CN102773031A - 可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，包含由精密注射泵控制流量的液体输入到玻璃腔体内的雾化阵体并用压缩气体经喷气支管雾化形成气溶胶，其中较大粒径的气溶胶由于重力的作用落到多孔暴气板上形成还原液体，部分通过虹吸液管再吸入到喷气支管处重新进行雾化，另一部分由多孔暴气板发生暴气，形成超微小粒径的雾化气溶胶，用电加热控温分别在雾化阵体和玻璃腔体底部加热更加有利于液体升化和雾化，最后形成的超微小粒径的气溶胶与进气快接头引入的一定比例的空气形成精确控制浓度的超微小粒径气溶胶从气溶胶输出管输出。有益效果是即可精确控制其浓度又能够满足有超微小粒径气溶胶来满足环境科学、军事医学、吸入毒理、纳米技术、材料科学等领域的特殊需求。

Description

可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备

技术领域

本发明涉及一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备。

背景技术

当前在环境科学、军事医学、吸入毒理、纳米技术、材料科学等领域急切需要利用一种能够产生精确控制浓度的超微小粒径气溶胶的气体环境来进行测试、模拟、评估、检验等科学方面的实验研究，这种气体环境一般是由一个定体积的密闭的舱室和一个能够产生精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备组成，其中定体积的密闭的舱室很容易做到，但是能够产生精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备还是空白，一般的气溶胶发生设备大都采用直接喷雾方式进液浓度不可控制，产生的粒径也都是大小不一，而且需要雾化的液体要求苛刻，例如不能有粘稠、浑浊现象否则就不能雾化等等，达不到当前科学研究的要求，从而制约了相关科学研究的发展。因此研发一个既可以对任何性质的液体进行精确控制浓度的雾化并可产生超微小粒径的气溶胶的发生设备已成为当前的迫切需要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，为相关的科学研究提供了一个既可以对任何性质的液体进行精确控制浓度的雾化并可产生超微小粒径的气溶胶的发生设备，配合定体积的密闭的舱室完成利用一种能够产生精确控制浓度的超微小粒径气溶胶的气体环境来进行测试、模拟、评估、检验等科学方面的实验研究，满足有这方面有特殊需要的环境科学、军事医学、吸入毒理、纳米技术、材料科学等领域的急切需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备。包括一个玻璃材料的上边敞口的透明密闭的圆桶形结构的玻璃腔体，上边的敞口有上盖帽体密封连接，空气压缩机通过进气直管连接到雾化阵体上的喷气支管，精密注射泵通过进液套管连接到雾化阵体上的分流液管，喷气支管和分流液管在交汇处发生喷射雾化产生出粒径大小不一的气溶胶在玻璃腔体内，玻璃腔体上边敞口上的上盖帽体上安装有气溶胶输出管，在气流推动下那些超微小粒径的气溶胶能过克服重力通过气溶胶输出管向上向外输出，较大粒径的气溶胶被重力吸引落在底部，玻璃腔体高度不同就决定了气溶胶输出管的高度不同，通过设计好的不同高度就可以筛选出不同粒径范围的超微小粒径气溶胶向外输出，较大粒径的气溶胶被重力吸引到玻璃腔体下边的多孔暴气板上边，便会形成大颗粒气溶胶还原液体，多孔暴气板是一个具有许许多多毛细管孔只可以通过高压气体但不会泄露大颗粒气溶胶还原液体的平面薄板，多孔暴气板下边的密封空间连接一个带开关阀的暴气主管和从多路喷气支管引下来的多路暴气支管，压缩气体可以通过毛细管孔对一部分大颗粒气溶胶还原液体进行暴气雾化，另一部分大颗粒气溶胶还原液体则由多个虹吸液管向上吸入到每一个喷气支管交汇处再次形成喷射雾化，由于采用的是多方位多个喷气支管和分流液管再加上多个虹吸液管以及多孔暴气板共同作用的雾化能力远远大于精密注射泵控制下定量输入的进液流量，所有输入的液体都会很快被雾化并筛选和从新雾化全部成为合乎要求的微小粒径气溶胶，设定好输入的液体量和气体量的比例就控制了雾化好微小粒径气溶胶的浓度。而雾化阵体内部装有电加热芯A和电控温器A能够将雾化阵体内的压缩空气和雾化液体加温，再加上多孔暴气板以及玻璃腔体下部的电加热芯B和电控温器B能够将多孔暴气板上的大颗粒气溶胶还原液体和下边密封腔体内的压缩空气加温就可以使得粘稠、浑浊等不易雾化的液体变得容易雾化。

