CN105999969B - 一种空气微粒收集装置及其支架装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种空气微粒收集装置及其支架装置，空气微粒收集装置包括一个具有喷嘴和进气口的旋风器、一个具有排气口的装有液体的圆柱型收集器以及一个气泵，旋风器与收集器相连，气泵与排气口或者进气口相连，被检测空气在气泵的作用下经进气口进入旋风器后经喷嘴喷向收集器并在收集器内形成旋转气流然后经排气口排出，空气中的微粒在旋转气流的作用下粘附在收集器圆周壁上或者被液体吸附，支架装置包括底座、卡托、支杆和挂杆，底座上设有固定收集器的结构以及可调节底座水平度的支脚，挂杆上可连接不同的悬挂插件已将装置安装在不同的场所，本发明结构简单，使用方便，对空气中存在的各种微粒收集范围广、微粒逃逸少。

Description

一种空气微粒收集装置及其支架装置

技术领域

本发明涉及一种收集空气中存在的颗粒和微生物的装置，具体来说，是一种空气微粒收集装置及其支架装置。

背景技术

对空气中存在的颗粒和微生物(以下简称微粒)进行收集并对收集到的微粒进行识别和计数在许多方面是很重要的，如制药业、农业、食品业、医学环境、卫生服务、兽医服务、场地监测等，要收集的微粒的尺寸可以在0.3um到几十微米之间变化。目前，对空气中存在的微粒进行收集的装置从原理上主要分为惯性撞击收集装置、离心收集装置以及液体收集装置，惯性撞击收集装置是指通过使空气高速撞击设置好的固体板，借助这种高速撞击使空气中的微粒沾附在固体板上，但是这种装置的缺点是有些微粒受到固体板的反弹力大于固体板对这些微粒的吸附力，又逃逸回空气中去，这种情况下固体板就无法对这些微粒进行吸附，也就不能对这些微粒进行收集；离心收集装置是指通过使高速空气进入一个圆柱形容器并在容器中形成旋转气流，从而使空气中的微粒获得一定的离心力脱离气流并粘附在圆柱形容器的内壁上，但是这种装置的缺点是当微粒的直径比较小(小于几微米)时，微粒无法获得足够的离心力使其脱离气流并沾附在容器的内壁上，也就不能对这些小直径的微粒进行收集；液体收集装置是指使高速空气进入液体中，利用液体收集空气中的微粒，但是这种装置的缺点是空气进入液体后会产生很多气泡，而液体中已经收集到的微粒会随着这些气泡又离开液体，逃逸到空气中去，同时液体也随着气泡的离开消耗的比较快。

传统安装空气微粒收集装置的支架一般是利用其自身的箱体与连杆连接而成，这种安装方式结构复杂，箱体的制作加工成本高，而且适用范围小，在很多没有水平放置平面的场所无法使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，而提供一种收集的范围广、微粒逃逸少、结构简单、使用方便的空气微粒收集装置以及一种结构简单、便于组装且适用范围广的安装支架装置。

本发明通过下述技术方案来实现：

一种空气微粒收集装置，包括一个具有进气口和排气口的圆柱形收集装置和气泵，以及连接收集装置和气泵的管路，所述进气口处设置一个使进气方向偏转的偏转装置，所述收集装置内装有部分液体，使用时，被检测空气在气泵的作用下经所述进气口进入收集装置，并在所述偏转装置的作用下转向从而在收集装置中形成旋转气流，然后经所述排气口排出。

进一步，收集装置主要由圆柱形的收集器和旋风器组成，所述旋风器的外圆周壁的下部与所述收集器的内壁的上部紧密贴合或者通过螺纹连接，旋风器的底部与收集器的周壁围合成一个收集空间，所述液体装在所述收集空间中，这种连接方式的优点是整个装置更加紧凑，且能够减少很多连接部件，增加结构的整体性。

