CN104147949A - 垂直链珠传送粉尘定量雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，由粉尘容积舱、隔离舱体和气旋混合舱组成，步进电机驱动隔离舱体上的主动链轮带动等间距固定链珠的链珠连线旋转，链珠携带粉尘材料通过隔离舱体上的等径传料孔进入气旋混合舱，步进电机转速、链珠的间距和直径精确确定携带粉尘材料的容积，气旋混合舱侧壁上高压气喷嘴内的高压气体吹扫携带粉尘材料的链珠，粉尘材料就形成雾化的粉尘气溶胶，气旋混合舱另一侧壁上的稀释气喷嘴内的定量稀释气体吹扫返回到宽径回孔口外的链珠，同时按照实验浓度要求将粉尘气溶胶稀释混匀输送到雾化出口，进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用。本发明的有益效果是：本装置可持续精确定量的生成粉尘气溶胶提供给超细微粉尘粒径检测、大气颗粒物研究及人类呼吸性疾病毒理等科研领域使用。

Description

垂直链珠传送粉尘定量雾化装置

技术领域

 本发明涉及一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置。

背景技术

在涉及到环境、大气颗粒物研究及人类呼吸性疾病毒理等领域的科学研究中，经常需要提供精确定量、超细微粒径粉尘气化进行空气实验和检测，但是现有技术中一般的粉尘气化装置只是简单用一个旋转盘或者毛刷转动带动一定量的粉尘进入一个高速气流的粉尘气化装置来产生粉尘气体，由于粉尘具有的沉积和粘附特性有时携带出的粉尘多，有时携带出的粉尘少，特别是精确定量、超细微粒径粉尘气化情况下发生的粉尘气体中粉尘的具体含量即不均匀，也不能精确定量，而且不便于清理，易堵塞。不能满足目前相关领域日益发展的精确定量、超细微粒径粉尘气化相关的科学研究和实验需要，阻碍了相关研究的深入发展，为了得到精确定量、超细微粒径粉尘气化精确定量控制的粉尘气体来满足需要的科学实验条件，从根本上解决实验设计中的基本问题，一种精确定量控制粉尘雾化装置的研发就成了必然并且迫切需要研发的项目。

发明内容

 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，采用垂直链珠传送技术，实现可持续精确定量的生成粉尘气溶胶进行粉尘雾化科学研究和应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，由粉尘容积舱、隔离舱体和气旋混合舱组成，步进电机驱动隔离舱体上的主动链轮带动等间距固定链珠的链珠连线旋转，链珠携带粉尘材料通过隔离舱体上的等径传料孔进入气旋混合舱，步进电机转速、链珠的间距和直径精确确定携带粉尘材料的容积，气旋混合舱侧壁上高压气喷嘴内的高压气体吹扫携带粉尘材料的链珠，粉尘材料就形成雾化的粉尘气溶胶，气旋混合舱另一侧壁上的稀释气喷嘴内的定量稀释气体吹扫返回到宽径回孔口外的链珠进行吹扫干净，保证链珠不再携带粉尘材料返回到粉尘容积舱，同时按照实验浓度要求将粉尘气溶胶稀释混匀输送到雾化出口，进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用。

本发明的有益效果是：开发了一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，从根本上解决精确定量、超细微粒径粉尘气化情况下发生的粉尘气溶胶中粉尘的具体含量即不均匀，也不能精确定量，而且不便于清理，易堵塞的一大技术难题，满足可持续精确定量的生成粉尘气溶胶提供给超细微粉尘粒径检测、大气颗粒物研究及人类呼吸性疾病毒理等科研领域使用的紧迫需要，填补了此项技术的空白。

