[发明专利]一种单泵控制的多相多流体注入系统

摘要

本发明属于动力工程及工程热物理中的多相流技术领域，提供了一种单泵控制多相流体注入的简易微观可视化系统。系统由注入驱动、微观可视化、数据采集组成，单泵控制多相流体注入方法利用抽真空产生压差将流体吸入中间活塞容器，这种方法也可以推广到其他需要注入流体的实验系统中，不仅在常温常压下可以实施，在高温高压下也可以进行操作。本发明的系统除了能够实现微观尺度上多孔介质中多相流动驱替的可视化研究外，系统注入驱动部分只需要一台柱塞泵便可以实现多种流体的注入，同时不需要拆卸实验系统便可实现不同流体的吸入和注入，便于对实验系统进行清洗和干燥。不仅实验设计简单，操作方便，而且中间容器数量和实验造价均大大下降。

主权项

1.一种单泵控制的多相多流体注入系统，其特征在于，所述的单泵控制的多相多流体注入系统主要由柱塞泵(4)、中间活塞容器(3)、阀门(1)、液体盛放容器(2)和管路组成；所述的柱塞泵(4)通过管路与液体盛放容器三(2‑3)相连通，其管路上设有进水端阀门一(1‑1)；对柱塞泵(4)进行驱替操作run，将柱塞泵(4)内空气全部排到液体盛放容器三(2‑3)中，过程结束，实施回流操作refill，将液体盛放容器三(2‑3)中的水吸入柱塞泵(4)中，吸入过程中保证管路入口低于最高水面，当柱塞泵(4)内充满水时关闭阀门一(1‑1)；所述的柱塞泵(4)通过另一管路与中间活塞容器(3)的下端接口连通，其管路上设有阀门二(1‑2)；根据需求确定中间活塞容器(3)的数量，各中间活塞容器(3)间并联，中间活塞容器(3)竖直放置，每个中间活塞容器(3)与柱塞泵之间分别通过独立阀门控制；中间活塞容器(3)上端接口利用三通或四通进行分支，作为注入口或连接口，每一条支路上设有独立的阀门；在所有实验开始之前，确保中间活塞容器(3)中的活塞位于最下端，打开柱塞泵(4)与所有中间活塞容器(3)之间、中间活塞容器(3)和注入流体之间的阀门，操作柱塞泵(4)将所有中间活塞容器(3)中注入水，此时中间活塞容器(3)中的气体将从流体注入的管路中排出，即此时中间活塞容器(3)中活塞均处于最上端；保持阀门二(1‑2)打开，其他所有阀门关闭；根据需求，打开使用的中间活塞容器(3)和流体注入管路对应的阀门，对柱塞泵(4)实施refill操作，根据真空原理，流体将被吸入到中间活塞容器(3)中，该过程中务必保持流体界面高于吸入管路入口处；根据需要吸入一定体积的流体，结束之后关闭中间活塞容器(3)和注入流体之间的阀门，实施run操作，打开通向实验研究部分的阀门，将流体注入到研究系统中即可；下次注入其他流体之前，需要关闭通向微模型通道的阀门，打开中间活塞容器(3)和注入流体之间的阀门，进行柱塞泵(4)驱动操作，将多余的流体排出，保证每次吸入流体时中间活塞容器(3)的活塞位于最上端。