进气口为设置在旋风器上面的开口，所述偏转装置为设置在旋风器底部的至少一个喷嘴，且喷嘴出口与所述收集器的内圆周表面和液面保持一段距离，喷嘴出口的方向倾斜向下，与收集器中轴线的夹角θ大于零，且与收集器外圆柱表面切线的夹角ψ大于零，这种结构可以使从喷嘴中喷射出的高速空气在收集器内形成旋转向下气流，同时气流又不会进入液体中导致气泡的产生，空气中比较大微粒在旋转气流的作用下脱离气流甩向收集器内圆周表面并吸附在收集器内圆周表面上，比较小的微粒以及被收集器的内圆周表面反弹回的微粒随着旋转气流旋转下降并最终被收集器中的液体吸附，而且旋转气流能够带动收集器中的液体绕收集器的内圆周表面旋转而湿润收集器的内圆周表面，从而增加收集器的内圆周表面对空气中微粒的吸附能力。

排气口与在旋风器的底部和外壁的上部分别开设的两个小孔以及连接上述两个小孔的密封排气管共同组成排气结构，所述排气管从所述旋风器的内部穿过，这种排气口结构使得整个装置结构更加紧凑，减少不必要的管路连接。

进一步，喷嘴与旋风器为一体成型结构或可拆卸安装的独立结构，优选一体成型结构，特别是一体成型的玻璃结构，这种一体成型的玻璃结构，工艺简单，且能够减少零散部件，增加结构的整体性，使结构更为稳固。

进一步，旋风器的底部沿圆周方向布置四个所述喷嘴，这种结构的优点是更有利于在收集器内形成旋转气流，且四个喷嘴出口直径可以针对不同大小的微粒设置成不同的大小。

进一步，排气口的靠近所述旋风器外圆周壁的一端设有排气接口，所述气泵管路通过所述排气接口与排气口相连，气泵与排气口相连，可以避免气泵本身结构对被检测空气中微粒造成的影响。

进一步，空气微粒收集装置还包括一个进气弯管，该进气弯管的一端与所述进气口相连，另一端与外部空气相连，这种结构可以避免雨水或者其它杂物落入并堵塞进气口，使本装置能够在雨、雪等恶劣环境中使用。

进一步，喷嘴出口直径为0.1至10毫米，以使本装置能够针对不同大小的微粒灵活设置，更有效地收集空气中的微粒。

进一步，喷嘴出口方向与收集器的中轴线的夹角为30至60度，与收集器外圆柱表面的切线夹角为20至70度，以使从喷嘴喷出的高速空气更好地形成旋转气流，更有效地收集空气中的微粒。

进一步，喷嘴出口距离所述收集器的内圆周表面为2至10毫米，以使从喷嘴喷出的高速空气更好地形成旋转气流，更有效地收集空气中的微粒；嘴出口距离所述收集器内的液面为2至20毫米，以使喷嘴喷出的旋转气流不会进入液体产生气泡。

进一步，气泵可使被检测空气从至少一个所述喷嘴喷出的速度为至少15厘米/秒，以使从喷嘴喷出的空气形成更加高速的旋转气流，一方面能够在单位时间内采集更多的空气，另一方面能够更有效地收集空气中的微粒。

进一步，收集器的内圆周表面有一层粘性层，以增加收集器的内圆周表面对空气中微粒的吸附能力。

进一步，旋风器和/或所述收集器的材质为玻璃，由其是透明玻璃，本装置结构精细复杂，特别是喷嘴，相对于其他材料，玻璃更容易一体化铸造，透明玻璃更方便使用者透过玻璃观察收集效果。

进一步，收集器中的液体是水，一方面水对微粒的吸附效果较好，另一方面水比较容易得到。

一种用于安装上述空气微粒收集装置的支架装置，包括一个具有固定所述收集器的结构的底座、一个能够固定所述旋风器的卡托、一个与底座和卡托可拆卸连接的支杆，以及一个与支杆可拆卸连接的挂杆，使用状态时，所述支杆的一端与所述底座垂直连接，另一端与所述挂杆可拆卸连接，所述卡托固定在支杆上，通过底座和卡托分别将所述收集器和旋风器固定。

底座上固定所述收集器的结构为在底座上设置的一个圆柱形凹槽，凹槽的内径略大于收集器的外径以使收集器能够放置并固定在凹槽中，凹槽结构的优点是便于加工，且固定稳固。

进一步，底座上与设置所述凹槽的一面相对的另一面上设置有四个支脚，所述支脚的长度可调节，通过调节四个支脚的长度可以使底座保持水平，该结构的优点是可调节底座的水平度以使底座能够水平安装在表面不平的放置场所，扩大了空气微粒收集装置。

