[实用新型]微米级冰颗粒制备装置

说明书

技术领域

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

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究仍然存在一些问题，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究，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究提供基础的研究数据，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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

所述雾化喷嘴要上设置有滤网。

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。

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

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

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

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。

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：