专利名称：等效透气率实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于孔隙介质流体力学技术领域，涉及检测不同孔隙度及裂隙层状组合材料等效透气率的测试装置，特别是等效透气率实验装置。
背景技术：
透气率是定量研究流体在孔隙介质流动特性的关键参数之一，在石油天然气、瓦斯煤层气、水利及土壤学领域研究中广泛应用。不同孔隙度介质材料具有不同透气率，其透气率是孔隙度的函数。裂隙是孔隙介质材料的一种特殊表现形式，裂隙属性特征(形状、几何尺寸等)与其透气率保持函数关系。不同孔隙、裂隙介质材料叠加组合在一起，其整体材料透气率即等效透气率是研究流体流经该组合材料流动特性的重要参数，整体材料透气率与单一介质材料透气率的关联性也需要通过实验确定，但现有各种检测不同孔隙度或裂隙介质透气率的透气性测试仪，结构不够合理、完善，并不能很好地对叠加起来的不同透气性介质的等效透气率进行检测。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种等效透气率实验装置，结构完善，能对叠加成层状的不同透气介质等效透气率进行检测。本实用新型的目的是这样实现的:一种等效透气率实验装置，包括由透气介质装填罐、空气分布器、气压发生装置、第一连通管、第二连通管、第三连通管、第四连通管、第一气体流量计、第二气体流量计及具有U形连通管和设置在U形连通管管腔内的流动介质的U形管压力计#形连通管相应仅具有两个敞开的管口，透气介质装填罐由钢板卷绕制成而自然形成两端均具有敞开筒口的圆柱状筒体、顶端密封盖与底端密封盖构成，底端密封盖开设有穿透其壁体的进气通孔，顶端密封盖开设有穿透其壁体的出气通孔，圆柱状筒体的顶端筒口与顶端密封盖密封配合且圆柱状筒体的底端筒口与底端密封盖密封配合以至透气介质装填罐内部形成封闭的空气过流室；空气分布器由导气管和均呈圆环状而半径不同的环流管构成，相邻两环流管其中半径较大的一者环绕半径较小的另一者，所有环流管的圆心相重合，导气管经环流管的圆心以沿环流管的圆形径向延伸且与每一环流管连通，在导气管上开设有的唯一进气口位于所有环流管相重合的圆心，在每一环流管上开设着围绕其相重合的圆心环向均布的出气口 ；在空气过流室内底部设置有邻近底端密封盖的空气分布器，气压发生装置的排气口与第一连通管连通，在第一连通管上串接着用于测量流经第一连通管和进气通孔流入空气过流室内的空气的流量的第一气体流量计，第一连通管依次经进气通孔、空气分布器具有的进气口、导流管、环流管与出气口通入空气过流室且通过第二连通管通至U形管压力计的一个管口，空气过流室通过出气通孔连通第三连通管，在第三连通管上串接着用于测量经出气通孔流入第三连通管的空气的流量的第二气体流量计且通过第四连通管通至U形管压力计的另一个管口。本实用新型由圆柱形壳体(透气介质装填罐)、气路系统(如空气分布器、气压发生装置、第一连通管、第二连通管、第三连通管、第四连通管等)、第一气体流量计、第二气体流量计、压差测量系统(U形管压力计)及气压发生装置等组成，圆柱形壳体尺寸规格由实验需要予以确定。不同透气率孔隙介质及裂隙介质按实验设计需要放入圆柱形壳体中，采用薄层硬质网状物(金属网)分隔相邻两层不同透气介质，硬质网状物应目数合适方能将位其上方的透气介质兜住，即阻止其经硬质网状物的网孔掉落到其下方，以避免不同透气孔隙、裂隙介质相互混合。气路系统具有的空气分布器位于圆柱形壳体内底部，它用于给空气过流室均匀释放空气。在空气分布器上方依次填入分层的不同透气介质，并用密封盖封装圆柱形壳体之后，才能对等效透气率进行测试。为避免透气介质与圆柱形壳体内表面分离导致实验数据偏差，填入透气介质前，将圆柱形壳体内表面涂抹一层厚度较薄的黄油或其它粘性物质，使透气介质能与圆柱形壳体内表面接触紧密，这样就能保证透气率测试实验的可靠性，进行准确的理论分析计算、实验验证与修正。本实用新型结构合理、完善，能对叠加成层状的不同透气介质等效透气率进行检测。
