[發(fā)明專利]一種可測流速的高精度低壓氣體發(fā)生裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410083062.3
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103836341B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳銳;劉堅;鄧剛;戴卓志
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44248
• 代理人: 熊偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可測流速的高精度低壓氣體發(fā)生裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

穩(wěn)定的低壓氣體（范圍：0至100?kPa）在醫(yī)療機械、化學工業(yè)、生物環(huán)境以及材料滲氣性測量等領(lǐng)域中有著極其重要的作用。醫(yī)學上，穩(wěn)定的低壓環(huán)境有利于將氧氣、麻醉氣體等新鮮氣體提供給患者，如供氧裝置和麻醉機等；生物學中，植物、細菌等生物均須在低壓環(huán)境中進行培養(yǎng)，如植物的葉片在濃度高的低壓二氧化碳中培育等；材料學中，納米材料或孔隙材料的滲氣性能的測量需要環(huán)境也為穩(wěn)定的低壓條件，如垃圾填埋場閉氣層的滲氣性測試。低壓氣體的發(fā)生裝置是一種能提供穩(wěn)定的低壓氣體的裝置，對低壓氣體的發(fā)生裝置有以下要求：1、提供的氣體壓力為低壓范圍（0至1000?kPa）；?2、提供的氣體壓力穩(wěn)定，浮動范圍小；3、提供的氣體不局限于空氣。現(xiàn)有的氣體發(fā)生裝置不能滿足低壓氣體供給裝置的要求，主要由于傳統(tǒng)裝置提供的氣體壓力精度低，而且不穩(wěn)定，提供的氣體類型也存在限制。對于易燃易爆氣體（如甲烷），傳統(tǒng)氣體發(fā)生裝置持續(xù)供應(yīng)氣體，一旦發(fā)生泄露，空氣中的濃度持續(xù)上升，安全存在隱患。

中國專利申請CN201080054408.7提供一種傳統(tǒng)的氣體發(fā)生裝置，其將壓縮高壓氣體通過減壓單元進行減壓后進行供給。然而此方法不適用于低壓氣體，其浮動性大，一般浮動壓力為±5?kPa。中國專利申請CN?201010230609.X提供一種低壓空氣供給系統(tǒng)，此裝置可以間歇送風。但此裝置只適用于空氣，不適用于其他氣體，而且此裝置無法確保低壓穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可測流速的高精度低壓氣體發(fā)生裝置，包括：供壓組件、供氣組件及連接于所述供壓組件、供氣組件之間的連接組件，所述供壓組件包括供壓瓶、進氣管、設(shè)置于進氣管的進氣管閥門，所述進氣管連通于供壓瓶的內(nèi)部與外部，且所述進氣管的末端伸入所述加壓液體中并靠近所述供壓瓶底部設(shè)置，所述供氣組件包括供氣瓶、設(shè)置于所述供氣瓶頂部的供氣管及設(shè)置于供氣管的供氣管閥門，所述連接組件包括連接導(dǎo)管、三向閥門、回流導(dǎo)管、加壓導(dǎo)管，所述連接導(dǎo)管的一端連接于所述供壓瓶底部，連接導(dǎo)管的另一端通過三向閥門分別連接回流導(dǎo)管和加壓導(dǎo)管，在所述三向閥門的控制下使連接導(dǎo)管與加壓導(dǎo)管相互連通，或使連接導(dǎo)管與回流導(dǎo)管相互連通，所述加壓導(dǎo)管位于上方的末端與進氣管位于下方的末端在豎直方向具有高度差。

進一步的，所述供壓組件還設(shè)有出氣管，所述出氣管設(shè)置于所述供壓瓶頂部。

進一步的，所述進氣管的末端與供壓瓶內(nèi)側(cè)底部之間的間距為5至20?mm。

進一步的，所述進氣管的末端與供壓瓶內(nèi)側(cè)底部之間的間距為5mm。

進一步的，所述供壓瓶內(nèi)部用于容納加壓液體及待提供氣體，所述待提供氣體及空氣于加壓液體中的溶解總量小于0.01g。

進一步的，加壓液體為水，待提供氣體為空氣。

進一步的，所述進氣管及出氣管的直徑為4至20?mm。

進一步的，所述進氣管及出氣管的直徑為6?mm。

進一步的，所述可測流速的高精度低壓氣體發(fā)生裝置還設(shè)有液體體積測量裝置，所述液體體積測量裝置安裝在供氣瓶上，用于測量加壓液體在供氣瓶中的體積變化。

一種如前所述的可測流速的高精度低壓氣體發(fā)生裝置的使用方法，其特征在于：所述方法包括氣體供給步驟和循環(huán)步驟：

其中氣體供給步驟進一步包括：

步驟S11：將供氣管連接于待供氣裝置，開啟進氣管閥門，關(guān)閉出氣管閥門，使進氣管連通大氣，三向閥門調(diào)節(jié)至連接導(dǎo)管與加壓導(dǎo)管相連；

步驟S12：根據(jù)待提供氣體的壓力和加壓液體密度，調(diào)節(jié)供壓瓶和供氣瓶的相對高度差；

步驟S13：打開供氣管閥門；?

當加壓液體全部流入供氣瓶中，應(yīng)進行循環(huán)步驟，循環(huán)步驟如下：

步驟S21：將供氣管連接于氣源，關(guān)閉進氣管閥門，打開出氣管閥門，三向閥門調(diào)節(jié)至連接導(dǎo)管與回流導(dǎo)管相連；

步驟S22：降低出氣管處氣壓或緩慢增加氣源壓力，使氣源壓力與出氣管的壓力差稍大于待提供氣體的壓力；

步驟S23：打開供氣管閥門，加壓液體回流至供壓瓶；

步驟S24：待加壓液體全部回流至供壓瓶中，重復(fù)氣體供給步驟。