CN107560903B - 一种路面扬尘采样罩 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种路面扬尘采样罩，包括用于连接采样导管的导管连接头，所述导管连接头的下端插入连接座，在导管连接头和连接座之间安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入的滤网组件，滤网组件与导管连接头和连接座接触部位设置有用于防止漏气的O型密封圈，所述连接座的下端焊接有锥形罩体，锥形罩体的底部焊接有用于提高锥形罩体底部边缘强度和锥形罩体整体刚度的环形圈，在环形圈上套有环形橡胶圈，在锥形罩体的下端位于环形圈的上方焊接有导气管，模拟通常气象风力扬尘条件，具有分离灰尘中的扬尘，采样选择性较好；采样罩内灰尘在旋风的作用下，能激起98％以上的扬尘，在负压的作用下将扬尘有效地采集到捕集器，操作容易，便于携带。
Description
技术领域
本发明涉及路面扬尘采集技术领域，具体为一种路面扬尘采样罩。
背景技术
随着经济的发展和城市化进程的不断加快，以城市为中心的大气污染问题日趋严重。大气污染对人体健康产生的影响越来越大，其主要的进入途径是透过人体呼吸，而呼吸系统则成为大气污染直接作用的靶器官。大气污染物通过呼吸系统，引起呼吸系统病变，影响肺部功能及人体免疫功能从而影响总死亡率。大气污染对人体健康的影响，对于我们来讲最直接的感受便是呼吸困难不畅，大气污染物通过呼吸进入人体呼吸道，肺部甚至进入肺泡，而对人体生命造成威胁。
众所周知，路面扬尘是影响城市空气质量的重要污染源，是大气污染物的重要来源之一，也是形成雾霾的重要因素。所谓扬尘，可以认为源自于自然因素以及各种人类活动，沉降或积存于道路、屋面、建筑工地、堆场和裸地等各类用地表面，在风等自然力和人为的作用下，再次进入环境空气中的一类颗粒物，扬尘影响了大气环境质量和大气能见度，破坏城市景观，损害人类健康，影响人们的生存环境和生活质量，是当前我国城市中危害最严重的环境因子。为保障人民群众身体健康，我国颁布多部法律法规涉及到雾霾污染，这些法律法规主要有：《大气污染防治法》。《大气污染防治法》的立法目的是防治大气污染，保护和改善生态环境、生活环境，促进社会和经济的可持续发展。相关科研机构、企业开始研究对大气污染的监测与治理。
目前国内外，检测扬尘的仪器设备多用的是监测大气污染方面的仪器，如总悬浮颗粒物采样器、PM2.5、PM10采样监测仪、大气污染在线监测系统，这些仪器设备都只能得到大气中总的污染数据(mg/m3)，不能反映各个污染源的情况，扬尘是污染的其中一个来源，在城市中扬尘的形成又主要可归结为五个来源：由于交通运输引起的铺设道路或未铺设道路扬尘；在裸露地表上产生的风蚀扬尘；散装物资的装卸与搬运引起的堆场扬尘；由建筑施工操作引起的在建工地扬尘；以及工业生产活动中的无组织排放。
为了做好大气污染防治工作，必须从污染源源头抓起，有必要掌握每一个污染源对总的大气污染所占比例份额，控制治理好每一个污染源源头。但是，市面上还未出现专门用于城市路面扬尘检测的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种路面扬尘采样罩，模拟通常气象风力扬尘条件，具有分离灰尘中的扬尘，采样选择性较好，采集效率高。
本发明的技术方案：一种路面扬尘采样罩，包括用于连接采样导管的导管连接头，所述导管连接头的下端插入连接座，在导管连接头和连接座之间安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入的滤网组件，滤网组件与导管连接头和连接座接触部位设置有用于防止漏气的O型密封圈，所述连接座的下端焊接有锥形罩体，锥形罩体的底部焊接有用于提高锥形罩体底部边缘强度和锥形罩体整体刚度的环形圈，在环形圈上套有环形橡胶圈，在锥形罩体的下端位于环形圈的上方焊接有导气管，所述导气管进气端设置在锥形罩体外，出气端设置在锥形罩体内，导气管设置有三根，三根导气管焊接在锥形罩体的同一水平面且前一根导气管的出气端与后一根导气管的进气端相交错。
所述导管连接头的下端开设有带内螺纹的螺纹孔，连接座的外侧设置有外螺纹，连接座通过内螺纹和外螺纹的配合与螺纹孔进行螺纹连接。
所述导管连接头的下端还开设有用于放置O型密封圈的下环形槽以及便于加工螺纹孔的退刀槽。
所述连接座的上端开设有便于放置滤网组件的滤网安装孔，滤网安装孔的下沿处开设有放置O型密封圈的上环形槽，连接座和导管连接头连接紧密将滤网组件卡紧，下环形槽和上环形槽内放置O型密封圈防止气流短路或漏气，所述连接座的下端开设有便与焊接锥形罩体的锥形孔。
所述滤网组件包括通过环形满焊焊接的上下两平垫圈，两平垫圈之间固定安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入过滤网。
所述过滤网为170～230目不锈钢材质过滤网。
所述锥形罩体的锥角为60°。
所述环形橡胶圈上开设有方便将环形橡胶圈套在环形圈上的槽口，所述环形橡胶圈的内径与环形圈的直径相同。
