CN108956216A - 用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置 - Google Patents

用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，包括底板、固定片和采样管；所述底板顶部平面上固定焊接有圆柱状的排气底座；所述底板前端侧边处固定设置有长方体状的电控机箱；所述排气底座顶部前端半圆部分固定向上焊接有半圆筒状的固定壳体，而固定壳体的左端通过铰链转动连接有与固定壳体相扣合的活动壳体；所述活动壳体的右端和固定壳体的右端的侧边处通过连接耳片使用固定螺栓固定连接在一起。本发明通过上述各种结构相互配合，使得本采样器能够将采集到的空气颗粒分级进行采集，并直接在采样器外部进行取样，便于快捷采集和处理，使得空气颗粒可以直接从采样器中采出，避免了拆卸装置取样的繁琐。

Description

用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置
技术领域
本发明涉及环境测量设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置。
背景技术
大气颗粒物不仅是危害人体健康和影响区域环境质量的重要污染物，也在全球气候变化中扮演着重要角色，而这些影响和危害主要与颗粒物浓度、化学成分和粒径分布有关。大气颗粒物化学成分分析，不仅是研究大气化学的重要手段和途径，同时关系到政府的决策与规划。在大气颗粒物研究方法的发展中，单颗粒分析技术能精确地气溶胶颗粒的大小、形态、混合状态和化学成分，是对全样分析的深化和有益补充，同时单颗粒分析所需的采样时间短，很小质量的样品就可以进行分析，这使得单颗粒分析已成为表征大气颗粒物大气化学行为的重要手段。另一方面，大气颗粒物对人体的毒理学效应不单单与成分和浓度有关，不同的表面形态也会对生物造成不同的影响，有利于对大气颗粒物毒理学效应的深入研究，将会进一步促进大气反应动力学的发展，并更有利于政府部门的决策，如专利申请书 CN201621416498.0中一种用于大气单颗粒采集样本的采样器。本发明的目的在于提供一种可移动，具有升降功能，可实现高空采样，使用方便的用于大气单颗粒采集样本的采样器。本发明一种用于大气单颗粒采集样本的采样器，包括采样器，其中还包括升降装置和遥控器，所述升降装置由升降杆、升降底座和升降电机组成，升降电机设置在升降底座上，升降杆的上端与采样器活动连接，升降杆下端与升降电机相连接以实现升和降，遥控器与升降电机相连接以控制升降电机的开关和升降。
通过技术人员对用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置的技术分析发现，用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置在使用时，采样器采集到颗粒后，需要将采样器取出，而在取出过程中，容易造成较大的测量误差，并且在采集过程中，难以进行颗粒级细分，使得空气颗粒密度难以进行快速测量，增加了检测难度，而且现有的分级采样装置，容易在分级过程中，产生颗粒级混合的问题。
因此，现有的空气颗粒物分级采集装置都存在：采集器在取样过程中，容易造成较大的测量误差，并且在采集过程中，难以进行颗粒级细分，使得空气颗粒密度难以进行快速测量，增加了检测难度等问题。
发明内容
(一)技术问题
综上所述，本发明提供一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，通过结构与功能性的改进，以解决采集器在取样过程中，容易造成较大的测量误差，并且在采集过程中，难以进行颗粒级细分，使得空气颗粒密度难以进行快速测量，增加了检测难度等问题。
(二)技术方案