附图说明

附图为本发明结构的示意图。

图中：

1、粉尘容积舱  2、链珠窝槽  3、链珠连线  4、链珠  5、粉尘材料6、等径传料孔  

7、下悬臂支轴 8、高压气喷嘴  9、调节伸缩螺栓10、气旋混合舱 11、混合舱盖  

12、被动轴承   13、被动链轮   14、雾化出口   15、稀释气喷嘴  16、隔离软帘   

17、隔离舱体   18、宽径回孔  19、上悬臂支轴 20、步进电机  21、主动链轮

22、粉料旋盖。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明加以说明。

如附图所示，本发明提供一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：由粉尘容积舱1、隔离舱体17和气旋混合舱10组成，粉尘容积舱1是一个由耐腐蚀坚固材料制作的内壁光滑具有固定体积的密封舱体，其上部上边开口安装有密封功能的粉料旋盖22，实验用的粉尘材料5通过粉尘容积舱1顶部的粉料旋盖22放入粉尘容积舱1，在密封舱体下部有一个密封安装的隔离舱体17，隔离舱体17的上表面呈倾斜状态，其高端装有宽径回孔18，宽径回孔18是由坚硬并耐腐蚀材料做成的内部中空并内壁光滑的长圆管道，管道长度大于每两个链珠4之间的距离，宽径回孔18管道的内径略大于链珠4直径，允许链珠4宽松自由的在管道内滑动通过，在管道下端口安装有一个隔离软帘16，隔离软帘16是一个起密封作用的橡胶薄片，在圆心处开有一个让链珠4通过的可伸缩小孔隔绝气旋混合舱10内的气体；低端装有等径传料孔6，等径传料孔6是由坚硬并耐腐蚀材料做成的内部中空并内壁光滑的长圆管道，管道前端有一小段呈现喇叭口状态让粉尘材料5自动堆积在链珠4周围流进管道内部，管道长度大于每两个链珠4之间的距离，等径传料孔6管道的内径与链珠4直径相等但又允许链珠4自由无缝的在管道内滑动通过等径传料孔6，完成粉尘材料5被动的由链珠4推动携带穿过等径传料孔6；粉尘材料5顺着倾斜面自然堆积在装有等径传料孔6的隔离舱体17的低端上边，隔离舱体17上表面中心装有上悬臂支轴19，上边固定主动链轮21；主动链轮21是一个用刚性材料制作成的圆盘轮子，轮子外圆上排布有与链珠4直径相等的半圆凹坑形链珠窝槽2，每两个链珠窝槽2之间的距离与两个链珠4的间距相同，轮子圆心部分固定连接一个能预设控制转速的步进电机20驱动主动链轮21驱动下带动链珠连线3旋转按照设定速度匀速旋转；链珠4是由耐腐蚀材料制作的外表面光滑易清洁的圆形珠子，每一个链珠4中心打孔，从中间穿过一根柔软、结实、抗拉、无伸缩、耐腐蚀的细线状链珠连线3，每一个链珠4固定在链珠连线3上，链珠连线3和链珠4之间密封无空隙，每两个相邻的链珠4等间距排列无缝连接成一圈作为携带粉尘材料5的定量部件，两个链珠4之间的间距和链珠4直径决定了等径传料孔6内空余的空间体积也就决定了定量携带粉尘材料5的容积，达到定量传输粉尘材料5到气旋混合舱10进行雾化的目的；气旋混合舱10是一个装在隔离舱体17下端由耐腐蚀坚固材料制作的内壁圆形光滑的密封舱体，其底部开口安装具有密封功能的能打开关闭的混合舱盖11，气旋混合舱10的密封舱体靠近等径传料孔6一边安装有高压气喷嘴8对传输过来的链珠4进行高压喷射，清理掉粘连在链珠4上的粉尘材料5并使得粉尘材料5被吹起形成雾化，气旋混合舱10密封舱体靠近宽径回孔18一边装有稀释气喷嘴15，对旋转回来的链珠4进行高压喷射，清理掉剩余粘连在链珠4上的粉尘材料5，同时根据不同实验浓度要求调节气体流量达到调节稀释粉尘气溶胶浓度的目的，气旋混合舱10密封舱体侧面一端向外延伸开口形成雾化出口14输出已经雾化好的粉尘气溶胶；打开与隔离舱体17相接的气旋混合舱10下部的混合舱盖11能够调整调节伸缩螺栓9将链珠连线3绷紧，安装在隔离舱体17下表面中心的下悬臂支轴7上的被动链轮13在主动链轮21带动下也带动链珠连线3旋转，被动链轮13是一个由刚性材料制作成的圆盘轮子，轮子外圆上排布有与链珠4直径相等的半圆凹坑形链珠窝槽2，每两个链珠窝槽2之间的距离与两个链珠4的间距相同，轮子圆心部分连接一个能自由转动的被动轴承12，被动轴承12固定在下悬臂支轴7的调节伸缩螺栓9上，调节伸缩螺栓9能够调节链珠连线3的松紧度，在步进电机20带动主动链轮21匀速旋转的同时链珠连线3带动被动链轮13绷紧链珠4旋转；链珠连线3上等间距固定的链珠4旋转到隔离舱体17斜面下端的等径传料孔6处时，链珠4带动粉尘容积舱1内的粉尘材料5穿过等径传料孔6进入到密封安装在隔离舱体17下边的气旋混合舱10内，提前设定步进电机20的转速、两个链珠4之间的间距和链珠4的直径就决定了等径传料孔6内空余的空间体积也就是决定了链珠4精确定量携带粉尘材料5的容积就能够达到精确定量传输粉尘材料6雾化的目的，链珠4运动到安装在隔离舱体17下边的气旋混合舱10内时，步进电机20和主动链轮21带动被动链轮13和链珠连线3继续旋转，安装在气旋混合舱10侧壁上高压气喷嘴8内的高压气体对准携带粉尘材料5的链珠4吹动，粉尘材料5就在气旋混合舱10内形成雾化的粉尘气溶胶，安装在气旋混合舱10另一侧壁上的稀释气喷嘴15喷出的定量稀释气体对准返回到隔离舱体17的宽径回孔18口外的链珠4进行吹扫干净，保证链珠4不再携带粉尘材料5返回到粉尘容积舱，同时按照实验浓度要求将粉尘气溶胶稀释混匀输送到雾化出口（14），进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用。

