CN105664807B - 一种凝聚式单分散气溶胶发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，该装置包括雾化发生器(1)、分离器、硅胶干燥器(4)、高温饱和器(5)以及再热冷凝器(7)，所述雾化发生器(1)、分离器、硅胶干燥器(4)依次连通，所述硅胶干燥器(4)的底部通过两条管路分别与所述高温饱和器(5)和所述再热冷凝器(7)相连通；所述雾化发生器(1)上设有气体进入管路(11)。该发生装置通过上述多种部件合理的布局能够产生满足使用要求的单分散气溶胶和准单分散气溶胶，用以对高效过滤器性能检测、气溶胶基础研究、气溶胶吸入毒性研究及气溶胶检测仪器的评价及校准。

Description

一种凝聚式单分散气溶胶发生装置

技术领域

本发明涉及空气净化领域气溶胶研究设备，具体涉及一种高效过滤器性能检测用的凝聚式单分散气溶胶发生装置。

背景技术

高效过滤器是核空气净化系统中重要的净化设备之一，按照美国军用标准MIL-STD-282的要求，每台高效过滤器在出厂前应采用0.3±0.03μm的单分散DOP气溶胶检测其过滤效率，效率应不低于99.97％。蒸发冷凝法(即凝聚法)是目前常用的一种单分散气溶胶发生方法，该方法是一种物理方法，通过加热固体或液体使其蒸发或升华，然后骤然降温冷却使蒸汽冷凝，从而形成单分散气溶胶粒子。凝聚式单分散气溶胶发生器能够快速地发生浓度可调的单分散亚微米气溶胶粒子，满足高效过滤器效率测试时对气溶胶发生装置的要求。然而国内目前还没有研制出该设备，因此有必要开展相关研制工作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，该装置经合理布局能够产生单分散气溶胶及准单分散气溶胶，用于对高效过滤器性能检测、气溶胶基础研究、气溶胶吸入毒性研究及气溶胶检测仪器的评价及校准。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，该装置包括雾化发生器、分离器、硅胶干燥器、高温饱和器以及再热冷凝器，所述雾化发生器、分离器、硅胶干燥器依次连通，所述硅胶干燥器的底部设有两条管路，其中一条主管路通过所述高温饱和器所述再热冷凝器相连通，另一条旁路管路直接与所述再热冷凝器相连通。

进一步，所述分离器包括相互连通的旋风分离器和惯性分离器，所述旋风分离器和惯性分离器的下部均通过返回管路与所述雾化发生器相连通。

进一步，所述再热冷凝器包括前部预热器及后部多管冷凝器，所述前部预热器及所述后部多管冷凝器为一体式结构。

进一步，所述硅胶干燥器与高温饱和器之间的主管路上以及硅胶干燥器与再热冷凝器之间的旁路管路上均设有流量计。

进一步，所述气溶胶发生装置包括两个并列设置的所述惯性分离器。

进一步，所述雾化发生器上穿设有气体进入管路。

进一步，所述气体进入管路上设有用以调节进入气体压力的减压阀。

进一步，所述气体进入管路上还设有过滤进入气体的滤膜。

进一步，所述高温饱和器和再热冷凝器内均设有控制温度的温控仪。

进一步，所述再热冷凝器的下端设有气溶胶出口。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明通过各部件合理布局，能够产生满足使用要求的单分散气溶胶及准单分散气溶胶；用以对高效过滤器性能检测、气溶胶基础研究、气溶胶吸入毒性研究及气溶胶检测仪器的评价及校准；

(2)本发明通过采用旋风分离器和惯性分离器组合，能够将分离出的大液滴回流返注雾化发生器，重新雾化分离；这样即不浪费雾化所用的氯化钠溶液，也不产生废液收集及处理的麻烦，从而增加了使用的便利性并节约了操作成本；

(3)本发明的再热冷凝器，包括前部预热器及后部多管冷凝器，两者采用一体式的设计方案；保证冷凝凝聚过程更为均匀，从而避免了单管冷凝方式中从避免到中心的温度梯度差带来的对气溶胶单分散度的影响。

附图说明

图1是本发明凝聚式单分散气溶胶发生装置的结构示意图。

图中：

1-雾化发生器 2-旋风分离器 3-惯性分离器

4-硅胶干燥器 5-高温饱和器 6-流量计

7-再热冷凝器 8-气溶胶出口 9-减压阀

10-滤膜 11-气体进入管路

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，是本发明凝聚式单分散气溶胶发生装置，该装置设置在箱体内，包括装有氯化钠溶液的雾化发生器1、旋风分离器2、两个并列设置的惯性分离器3、硅胶干燥器4、高温饱和器5以及再热冷凝器7。其中，雾化发生器1、旋风分离器2、两个并列设置的惯性分离器3以及硅胶干燥器4依次连通；硅胶干燥器4的底部设有两条管路，其中一条主管路通过高温饱和器5与再热冷凝器7连通，另一条旁路管路直接与再热冷凝器7连通。再热冷凝器7的下端设有单分散气溶胶出口8。