支杆与所述底座可拆卸连接的方式为螺纹连接，通过底座上设有的螺孔以及支杆上与底座连接的一端设有的与所述螺孔相配合的螺纹进行连接；或通过底座上设有的螺柱以及支杆上与底座连接的一端设有的与所述螺柱相配合的螺孔进行连接，这种可拆卸连接方式的优点是拆卸方便，连接稳固。

卡托包括一个用于固定所述旋风器的支撑结构和一个用于固定所述支杆的锁紧结构。

锁紧结构包括开设在所述卡托上面的一个通孔和一个锁紧孔以及一个与所述锁紧孔配合的锁紧螺钉，所述卡托通过通孔与所述支杆可活动连接，并通过所述锁紧螺钉和锁紧孔将卡托与支杆固定，该锁紧结构的优点是调节方便，且锁紧状态时不易松动。

支撑结构为开设在所述卡托上面的U型槽，所述U型槽的开口宽度与所述旋风器的外径相同，以使所述旋风器与所述卡托固定，U型槽结构的优点是结构简单，加工方便，安装拆卸方便。

或者，支撑结构为一个能够将所述旋风器锁紧的卡箍，卡箍结构的优点是稳固性好且调节方便。

挂杆的结构为一端为螺杆，另一端为可悬挂插件，所述支杆与挂杆的可连接方式为通过挂杆上设螺杆的一端与支杆上开设的与所述螺杆相配合的螺孔进行螺纹连接；

或所述挂杆的结构为一端开设螺孔，另一端为可悬挂插件，所述支杆与挂杆的可连接方式为通过挂杆上开设的螺孔与支杆上开设的与所述螺孔相配合的螺纹进行螺纹连接；可悬挂插件的优点是能够将本发明装置悬挂在空中，特别是对于很多没有放置平面或者是放置不方便的场所，都可以使用该悬挂插件将本发明装置悬挂放置，从而可以大大增加空气微粒收集装置的使用范围，另外，这两种连接方式的优点是加工简单，拆卸方便，连接稳固。

进一步，可悬挂插件的结构为一个卡环，通过所述卡环可将所述支架装置悬挂在一端伸出的杆状物体或者是挂钩上，卡环的优点的能够将本发明装置安装在杆状物上，且安装方便、稳固。

或者，可悬挂插件的结构为一个卡钩，通过所述卡钩可将所述支架装置悬挂在杆状物体、环状物体或者是其它能够被所述卡钩悬挂的物体上，该结构的优点是结构简单，适用范围广。

进一步，支架装置还包括一个延长杆，通过延长杆将所述挂杆与所述支杆可拆卸连接，该结构的优点是可以延长支杆的长度，扩大本发明装置的适用范围。

进一步，延长杆与所述挂杆和所述支杆的可拆卸连接方式为螺纹连接，该结构的优点是加工简单，拆卸方便，安装稳固。

本发明解决了惯性撞击收集装置中微粒反弹逃逸的问题、离心收集装置对小微粒收集效果差的问题以及液体收集装置中微粒随气泡逃逸的问题，同时也解决了传统安装方式结构复杂，制作加工成本高、而且适用范围小的问题，且本发明装置结构简单，使用方便，对空气中存在的各种微粒收集范围广、微粒逃逸少。

附图说明

图1是本发明一种空气微粒收集装置的结构示意图；

图2是图1中旋风器的结构示意图；

图3是图1中旋风器的立体结构示意图；

图4是图1中喷嘴的结构示意图；

图5是图1中喷嘴结构的仰视示意图；

图6是图1中收集器的结构示意图；

图7是本发明支架装置的结构示意图；

图8是本发明一种空气微粒收集装置与其支架装置的安装示意图；

图9是图7中底座的结构示意图；

图10是图7中卡环插件的结构示意图；

图11是本发明支架装置中卡钩插件的结构示意图；

图12是本发明支架装置中延长杆的结构示意图。

具体实施方式

如图1-11所述，一种空气微粒收集装置，包括一个具有进气口2和排气口4的圆柱形收集装置和气泵6，以及连接收集装置和气泵的管路，进气口2处设置一个使进气方向偏转的偏转装置，收集装置内装有部分液体，使用时，被检测空气在气泵的作用下经进气口2进入收集装置，并在偏转装置的作用下转向从而在收集装置中形成旋转气流，然后经排气口4排出。

