[发明专利]一种气液压力平衡调节器及包括该调节器的排水集气装置

说明书

本发明公开了一种气液压力平衡调节器及包括该调节器的排水集气装置，属于排水法测量气体设备领域，包括压力平衡调节器本体，用于与集气量筒底端密封配合进行排水集气，压力平衡调节器本体内设置有用于向集气量筒内进气的进气通道，进气通道包含一段毛细管段，进气通道内外接单向阀；压力平衡调节器本体内还设置有储水腔及用于将集气量筒排出的水排入储水腔的排水通道；储水腔的一侧还设置有出水嘴。本发明应用“无管化”设计理念，即不采用导管连接实现排水法收集计量气体；在保证高精度的同时提高了设备的便携性和操作性；而且通过储水腔的水冷却高温气体，排除水蒸气对实验精度干扰并避免管路内气压不稳或气体流速过大带来的倒吸或虹吸现象。

技术领域

本发明涉及排水法测量气体设备领域，特别是涉及一种端面密封型带气体冷却功能的气液压力平衡调节器及包括该调节器的排水集气装置。

背景技术

排水法作为目前主流的气体收集计量方法具有成本低廉、效果直观、易于学习等特点，目前所采用的排水法收集计量设备主要包括水槽、集气瓶、导管、密封胶塞等在内的多种部件，所需部件较为繁杂。同时收集气体在水下进行，需要人工进行反复操作，劳动重复性高。使用常规设备进行的排水集气计量时存在诸多缺点，例如：(1)导管中残存的空气会污染所收集的气体，对后期的气体组分判定造成影响；(2)当所收集的气体中混合有水蒸气时，水蒸气进入集气瓶导致气体体积计量错误；(3)当所收集的气体中混合有水蒸气时，部分水蒸气会因温度降低而冷凝堵塞导管，导致操作中断；(4)当收集的气体与环境温度存在差异时，会导致管路内气压不稳出现倒吸现象，影响实验进行；(5)流体流速不稳定时，会导致虹吸现象，导致收集的气体中混入空气(6)无法对气体收集速率进行调控；(7)密封效果差，密封部件易老化，使用后出现密封不严问题(8)需要水槽等设备配合操作，便携性差，野外使用不便；(9)人工重复性劳动多，浪费人力。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、无需导管连接从而避免因导管连接带来空气污染、水蒸汽冷凝堵塞的问题的一种带气体冷却功能的气液压力平衡调节器。

本发明的另一个目的是提供一个包括该气液压力平衡调节器的排水集气装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种带气体冷却功能的气液压力平衡调节器，包括压力平衡调节器本体，用于与集气量筒底端密封配合进行排水集气，所述压力平衡调节器本体内设置有用于向集气量筒内从下往上进气的进气通道，所述进气通道包含一段毛细管段，所述进气通道内外接用于控制气体从气源到所述进气通道内单向流动的单向阀；所述压力平衡调节器本体内还设置有储水腔及用于将所述集气量筒排出的水排入所述储水腔的排水通道，所述储水腔的一侧还设置有与所述储水腔连通的出水嘴。所述出水嘴优选设置在所述储水腔的一侧高位。

本发明通过控制毛细管段的直径，控制进气口处的气-液两相压力平衡，即在不同气压条件下，量筒内水的重力与毛细管力、大气压力之和平衡，从而使水不从进气口中流出，毛细管力是指进入单向阀内的极少量空气与进入毛细管段内的水的两相界面处产生的毛细管力，当气源的气体从单向阀进入毛细管段时，平衡就会破坏。

进一步地，所述压力平衡调节器本体内的储水腔环所述进气通道设置。

进一步地，所述压力平衡调节器本体的一侧设置有用于控制水流量的流量调节拨轮和与所述流量调节拨轮相配合使用的空腔；

所述排水通道包括与所述集气量筒的排水口连通的出水口和与所述储水腔连通的第一进水口，所述出水口和所述第一进水口通过所述空腔连通形成所述排水通道，所述出水口和所述第一进水口为错位设计，所述流量调节拨轮通过无极调节所述出水口的水流量。

进一步地，所述流量调节拨轮包括用于与所述空腔配合使用的拨轮轴和与所述拨轮轴相连的把手，所述拨轮轴上设置有用于实现对水流量无极调节的螺旋状排水槽，所述出水口的水经过所述螺旋状排水槽流入所述第一进水口。