CN107807072A - 旋扩弥漫式粉尘发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明旋扩弥漫式粉尘发生装置，包括：步进电机，步进电机的输出轴连接有驱动轴，驱动轴远离步进电机的一端端部固接旋转发尘器，驱动轴靠近旋转发生器的一端安装有螺旋输送器，在旋转发尘器和步进电机之间的驱动轴上安装有送料筒，送料筒内部为空腔结构，送料筒与旋转发尘器之间连通，在送料筒上端开设有进料口，进料口上安装有粉尘料箱，旋转发尘器为筒状结构，在其筒壁上沿周向开设多圈粉尘出口，且粉尘出口的延长线与旋转发尘器的中轴线成一定夹角，旋转发尘器的筒壁上还安装有粉尘扩散叶片。发尘时间长、发尘范围广，用步进电机控制发尘速度，减少气源，为实验室研究粉尘运移规律、分布规律、沉降规律以及风幕控尘效果等提供连续可控的尘源。

Description

旋扩弥漫式粉尘发生装置

技术领域：

本发明涉及粉尘发生技术领域，具体涉及一种旋扩弥漫式粉尘发生装置。

背景技术：

发尘效果取决于试验用粉尘在气流中的分散程度或发尘特性，实验室粉尘特性与规律研究的重要手段是利用粉尘发生装置模拟粉尘环境。目前国内外对粉尘发生装置的研究甚少，国外对粉尘发生装置样机的研究几乎没有。2013年，李雨成等首次创造性设计了基于C++设计控制程序软件包计算机控制的全自动漏斗吸嘴式粉尘发生装置，该装置利用软件包中的驱动控制程序，实现了在计算机上对粉尘发生装置的远程遥控。虽然该装置可控连续发尘，但发尘时间短、发尘方向单一、发尘范围小。现阶段研发的粉尘发生装置仅限于定时定量定限发尘，定量控制粉尘浓度，而对于需尘量大、粉尘分布均匀、出口方向多元化的试验，现有的粉尘发生装置不能满足实验室对粉尘特性与规律研究的要求，使得实验室内一些粉尘特性和规律的研究具有一定局限性。本文基于此特点研制一种旋转弥漫扩散粉尘发生装置，该装置具有体积小、操作简便、发尘量大、发尘连续可控、发尘浓度均匀，发尘量稳定、发尘范围广等特点，另外该装置只需要一个步进电机就能满足要求，不需要其他设备提供动力。该装置有利于粉尘试验的研究，为实验室模拟粉尘环境试验研究提供尘源。

粉尘发生装置仅限于定时定量定限发尘，定量控制粉尘浓度，而对于需尘量大、粉尘分布均匀、出口方向多元化的试验，现有的粉尘发生装置不能满足实验室对粉尘特性与规律研究的要求，使得实验室内一些粉尘特性和规律的研究具有一定局限性。根据已有的粉尘发生装置的不足研制一种旋转弥漫扩散粉尘发生装置，该装置具有体积小、操作简便、发尘量大、发尘连续可控、发尘浓度均匀，发尘量稳定、发尘范围广等特点，另外该装置只需要一个步进电机就能满足要求，不需要其他设备提供动力。该装置有利于粉尘试验的研究，为实验室模拟粉尘环境试验研究提供尘源。

发明内容：

本发明的目的是提供一种旋扩弥漫式粉尘发生装置，有效的控制粉尘、改善工作环境、提高生产效率以及保证安全生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的旋扩弥漫式粉尘发生装置，包括：步进电机，所述步进电机的输出轴连接有驱动轴，所述驱动轴远离所述步进电机的一端端部固接有旋转发尘器，所述驱动轴靠近所述旋转发生器的一端安装有螺旋输送器，在所述旋转发尘器和步进电机之间的驱动轴上安装有送料筒，所述送料筒内部为空腔结构，所述送料筒与所述旋转发尘器之间连通，在送料筒上端开设有进料口，所述进料口上安装有粉尘料箱，所述旋转发尘器为筒状结构，在其筒壁上沿周向开设多圈粉尘出口，且所述粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成一定夹角，所述旋转发尘器的筒壁上还安装有粉尘扩散叶片，所述送料筒下部还设置有固定支架。

相邻两层所述粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线所成夹角的角度不相等。

所述旋转发尘器的筒壁上开设有三圈粉尘出口，分别为第一圈粉尘出口、第二圈粉尘出口和第三圈粉尘出口，所述第二圈粉尘出口位于所述第一圈粉尘出口和第三圈粉尘出口之间，且所述第一圈粉尘出口靠近所述步进电机，所述第三圈粉尘出口远离所述步进电机。

所述第一圈粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成90°夹角，所述第二圈粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成60°夹角，所述第三圈粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成30°夹角。

