專利名稱：濕度發(fā)生器的飽和裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕度發(fā)生器領(lǐng)域，更具體而言，涉及為一種應(yīng)用于濕度發(fā)生器的飽和裝置及方法，該飽和裝置和方法用于發(fā)生含有飽和水汽的濕空氣。
背景技術(shù)：
近年來，濕度測量廣泛地應(yīng)用于環(huán)境領(lǐng)域中。此外，化工、電子、食品、醫(yī)藥、木材、建筑、航空等各個領(lǐng)域也離不開濕度測量和控制。在這些領(lǐng)域中的技術(shù)工藝過程，含水量通常是非常重要的技術(shù)參數(shù)。準(zhǔn)確地測量含水量關(guān)系到工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，同時對于安全生產(chǎn)、節(jié)能也存在十分重要的意義。制備已知濕度氣體的方法和裝置按原理分為物理方法和化學(xué)方法，其中物理方法使用最為廣泛。物理方法通常包括重量法、分流法、雙壓法、滲透法，飽和鹽法等。在上述方 法的濕度器中，用于發(fā)生含有飽和水汽的飽和裝置是最為重要的環(huán)節(jié)，它的設(shè)計、工藝將直接影響整體濕度發(fā)生器的應(yīng)用。根據(jù)濕度發(fā)生器的工作原理、特點和適用的濕度范圍，飽和裝置可以設(shè)計成多種形式，比如鼓泡式、噴霧式、塔板式、管式、離心式和“迷宮”式?，F(xiàn)有的飽和裝置通常由密閉的金屬圓筒10組成，如圖I所示，該金屬圓筒10的下方布置有進氣口 11，用于輸入待飽和的氣體，以及在金屬圓筒10的上方布置有出氣口 12，用于輸出經(jīng)過飽和后的氣體，并且在該金屬圓筒內(nèi)灌注適量的水。在操作時，待飽和的氣體從位于金屬圓筒的下方的進氣口進入金屬圓筒中，然后經(jīng)過金屬圓筒中灌注的水進行加濕，從而得到經(jīng)過加濕后的氣體。但是，這種飽和裝置的飽和效率非常低。為了達(dá)到比較高的飽和度，通常需要多組這種飽和裝置進行串聯(lián)，從而增加了飽和裝置的成本。因此，需要一種能夠提高飽和效率同時成本低的用于濕度發(fā)生器的飽和裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，提出了一種新的濕度發(fā)生器的飽和裝置及方法，該飽和裝置能夠在保持低成本的情況下提聞飽和效率。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種濕度發(fā)生器的飽和裝置，包括金屬圓筒筒體，包括設(shè)置在金屬圓筒筒體底部的進氣口以及設(shè)置在金屬圓筒筒體上部的出氣口和注水口，所述進氣口用于輸入待飽和的氣體，所述出氣口用于輸出飽和氣體；具有多個小孔的密孔板，位于所述金屬圓筒筒體中且設(shè)置在所述金屬圓筒筒體下部高于所述進氣口的位置處，用于對經(jīng)過密孔板的加濕氣體進行飽和處理；以及氣液分離器，位于所述金屬圓筒筒體中且設(shè)置在所述金屬圓筒筒體的上部，用于對經(jīng)過飽和處理后的飽和氣體進行氣液分離，以便經(jīng)由所述出氣口輸出經(jīng)過氣液分離后得到的飽和氣體，其中，所述密孔板與所述金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為在所述金屬圓筒筒體長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)，以及所注入的水量被設(shè)置為使得在完成注水后所述金屬圓筒筒體中的水面位于密孔板上方預(yù)定位置處。
在上述方面的一個或多個示例中，所述密孔板的直徑與金屬圓筒筒體的直徑相同，以及所述密孔板的孔密度被設(shè)置為ll/cm2。在上述方面的一個或多個示例中，所述密孔板的孔徑被設(shè)置為1.6mm。在上述方面的一個或多個示例中，所述金屬圓筒包括上筒體和下筒體，所述上筒體的直徑小于所述下筒體的直徑，以及所述進氣口設(shè)置在所述下筒體的底部，所述出氣口設(shè)置在所述上筒體的側(cè)部，以及所述注水口設(shè)置在所述上筒體的頂部。在上述方面的一個或多個示例中，所述飽和裝置還可以包括換熱管，與所述金屬圓筒筒體上的進氣口相連，用于對要輸入到所述金屬圓筒筒體的待飽和氣體進行換熱處理；以及恒溫水槽，其中，所述金屬圓筒筒體和換熱管浸沒在所述恒溫水槽中，從而使得進入所述金屬圓筒筒體的氣體的溫度與恒溫水槽中的溫度一致。 在上述方面的一個或多個示例中，所述換熱管為螺旋形。在上述方面的一個或多個示例中，多個所述飽和裝置級聯(lián)，每個上游飽和裝置的出氣口通過連接管連接到下游飽和裝置的進氣口。在上述方面的一個或多個示例中，所述預(yù)定位置是位于密孔板上方5到20mm。在上述方面的一個或多個示例中，所述水是去離子水。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于利用飽和裝置獲得濕度發(fā)生器中的飽和氣體的方法，所述飽和裝置包括具有進氣口、出氣口和注水口的金屬圓筒筒體，位于所述金屬圓筒中且設(shè)置在所述金屬圓筒的下部的密孔板以及，位于所述金屬圓筒中且設(shè)置在所述金屬圓筒的上部的氣液分離器，所述密孔板與所述金屬圓筒的底部的距離被設(shè)置為在所述金屬圓筒筒體長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)，所述方法包括通過所述注水口向所述金屬圓筒筒體注水，使得所述金屬圓筒筒體中的水面位于所述密孔板上方預(yù)定距離處；通過所述進氣口將待飽和的氣體輸入到所述金屬圓筒筒體并經(jīng)過位于密孔板下方的水加濕后到達(dá)密孔板；通過密孔板上的密集小孔對所述氣體進行鼓泡飽和；經(jīng)過鼓泡飽和后的氣體經(jīng)過氣液分離器進行氣液分離后，通過所述出氣口向外部輸出。根據(jù)本發(fā)明的濕度發(fā)生器的飽和裝置，通過在飽和裝置的金屬圓筒筒體中設(shè)置具有多個小孔的密孔板，并且設(shè)置密孔板在金屬圓筒筒體中的位置以及注入水量，可以提高飽和裝置的飽和效率，同時使得飽和裝置的結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易以及制作成本低。為了實現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細(xì)說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。


