CN104801491A - 标准颗粒发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉尘浓度及粉粒度标定领域，特别是涉及到了一种标准颗粒发生装置。该标准颗粒发生装置包括配气机构和一上一下设置的沸腾式颗粒筛制装置和斗式颗粒分离装置，所述沸腾式颗粒筛制装置包括壳体、设于壳体中的至少一层筛网以及与壳体连接的、用于使筛网上的颗粒形成流化沸腾状态的吹气机构；斗式颗粒分离装置包括分离罐，分离罐的上、下端之间连接有负压吸分机构；吹气机构和负压吸分机构均与配气机构连接，沸腾式颗粒筛制装置的壳体通过下部所设的出口与分离罐连接。本发明解决了现有标准颗粒制作效率低、质量差的问题。

Description

标准颗粒发生装置

技术领域

本发明涉及粉尘浓度及粉粒度标定领域，特别是涉及到了一种标准颗粒发生装置。

背景技术

粉尘浓度传感器标定和检定基本误差时需要粉尘试验风洞模拟粉尘环境，这样就需要粉尘发生装置向风洞内发送粉尘。根据MT/T1102-2009矿用粉尘浓度传感器的规定，煤粉的颗粒直径应小于74μm,其中小于10μm的颗粒占10%～15%，小于30μm的颗粒占47 %～50 %。根据上述标准，在线式粒度分布仪检定时多采用标准颗粒进行检定。现有技术中一般是采用标准筛子通过多次筛分的方法来制得测试用的颗粒，通过此种方法制造标准颗粒虽然在一定程度上可以满足仪器标定的需要，但是却存在着以下问题：1、筛子筛分费时、费力并且会对人员健康产生危害，另外，筛子只能控制颗粒直径的上限，却无法控制颗粒的下限及粒度分布，存在较大误差；2、筛子筛分的颗粒粒径范围控制不准确，无法满足粒度仪标定的标准颗粒的要求；3、筛分标准颗粒的成本较高，且与实际工作时测量煤粉存在差异，影响测量结果准确性；4、对于MIE氏散射理论的粉尘浓度传感器拟合曲线，由于平均颗粒粒径决定测量曲线斜率，以上方法无法实现对平均粒径的控制。

综上所述，目前的采用筛分方式获得的标准颗粒存在着制作效率低、颗粒质量差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种标准颗粒发生装置，以解决现有标准颗粒制作效率低、质量差的问题。

为了解决上述问题，本发明的标准颗粒发生装置采用以下技术方案：标准颗粒发生装置，包括配气机构和一上一下设置的沸腾式颗粒筛制装置和斗式颗粒分离装置，所述沸腾式颗粒筛制装置包括壳体、设于壳体中的至少一层筛网以及与壳体连接的、用于使筛网上的颗粒形成流化沸腾状态的吹气机构；斗式颗粒分离装置包括分离罐，分离罐的上、下端之间连接有负压吸分机构；吹气机构和负压吸分机构均与配气机构连接，沸腾式颗粒筛制装置的壳体通过下部所设的出口与分离罐连接。

所述吹气机构包括与筛网对应的吹气喷头，所述吹气喷头设于相应筛网的下方处并且吹气方向朝向相应的筛网。

所述吹气喷头的进气端处设有负压发生管，所述负压发生管插在吹气喷头进气端并且与吹气喷头间隙配合，吹气喷头通过所述负压发生管与配气机构连接。

所述负压吸分机构包括吸管，吸管与分离罐连接。

沸腾式颗粒筛制装置包括壳体的出口处设有下料管，壳体通过所述下料管与分离罐连接。

配气机构包括气泵，气泵通过相应的管路与所述吹气机构和负压吸分机构连接，其中吹气机构和负压吸分机构与气泵间的管路上分别设有气动抽气装置，所述气动抽气装置包括气管，气管的一端设有吸风口，另一端设有排风口，另外，气管的壁中设有环状气室，环状气室具有进口并且其上设有与气管内孔连通的气缝，气泵与环状气室的进口连接，吹气机构与气动抽气装置的排风口连接，负压吸分机构与气动抽气装置的吸风口连接。