本发明的有益效果是：提供一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，为相关的科学研究提供了一个既可以对任何性质的液体进行精确控制浓度的雾化并可产生超微小粒径的气溶胶的发生设备，配合定体积的密闭的舱室完成利用一种能够产生精确控制浓度的超微小粒径气溶胶的气体环境来进行测试、模拟、评估、检验等科学方面的实验研究，满足有这方面有特殊需要的环境科学、军事医学、吸入毒理、纳米技术、材料科学等领域的急切需求，填补了此方面科学技术的空白。

附图说明：

附图1为本发明结构的示意图：

图中：

1、       玻璃腔体

2、       雾化阵体

3、       上盖帽体

4、       进气快接头

5、       辅助进液接口

6、       电控温器A

7、       进气直管

8、       气溶胶输出管

9、       空气压缩机

10、   主进液接口

11、   进液套管

12、   注射器

13、   精密注射泵

14、   电加热芯A

15、   多孔暴气板

16、   外套

17、   隔热材料

18、   电控温器B

19、   电加热芯B

20、   金属加热垫

21、   导热硅胶

22、   分流液管

23、   喷气支管

24、   虹吸液管

25、   暴气支管

26、   带开关阀的暴气主管

具体实施方式：

结合附图1及实施例对本发明加以说明。

如附图1所示，本发明设备包括一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，其特征是：包括一个玻璃材料的上边敞口的透明密闭的圆桶形结构的玻璃腔体1，上边的敞口有上盖帽体3密封连接，空气压缩机9通过进气直管7连接到雾化阵体2上的喷气支管23，精密注射泵13通过进液套管11连接到雾化阵体2上的分流液管22，喷气支管23和分流液管22在交汇处发生喷射雾化产生出粒径大小不一的气溶胶在玻璃腔体1内，玻璃腔体1上边敞口上的上盖帽体3上安装有气溶胶输出管8，在气流推动下那些超微小粒径的气溶胶能过克服重力通过气溶胶输出管8向上向外输出，较大粒径的气溶胶被重力吸引落在底部，玻璃腔体1高度不同就决定了气溶胶输出管8的高度不同，通过设计好的不同高度就可以筛选出不同粒径范围的超微小粒径气溶胶向外输出，较大粒径的气溶胶被重力吸引到玻璃腔体1下边的多孔暴气板15上边，便会形成大颗粒气溶胶还原液体，多孔暴气板15是一个具有许许多多毛细管孔只可以通过高压气体但不会泄露大颗粒气溶胶还原液体的平面薄板，多孔暴气板15下边的密封空间连接一个带开关阀的暴气主管26和从多路喷气支管23引下来多路暴气支管25，压缩气体可以通过毛细管孔对一部分大颗粒气溶胶还原液体进行暴气雾化，另一部分大颗粒气溶胶还原液体则由多个虹吸液管24向上吸入到每一个喷气支管23交汇处再次形成喷射雾化，由于采用的是多方位多个喷气支管23和分流液管22再加上多个虹吸液管24以及多孔暴气板15共同作用的雾化能力远远大于精密注射泵13控制下定量输入的进液流量，所有输入的液体都会很快被雾化并筛选和重新雾化全部成为合乎要求的微小粒径气溶胶，设定好输入的液体量和气体量的比例就控制了雾化好微小粒径气溶胶的浓度。而雾化阵体2内部装有电加热芯A 14和电控温器A 6能够将雾化阵体2内的压缩空气和雾化液体加温，再加上多孔暴气板15以及玻璃腔体1下部的电加热芯B 18和电控温器B 19能够将多孔暴气板15上的大颗粒气溶胶还原液体和下边密封腔体内的压缩空气加温就可以使得粘稠、浑浊等不易雾化的液体变得容易雾化。