[实用新型]配有气泡发生器的模拟深海综合实验台

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋勘探设备技术领域，涉及一配有气泡发生器的模拟深海综合实验台。 

背景技术

海底拥有丰富的矿藏资源，海洋资源的开发，特别是深海底赋存的各种矿藏资源的开发是一个崭新的技术领域。深海热液、冷泉、石油和天然气等资源将成为21世纪人类的主要能源之一。在地壳内部的作用下，它们经常会以气泡的形式往外排放富含各种化学物质的气体，通过探测这些气泡可探测并定位相应的深海矿藏。但由于深海底复杂的地质、洋流、压力、温度等环境条件，研究深海探测方法是当今世界的前沿科学。为研究该探测方法的机理，并在实验室进行模拟实验，开发相关实验台迫在眉睫。目前，很多人尝试高压仓模拟深海高压状态，但只用于设备高压检测，而用于科研的较为完善的模拟深海综合实验台未见大范围推广。 

发明内容

本实用新型目的是克服现有技术的不足，提供一种配有气泡发生器的模拟深海综合实验台，可实现模拟深海高压环境下，进行包括气泡探测在内的各种实验环节。 

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。 

所述水箱系统包括密闭的水箱外壳、密封圈、锁紧卡箍、支撑台架、自动开启装置、温度计、压力补偿器以及若干连接通道，其中水箱外壳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，水箱外壳由水箱盖和水箱体组成，并由水箱盖两侧的锁紧卡箍将两者锁紧固定，结合处由密封圈确保密封无隙；具有避震功能的支撑台架位于水箱体底部；自动开启装置安装于水箱盖上部中央，可自动开启、关闭锁紧卡箍和水箱盖；温度计安装于水箱盖左侧上；压力补偿器安装于水箱体右侧中部；分别位于水箱体左侧、右侧、底部的三个连接通道作为调压保压系统、气泡发生系统、水箱压力保护系统与水箱系统之间的接口。 

所述调压保压系统包括第一气体压缩机、前调压二通阀、模拟海水箱、调压稳压阀、调压流量计、液体增压泵、液体增压泵二通阀、调压压力表、调压三通阀、后调压二通阀、保压三通阀、保压压力表、回流二通阀、第一控制器以及泄压阀；所述第一气体压缩机具有两个出口，其中一个出口与前调压二通阀的一端相连，主要用于在实验开始前，产生气源将模拟海水箱中的液体压入水箱中，另一个出口与位于水箱顶部的回流二通阀相连，主要用于在实验结束后，产生气源将水箱中剩余的液体压入模拟海水箱中；所述前调压二通阀的另一端与模拟海水箱相连，模拟海水箱有三个接口，另外两个接口，其中的一个接口由管道连接至调压稳压阀的进口，另一个接口由管道连接至泄压阀的出口，泄压阀进口与调压三通阀、后调压二通阀之间的管道相连，用于泄压；所述调压稳压阀出口与调压流量计的一端相连，调压流量计另一端与调压三通阀的左侧进口相连；调压三通阀的右侧出口与后调压二通阀的一端相连，调压三通阀上侧出口与调压压力表相连相连，往水箱加水时，上侧出口关闭，左侧进口和右侧出口打开，模拟海水箱中的液体通过；往水箱加压时，调压压力表设置一个压强值，当压力达到该值后，调压三通阀上侧出口打开，左侧进口关闭，从而通过第一控制器使液体增压泵停止工作，调压压力表实时检测水箱中的压强，若有出现变动，调压三通阀上侧出口立即关闭，同时左侧进口打开，第一控制器控制液体增压泵工作，使水箱中的压强恢复到指定值，这样周而复始来实现水箱的保压；后调压二通阀另一端与水箱相连；液体增压泵通过液体增压泵二通阀与调压流量计和调压三通阀之间的管道相连，同时外接第一控制器，用以实时控制液体增压泵的工作状态；位于水箱顶部的保压三通阀配有保压压力表，用于实时测定水箱顶部的压强。 

所述气泡发生系统包括压力表、流量计、稳压阀、节流阀、曝气装置以及第二气体压缩机；其中位于水箱右下侧的曝气装置可通过调节曝气板出气孔孔径大小，产生尺寸不同的气泡；第二气体压缩机输入实验所需的各种不同气体，从而在水箱里产生内含不同化学成分的气泡；第二气体压缩机和曝气装置之间依次为节流阀、稳压阀、流量计、压力表。 

所述水箱压力保护系统包括第二控制器、电磁阀、气动阀、防爆阀、盛水器以及第三气体压缩机；其中电磁阀进口与水箱相连，出口与气动阀的进口相连，同时外接第二控制器、第三空气压缩机；气动阀的出口与盛水器相连；其中防爆阀的进口连接于水箱与电磁阀之间的管道，出口连接于盛水器；第二控制器配有压力传感器，实时测定水箱内部的压强并实时显示，该压强为水箱底部的压强；同时第二控制器控制整个水箱压力保护系统的工作状态，若水箱内压强超过预设值，第二控制器就会发送命令，第三气体压缩机工作，产生气源作用于气动阀，使气动阀开启，为水箱泄压；同时，其中防爆阀起到二重保护作用，避免水箱压力超过极限后发生危险。