本发明提供了一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，用于对用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置不同颗粒级的空气混合物进行收集，在本发明提供的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置中，具体包括：底板、固定壳体、活动壳体、电控机箱、排气底座、分流体、排气孔、内护体、进气头、进气口、微型电机、涡流桨、支撑柱、采样模体、平衡管、颗粒采集盒、分离盘、层级滤盘、中分柱、导流体、集束体、支撑台、排料口、连接耳片、固定片和采样管；所述底板顶部平面上固定焊接有圆柱状的排气底座；所述底板前端侧边处固定设置有长方体状的电控机箱；所述排气底座顶部前端半圆部分固定向上焊接有半圆筒状的固定壳体，而固定壳体的左端通过铰链转动连接有与固定壳体相扣合的活动壳体；所述活动壳体的右端和固定壳体的右端的侧边处通过连接耳片使用固定螺栓固定连接在一起；所述固定壳体和活动壳体组成的整体的顶部固定焊接有圆柱状的进气头，而进气头顶部中央固定向下内嵌有微型电机；所述底板顶部平面前端左右对称设置有两个支撑柱，且支撑柱的上端则固定焊接在固定壳体的外侧壁上；所述固定壳体的前端侧壁上竖向均匀间隔固定设置有九个采样模体。
优选地，所述进气头中部开设有格栅状的进气口，且进气口恰好位于进气头中微型电机的下端处，而微型电机下端安装的涡流桨恰能隐没在进气口下方，并且涡流桨的转轴下端通过轴承转动连接在下方的中分柱上；
优选地，所述涡流桨的下方的固定壳体和活动壳体形成的内腔侧壁上固定设置有分离盘，其分离盘周边通过四个固定片固定焊接在固定壳体的内侧壁上，且分离盘为环状的背脊状结构，而分离盘的内环中固定镶嵌有层级滤盘，并且层级滤盘的顶部中央固定设置有圆锥状的中分柱；
优选地，所述分离盘的外侧的固定壳体内壁上设置有集束体，且集束体的底部平面的外端固定搭载在环状的支撑台上，支撑台与固定壳体焊接为一体结构，其集束体的内环壁为从上往下斜向内的弧形斜面结构；
优选地，所述分离盘底部通过内螺纹螺接有倒锥形的导流体，且导流体的下端与采样管相连通，而采样管的另一端则固定连接在采样模体中；
优选地，所述采样管与导流体的连接端位于采样管与采样模体相连接端上方，其采样管与水平面呈二十度夹角；
优选地，所述采样模体顶部平面上设置有与采样模体上的颗粒采集盒相通的平衡管，其平衡管中内部填充有过滤网；
优选地，所述排气底座顶部平面内圈上固定设置有高为1CM的内护体，且内护体的外径与固定壳体和活动壳体的内径相一致；
优选地，所述排气底座的上部内接有倒锥形的排料口，而排气底座的下部平面上固定设置有半球状的分流体，而排气底座上与分流体相对应的位置处开设有排气孔。
优选地，从上至下的所述层级滤盘的空隙通过率为依次增大的状态。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其中层级滤盘和分离盘的设置，通过从上至下的所述层级滤盘的空隙通过率为依次增大的状态，从而使得空气颗粒在经过层级滤盘时，相对应的小型颗粒能够被首先采集而出，进而达到分级采集的目的，并且涡流桨的下方的固定壳体和活动壳体形成的内腔侧壁上固定设置有分离盘，其分离盘周边通过四个固定片固定焊接在固定壳体的内侧壁上，且分离盘为环状的背脊状结构，而分离盘的内环中固定镶嵌有层级滤盘，并且层级滤盘的顶部中央固定设置有圆锥状的中分柱，当上方的涡流桨将外部的空气吸入采样器中后，经过层级滤盘时，相对应的颗粒级颗粒将通过层级滤盘进入到下方，而大型的颗粒则在气流的作用下在层级滤盘翻滚后从层级滤盘边缘进入到下方的层级滤盘中进行下一级分离。
本发明提供了一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其中集束体和导流体以及采样管的设置，通过分离盘的外侧的固定壳体内壁上设置有集束体，且集束体的底部平面的外端固定搭载在环状的支撑台上，支撑台与固定壳体焊接为一体结构，其集束体的内环壁为从上往下斜向内的弧形斜面结构，当采集空气从分离盘中溢出进入到集束体上方空间中借助于集束体的内环壁结构，使得采集空气能够集中到中部空间向下滑落，以便于依次进入下一级的层级滤盘进行过滤采集，且分离盘底部通过内螺纹螺接有倒锥形的导流体，且导流体的下端与采样管相连通，而采样管的另一端则固定连接在采样模体中，当采集空气颗粒进入到导流体中后，能够沿内倾斜面进入到下方的采样管中，并且在上方的气流的作用下，能够避免颗粒在导流体和采样管中停留，减少了误差的出现几率。