其中上盖帽体3是由金属材料制成，通过有密封胶圈密封固定在玻璃腔体1上面，上盖帽体3上面中心部位有密封通过的进液套管11，进液套管11内穿过的是进气直管7，旁边还安装有能够自动密封锁紧的进气快接头4是一个由可调节力量大小的弹簧约束的密闭阀盖关紧的通气管路，管路一端直接连接到密封的上盖帽体3上，另一端当接通进气管路时自动与外界接通输入的压缩空气通路，进气快接头4可以输入一定比例的压缩空气用以控制的气溶胶浓度，一个带开关阀的暴气主管 26 从上盖帽体 3 密封穿过上端连接空气压缩机 9 ，下端连接到多孔暴气板 15 下边的密封空间，上盖帽体 3 上还装有的辅助进液口 5 可以随时补充雾化液体和清洗液体。空气压缩机9通过进气直管7连接至玻璃腔体1内的雾化阵体2上，同时由精密注射泵 13 上安装的注射器 12 输出管连接到主进液接口 10 和进液套管 11 下部分歧成多个分流液管 22 与每一个喷气支管 23 交叉在高压气体推动下产生雾化的还有多个通向底边的虹吸液管24,可以将落在底边的气溶胶还原液体向上吸入到每一个喷气支管23交叉再次形成雾化，喷气支管23还可以通过多路暴气支管 25 引入到多孔暴气板 15 下边的密封空间形成向上的暴气压力对暴气板上的部分气溶胶还原液体进行雾化，一个带开关阀的暴气主管 26 连接空气压缩机 9 和多孔暴气板 15 下边的密封空间可以增强暴气压力，安装在雾化阵体 2 内部的电加热芯A 14 由电控温器A 6 控制温度加热整个雾化阵体 2 ，玻璃腔体 1底部包有金属制作的外套16，外套16内部有一层隔热材料17将外套16和内部的金属加热垫20隔离保温，金属加热垫20内有电加热芯B 19用电控温器B 18 控制给金属加热垫20加温，金属加热垫20上的热量传递给导热硅胶21，导热硅胶21紧挨着玻璃腔体1下表面，可以将金属加热垫20上的热量传递给玻璃腔体1和多孔暴气板15，随时控制温度就能使多孔暴气板15上表面的大颗粒气溶胶还原液体以及多孔暴气板15下边的密封空间加温，能使粘稠、不易挥发的液体更加容易暴气雾化形成超微小粒径的雾化气溶胶，其中还有雾化阵体2是由导热材料制作内部设计了从中心向四外分歧成多个喷气支管23，上端连接向下延伸的进气直管7由空气压缩机9供应的压缩气体提供雾化能量和输出气流，从多路喷气支管23分别引下来多路暴气支管25在下部连接到多孔暴气板15下边的密闭空间提供暴气能量，由精密注射泵13内部装有精密注射器12控制液体流量通过主进液接口10进入进气直管7的外圈紧包围着的进液套管11在雾化阵体2中部位向四外分歧成多个分流液管22从喷气支管23上方分别流入对应每一路引出的喷气支管23形成雾化气溶胶，还有多个虹吸液管24安装在雾化阵体2下表面紧贴着可以将多孔暴气板15上表面，多孔暴气板15下边的密封空间除了连接从多路喷气支管23分别引下来多路暴气支管25外还连接一个带开关阀的暴气主管26它们提供的压缩气体可以通过毛细管孔对一部分大颗粒气溶胶还原液体进行暴气雾化，其中还有玻璃腔体1底部有导热硅胶21，它的保温外套16是用隔热材料17制成的，内有用电控温器B 18控制加热的上面带有金属保护垫20的电加热芯B 19，控制温度使多孔暴气板15上表面的大颗粒气溶胶还原液体以及多孔暴气板15下边的密封空间加温，能使粘稠、不易挥发的液体更加容易暴气雾化形成超微小粒径的雾化气溶胶。