实施例：

使用时，首先准备好实验用的粉尘材料5，根据实验用的粉尘材料5的物理性质和所需要达到粉尘雾化气溶胶的浓度和雾化量确定好粉尘材料5输送量、并确定好高压气喷嘴8内的高压气体流量和稀释气喷嘴15喷出的定量稀释气体流量，这两个气体流量之和就等于气体输入总流量，粉尘材料5输送量除以气体输入总流量就等于输出粉尘气溶胶浓度，选择安装好合适的链珠4间距的链珠连线3，打开与隔离舱体17相接的气旋混合舱10下部的混合舱盖11调整调节伸缩螺栓9将链珠连线3绷紧，根据实验的要求预先设定好步进电机20的转速和两个链珠4之间的间距，就决定了等径传料孔6内空余的空间体积也就是决定了链珠4精确定量携带粉尘材料5的容积就能够达到精确定量传输粉尘材料6雾化的目的，再关闭混合舱盖11，将气旋混合舱10的雾化出口14与其他将要进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用的设备和仪器的密封连接好，打开粉尘容积舱1顶部的粉料旋盖22将要进行雾化的粉尘材料5放入到粉尘容积舱1内，粉尘材料5自动沿着接隔离舱体17呈倾斜状态的上表面沉积到隔离舱体17斜面下端的等径传料孔6处，接通步进电机20的电源，步进电机20带动主动链轮21匀速旋转，同时链珠连线3带动被动链轮13绷紧链珠4旋转；链珠连线3上等间距固定的链珠4旋转到隔离舱体17斜面下端的等径传料孔6处时，链珠4带动粉尘容积舱1内的粉尘材料5穿过等径传料孔6进入到密封安装在隔离舱体17下边的气旋混合舱10内，气旋混合舱10的密封舱体靠近等径传料孔6一边的高压气喷嘴8按照预定好的气体流速喷出高压气体对传输过来的链珠4进行高压喷射，清理掉粘连在链珠4上的粉尘材料5并使得粉尘材料5被吹起在气旋混合舱10内形成雾化的粉尘气溶胶，气旋混合舱10密封舱体靠近宽径回孔18一边装有稀释气喷嘴15按照预定好流量喷出定量稀释气体，对即将旋转返回到隔离舱体17的宽径回孔18外的链珠4进行吹扫，清理掉剩余粘连在链珠4上的粉尘材料5，在宽径回孔18处的隔离软帘16是一个起密封作用的橡胶薄片，在圆心处开有一个让链珠4通过的可伸缩小孔隔绝气旋混合舱10内的气体，保证不再携带返回粉尘材料5；同时依照设定实验浓度要求的粉尘气溶胶可以被均匀稀释混匀输送到雾化出口14，对其他进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用的设备和仪器进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用，直到应用结束，此时应该先关闭步进电机20的电源，停止将粉尘材料5向气旋混合舱10内输送，再关闭高压气喷嘴8内的高压气体和稀释气喷嘴15喷出的定量稀释气体，最后再断开雾化出口14与其他进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用的设备和仪器的连接，打开粉尘容积舱1顶部的粉料旋盖22将尚未进行雾化的剩余粉尘材料5清理出来，打开隔离舱体17相接的气旋混合舱10下部的混合舱盖11，调整调节伸缩螺栓9将链珠连线3放松，取下连珠连线3保存好下次再用，清理干净内外所有部件完成此次实验。