所述负压吸分机构与相应的气动抽气装置之间设有气量调节阀。

所述负压吸分机构与相应的气动抽气装置之间设有气压表。

气泵与分离罐的出口之间也设有所述气动抽气装置，分离罐的出口与气动抽气装置的负压吸风口连接。

在使用该标准颗粒发生装置制作标准颗粒时，可将颗粒物置于沸腾式颗粒筛制装置中，在吹气机构的作用下，位于筛网上的颗粒中较小的透过筛网下落进行下一级筛分，较大的颗粒则在沸腾的过程中相互碰撞或者与筛制装置碰撞而形成可通过筛网的颗粒，经过筛制装置的颗粒在落入至分离罐时，由于分离罐内容积相对较大，伴随颗粒的气体流速降低，而一定粒径范围内的颗粒将会在重力的作用下加速下落，其余的颗粒则悬浮在空气中，此时在负压吸分机构的作用下，利用等速抽气原理即可将悬浮的颗粒吸走，由于颗粒重力与气流的共同作用，吸走的颗粒和沉降的颗粒粒径可以控制在一定范围内，这样就是实现颗粒粒径的精确控制，同时摒弃了传统人工筛分的方法，标准颗粒的制作效率也得到了极大的提高。综上所述，本发明解决了现有标准颗粒制作效率低、质量差的问题。

附图说明

图1是标准颗粒发生装置的实施例的结构示意图；

图2是沸腾式颗粒筛制装置的结构示意图；

图3是气动抽气装置的结构示意图。

具体实施方式

标准颗粒发生装置的实施例，如图1-3所示，该标准颗粒发生装置包括配气机构、沸腾式颗粒筛制装置和斗式颗粒分离装置，其中沸腾式颗粒筛制装置和斗式颗粒分离装置一上一下设置，二者分别依次构成标准颗粒的一级、二级分选装置。

配气机构包括气泵11以及与气泵11连接的管路，在本实施例中，管路具体分为互相并联的三路，三路上分别设有气动抽气装置12，气动抽气装置12包括气管，气管的一端设有吸风口101，另一端设有排风口102，另外，气管的壁中设有环状气室103，环状气室103具有进口并且其上设有与气管内孔连通的气缝，使用时从环状气室中由气缝喷出的气体沿气管的内壁向气管排风口102吹去，于此同时，气管的吸风口101形成负压，进而将外界的空气加速带向排风口。在本实施例中，气管是由一个内管121和一个外管122插接而成，环状气室103是由内管与管一起围成，气缝位于内管与外管的相应端之间，气管分别与相应气动抽气装置的环状气室的进口连通。

沸腾式颗粒筛制装置包括壳体13、设于壳体13中的筛网以及与壳体13连接的、用于使筛网上的颗粒形成流化沸腾状态的吹气机构；在本实施例中，壳体13呈筒形，筛网设有两层，其中上层筛网14的网孔要大于下层筛网15的网孔，吹气机构包括吹气喷头16，吹气喷头16与筛网对应并且位于相应筛网的下方处，在本实施例中，与两筛网对应的两个吹气喷头互相交汇而共用一个进气口，另外，吹气喷头16的进气端处设有负压发生管17，负压发生管17插在吹气喷头进气端并且与吹气喷头间隙配合，吹气喷头16通过负压发生管17与配气机构的其中一条支路连接，该条支路上的气动抽气装置通过排风口与负压发生管17连接，此种情况下，当启动气泵11时，则吹气喷头16将会向上吹拂相应筛网上的颗粒使之形成类似于沸腾的流化状态（流态化），从而使粒径较小的颗粒通过筛网下落，粒径较大的颗粒互相碰撞以及与壳体碰撞而破碎变小，直至通过筛网落下，在此过程中，由于负压发生管17的存在，壳体中一些死角处的颗粒将会被吸入负压发生管17与吹气喷头16之间的缝隙中并诱导气固两相流向下运动。

斗式颗粒分离装置包括分离罐18，分离罐18的上、下端之间连接有负压吸分机构，沸腾式颗粒筛制装置的壳体13通过下部所设的出口与分离罐连接，在本实施例中，沸腾式颗粒筛制装置的壳体13的出口处设有下料管19，壳体13通过所述下料管19与分离罐18连接，在本实施例中，下料管19为漏斗式的下料管。负压吸分机构包括吸管20，吸管20在分离罐18上下两端的位置处与分离罐18密封连接，吸管20的远离分离罐18的一端与配气机构的一条支路上的气动抽气装置的吸风口连接，另外，吸管20与相应气动抽气装置之间还设有气压表21和气量调节阀22，其中气压表为压差表。