所述导气管的进气口和本体均紧贴在锥形罩体的外侧壁进行焊接，导气管的出气口紧贴锥形罩体的内侧壁进行焊接。
所述导管连接头的下端外侧壁上设置有网纹滚花。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)模拟通常气象风力扬尘条件，具有分离灰尘中的扬尘，采样选择性较好；不是将所有粒径的颗粒物全部采入捕集器，而是选择采入能形成扬尘的颗粒物。
(2)采集效率高。采样罩内灰尘在旋风的作用下，能激起98％以上的扬尘，在负压的作用下将扬尘有效地采集到捕集器。
(3)操作容易，便于携带。
(4)结构简单，成本低廉，滤网组件易于拆卸清洗，维护方便。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明底部剖面结构示意图；
图3为图1的A部放大结构示意图；
图4为本发明导管连接头结构示意图；
图5为本发明连接座结构示意图；
图6为本发明滤网组件剖面结构示意图；
图7为本发明滤网组件俯视结构示意图；
图8为本发明锥形罩体结构示意图；
图9为本发明环形橡胶圈剖面结构示意图；
图10为本发明环形橡胶圈俯视结构示意图；
图11为本发明导气管结构示意图；
图12和图13为本发明工作原理示意图。
图中：1、采样导管，2、导管连接头，3、O型密封圈，4、滤网组件，5、连接座，6、锥形罩体，7、环形圈，8、环形橡胶圈，9、导气管，20、下环形槽，21、退刀槽，22、螺纹孔，40、平垫圈，41、环形满焊，42、过滤网，50、滤网安装孔，51、上环形槽，52、锥形孔，80、网孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种路面扬尘采样罩，包括用于连接采样导管1的导管连接头2，所述导管连接头2的下端插入连接座5，在导管连接头2和连接座5之间安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入的滤网组件4，滤网组件4与导管连接头2和连接座5接触部位设置有用于防止漏气的O型密封圈3，所述连接座5的下端焊接有锥形罩体6，锥形罩体6的底部焊接有用于提高锥形罩体底部边缘强度和锥形罩体整体刚度的环形圈7，在环形圈7上套有环形橡胶圈8，在锥形罩体6的下端位于环形圈7的上方焊接有导气管9，所述导气管9进气端设置在锥形罩体6外，出气端设置在锥形罩体6内，导气管9设置有三根，三根导气管焊接在锥形罩体6的同一水平面且前一根导气管的出气端与后一根导气管的进气端相交错。
采样导管1的管头呈为微锥形与导管连接头2相配合，两者材料材质(聚甲醛)均有一定韧性，当稍加施力插入时，形成小过盈配合，避免漏气；插拔管头也方便。
请参阅图4和图5，导管连接头2的下端开设有带内螺纹的螺纹孔22，连接座5的外侧设置有外螺纹，连接座5通过内螺纹和外螺纹的配合与螺纹孔22进行螺纹连接。
所述导管连接头2的下端还开设有用于放置O型密封圈3的下环形槽20以及便于加工螺纹孔的退刀槽21。
所述连接座5的上端开设有便于放置滤网组件的滤网安装孔50，滤网安装孔50的下沿处开设有放置O型密封圈3的上环形槽51，连接座5和导管连接头2连接紧密将滤网组件4卡紧，下环形槽20和上环形槽51内放置O型密封圈3防止气流短路或漏气，所述连接座5的下端开设有便于焊接锥形罩体6的锥形孔52。
所述导管连接头2的下端外侧壁上设置有网纹滚花。
请参阅图6和图7，所述滤网组件4包括通过环形满焊41焊接的上下两平垫圈40，两平垫圈40之间固定安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入过滤网42。
两平垫圈40夹过滤网42焊接时，要注意上下平面的平面平行度不得大于0.2mm；夹缝处要有焊接坡口，环形满焊后，车削或打磨平整光滑。
所述过滤网42为170～230目不锈钢材质过滤网，用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入扬尘捕集器，以免影响测量结果。
请参阅图8，所述锥形罩体6的锥角为60°，便于采样导管1吸取罩内所罩面积的灰尘。
请参阅图9和图10，所述环形橡胶圈8上开设有方便将环形橡胶圈套在环形圈上的槽口80，所述环形橡胶圈8的内径与环形圈7的直径相同。环形橡胶圈8使采样罩与地面柔性接触，与平整地面形成微小狭窄缝隙。
请参阅图11，所述导气管9的进气口和本体均紧贴在锥形罩体6的外侧壁进行焊接，导气管9的出气口紧贴锥形罩体的内侧壁进行焊接。导气管9内径d的确定与抽气动力吸尘器的流量、负压有关；每根导气管净长约为罩体底部圆周长l的三分之一加10毫米，即[(1/3)l+10]mm。