收集装置主要由圆柱形的收集器5和旋风器3组成，旋风器3的外圆周壁的下部与收集器5的内壁的上部紧密贴合或者通过螺纹连接，旋风器3的底部与收集器5的周壁围合成一个收集空间7，液体装在收集空间7中，进气口2为设置在旋风器3上面的开口，偏转装置为设置在旋风器3底部的至少一个喷嘴1，且喷嘴1出口与收集器5的内圆周表面和液面保持一段距离，喷嘴1出口的方向倾斜向下，与收集器5中轴线的夹角θ大于零，且与收集器5外圆柱表面切线的夹角ψ大于零，排气口4与在旋风器3的底部和外壁的上部分别开设的两个小孔以及连接上述两个小孔的密封排气管8共同组成排气结构，排气管8从旋风器3的内部穿过。

旋风器3和收集器5的材质为透明玻璃，其中旋风器3和其上的喷嘴1是一体成型结构。

旋风器3底部的四个喷嘴1沿圆周方向布置。

排气口4的靠近旋风器3外圆周壁的一端设有排气接口9，气泵6管路通过所述排气接口9与排气口4相连。

空气微粒收集装置还包括一个进气弯管10，进气弯管10的一端与所述进气口2相连，另一端与外部空气相连。

喷嘴1出口直径为0.1毫米，喷嘴1出口方向与收集器5的中轴线的夹角为30度，与收集器5外圆柱表面的切线夹角为20度，喷嘴1出口距离收集器5的内圆周表面为10毫米，距离收集器5内液面的为20毫米。

一种用于安装上述空气微粒收集装置的支架装置，包括一个具有固定收集器5的结构的底座12、一个能够固定旋风器3的卡托13、一个与底座12和卡托13可拆卸连接的支杆14，以及一个与支杆14可拆卸连接的挂杆15，使用状态时，支杆14的一端与底座12垂直连接，另一端与挂杆15可拆卸连接，卡托13固定在支杆14上，通过底座12和卡托13分别将收集器5和旋风器3固定。

底座12上固定收集器5的结构为在底座12上设置的一个圆柱形凹槽16，凹槽16的内径略大于收集器5的外径以使收集器5能够放置并固定在凹槽16中。

底座12上与设置凹槽16的一面相对的另一面上设置有四个支脚17，支脚17的长度可调节，通过调节四个支脚17的长度可以使底座12保持水平。

支杆14与底座12可拆卸连接的方式为螺纹连接，通过底座12上设有的螺孔以及支杆14上与底座12连接的一端设有的与螺孔相配合的螺纹进行连接。

卡托13包括一个用于固定旋风器3的支撑结构和一个用于与支杆14固定的锁紧结构。

锁紧结构包括开设在卡托13上面的一个通孔18和一个锁紧孔19以及一个与锁紧孔19配合的锁紧螺钉20，卡托13通过通孔18与支杆14可活动连接，并通过锁紧螺钉20和锁紧孔19将卡托13与支杆14固定。