本发明通过上述各种结构相互配合，使得本采样器能够将采集到的空气颗粒分级进行采集，并直接在采样器外部进行取样，便于快捷采集和处理，使得空气颗粒可以直接从采样器中采出，避免了拆卸装置取样的繁琐。
附图说明
图1为本发明实施例中的左前方轴视结构示意图；
图2为本发明实施例中的图1中放大部分结构示意图；
图3为本发明实施例中的主视结构示意图；
图4为本发明实施例中的图3的剖视结构示意图；
图5为本发明实施例中的右后方轴视结构示意图；
图6为本发明实施例中的活动壳体与固定壳体打开状态结构示意图；
图7为本发明实施例中的层级滤盘和集束体部分结构示意图；
图8为本发明实施例中的层级滤盘和集束体部分爆炸结构示意图；
图9为本发明实施例中的活动壳体与固定壳体打开状态时进气头与微型电机分离结构示意图；
在图1至图9中，部件名称或线条与附图编号的对应关系为：
1-底板，2-固定壳体，3-活动壳体，4-电控机箱，5-排气底座， 501-分流体，502-排气孔，503-内护体，6-进气头，601-进气口，7- 微型电机，701-涡流桨，8-支撑柱，9-采样模体，901-平衡管，902- 颗粒采集盒，10-分离盘，11-层级滤盘，12-中分柱，13-导流体，14-集束体，15-支撑台，16-排料口，17-连接耳片，18-固定片，20-采样管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1至图9。
为了解决现有技术中用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置存在的采集器在取样过程中，容易造成较大的测量误差，并且在采集过程中，难以进行颗粒级细分，使得空气颗粒密度难以进行快速测量，增加了检测难度等问题，本发明提出了一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，用于对用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置进行降噪，包括：底板1、固定壳体2、活动壳体3、电控机箱4、排气底座5、分流体501、排气孔502、内护体503、进气头6、进气口601、微型电机7、涡流桨701、支撑柱8、采样模体9、平衡管901、颗粒采集盒902、分离盘10、层级滤盘11、中分柱12、导流体13、集束体 14、支撑台15、排料口16、连接耳片17、固定片18和采样管20；底板1顶部平面上固定焊接有圆柱状的排气底座5；底板1前端侧边处固定设置有长方体状的电控机箱4；排气底座5顶部前端半圆部分固定向上焊接有半圆筒状的固定壳体2，而固定壳体2的左端通过铰链转动连接有与固定壳体2相扣合的活动壳体3；活动壳体3的右端和固定壳体2的右端的侧边处通过连接耳片17使用固定螺栓固定连接在一起；固定壳体2和活动壳体3组成的整体的顶部固定焊接有圆柱状的进气头6，而进气头6顶部中央固定向下内嵌有微型电机7；底板1顶部平面前端左右对称设置有两个支撑柱8，且支撑柱8的上端则固定焊接在固定壳体2的外侧壁上；固定壳体2的前端侧壁上竖向均匀间隔固定设置有九个采样模体9。
其中，进气头6中部开设有格栅状的进气口601，且进气口601 恰好位于进气头6中微型电机7的下端处，而微型电机7下端安装的涡流桨701恰能隐没在进气口601下方，并且涡流桨701的转轴下端通过轴承转动连接在下方的中分柱12上，当微型电机7带动涡流桨701 进行转动时，能够借助于涡流动力将外部的待测空气吸入到进气头6 中，并且由于进气口601为格栅状结构，能够避免大型杂质的吸入。
其中，涡流桨701的下方的固定壳体2和活动壳体3形成的内腔侧壁上固定设置有分离盘10，其分离盘10周边通过四个固定片18固定焊接在固定壳体2的内侧壁上，且分离盘10为环状的背脊状结构，而分离盘10的内环中固定镶嵌有层级滤盘11，并且层级滤盘11的顶部中央固定设置有圆锥状的中分柱12，当上方的涡流桨701将外部的空气吸入采样器中后，经过层级滤盘11时，相对应的颗粒级颗粒将通过层级滤盘11进入到下方，而大型的颗粒则在气流的作用下在层级滤盘11翻滚后从层级滤盘11边缘进入到下方的层级滤盘11中进行下一级分离。
