一種測試多孔材料滲透率的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試裝置，具體涉及一種測試多孔材料滲透率的裝置及方法。
技術(shù)背景
[0002]近些年來，隨著技術(shù)進(jìn)步、工業(yè)化生產(chǎn)等的快速發(fā)展，能源、資源、三廢治理等問題更加受到關(guān)注。例如化工企業(yè)排放出來的污水不但造成自然環(huán)境的污染，給周邊人群的健康也帶來了巨大的危害。如今水的處理凈化成為環(huán)境治理的重要組成部分；對不同廢水的處理凈化分離顯得尤為重要；特殊功能性的過濾材料的開發(fā)和應(yīng)用也日趨重要。由于開孔的多孔材料具有比表面積大、相對密度小、熱導(dǎo)率低及強(qiáng)度高等優(yōu)異性能，己廣泛作為污水處理、提純、凈化器載體使用。多孔材料用于過濾、提純與分離時，液體滲透性能是最主要的質(zhì)量指標(biāo)，將為凈化器的選擇、設(shè)計和工藝提供重要的參考依據(jù)。滲透率是表征壓力作用下流體在多孔介質(zhì)中通過難易程度的參數(shù)，滲透率越高表示多孔介質(zhì)對流體的通過的阻力越小。由于實際的多孔材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其滲透率和材料的開孔數(shù)量、孔徑分布、和材料幾何形狀等宏、微觀因素密切相關(guān)，難以直接計算評估；因此快速測量出具有連通孔的多孔材料滲透率，可以評估該材料在不同的環(huán)境下的用途的適用性十分重要，對于開發(fā)新型多孔材料，檢測材料質(zhì)量等有重要的意義和價值。
[0003]通常，已知的實驗室測量滲透率的方法是測量施加于該材料的氣體壓力和/或液體滲透進(jìn)該材料的深度。如專利號為CN102141504A公開一種在鋪層厚度方向上測試氣體滲透率的測試裝置。專利號為CN1123571公開一種評估巖石介質(zhì)滲透性的裝備，該裝置通過測量使流體產(chǎn)生相對于巖石介質(zhì)運動時產(chǎn)生的磁場來評估巖石介質(zhì)的滲透性。上述專利主要針對自然資源的開發(fā)，而針對實驗室通常測量滲透率裝置的研究對象如特定形狀、特定大小、厚度的片狀材料，但是由于實際開發(fā)需要，多孔過濾材料可以具備不同形狀，如管狀、規(guī)則片狀，不規(guī)則形狀等，而這種不斷變化需求的形狀對此需要更加靈活的滲透率測量裝置以滿足研究需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種測量多孔滲透率的裝置及方法，該裝置可以測量不同厚度、不同滲透面積、包含非標(biāo)準(zhǔn)形狀的塊狀多孔材料以及具有不同厚度、不同高度的管狀多孔材料的液體滲透率、分離效率，且能測試多孔材料的滲透的均勻性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]—種測試多孔材料滲透率的裝置，包括儲液倉和夾持裝置，所述夾持裝置包括帶有出口的上殼體和帶有入口的下殼體，上殼體內(nèi)開設(shè)上流體通道，下殼體內(nèi)開設(shè)下流體通道，上流體通道和下流體通道之間設(shè)置有用于放置待測多孔材料且能夠伸縮的密封腔，儲液倉經(jīng)第一壓力表與下流體通道的入口相連，上流體通道的出口經(jīng)第二壓力表、流量計與儲液倉相連。
[0007]所述儲液倉與第一壓力表之間設(shè)置有進(jìn)液栗和第一閥門，第二壓力表與流量計之間設(shè)置有第二閥門。
[0008]所述下殼體通過法蘭和螺栓進(jìn)行固定，上殼體通過夾子夾持，且夾子與升降臺相連。
[0009]所述上殼體的出口處設(shè)置有螺紋，出口連接有出水軟管，下殼體的入口處設(shè)置有螺紋，入口連接有入水軟管。
[0010]所述密封腔內(nèi)設(shè)置有用于夾持待測多孔材料且具有通孔的第一壓片和第二壓片。
[0011]所述第一壓片和第二壓片的通孔相同，第一壓片的通孔橫截面為圓形孔、三角形孔或正多邊形孔；所述第一壓片、第二壓片上開設(shè)有凹槽，待測多孔材料的上端設(shè)置有與凹槽相匹配的凸臺。
[0012]所述凹槽和凸臺之間設(shè)置有用于密封流體的密封墊。
[0013]所述待測多孔材料為管狀時，待測多孔材料底端通過第二壓片固定，頂端通過設(shè)置固定件，固定件上設(shè)置第一壓片，且待測多孔材料的頂端與固定件之間設(shè)置密封墊。
[0014]所述密封腔上端設(shè)置有套裝在密封腔外側(cè)且與上殼體相接觸的環(huán)形鋼板，環(huán)形鋼板通過密封膠與上殼體相連；所述密封膠按質(zhì)量百分比計，包括70%的松香粉，15%的氯丁膠以及15%的蘇打粉。