支撑结构为一个能够将旋风器3锁紧的卡箍21。

挂杆15的结构为一端为螺杆，另一端为可悬挂插件，支杆14与挂杆15的可连接方式为通过挂杆15上设螺杆的一端与支杆14上开设的与螺杆相配合的螺孔进行螺纹连接。

可悬挂插件的结构为一个卡环22，通过卡环22可将支架装置悬挂在一端伸出的杆状物体或者是挂钩上。

或者，可悬挂插件的结构为一个卡钩23，通过卡钩23可将支架装置悬挂在杆状物体、环状物体或者是其它能够被卡钩23悬挂的物体上。

支架装置还包括一个延长杆24，通过延长杆24将挂杆15与支杆14可拆卸连接。

延长杆24与挂杆15和支杆14的可拆卸连接方式为螺纹连接。

使用时，通过支架装置将空气微粒收集装置安装固定，通过底座12上设有的可调节支脚17调节底座水平度，通过挂杆15上连接不同的悬挂插件将装置安装在不同的场所。通过气泵6在收集器5内产生负压，使空气经进气弯管10进入旋风器3然后通过喷嘴1喷入收集器5内并产生旋转气流，空气中比较大微粒在旋转气流的作用下脱离气流甩向收集器5内圆周表面并吸附在收集器5内圆周表面上，比较小的微粒以及被收集器5的内圆周表面反弹回的微粒随着旋转气流旋转下降并最终被收集器5中的水吸附，而且旋转气流能够带动收集器5中的水绕收集器5的内圆周表面旋转而湿润收集器的内圆周表面，从而增加收集器5内圆周表面对空气中微粒的吸附能力，然后在气泵6的作用下，进入收集器5的旋转气流又经排气口4、排气管8、排气接口9进入气泵6并最终又排出到大气环境中。

本发明详细介绍了一些实施方式及其附图，但本发明不限于这些实施例及其附图，尤其不限于附图中的空气微粒收集装置及其安装支架的形状，附图中示出的是各种各样的形状中较为美观的设计，虽然此形状不是本发明保护要求保护的技术点，只要本领域普通技术人员根据本发明，不付出创造性劳动，对其进行修改、等同替换、改进等而得到的其他实施方式及其附图，均在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种空气微粒收集装置，其特征在于，包括一个具有进气口(2)和排气口(4)的圆柱形收集装置和气泵(6)，以及连接收集装置和气泵的管路，所述进气口(2)处设置一个使进气方向偏转的偏转装置，所述收集装置内装有部分液体，使用时，被检测空气在气泵的作用下经所述进气口(2)进入收集装置，并在所述偏转装置的作用下转向从而在收集装置中形成旋转气流，然后经所述排气口(4)排出；所述收集装置主要由圆柱形的收集器(5)和旋风器(3)组成，所述旋风器(3)的外圆周壁的下部与所述收集器(5)的内壁的上部紧密贴合或者通过螺纹连接，旋风器(3)的底部与收集器(5)的周壁围合成一个收集空间(7)，所述液体装在所述收集空间(7)中，所述进气口(2)为设置在旋风器(3)上面的开口，所述偏转装置为设置在旋风器(3)底部的至少一个喷嘴(1)，且喷嘴(1)出口与所述收集器(5)的内圆周表面和液面保持一段距离，喷嘴(1)出口的方向倾斜向下，与收集器(5)中轴线的夹角θ大于零，且与收集器(5)外圆柱表面切线的夹角ψ大于零，所述排气口(4)与在旋风器(3)的底部和外壁的上部分别开设的两个小孔以及连接上述两个小孔的密封排气管(8)共同组成排气结构，所述排气管(8)从所述旋风器(3)的内部穿过。

2.根据权利要求1所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述喷嘴(1)与所述旋风器(3)为一体成型结构或可拆卸安装的独立结构。

3.根据权利要求1所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述旋风器(3)的底部沿圆周方向布置四个所述喷嘴(1)。

4.根据权利要求1所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述排气口(4)的靠近所述旋风器(3)外圆周壁的一端设有排气接口(9)，所述气泵(6)管路通过所述排气接口(9)与排气口(4)相连。

5.根据权利要求1所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述空气微粒收集装置还包括一个进气弯管(10)，所述进气弯管(10)的一端与所述进气口(2)相连，另一端与外部空气相连。

6.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，至少一个所述喷嘴(1)出口直径为0.1至10毫米。

7.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述气泵(6)可使被检测空气从至少一个所述喷嘴(1)喷出的速度为至少15厘米/秒。

8.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述液体为水。

9.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，至少一个所述喷嘴(1)出口方向与所述收集器(5)的中轴线的夹角θ为30至60度，与所述收集器(5)外圆柱表面的切线夹角ψ为20至70度。

10.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，至少一个所述喷嘴(1)出口距离所述收集器(5)的内圆周表面为2至10毫米，距离所述收集器(5)内的液面为2至20毫米。

11.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述收集器(5)的内圆周表面有一层粘性层。

12.根据权利要求1-5任一所述的空气微粒收集装置，其特征在于，所述旋风器(3)和/或所述收集器(5)的材质为透明玻璃。