所述送料筒与所述旋转发尘器之间设置有送料管，所述送料管套设在所述驱动轴上，且所述送料管的直径大于所述驱动轴的直径。

所述送料筒与所述步进电机之间设置有支撑架。

所述粉尘出口为圆形孔。

所述旋转发尘器的截面形状为圆形。

所述输出轴通过联轴器与所述驱动轴相连接。

所述进料口位于所述螺旋输送器靠近所述步进电机一端的上方，以使所述粉尘料箱送入的粉尘能够充分送入旋转发尘器。

所述粉尘料箱下部为锥形结构，所述锥形结构下端开口与进料口连通，在所述锥形结构下部安装有控制阀。

所述固定支架通过螺母固接于所述送料筒。

本发明旋扩弥漫式粉尘发生装置的有益效果：结构简单、操作方便，运行安全可靠，发尘时间长、发尘范围广，用步进电机控制发尘速度，减少气源，为实验室研究粉尘运移规律、分布规律、沉降规律以及风幕控尘效果等提供连续可控的尘源，粉尘出口方向设计成30°、60°、90°的多个角度，弥补了单方向发尘的缺陷，使得发出的粉尘分布更加均匀，具有较好的模拟产尘效果以及较强的可操作性，在旋转发尘器的转盘四周安装的粉尘扩散叶片，为粉尘运动提供动力，使粉尘在空间运动时间更长。

附图说明：

图1为本发明旋扩弥漫式粉尘发生装置的结构示意图；

图2为图1的内部结构示意图；

1-步进电机，2-驱动轴，3-旋转发尘器，4-螺旋输送器，5-送料筒，6-进料口，7-粉尘料箱，8-控制阀，9-粉尘扩散叶片，10-螺母，11-第一圈粉尘出口，12-第二圈粉尘出口，13-第三圈粉尘出口，14-送料管，15-支撑架，16-固定支架。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

根据图1～图2所示，本发明提供的旋扩弥漫式粉尘发生装置，包括：步进电机1，所述步进电机1的输出轴通过联轴器连接有驱动轴2，所述驱动轴2远离所述步进电机1的一端端部固接有截面形状为圆形的旋转发尘器3，所述驱动轴2靠近所述旋转发生器3的一端安装有螺旋输送器4，在所述旋转发尘器3和步进电机1之间的驱动轴2上安装有送料筒5，所述送料筒5内部为空腔结构，所述送料筒5与所述旋转发尘器3之间连通，粉尘可以经送料筒5进入旋转发尘器3中，在送料筒5上端开设有进料口6，所述进料口6上安装有粉尘料箱7，通过所述粉尘料箱7和进料口6将粉尘送入所述送料筒5，所述旋转发尘器3为筒状结构，在其筒壁上沿周向开设多圈粉尘出口，所述粉尘出口为圆形孔，且所述粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器3的中轴线成一定夹角，为使粉尘通过不同方向从所述旋转发尘器3中扩散出来，让粉尘密度分布更加均匀，可以将相邻两层所述粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器3的中轴线所成夹角的角度设置为不相等，所述旋转发尘器3的筒壁上还安装有粉尘扩散叶片9，在本实施例中，是在筒壁上安装有四片粉尘扩散叶片9，相邻两片粉尘扩散叶片9之间的夹角相等，所述送料筒5下部设置有给所述装置提供支撑作用的固定支架16，且所述送料筒5固定安装在所述固定支架16上。

在本实施例中，如图2所示，所述旋转发尘器3的筒壁上开设有三圈粉尘出口，分别为第一圈粉尘出口11、第二圈粉尘出口12和第三圈粉尘出口13，所述第二圈粉尘出口12位于所述第一圈粉尘出口11和第三圈粉尘出口13之间，且所述第一圈粉尘出口11靠近所述步进电机1，所述第三圈粉尘出口13远离所述步进电机1，且所述第一圈粉尘出口11的延长线与所述旋转发尘器3的中轴线成90°夹角，所述第二圈粉尘出口12的延长线与所述旋转发尘器3的中轴线成60°夹角，所述第三圈粉尘出口13的延长线与所述旋转发尘器3的中轴线成30°夹角。

进一步地，所述送料管5朝向旋转发尘器3和步进电机1的两端为密封端，所述旋转轴2穿过所述送料管5两端的密封端，贯穿于所述送料管5，在所述送料筒5一侧的密封端与所述旋转发尘器3之间设置有送料管14，且所述送料管14套设在所述驱动轴2上，粉尘经所述送料管14送入所述旋转发尘器3中，且所述送料管14的直径大于所述驱动轴2的直径，从粉尘料箱7落入送料筒5中的粉尘，在螺旋输送器4的作用下，经送料管14送入旋转发尘器3中，在所述送料筒5另一侧的密封端与所述步进电机1之间设置有支撑架15，以减短所述送料筒5的长度，所述固定支架16通过螺母10固定连接于支撑架15，所述支撑架15给所述装置提供支撑作用。