其中，分离盘10的外侧的固定壳体2内壁上设置有集束体14，且集束体14的底部平面的外端固定搭载在环状的支撑台15上，支撑台 15与固定壳体2焊接为一体结构，其集束体14的内环壁为从上往下斜向内的弧形斜面结构，当采集空气从分离盘10中溢出进入到集束体14 上方空间中借助于集束体14的内环壁结构，使得采集空气能够集中到中部空间向下滑落，以便于依次进入下一级的层级滤盘11进行过滤采集。
其中，分离盘10底部通过内螺纹螺接有倒锥形的导流体13，且导流体13的下端与采样管20相连通，而采样管20的另一端则固定连接在采样模体9中，当采集空气颗粒进入到导流体13中后，能够沿内倾斜面进入到下方的采样管20中，并且在上方的气流的作用下，能够避免颗粒在导流体13和采样管20中停留，减少了误差的出现几率。
其中，采样管20与导流体13的连接端位于采样管20与采样模体 9相连接端上方，其采样管20与水平面呈二十度夹角，使得相应的空气颗粒在进入到导流体13后能够顺利沿采样管20进入到采样模体9 中，便于快捷采集和处理，使得空气颗粒可以直接从采样器中采出，避免了拆卸装置取样的繁琐。
其中，采样模体9顶部平面上设置有与采样模体9上的颗粒采集盒902相通的平衡管901，其平衡管901中内部填充有过滤网，平衡管 901的设置，能够加快颗粒的收集，避免采样模体9和采样管20残留空气颗粒，并且平衡管901填充有过滤网，能够避免采集到的空气颗粒在采样模体9中返混随气流溢出。
其中，排气底座5顶部平面内圈上固定设置有高为1CM的内护体 503，且内护体503的外径与固定壳体2和活动壳体3的内径相一致，当固定壳体2和活动壳体3扣合在一起时，能够保证整体采样器形体不变形。
其中，排气底座5的上部内接有倒锥形的排料口16，而排气底座 5的下部平面上固定设置有半球状的分流体501，而排气底座5上与分流体501相对应的位置处开设有排气孔502，当经过分级采集的空气颗粒能够在排气孔502和分流体501的共同的作用下自然排出。
其中，从上至下的层级滤盘11的空隙通过率为依次增大的状态，从而使得空气颗粒在经过层级滤盘11时，相对应的小型颗粒能够被首先采集而出，进而达到分级采集的目的。
本实施例的具体使用方式与作用：本发明，在使用时，首先将电控机箱4于外部电源相连接，电控机箱4控制进气头6内的微型电机7 进行工作，涡流桨701进行旋转，使得待测空气从进气头6上的进气口601中吸入，吸入的空气被涡流桨701吹扫在分离盘10中的层级滤盘11上进行一级过滤，从上至下的层级滤盘11的空隙通过率为依次增大的状态，从而使得空气颗粒在经过层级滤盘11时，相对应的小型颗粒能够被首先采集而出，进而达到分级采集的目的，而经过过滤的颗粒，沿导流体13和采样管20进入到采样模体9中进行称量收集，在使用过程中定期打开活动壳体3对内部进行清理。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，用于对用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置不同颗粒级的空气混合物进行收集，其特征在于，包括：底板(1)、固定壳体(2)、活动壳体(3)、电控机箱(4)、排气底座(5)、分流体(501)、排气孔(502)、内护体(503)、进气头(6)、进气口(601)、微型电机(7)、涡流桨(701)、支撑柱(8)、采样模体(9)、平衡管(901)、颗粒采集盒(902)、分离盘(10)、层级滤盘(11)、中分柱(12)、导流体(13)、集束体(14)、支撑台(15)、排料口(16)、连接耳片(17)、固定片(18)和采样管(20)；所述底板(1)顶部平面上固定焊接有圆柱状的排气底座(5)；所述底板(1)前端侧边处固定设置有长方体状的电控机箱(4)；所述排气底座(5)顶部前端半圆部分固定向上焊接有半圆筒状的固定壳体(2)，而固定壳体(2)的左端通过铰链转动连接有与固定壳体(2)相扣合的活动壳体(3)；所述活动壳体(3)的右端和固定壳体(2)的右端的侧边处通过连接耳片(17)使用固定螺栓固定连接在一起；所述固定壳体(2)和活动壳体(3)组成的整体的顶部固定焊接有圆柱状的进气头(6)，而进气头(6)顶部中央固定向下内嵌有微型电机(7)；所述底板(1)顶部平面前端左右对称设置有两个支撑柱(8)，且支撑柱(8)的上端则固定焊接在固定壳体(2)的外侧壁上；所述固定壳体(2)的前端侧壁上竖向均匀间隔固定设置有九个采样模体(9)。