Claims (8)

1.一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：由粉尘容积舱（1）、隔离舱体（17）和气旋混合舱（10）组成，实验用的粉尘材料（5）通过粉尘容积舱（1）顶部的粉料旋盖（22）放入粉尘容积舱（1），在粉尘容积舱（1）下部密封连接着斜面结构的隔离舱体（17），安装在隔离舱体（17）上表面中心的上悬臂支轴（19）上的主动链轮（21）在步进电机（20）驱动下带动链珠连线（3）旋转，打开与隔离舱体（17）相接的气旋混合舱（10）下部的混合舱盖（11）能够调整调节伸缩螺栓（9）将链珠连线（3）绷紧，安装在隔离舱体（17）下表面中心的下悬臂支轴（7）上的被动链轮（13）在主动链轮（21）带动下也带动链珠连线（3）旋转，链珠连线（3）上等间距固定的链珠（4）旋转到隔离舱体（17）斜面下端的等径传料孔（6）处时，链珠（4）带动粉尘容积舱（1）内的粉尘材料（5）穿过等径传料孔（6）进入到密封安装在隔离舱体（17）下边的气旋混合舱（10）内，提前设定步进电机（20）的转速、两个链珠（4）之间的间距和链珠（4）的直径就决定了等径传料孔（6）内空余的空间体积也就是决定了链珠（4）精确定量携带粉尘材料（5）的容积就能够达到精确定量传输粉尘材料（6）雾化的目的，链珠（4）运动到安装在隔离舱体（17）下边的气旋混合舱（10）内时，步进电机（20）和主动链轮（21）带动被动链轮（13）和链珠连线（3）继续旋转，安装在气旋混合舱（10）侧壁上高压气喷嘴（8）内的高压气体对准携带粉尘材料（5）的链珠（4）吹动，粉尘材料（5）就在气旋混合舱（10）内形成雾化的粉尘气溶胶，安装在气旋混合舱（10）另一侧壁上的稀释气喷嘴（15）喷出的定量稀释气体对准返回到隔离舱体（17）的宽径回孔（18）口外的链珠（4）进行吹扫干净，保证链珠（4）不再携带粉尘材料（5）返回到粉尘容积舱（1），同时按照实验浓度要求将粉尘气溶胶稀释混匀输送到雾化出口（14），进行粉尘气溶胶雾化科学研究和应用。

2.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述链珠（4）是由耐腐蚀材料制作的外表面光滑易清洁的圆形珠子，每一个链珠（4）中心打孔，从中间穿过一根柔软、结实、抗拉、无伸缩、耐腐蚀的细线状链珠连线（3），每一个链珠（4）固定在链珠连线（3）上，链珠连线（3）和链珠（4）之间密封无空隙，每两个相邻的链珠（4）等间距排列无缝连接成一圈作为携带粉尘材料（5）的定量部件，两个链珠（4）之间的间距和链珠（4）直径决定了等径传料孔（6）内空余的空间体积也就决定了定量携带粉尘材料（5）的容积，达到定量传输粉尘材料（5）到气旋混合舱（10）进行雾化的目的。