进一步地，将所述进料口6设置于所述螺旋输送器4靠近所述步进电机1一端的上方，以使所述粉尘料箱7送入的粉尘能够充分送入旋转发尘器3。

进一步地，将所述粉尘料箱7下部设置为锥形结构，所述锥形结构下端开口与进料口6连通，在所述锥形结构下部安装有控制阀8，以控制粉尘的流量。

旋扩弥漫式粉尘发生装置又称XKMM式粉尘发生装置。其中，X代表“旋转”，表示螺旋送尘、旋转发尘的意思，即：步进电机11带动驱动轴2旋转，螺旋输送器4跟着驱动轴2旋转输送粉尘，旋转发尘器3随着螺旋输送器4同步旋转，将粉尘发射出去；K代表“扩”，表示粉尘扩散的意思，即：从旋转发尘器3发射出来的粉尘在粉尘扩散叶片9的作用下向旋转发尘器3周围扩散；MM代表“弥漫”，表示粉尘在空间中的运动方式，即：发射出来粉尘很快就填满整个模拟空间。

本发明的旋扩弥漫式粉尘发生装置采用侧方位粉尘料箱7作为供料装置，并由控制阀8控制粉尘，工作过程中可以随时添加粉尘，添加一次粉尘可以工作5-15min，装置采一个步进电机1驱动，驱动轴2、螺旋输送器4、旋转发尘器3三者的轴心在同一中心线上，输送粉尘的速度与旋转发尘器3的速度一致，保证了不会有多余的粉尘堆集在旋转发尘器3里，在旋转发尘器3上设置有粉尘扩散叶片9，提供了改变粉尘运动的动力，改变粉尘单一运动模式。

下面结合附图详细描述一下本发明旋扩弥漫式粉尘发生装置的一次作业过程：

开启步进电机1，步进电机1的输出轴带动驱动轴2转动，驱动轴2带动螺旋输送器4及旋转发尘器3转动，打开粉尘料箱7上的控制阀8，使呈线状的粉尘从粉尘料箱7底部经进料口6流入送料筒5中，在螺旋输送器4的作用下，将粉尘送入旋转发尘器3，粉尘在旋转发尘器3内随着旋转发尘器3一起旋转，再以一定的初速度从粉尘出口飞出，飞出的粉尘开始运动，这时运动的粉尘扩散叶片9给粉尘提供额外的动力，改变粉尘的运动轨迹，使粉尘在试验空间中弥漫；进一步地，有时为了使粉尘从不同的方向运动，让粉尘密度分布更加均匀，可以将相邻两层粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线所成夹角的角度设置为不相等。

且本发明的装置在工作过程中，由于旋扩弥漫式粉尘发生装置的螺旋输送器4和旋转发尘器3均受步进电机1驱动，即装置的步进电机1转数或者频率与螺旋输送器4和旋转发尘器3的转数或者频率一致，粉尘输送的速度和旋转发尘器3的转速相一致，不会导致旋转发尘器3内堆积粉尘。且通过控制阀8控制粉尘料箱7的落尘率，能够控制试验空间的粉尘浓度，为不同浓度对人体呼吸疾病病理和安全生产的研究提供连续可控的尘源。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (10)

1.旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：包括：步进电机，所述步进电机的输出轴连接有驱动轴，所述驱动轴远离所述步进电机的一端端部固接有旋转发尘器，所述驱动轴靠近所述旋转发生器的一端安装有螺旋输送器，在所述旋转发尘器和步进电机之间的驱动轴上安装有送料筒，所述送料筒内部为空腔结构，所述送料筒与所述旋转发尘器之间连通，在送料筒上端开设有进料口，所述进料口上安装有粉尘料箱，所述旋转发尘器为筒状结构，在其筒壁上沿周向开设多圈粉尘出口，且所述粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成一定夹角，所述旋转发尘器的筒壁上还安装有粉尘扩散叶片，所述送料筒下部还设置有固定支架。

2.根据权利要求1所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：相邻两层所述粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线所成夹角的角度不相等。

3.根据权利要求1所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述旋转发尘器的筒壁上开设有三圈粉尘出口，分别为第一圈粉尘出口、第二圈粉尘出口和第三圈粉尘出口，所述第二圈粉尘出口位于所述第一圈粉尘出口和第三圈粉尘出口之间，且所述第一圈粉尘出口靠近所述步进电机，所述第三圈粉尘出口远离所述步进电机。

4.根据权利要求3所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述第一圈粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成90°夹角，所述第二圈粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成60°夹角，所述第三圈粉尘出口的延长线与所述旋转发尘器的中轴线成30°夹角。

5.根据权利要求1或4所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述送料筒与所述旋转发尘器之间设置有送料管，所述送料管套设在所述驱动轴上，且所述送料管的直径大于所述驱动轴的直径。

6.根据权利要求1或4所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述送料筒与所述步进电机之间设置有支撑架。

7.根据权利要求1或4所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述进料口位于所述螺旋输送器靠近所述步进电机一端的上方，以使所述粉尘料箱送入的粉尘能够充分送入旋转发尘器。

8.根据权利要求1或4所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述粉尘料箱下部为锥形结构，所述锥形结构下端开口与进料口连通，在所述锥形结构下部安装有控制阀。

9.根据权利要求1或4所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述输出轴通过联轴器与所述驱动轴相连接，所述固定支架通过螺母固接于所述送料筒。

10.根据权利要求1或4所述的旋扩弥漫式粉尘发生装置，其特征在于：所述粉尘出口为圆形孔，所述旋转发尘器的截面形状为圆形。