根據(jù)下述參照附圖進行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。在附圖中圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中的飽和裝置的一個示例的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的飽和裝置的結(jié)構(gòu)的一個示例的示意圖；圖3示出了圖2中的密孔板結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的孔密度與飽和度的關(guān)系曲線圖5示出根據(jù)本發(fā)明的孔徑與飽和度的關(guān)系曲線度；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的飽和裝置的結(jié)構(gòu)的一個示例的示意圖；圖7示出了多個根據(jù)本發(fā)明的飽和裝置級聯(lián)在一起的結(jié)構(gòu)的示意圖；和圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的用于獲得飽和氣體的方法的流程圖。在所有附圖中相同的標(biāo)號指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
具體實施例方式下面描述本公開的各個方面。應(yīng)該明白的是，本文的教導(dǎo)可以以多種多樣形式 具體體現(xiàn)，并且在本文中公開的任何具體結(jié)構(gòu)、功能或兩者僅僅是代表性的?；诒疚牡慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，本文所公開的一個方面可以獨立于任何其它方面實現(xiàn)，并且這些方面中的兩個或多個方面可以按照各種方式組合。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面，實現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，可以使用其它結(jié)構(gòu)、功能、或除了本文所闡述的一個或多個方面之外或不是本文所闡述的一個或多個方面的結(jié)構(gòu)和功能，實現(xiàn)這種裝置或?qū)嵺`這種方法。此外，本文所描述的任何方面可以包括權(quán)利要求的至少一個元素。下面將參照附圖描述本發(fā)明的各個實施例。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的飽和裝置200的結(jié)構(gòu)的一個示例的示意圖。如圖2所示，飽和裝置200包括金屬圓筒筒體，用于在其中注入水后，對從中通過的待飽和氣體進行飽和處理。在圖2中示出的示例中，金屬圓筒筒體包括上筒體211和下筒體212。上筒體211的直徑小于下筒體212的直徑。在本發(fā)明的另一示例中，金屬圓筒筒體可以僅僅是一個筒體。在金屬圓筒筒體的下筒體212的底部設(shè)置進氣口 22,用于從外部向金屬筒體輸入待飽和氣體。在金屬圓筒筒體的上筒體211的側(cè)部設(shè)置出氣口 23，用于向外部或下游飽和裝置輸出飽和氣體。此外，在金屬圓筒筒體的上筒體211的頂部設(shè)置注水口，用于在操作時，向金屬圓筒筒體注入水。在一個示例中，所述水是去離子水。所注入的水量被設(shè)置為使得在完成注水后所述金屬圓筒筒體中的水面位于密孔板上方預(yù)定位置處。在一個優(yōu)選實施例中，所述預(yù)定位置是位于密孔板上方5到20mm。在金屬圓筒筒體的下筒體212中還設(shè)置有具有多個小孔的密孔板25,該密孔板25位于所述金屬圓筒筒體的下筒體212下部高于所述進氣口 22的位置處，用于對經(jīng)過密孔板的加濕氣體進行飽和處理。所述密孔板25與所述金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為在所述金屬圓筒筒體的下筒體212的長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述密孔板25與所述金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為所述金屬圓筒筒體的下筒體212的長度的1/3。在所述金屬圓筒筒體僅僅具有一個筒體的情況下，所述密孔板25與所述金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為在所述金屬圓筒筒體的長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述密孔板25與所述金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為所述金屬圓筒筒體的長度的1/3。在本發(fā)明的一個示例中，所述密孔板的直徑與金屬圓筒筒體的直徑相同。