配气机构的最后一条支路与分离罐18的出口连接，其中分离罐18的出口是与该条支路上的气动抽气装置的吸风口连接。

在使用时，首先启动气泵，气流进入各气动抽气装置，由于气动抽气装置的进气口阻力较大，气流在环状气室中建压，而后从起缝排出，通过气流的附壁效应由气动抽气装置的排风口高速排出，吸风口处形成负压将空气或者颗粒物排出，所以只要控制进气口的进气压力即可控制排气风速和吸入颗粒物的浓度。与沸腾式颗粒筛制装置连接的气动抽气装置向沸腾式颗粒筛制装置内喷射高速气流，由负压发生管向吹气喷头喷射气流，气流由吹气喷头分别自上而下通过两个筛网，使颗粒随气流运动，颗粒物经过两筛网共同作用形成粒径小于设定值的气固两相流并由下料管进入分离罐内。由于负压发生管与吹气喷头之间有斜向上的狭缝，气流经过时在狭缝处形成负压将一部分沸腾式颗粒筛制装置死角内的颗粒带走，并诱导气固两相流向下运动。由于分离罐内体积的增大使气流流速降低，在重力作用大颗粒加速下落，与吸管连接的气动抽气装置给吸管提供吸力，通过气量调节阀控制吸入气流的流速，当气压表（压差表）显示为零时说明抽气气流速度与分离罐内的气流速度相同，实现等速抽气，这样可以保证悬浮的颗粒被吸走，沉降颗粒沉降，实现颗粒粒径的精确控制。当用到小颗粒时将与吸管相连的气动抽气装置排风口直接与风洞或标定装置相连；当用到大颗粒时将分离罐下端的气动抽气装置打开与风洞或标定装置相连即可，将吸管连接的气动抽气装置气流关闭，排风口与除尘装置连接除尘。由于气动抽气装置口径较大、气流流速较高，用于吸颗粒物时可防堵塞，吸气量可控，即颗粒物浓度可控。

Claims (9)

1.标准颗粒发生装置，其特征在于，包括配气机构和一上一下设置的沸腾式颗粒筛制装置和斗式颗粒分离装置，所述沸腾式颗粒筛制装置包括壳体、设于壳体中的至少一层筛网以及与壳体连接的、用于使筛网上的颗粒形成流化沸腾状态的吹气机构；斗式颗粒分离装置包括分离罐，分离罐的上、下端之间连接有负压吸分机构；吹气机构和负压吸分机构均与配气机构连接，沸腾式颗粒筛制装置的壳体通过下部所设的出口与分离罐连接。

2.根据权利要求1所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，所述吹气机构包括与筛网对应的吹气喷头，所述吹气喷头设于相应筛网的下方处并且吹气方向朝向相应的筛网。

3.根据权利要求2所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，所述吹气喷头的进气端处设有负压发生管，所述负压发生管插在吹气喷头进气端并且与吹气喷头间隙配合，吹气喷头通过所述负压发生管与配气机构连接。

4.根据权利要求1所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，所述负压吸分机构包括吸管，吸管与分离罐连接。

5.根据权利要求1所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，沸腾式颗粒筛制装置包括壳体的出口处设有下料管，壳体通过所述下料管与分离罐连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，配气机构包括气泵，气泵通过相应的管路与所述吹气机构和负压吸分机构连接，其中吹气机构和负压吸分机构与气泵间的管路上分别设有气动抽气装置，所述气动抽气装置包括气管，气管的一端设有吸风口，另一端设有排风口，另外，气管的壁中设有环状气室，环状气室具有进口并且其上设有与气管内孔连通的气缝，气泵与环状气室的进口连接，吹气机构与气动抽气装置的排风口连接，负压吸分机构与气动抽气装置的吸风口连接。

7.根据权利要求6所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，所述负压吸分机构与相应的气动抽气装置之间设有气量调节阀。

8.根据权利要求6所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，所述负压吸分机构与相应的气动抽气装置之间设有气压表。

9.根据权利要求6所述的标准颗粒发生装置，其特征在于，气泵与分离罐的出口之间也设有所述气动抽气装置，分离罐的出口与气动抽气装置的负压吸风口连接。