配有气泡发生器的模拟深海综合实验台

摘要

本实用新型涉及了一种配有气泡发生器的模拟深海综合实验台。本实用新型包括水箱系统、调压保压系统、气泡发生系统和水箱压力保护系统。调压保压系统、气泡发生系统、水箱压力保护系统三个互不相连的系统均与水箱系统相连。其中调压保压系统将水箱中的压强调至指定值，同时实时调控，实现长时间保压；气泡发生系统产生大小、运动速度、内含化学成分等均可控的气泡；水箱压力保护系统将水箱压力控制在规定范围之内，起到保护作用。本实用新型主要为科学研究所用，在实验室模拟深海环境，实时调压保压，可在规定范围内，模拟深海任何深度的压强；同时所产生的气泡可模拟深海底部真实排放出的气泡，从而实现在实验室模拟深海矿藏探测机理。

主权项

配有气泡发生器的模拟深海综合实验台，包括水箱系统（01）、调压保压系统（02）、气泡发生系统（03）和水箱压力保护系统（04），其特征在于：所述水箱系统（01）包括密闭的水箱外壳(101)、密封圈（102）、锁紧卡箍（103）、支撑台架(104)、自动开启装置（105）、温度计（106）、压力补偿器（107）以及若干连接通道，其中水箱外壳（101）由铁质材料制成框架，除底面外的五个面均配有耐高温、耐高压、耐腐蚀的有机玻璃或石英玻璃制成的玻璃窗（110），水箱外壳（101）由水箱盖（108）和水箱体（109）组成，并由水箱盖（108）两侧的锁紧卡箍（103）将两者锁紧固定，结合处由密封圈（102）确保密封无隙；具有避震功能的支撑台架（104）位于水箱体（109）底部；自动开启装置（105）安装于水箱盖（108）上部中央，可自动开启、关闭锁紧卡箍（103）和水箱盖（108）；温度计（106）安装于水箱盖（108）左侧上；压力补偿器（107）安装于水箱体（109）右侧中部；分别位于水箱体（109）左侧、右侧、底部的三个连接通道作为调压保压系统（02）、气泡发生系统（03）、水箱压力保护系统（04）与水箱系统（01）之间的接口；所述调压保压系统（02）包括第一气体压缩机（201）、前调压二通阀（202）、模拟海水箱（203）、调压稳压阀（204）、调压流量计（205）、液体增压泵（206）、液体增压泵二通阀（207）、调压压力表（208）、调压三通阀（209）、后调压二通阀（210）、保压三通阀（211）、保压压力表（212）、回流二通阀（213）、第一控制器（214）以及泄压阀（215）；所述第一气体压缩机（201）具有两个出口，其中一个出口与前调压二通阀（202）的一端相连，主要用于在实验开始前，产生气源将模拟海水箱（203）中的液体压入水箱（01）中，另一个出口与位于水箱（01）顶部的回流二通阀（213）相连，主要用于在实验结束后，产生气源将水箱（01）中剩余的液体压入模拟海水箱（203）中；所述前调压二通阀（202）的另一端与模拟海水箱（203）相连，模拟海水箱（203）有三个接口，另外两个接口，其中的一个接口由管道连接至调压稳压阀（204）的进口，另一个接口由管道连接至泄压阀（215）的出口，泄压阀（215）进口与调压三通阀（208）、后调压二通阀（210）之间的管道相连，用于泄压；所述调压稳压阀（204）出口与调压流量计（205）的一端相连，调压流量计（205）另一端与调压三通阀（209）的左侧进口相连；调压三通阀（208）的右侧出口与后调压二通阀（210）的一端相连，调压三通阀（208）上侧出口与调压压力表相连（208）相连，往水箱（01）加水时，上侧出口关闭，左侧进口和右侧出口打开，模拟海水箱（203）中的液体通过；往水箱（01）加压时，调压压力表（208）设置一个压强值，当压力达到该值后，调压三通阀（209）上侧出口打开，左侧进口关闭，从而通过第一控制器（214）使液体增压泵（206）停止工作，调压压力表（208）实时检测水箱中的压强，若有出现变动，调压三通阀（209）上侧出口立即关闭，同时左侧进口打开，第一控制器（214）控制液体增压泵（206）工作，使水箱（01）中的压强恢复到指定值，这样周而复始来实现水箱（01）的保压；后调压二通阀（210）另一端与水箱（01）相连；液体增压泵（206）通过液体增压泵二通阀（207）与调压流量计（205）和调压三通阀（209）之间的管道相连，同时外接第一控制器（214），用以实时控制液体增压泵（206）的工作状态；位于水箱顶部的保压三通阀（211）配有保压压力表（212），用于实时测定水箱顶部的压强；所述气泡发生系统（03）包括压力表（301）、流量计（302）、稳压阀（303）、节流阀（304）、曝气装置（305）以及第二气体压缩机（306）；其中位于水箱（01）右下侧的曝气装置（305）可通过调节曝气板出气孔孔径大小，产生尺寸不同的气泡；第二气体压缩机（306）输入实验所需的各种不同气体，从而在水箱（01）里产生内含不同化学成分的气泡；第二气体压缩机（306）和曝气装置（305）之间依次为节流阀（304）、稳压阀（303）、流量计（302）、压力表（301）；所述水箱压力保护系统（04）包括第二控制器（401）、电磁阀（402）、气动阀（403）、防爆阀（404）、盛水器（405）以及第三气体压缩机（406）；其中电磁阀（402）进口与水箱（01）相连，出口与气动阀（403）的进口相连，同时外接第二控制器（401）、第三空气压缩机（406）；气动阀（403）的出口与盛水器（405）相连；其中防爆阀（404）的进口连接于水箱（01）与电磁阀（402）之间的管道，出口连接于盛水器（405）；第二控制器（401）配有压力传感器，实时测定水箱（01）内部的压强并实时显示，该压强为水箱（01）底部的压强；同时第二控制器（401）控制整个水箱（01）压力保护系统的工作状态，若水箱（01）内压强超过预设值，第二控制器（401）就会发送命令，第三气体压缩机（406）工作，产生气源作用于气动阀（403），使气动阀（403）开启，为水箱（01）泄压；同时，其中防爆阀（404）起到二重保护作用，避免水箱（01）压力超过极限后发生危险。