雾化发生器1上穿设有气体进入管路11，该气体进入管路11上依次设有减压阀9和高效滤膜10。保证该气体以一定的压力和流量进入雾化发生器1；通过高效滤膜10过滤后能够保证气体的纯净度。上述进入气体可采用高纯氮气，也可以采用其他气体。

旋风分离器2和惯性分离器3组合使用，旋风分离器2和惯性分离器3底部分别通过返回管路与雾化发生器1相连通。这样能够将分离器分离出的大液滴回流返注雾化发生器，继续雾化分离，从而即不浪费雾化所用的氯化钠溶液也不产生废液收集及处理的麻烦，从而增加了使用的便利性并节约了操作成本。

硅胶干燥器4与高温饱和器5之间的主管路上以及硅胶干燥器4与再热冷凝器7之间的旁路管路上均设有流量计6。由此，通过调节进入高温饱和器5的气体流量和旁路管路上的气体流量之比，可以调节气溶胶粒径的大小。

再热冷凝器7包括前部预热器及后部多管冷凝器，两者采用一体式的设计方案，可使冷凝凝聚过程更为均匀，从而避免了单管冷凝方式中从避免到中心的温度梯度差带来的对气溶胶单分散度的影响。

高温饱和器5和再热冷凝器7内均设有温控仪，用以控制其内部温度。

图中的箭头分别为氮气进口和气溶胶出口。

下面对凝聚式单分散气溶胶发生器的工作流程进行说明：

将经高效过滤后的高纯氮气以一定的压力和流量进入雾化发生器1中，经雾化发生器1上的雾化喷嘴高速喷出后，将氯化钠微液滴载带进入旋风分离器2，旋风分离后的大液滴经底部返回管路回流进入雾化发生器1，分离出的气流进入惯性分离器3，在惯性分离器3经两级分离后的气流进入硅胶干燥器4进一步除水，由惯性分离器3分离出来的大液滴返回雾化发生器1。经硅胶干燥后的气流分为两部分，一部分进入高温饱和器5将气溶胶物质载带进入预热器预热混合后进入再热冷凝器，另一部分直接进入再热冷凝器中，经再热充分混合及冷凝凝聚过程后成为单分散气溶胶。

本发明的高温饱和器的温度、预热器的温度、再热冷凝器的温度以及流量计的流量均可以根据实际需要进行调整。

综上所述，该气溶胶发生装置能够发生单分散气溶胶和准单分散气溶胶，用以对高效过滤器性能检测、气溶胶基础研究、气溶胶吸入毒性研究及气溶胶检测仪器的评价及校准。

上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，该装置包括雾化发生器(1)、分离器、硅胶干燥器(4)、高温饱和器(5)以及再热冷凝器(7)，其特征是：所述雾化发生器(1)、分离器、硅胶干燥器(4)依次连通，所述硅胶干燥器(4)的底部设有两条管路，其中一条主管路通过所述高温饱和器(5)与所述再热冷凝器(7)相连通，另一条旁路管路直接与所述再热冷凝器(7)相连通；所述分离器包括相互连通的旋风分离器(2)和惯性分离器(3)，所述旋风分离器(2)和惯性分离器(3)的下部均通过返回管路与所述雾化发生器(1)相连通；所述再热冷凝器(7)包括前部预热器及后部多管冷凝器，所述前部预热器及所述后部多管冷凝器为一体式结构。

2.如权利要求1所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述硅胶干燥器(4)与高温饱和器(5)之间的主管路上以及硅胶干燥器(4)与再热冷凝器(7)之间的旁路管路上均设有流量计(6)。

3.如权利要求2所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述气溶胶发生装置包括两个并列设置的所述惯性分离器(3)。

4.如权利要求3所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述雾化发生器(1)上穿设有气体进入管路(11)。

5.如权利要求4所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述气体进入管路(11)上设有用以调节进入气体压力的减压阀(9)。

6.如权利要求5所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述气体进入管路(11)上还设有过滤进入气体的滤膜(10)。

7.如权利要求6所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述高温饱和器(5)和再热冷凝器(7)内均设有控制温度的温控仪。

8.如权利要求7所述的一种凝聚式单分散气溶胶发生装置，其特征是：所述再热冷凝器(7)的下端设有气溶胶出口(8)。