实施例：

使用本发明一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备配合定体积的密闭的舱室完成精确控制浓度的超微小粒径气溶胶的气体环境实验研究时要提前准备好各项检测仪器，根据所需要的超微小粒径范围选择适应高度的玻璃腔体1安装密封好上盖帽体3，从气溶胶输出管8密闭连接好管路到定体积的密闭的舱室内，将所需要的雾化液体注入到注射器12内连接到主进液接口10，将注射器12安放在精密注射泵13上，在精密注射泵13上预先编程设计好雾化进液流速，调整好压缩空气进气流速，分别调整好电控温器A 6和电控温器B 18对雾化阵体2和多孔暴气板15加温控制，精密注射泵13控制注射器12按照设计的流速向雾化阵体2主进液接口10输送雾化液体沿进液套管11向多方向流入多个分流液管22到达喷气支管23汇合处同时压缩空气从空气压缩机9进入进气直管7向下到达喷气支管23对汇合处的雾化液体进行喷射雾化，产生出粒径大小不一的气溶胶在玻璃腔体1内，在气流推动下那些超微小粒径的气溶胶能过克服重力通过气溶胶输出管8向上向外输出到达定体积的密闭的舱室进行试验，较大粒径的气溶胶被重力吸引落在底部玻璃腔体1下边的多孔暴气板15上边，便会形成大颗粒气溶胶还原液体，多孔暴气板15下边的密封空间压缩气体可以通过毛细管孔对一部分大颗粒气溶胶还原液体进行暴气雾化，另一部分大颗粒气溶胶还原液体则由多个虹吸液管24向上吸入到每一个喷气支管23交汇处再次形成喷射雾化，由于雾化能力远远大于精密注射泵13控制下定量输入的进液流量，所有输入的液体都会很快被雾化并筛选和重新雾化全部成为合乎要求的微小粒径气溶胶，按照预先设定好输入的液体量和气体量的比例就控制了雾化好的微小粒径气溶胶的浓度。而雾化阵体2内部装有电加热芯A 14和电控温器A 6能够将雾化阵体2内的压缩空气和雾化液体加温，再加上多孔暴气板15以及玻璃腔体1下部的电加热芯B 18和电控温器B 19能够将多孔暴气板15上的大颗粒气溶胶还原液体和下边密封腔体内的压缩空气加温就可以使得粘稠、浑浊等不易雾化的液体变得容易雾化，如果雾化的浓度要求很稀薄时可以从上盖帽体3上面安装有能够自动密封锁紧的进气快接头4的另一端当接通进气管路输入一定比例的的压缩空气对雾化的微小粒径气溶胶进行稀释，如果雾化的浓度要求的浓度很高时可以从上盖帽体3上装有的辅助进液口5随时补充一定量的雾化液体以提高输出的微小粒径气溶胶浓度，完成实验后先关闭精密注射泵13停止输入雾化液体但不要关闭电路和气路，从上盖帽体3上装有的辅助进液接口5给进一定量的清洗液体和蒸馏水对整个雾化阵体2、多孔暴气板15以及玻璃腔体1内部进行清洗，结束后关闭气源和电路控制。

Claims (5)

1.一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生装置，其特征是：该设备包括一个上边有上盖帽体（3），下面有多孔暴气板（15）的玻璃腔体（1），空气压缩机（9）通过进气直管（7）连接到雾化阵体(2)上的喷气支管(23)，精密注射泵(13)通过主进液接口（10）和进液套管(11)连接到雾化阵体(2)上的分流液管(22)，喷气支管(23)和分流液管(22)在交汇处发生喷射雾化在玻璃腔体(1)内产生出超微小粒径的气溶胶，设定输入的液体量和气体量的比例就精确控制了微小粒径气溶胶的浓度，玻璃腔体(1)高度不同就决定了气溶胶输出管(8)的高度不同，根据需要设计玻璃腔体(1)不同高度就能够筛选出不同粒径范围的超微小粒径气溶胶向外输出。