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。图1为本实用新型的总体剖视结构示意图；图2为本实用新型空气分布器的结构示意图。
具体实施方式
一种等效透气率实验装置，如图1、图2所示，包括由透气介质装填罐、空气分布器(2)、气压发生装置(I)、第一连通管(3)、第二连通管(7)、第三连通管(16)、第四连通管
(14)、第一气体流量计(5)、第二气体流量计(17)及具有U形连通管(12)和设置在U形连通管(12)管腔内的流动介质(11)的U形管压力计；U形连通管(12)相应仅具有两个敞开的管口，透气介质装填罐由钢板卷绕制成而自然形成两端均具有敞开筒口的圆柱状筒体、顶端密封盖(19)与底端密封盖(4)构成，底端密封盖(4)开设有穿透其壁体的进气通孔，顶端密封盖(19)开设有穿透其壁体的出气通孔，圆柱状筒体(10)的顶端筒口与顶端密封盖(19)密封配合且圆柱状筒体(10)的底端筒口与底端密封盖(4)密封配合以至透气介质装填罐内部形成封闭的空气过流室；空气分布器(2)由导气管(25)和均呈圆环状而半径不同的环流管(23)构成，相邻两环流管(23)其中半径较大的一者环绕半径较小的另一者，所有环流管(23)的圆心相重合，导气管(25)经环流管(23)的圆心以沿环流管(23)的圆形径向延伸且与每一环流管(23)连通，在导气管(25)上开设有的唯一进气口(24)位于所有环流管(23)相重合的圆心，在每一环流管(23)上开设着围绕其相重合的圆心环向均布的出气口(8);在空气过流室内底部设置有邻近底端密封盖(4)的空气分布器(2)，气压发生装置(I)的排气口与第一连通管(3)连通，在第一连通管(3)上串接着用于测量流经第一连通管(3)和进气通孔流入空气过流室内的空气的流量的第一气体流量计(5)，第一连通管(3)依次经进气通孔、空气分布器(2)具有的进气口(24)、导流管、环流管(23)与出气口(8)通入空气过流室且通过第二连通管(7)通至U形管压力计的一个管口，空气过流室通过出气通孔连通第三连通管(16)，在第三连通管(16)上串接着用于测量经出气通孔流入第三连通管(16)的空气的流量的第二气体流量计(17)且通过第四连通管(14)通至U形管压力计的另一个管口。在底端密封盖(4)上固装着位于空气过流室之外的第一三通管￠)，第一连通管
(3)经第一三通管￠)同时连通进气通孔和第二连通管(7)，在顶端密封盖(19)上固装着位于空气过流室之外的第二三通管(18)，出气通孔经第二三通管(18)同时连通第三连通管(16)和第四连通管(14)。第一连通管(3)、第二连通管(7)、第三连通管(16)与第四连通管(14)均由胶皮管构成。导气管(25)由钢质连通管构成，环流管(23)由铜质连通管构成。气压发生装置(I)为空气压缩机或空气泵。本实用新型根据实验需要设定透气介质装填罐的直径，圆柱状筒体10采用适当厚度钢板卷制成，被竖直放置的圆柱状筒体10内底部固定有空气分布器2 ;在圆柱状筒体10内，在空气分布器2上方铺放第一层金属网22,按实验设计,在第一层金属网22上方放置第一种孔隙介质9，在第一种孔隙介质9上方铺放第二层金属网21，在第二层金属网21上方放置裂隙介质13，在裂隙介质13上方铺放第三层金属网20，在第三层金属网20上方放置第二种孔隙介质15，再在圆柱状筒体10顶端筒口上封装顶端密封盖，在圆柱状筒体10底端筒口上封装底端密封盖，以封住圆柱状筒体10的筒腔，并按照图1所示结构将本实用新型的其余部件稳妥连接完成，即可对放置成层状的组合型不同介质的等效透气率进行测试，透气介质装填罐的进气通孔与出气通孔之间的压差由肉眼所观察到的流动介质11在U形管压力计所示的液位高度差Ah显现出来。本实用新型关联于国家自然科学基金地区基金(基金号:51164032)及新疆自然科学基金(基金号:2012 11A106)。
