2所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述水过滤器与所述雾化喷嘴的进水管路上设置有压力表。
5.如权利要求3所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述水过滤器与所述雾化喷嘴的进水管路上设置有压力表。
6.如权利要求1?5任一项所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述冰颗粒生成室内部设置有倒V形挡板，所述倒V形挡板位于所述氮气喷嘴上方，且所述倒V形挡板中轴线与所述氮气喷嘴位于同一直线；所述倒V形挡板将所述冰颗粒生成室分隔成冰颗粒存储空间和氮气液化室两部分，所述倒V形挡板下部构成氮气液化室，所述倒V形挡板上部构成冰颗粒存储空间。
7.如权利要求1?5任一项所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述雾化喷嘴要上设置有滤网。
8.如权利要求6所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述雾化喷嘴要上设置有滤网。
9.如权利要求1?5、8任一项所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述进气管路包括氮气存储装置、气体泵和气体安全阀；所述氮气存储装置出口端经所述气体泵连接所述氮气喷嘴，所述氮气存储装置出口端还设置有气体安全阀。
10.如权利要求6所述的微米级冰颗粒制备装置，其特征在于:所述进气管路包括氮气存储装置、气体泵和气体安全阀；所述氮气存储装置出口端经所述气体泵连接所述氮气喷嘴，所述氮气存储装置出口端还设置有气体安全阀。
【专利摘要】本实用新型涉及一种微米级冰颗粒制备装置，其特征在于：它包括进水管路、雾化喷嘴、冰颗粒生成室、进气管路和氮气喷嘴；所述进水管路出口端连接所述雾化喷嘴，所述雾化喷嘴设置在所述冰颗粒生成室上方内侧；所述进气管路出口端连接所述氮气喷嘴，所述氮气喷嘴设置在所述冰颗粒生成室下方内侧，且所述氮气喷嘴与所述雾化喷嘴位于同一直线上，两喷嘴的喷口方向相对设置。本实用新型能精确控制水形成喷雾的粒径大小，保证生成冰的纯度，已达到实验要求，可以广泛在冰生成水合物实验中应用。
【IPC分类】F25C1-00
【公开号】CN204494932
【申请号】CN201520103542
【发明人】李清平, 宋永臣, 刘卫国, 赵佳飞, 王世圣, 杨明军, 张炜, 李家钢
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油研究总院, 大连理工大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月12日