3.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述粉尘容积舱（1）是一个由耐腐蚀坚固材料制作的内壁光滑具有固定体积的密封舱体，其上部上边开口安装有密封功能的粉料旋盖（22），在密封舱体下部有一个密封安装的隔离舱体（17），隔离舱体（17）的上表面呈倾斜状态，其高端装有宽径回孔（18），低端装有等径传料孔（6），粉尘材料（5）顺着倾斜面自然堆积在装有等径传料孔（6）的隔离舱体（17）的低端上边，隔离舱体（17）上表面中心装有上悬臂支轴（19），上边固定主动链轮（21）。

4.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述主动链轮（21）是一个固定在上悬臂支轴（19）上的刚性材料制作成圆盘轮子，轮子外圆上排布有与链珠（4）直径相等的半圆凹坑形链珠窝槽（2），每两个链珠窝槽（2）之间的距离与两个链珠（4）的间距相同，轮子圆心部分固定连接一个能预设控制转速的步进电机（20）带动主动链轮（21）按照设定速度匀速旋转。

5.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述等径传料孔（6）是由坚硬并耐腐蚀材料做成的内部中空并内壁光滑的长圆管道，管道前端有一小段呈现喇叭口状态让粉尘材料（5）自动堆积在链珠（4）周围流进管道内部，管道长度大于每两个链珠（4）之间的距离，等径传料孔（6）管道的内径与链珠（4）直径相等但又允许链珠（4）自由无缝的在管道内滑动通过等径传料孔（6），完成粉尘材料（5）被动的由链珠（4）推动携带穿过等径传料孔（6）。

6.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述宽径回孔（18）是由坚硬并耐腐蚀材料做成的内部中空并内壁光滑的长圆管道，管道长度大于每两个链珠（4）之间的距离，宽径回孔（18）管道的内径略大于链珠（4）直径，允许链珠（4）宽松自由的在管道内滑动通过，在管道下端口安装有一个隔离软帘（16），隔离软帘（16）是一个起密封作用的橡胶薄片，在圆心处开有一个让链珠（4）通过的可伸缩小孔隔绝气旋混合舱（10）内的气体。

7.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述气旋混合舱（10）是一个装在隔离舱体（17）下端由耐腐蚀坚固材料制作的内壁圆形光滑的密封舱体，其底部开口安装具有密封功能的能打开关闭的混合舱盖（11），气旋混合舱（10）密封舱体靠近等径传料孔（6）一边安装有高压气喷嘴（8），对传输过来的链珠（4）进行高压喷射，清理掉粘连在链珠（4）上的粉尘材料（5）并使得粉尘材料（5）被吹起形成雾化，气旋混合舱（10）密封舱体靠近宽径回孔（18）一边装有稀释气喷嘴（15），对旋转回来的链珠（4）进行高压喷射，清理掉剩余粘连在链珠（4）上的粉尘材料（5），同时根据不同实验浓度要求调节气体流量达到调节稀释粉尘气溶胶浓度的目的，气旋混合舱（10）密封舱体侧面一端向外延伸开口形成雾化出口（14）输出已经雾化好的粉尘气溶胶提供相关设备应用。

8.根据权利要求1所述的一种垂直链珠传送粉尘定量雾化装置，其特征是：所述被动链轮（13）是一个固定在下悬臂支轴（7）上的刚性材料制作成的圆盘轮子，轮子外圆上排布有与链珠（4）直径相等的半圆凹坑形链珠窝槽（2），每两个链珠窝槽（2）之间的距离与两个链珠（4）的间距相同，轮子圆心部分连接一个能自由转动的被动轴承（12），被动轴承（12）固定在下悬臂支轴（7）的调节伸缩螺栓（9）上，调节伸缩螺栓（9）能够调节链珠连线（3）的松紧度，在步进电机（20）带动主动链轮（21）匀速旋转的同时链珠连线（3）带动被动链轮（13）绷紧链珠（4）旋转。