请参阅图12和图13，选定抽气动力吸尘器时，功率：1200～1500W；吸尘器在使用中，抽气流量、真空度都是一个变量，风量大真空度小，反之亦然。本发明设计为的抽气流量Q约为150L/min,装置采样罩内负压约为-10kPa左右；在设计3个导气管内径d时，也是与吸尘器抽气流量Q密切相关的。为了采集到扬尘，研究表明，路面灰尘在气象条件风力4级时，风速约为5.5～7.9m/s,就会有灰尘泛起形成扬尘，此时扬尘颗粒物粒径≤76μm；但随风力增大，扬起灰尘的粒径会随之增大。路面灰尘形成扬尘与灰尘粒径和气象风力或其它风力扰动因素有关。采样罩所罩路面面积S的灰尘，要抽取其扬尘，必须有等同4级以上风力的气流流过，才能激起扬尘，为了使采集效率不低于98％，不留死角残留扬尘，使罩内形成4级以上风力的旋转气流，扰动整个面积S的扬尘，随着旋转气流在负压的作用下升腾向上，吸入扬尘捕集器。旋转气流怎样形成呢？通过罩底圆周布置的3个导气管进气，气流沿着圆周冲入罩内，设计导气管出口气流速度不小于15m/s,气流沿着圆周流动的惯性冲入罩内，气流便向中心偏转扩散，扰动整个罩内灰尘泛起扬尘。
布置采样罩时，要保证罩底周边漏风量q漏≤0.5q，(与地面平整度有关)，否则会影响旋转气流的形成，降低采集效率。(注：周边漏风量在允许范围内是许可的，有助于沿边扬尘向罩内中部集聚)
由管路流速、流量、截面积的关系，可计算导流管管径，约为6mm。
Q＝3q+q漏＝3q+0.5q＝3.5q
q＝Q/3.5
q＝0.25πd2×v
Q/3.5＝0.25πd2×v
相关数据带入：d≈6mm。
本发明的一种路面扬尘采样罩，模拟通常气象风力扬尘条件，具有分离灰尘中的扬尘，采样选择性较好；不是将所有粒径的颗粒物全部采入捕集器，而是选择采入能形成扬尘的颗粒物。采集效率高。采样罩内灰尘在旋风的作用下，能激起98％以上的扬尘，在负压的作用下将扬尘有效地采集到捕集器。操作容易，便于携带。结构简单，成本低廉，滤网组件易于拆卸清洗，维护方便。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种路面扬尘采样罩，包括用于连接采样导管的导管连接头，其特征在于：所述导管连接头的下端插入连接座，在导管连接头和连接座之间安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入的滤网组件，滤网组件与导管连接头和连接座接触部位设置有用于防止漏气的O型密封圈，所述连接座的上端开设有便于放置滤网组件的滤网安装孔，所述连接座的下端焊接有锥形罩体，锥形罩体的底部焊接有用于提高锥形罩体底部边缘强度和锥形罩体整体刚度的环形圈，在环形圈上套有环形橡胶圈，在锥形罩体的下端位于环形圈的上方焊接有导气管，所述导气管进气端设置在锥形罩体外，出气端设置在锥形罩体内，导气管设置有三根，三根导气管焊接在锥形罩体的同一水平面且前一根导气管的出气端与后一根导气管的进气端相交错,通过罩底圆周布置的三根导气管进气，气流沿着圆周冲入罩内，设计导气管出口气流速度不小于15m/s,气流沿着圆周流动的惯性冲入罩内，气流便向中心偏转扩散，扰动整个罩内灰尘泛起扬尘。
2.根据权利要求1所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述导管连接头的下端开设有带内螺纹的螺纹孔，连接座的外侧设置有外螺纹，连接座通过内螺纹和外螺纹的配合与螺纹孔进行螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述导管连接头的下端还开设有用于放置O型密封圈的下环形槽以及便于加工螺纹孔的退刀槽。
4.根据权利要求1所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述滤网安装孔的下沿处开设有放置O型密封圈的上环形槽，连接座和导管连接头连接紧密将滤网组件卡紧，下环形槽和上环形槽内放置O型密封圈防止气流短路或漏气，所述连接座的下端开设有便与焊接锥形罩体的锥形孔。
5.根据权利要求2所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述滤网组件包括通过环形满焊焊接的上下两平垫圈，两平垫圈之间固定安装有用于阻止扬尘以外的大颗粒物进入过滤网。
6.根据权利要求5所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述过滤网为170~230目不锈钢材质过滤网。
7.根据权利要求2所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述锥形罩体的锥角为60°。
8.根据权利要求2所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述环形橡胶圈上开设有方便将环形橡胶圈套在环形圈上的槽口，所述环形橡胶圈的内径与环形圈的直径相同。
9.根据权利要求2所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述导气管的进气口和本体均紧贴在锥形罩体的外侧壁进行焊接，导气管的出气口紧贴锥形罩体的内侧壁进行焊接。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种路面扬尘采样罩，其特征在于：所述导管连接头的下端外侧壁上设置有网纹滚花。
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