[0015]—種測試多孔材料滲透率的方法，將待測多孔材料上的凸臺放入第一壓片、第二壓片上的凹槽內(nèi)，使得第一壓片、第二壓片將待測多孔材料夾持，然后放入密封腔內(nèi)，根據(jù)待測多孔材料高度調(diào)節(jié)升降臺高度，將密封膠均勻涂覆于環(huán)形鋼板上，采用環(huán)形加熱板對密封膠進(jìn)行加熱，同時對環(huán)形剛板施壓使環(huán)形剛板與上殼體緊密接觸，待冷卻后實現(xiàn)密封；打開第一閥門、第二閥門后，進(jìn)液栗將流體從儲液倉中通過軟管流經(jīng)第一閥門后輸送到下流體殼體內(nèi)下流體通道的入口，第一壓力表測出流體經(jīng)滲透之前的壓力，流體進(jìn)入流體下通道后在水流的驅(qū)動下經(jīng)過待測多孔材料，滲透出的流體流經(jīng)上流體通道后從出口經(jīng)軟管流出，滲透后的流體經(jīng)第二閥門流進(jìn)流量計后，通過軟管送回儲液倉中，第二壓力表測量滲透后流體的壓力，流量計用以測量滲透通量；根據(jù)第一壓力表、第二壓力表和流量計所測得的數(shù)據(jù)計算多孔材料的滲透率。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果:
[0017]本發(fā)明通過設(shè)置能夠伸縮的密封腔，調(diào)節(jié)密封腔的不同的高度，能夠測量不同高度管狀多孔材料的液體滲透率、分離效率，并且能測試多孔材料的滲透的均勻性，測試時，打開第一閥門、第二閥門后，進(jìn)液栗將流體從儲液倉中輸送到下流體通道的入口，流體進(jìn)入下流體通道后在水流的驅(qū)動下經(jīng)過管狀多孔材料，滲透出的流體流經(jīng)流體上通道后送回儲液倉。從第一壓力表、第二壓力表分別讀出滲透前后流體的壓力，流量計讀出滲透通量。根據(jù)滲透前后的流體的壓力和滲透通量，可以計算多孔材料的滲透率。通過多次測量，可以得到多孔材料的滲透均勻性。本發(fā)明可以更加快速便捷評估多孔材料的性能要求。
[0018]進(jìn)一步的，上殼體上設(shè)置有夾子，并且夾子與升降臺相連，通過調(diào)節(jié)升降臺的高度可以調(diào)節(jié)密封腔的高度，使得本發(fā)明可以靈活的測定2?20mm高度范圍內(nèi)的材料的滲透率。
[0019]進(jìn)一步的，第一壓片和第二壓片帶有通孔，且通孔的橫截面為圓形、三角形或正多邊形，可根據(jù)待測多孔材料的形狀，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)第一壓片和第二壓片進(jìn)行夾持，從而使得本測試裝置能夠測量管狀、規(guī)則片狀、不規(guī)則形狀多孔過濾材料的滲透率。第一壓片和第二壓片上通孔的橫截面積為20?80mm2，即滲透面積為20?80mm2，通過選擇合適的滲透面積實現(xiàn)對非標(biāo)準(zhǔn)形狀多孔試樣的滲透率測量。
[0020]進(jìn)一步的，第一壓片、第二壓片上設(shè)置有凹槽，待測試多孔材料上設(shè)置有與凹槽相匹配的凸臺，可以避免待測多孔材料在測試時位置發(fā)生移動的問題。
[0021]進(jìn)一步的，凸臺和凹槽時間設(shè)置有密封墊，可以更好的密封流體，保證測得的滲透率的準(zhǔn)確性。
[0022]進(jìn)一步的，待測多孔材料為管狀時，待測多孔材料為管狀時，待測多孔材料通過固定件夾持，可以更好的固定管狀待測多孔材料，且待測多孔材料的上端與固定件之間設(shè)置密封墊，保證了流體不滲透，從而保證滲透率測試的準(zhǔn)確性。
[0023]進(jìn)一步的，密封腔上端設(shè)置有套裝在密封腔外側(cè)且與上殼體相接觸的環(huán)形鋼板，環(huán)形鋼板通過密封膠與上殼體相連；密封時，將密封膠均勻涂覆于環(huán)形鋼板上，采用環(huán)形加熱板對其進(jìn)行加熱，同時對環(huán)形剛板施壓使其與上殼體緊密接觸，待冷卻后即可實現(xiàn)密封，保證在測試過程中，流體無泄漏。
[0024]本發(fā)明的測試方法能夠測試不同形狀的材料的滲透率，可通過調(diào)節(jié)升降臺來適應(yīng)待測片狀多孔材料厚度及管狀多孔材料高度的變化，其可調(diào)節(jié)的厚度變化范圍為2mm?20_。本發(fā)明可通過更換夾持固定多孔材料的第一壓片和第二壓片，使得能夠測試滲透面積為20?80mm2范圍的多孔材料的，該方法測得的滲透率準(zhǔn)確，并且測試方法簡便，并且能夠測試不同形狀的多孔材料的滲透率，克服了現(xiàn)有技術(shù)中僅能測出特定形狀、特定大小、厚度的片狀材料滲透率的問題，對于開發(fā)新型多孔材料，檢測材料質(zhì)量等有重要的意義。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為夾持裝置的裝配圖；
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