权利要求1.一种等效透气率实验装置，其特征在于:包括由透气介质装填罐、空气分布器(2)、气压发生装置(I)、第一连通管(3)、第二连通管(7)、第三连通管(16)、第四连通管(14)、第一气体流量计(5)、第二气体流量计(17)及具有U形连通管(12)和设置在U形连通管(12)内的流动介质(11)的U形管压力计山形连通管(12)相应仅具有两个敞开的管口，透气介质装填罐由钢板卷绕制成而自然形成两端均具有敞开筒口的圆柱状筒体(10)、顶端密封盖(19)与底端密封盖(4)构成，底端密封盖(4)开设有穿透其壁体的进气通孔，顶端密封盖(19)开设有穿透其壁体的出气通孔，圆柱状筒体(10)的顶端筒口与顶端密封盖(19)密封配合且圆柱状筒体(10)的底端筒口与底端密封盖(4)密封配合以至透气介质装填罐内部形成封闭的空气过流室；空气分布器(2)由导气管(25)和均呈圆环状而半径不同的环流管(23)构成，相邻两环流管(23)其中半径较大的一者环绕半径较小的另一者，所有环流管(23)的圆心相重合，导气管(25)经环流管(23)的圆心以沿环流管(23)的圆形径向延伸且与每一环流管(23)连通，在导气管(25)上开设有的唯一进气口(24)位于所有环流管(23)相重合的圆心,在每一环流管(23)上开设着围绕其相重合的圆心环向均布的出气口(8);在空气过流室内底部设置有邻近底端密封盖(4)的空气分布器(2)，气压发生装置(I)的排气口与第一连通管(3)连通，在第一连通管(3)上串接着用于测量流经第一连通管(3)和进气通孔流入空气过流室内的空气的流量的第一气体流量计(5)，第一连通管(3)依次经进气通孔、空气分布器(2)具有的进气口(24)、导流管、环流管(23)与出气口(8)通入空气过流室且通过第二连通管(7)通至U形管压力计的一个管口，空气过流室通过出气通孔连通第三连通管(16)，在第三连通管(16)上串接着用于测量经出气通孔流入第三连通管(16)的空气的流量的第二气体流量计(17)且通过第四连通管(14)通至U形管压力计的另一个管口。
2.根据权利要求1所述的等效透气率实验装置，其特征是:在底端密封盖(4)上固装着位于空气过流室之外的第一三通管￠)，第一连通管(3)经第一三通管￠)同时连通进气通孔和第二连通管(7)，在顶端密封盖(19)上固装着位于空气过流室之外的第二三通管(18)，出气通孔经第二三通管(18)同时连通第三连通管(16)和第四连通管(14)。
3.根据权利要求1所述的等效透气率实验装置，其特征是:第一连通管(3)、第二连通管(7)、第三连通管(16)与第四连通管(14)均由胶皮管构成。
4.根据权利要求1所述的等效透气率实验装置，其特征是:导气管(25)由钢质连通管构成，环流管(23)由铜质连通管构成。
5.根据权利要求1所述的等效透气率实验装置，其特征是:气压发生装置(I)为空气压缩机或空气泵。
专利摘要本实用新型公开了等效透气率实验装置，圆柱状筒体筒口与密封盖密封配合以至圆柱状筒体内形成空气过流室；空气分布器由导气管和环流管构成，导气管沿环流管圆形径向延伸且与每一环流管连通，在导气管上开设有的进气口位于环流管相重合的圆心，在环流管上开设着出气口；在空气过流室内底部设置有空气分布器，气压发生装置排气口与第一连通管连通，在第一连通管上串接着第一气体流量计，第一连通管经底端密封盖设置有的进气通孔、空气分布器通入空气过流室且通过第二连通管通至U形管压力计的一管口，空气过流室通过顶端密封盖设置有的出气通孔连通第三连通管，在第三连通管上串接着第二气体流量计且通过第四连通管通至U形管压力计的另一管口。本实用新型结构合理、完善，能对叠加成层状的不同透气介质等效透气率进行检测。
文档编号G01N15/08GK203069487SQ20132009600
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月3日 优先权日2013年3月3日
发明者曾强 申请人:新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所