2.根据权利要求1所述的一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，其特征是：所述玻璃腔体（1）是一个上边敞口的玻璃材料的透明密闭的圆桶形结构，上盖帽体（3）通过密封胶圈密封固定在玻璃腔体（1）上面，上盖帽体（3）上安装有气溶胶输出管（8）用来输出所产生的超微小粒径气溶胶，上盖帽体（3）上面中心部位有密封通过的进液套管（11），旁边还安装有能够自动密封锁紧的进气快接头（4），是一个由可调节力量大小的弹簧约束的密闭阀盖关紧的通气管路，管路一端直接连接到密封的上盖帽体（3）上，另一端当接通进气管路时自动与外界接通输入的压缩空气通路，进气快接头（4）可以输入一定比例的压缩空气用以控制气溶胶浓度，一个带开关阀的暴气主管（26）从上盖帽体（3）密封穿过上端连接空气压缩机（9），下端连接到多孔暴气板（15）下边的密封空间，上盖帽体（3）上还装有的辅助进液口（5）可以随时补充雾化液体和清洗液体。

3. 根据权利要求1所述的一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，其特征是：所述连接雾化阵体（2）上端的空气压缩机（9）供应的压缩气体通过进气直管（7）向下延伸，压缩气体在下部连接雾化阵体（2）从中心向四外分歧成多个喷气支管（23）多方向水平引出，雾化液体由精密注射泵（13）内部装有控制液体流量的精密注射器（12）通过主进液接口（10）进入进气直管（7）的外圈紧包围着的进液套管（11），在雾化阵体（2）中部有向四外分歧成的多个分流液管（22），雾化液体从喷气支管（23）上方分别流入对应每一路引出的喷气支管（23）形成雾化气溶胶，其中液体雾化形成超微小粒径的雾化气溶胶克服重力向上扩散从气溶胶输出管（8）向外输出，较大粒径的气溶胶由于重力的作用落回到玻璃腔体（1）底部上的具有许许多多毛细管孔只可以通过高压气体但不会泄露大颗粒气溶胶还原液体的多孔暴气板（15）上表面，多孔暴气板（15）下边的密封空间连接一个带开关阀的暴气主管（26）和从多路喷气支管（23）分别引下来多路暴气支管（25），压缩气体可以通过毛细管孔对一部分大颗粒气溶胶还原液体进行暴气雾化，另一部分大颗粒气溶胶还原液体则由多个虹吸液管（24）向上吸入到每一个喷气支管（23）交叉再次形成雾化。

4.根据权利要求1所述的一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，其特征是：所述玻璃腔体（1）底部包有金属制作的外套（16），外套（16）内部有一层隔热材料（17）将外套（16）和内部的金属加热垫（20）隔离保温，金属加热垫（20）内有电加热芯B（19）通过电控温器B（18）的控制给金属加热垫（20）加温，金属加热垫（20）上的热量传递给紧挨着玻璃腔体（1）下表面的导热硅胶（21），可以将金属加热垫（20）上的热量传递给玻璃腔体（1）和多孔暴气板（15），随时控制温度就能给多孔暴气板（15）上表面的大颗粒气溶胶还原液体和多孔暴气板（15）下边的密封空间加温，能使粘稠、不易挥发的液体更加容易暴气雾化形成超微小粒径的雾化气溶胶。

5. 根据权利要求1所述的一种可精确控制浓度的超微小粒径气溶胶发生设备，其特征是：所述雾化阵体（2）下部中心内部装有带电加热芯A（14）通过电控温器A（6）的控制给整个雾化阵体（2）加温，能使粘稠、不易挥发的液体更加容易暴气雾化形成超微小粒径的雾化气溶胶。

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