圖3示出了圖2中的密孔板結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖3示出的結(jié)構(gòu)中，密孔板上的小孔優(yōu)選是均勻分布的。在本發(fā)明的另一示例中，密孔板上的小孔也可以不是均勻分布的。密孔板上的孔密度直接影響飽和度的大小，孔密度低飽和度降低，孔密度高加工成本增大。在本文中，密孔板的孔密度被定義為單位面積孔數(shù)，即孔數(shù)/cm2。下表I示出了孔密度與飽和度的關(guān)系的實驗結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種濕度發(fā)生器的飽和裝置，包括 金屬圓筒筒體，包括設(shè)置在金屬圓筒筒體底部的進氣口以及設(shè)置在金屬圓筒筒體上部的出氣口和注水口，所述進氣口用于輸入待飽和的氣體，所述出氣口用于輸出飽和氣體； 具有多個小孔的密孔板，位于所述金屬圓筒筒體中且設(shè)置在所述金屬圓筒筒體下部高于所述進氣口的位置處，用于對經(jīng)過密孔板的加濕氣體進行飽和處理；以及 氣液分離器，位于所述金屬圓筒筒體中且設(shè)置在所述金屬圓筒筒體的上部，用于對經(jīng)過飽和處理后的飽和氣體進行氣液分離，以便經(jīng)由所述出氣口輸出經(jīng)過氣液分離后得到的飽和氣體， 其中，所述密孔板與所述金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為在所述金屬圓筒筒體長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)，以及所注入的水量被設(shè)置為使得在完成注水后所述金屬圓筒筒體中的水面位于密孔板上方預(yù)定位置處。
2.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，其中，所述密孔板的直徑與金屬圓筒筒體的直徑相同，以及所述密孔板的孔密度被設(shè)置為ll/cm2。
3.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，其中，所述密孔板的孔徑被設(shè)置為I.6_。
4.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，其中，所述金屬圓筒包括上筒體和下筒體，所述上筒體的直徑小于所述下筒體的直徑，以及 所述進氣口設(shè)置在所述下筒體的底部，所述出氣口設(shè)置在所述上筒體的側(cè)部，以及所述注水口設(shè)置在所述上筒體的頂部。
5.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，還包括 換熱管，與所述金屬圓筒筒體上的進氣口相連，用于對要輸入到所述金屬圓筒筒體的待飽和氣體進行換熱處理；以及 恒溫水槽， 其中，所述金屬圓筒筒體和換熱管浸沒在所述恒溫水槽中，從而使得進入所述金屬圓筒筒體的氣體的溫度與恒溫水槽中的溫度一致。
6.如權(quán)利要求5所述的飽和裝置，其中，所述換熱管為螺旋形。
7.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，其中，多個所述飽和裝置級聯(lián)，每個上游飽和裝置的出氣口通過連接管連接到下游飽和裝置的進氣口。
8.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，其中，所述預(yù)定位置是位于密孔板上方5到20mm。
9.如權(quán)利要求I所述的飽和裝置，其中，所述水是去離子水。
10.一種用于利用飽和裝置獲得濕度發(fā)生器中的飽和氣體的方法，所述飽和裝置包括具有進氣口、出氣口和注水口的金屬圓筒筒體，位于所述金屬圓筒中且設(shè)置在所述金屬圓筒的下部的密孔板以及，位于所述金屬圓筒中且設(shè)置在所述金屬圓筒的上部的氣液分離器，所述密孔板與所述金屬圓筒的底部的距離被設(shè)置為在所述金屬圓筒筒體長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)，所述方法包括 通過所述注水口向所述金屬圓筒筒體注水，使得所述金屬圓筒筒體中的水面位于所述密孔板上方預(yù)定距離處； 通過所述進氣口將待飽和的氣體輸入到所述金屬圓筒筒體并經(jīng)過位于密孔板下方的水加濕后到達(dá)密孔板； 通過密孔板上的密集小孔對所述氣體進行鼓泡飽和；經(jīng)過鼓泡飽和后的 氣體經(jīng)過氣液分離器進行氣液分離后，通過所述出氣口向外部輸 出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種濕度發(fā)生器的飽和裝置，包括金屬圓筒筒體，包括設(shè)置在金屬圓筒筒體底部的進氣口以及設(shè)置在金屬圓筒筒體上部的出氣口和注水口；具有多個小孔的密孔板，位于金屬圓筒筒體中且設(shè)置在金屬圓筒筒體下部高于所述進氣口的位置處；以及氣液分離器，位于金屬圓筒筒體中且設(shè)置在金屬圓筒筒體的上部，其中，密孔板與金屬圓筒筒體的底部的距離被設(shè)置為在金屬圓筒筒體長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)，以及所注入的水量被設(shè)置為使得在完成注水后金屬圓筒筒體中的水面位于密孔板上方預(yù)定位置處。利用該飽和裝置，能夠在保持低成本的情況下提高飽和效率。
文檔編號B01F15/00GK102818879SQ20121023277
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者李佳, 孫國華, 王海峰 申請人:中國計量科學(xué)研究院