2.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述进气头(6)中部开设有格栅状的进气口(601)，且进气口(601)恰好位于进气头(6)中微型电机(7)的下端处，而微型电机(7)下端安装的涡流桨(701)恰能隐没在进气口(601)下方，并且涡流桨(701)的转轴下端通过轴承转动连接在下方的中分柱(12)上。
3.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述涡流桨(701)的下方的固定壳体(2)和活动壳体(3)形成的内腔侧壁上固定设置有分离盘(10)，其分离盘(10)周边通过四个固定片(18)固定焊接在固定壳体(2)的内侧壁上，且分离盘(10)为环状的背脊状结构，而分离盘(10)的内环中固定镶嵌有层级滤盘(11)，并且层级滤盘(11)的顶部中央固定设置有圆锥状的中分柱(12)。
4.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述分离盘(10)的外侧的固定壳体(2)内壁上设置有集束体(14)，且集束体(14)的底部平面的外端固定搭载在环状的支撑台(15)上，支撑台(15)与固定壳体(2)焊接为一体结构，其集束体(14)的内环壁为从上往下斜向内的弧形斜面结构。
5.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述分离盘(10)底部通过内螺纹螺接有倒锥形的导流体(13)，且导流体(13)的下端与采样管(20)相连通，而采样管(20)的另一端则固定连接在采样模体(9)中。
6.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述采样管(20)与导流体(13)的连接端位于采样管(20)与采样模体(9)相连接端上方，其采样管(20)与水平面呈二十度夹角。
7.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述采样模体(9)顶部平面上设置有与采样模体(9)上的颗粒采集盒(902)相通的平衡管(901)，其平衡管(901)中内部填充有过滤网。
8.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述排气底座(5)顶部平面内圈上固定设置有高为1CM的内护体(503)，且内护体(503)的外径与固定壳体(2)和活动壳体(3)的内径相一致。
9.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，所述排气底座(5)的上部内接有倒锥形的排料口(16)，而排气底座(5)的下部平面上固定设置有半球状的分流体(501)，而排气底座(5)上与分流体(501)相对应的位置处开设有排气孔(502)。
10.根据权利要求1所述的用于环境监测的空气颗粒物分级采样装置，其特征在于，从上至下的所述层级滤盘(11)的空隙通过率为依次增大的状态。
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Applicant after: Jiaxing Jiawei Testing Technology Co.,Ltd.

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Denomination of invention: Air particulate classification sampling device for environmental monitoring

Effective date of registration: 20230116

Granted publication date: 20201117

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Jiaxing branch

Pledgor: Jiaxing Jiawei Testing Technology Co.,Ltd.

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