CN109506989B - 一种降尘采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降尘采样装置，有效的解决了采样装置功能不完善，性能稳定性不佳的问题；解决的技术方案包括外筒和多个内筒，每个内筒内均可放置一个湿降尘集尘缸，多个内筒上下安装在一起后放入外筒内，每个内筒的侧壁上均开有一个第一通孔，且按照从上到下的顺序，每个内筒上的第一通孔距离该内筒顶部的距离等差递增，最上方的内筒的上端固定有一个环形套，环形套的外壁上安装有多个上下等距排列的卡块，外筒的内壁上开有多个上下等距排列的定位凹槽，外筒的筒壁的顶端开有一个环形槽，外筒的筒壁内开有竖向的通道，通道的上端与环形槽的底部相通，外筒内壁上开有多个第二通孔；本发明可实现分段收集，本装置的性能稳定，可靠性好。

Description

一种降尘采样装置

技术领域

本发明涉及大气降尘采样领域，具体是一种降尘采样装置。

背景技术

空气中干湿沉降物是我国辐射环境监测法规及标准规定的重要监测项目，干沉降是指悬浮于大气中的各种粒子以其自身末速度沉降的过程，湿沉降是指悬浮于大气中的各种粒子由于降水冲刷而沉降的过程；对于湿降尘来说，降雨量的多少与空气中含尘量的多少有很大关系，而目前的采样装置是在降雨过程中持续收集，不能根据降雨量分段收集，另外，由于采样点较多且彼此之间距离较远，降雨过程中当集尘缸集满以后，采样人员换缸时间紧，存在不能及时的更换集尘缸的情况，而继续收集会使雨水溢出，使已经收集的样本流失，检测结果出现错误；再有，目前的采样装置通过降水传感器检测降雨信号控制动力装置切换干降尘集尘缸和湿降尘集尘缸，而降水经常因为露水、鸟粪等而发出错误指令，且在暴晒、风沙、降水等天气环境较恶劣的地区，传感器等电子设备容易损坏，性能稳定性不佳。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种降尘采样装置，有效的解决了目前采样装置功能不完善，性能稳定性不佳的问题。

其解决的技术方案是，一种降尘采样装置，包括竖向的外筒以及多个上端开口的内筒，每个内筒内均可放置一个湿降尘集尘缸，多个内筒上下同轴固定安装在一起后放入外筒内，多个内筒外壁均与外筒内壁贴合且可上下相对滑动，每个内筒的侧壁上均开有一个第一通孔，每个内筒上第一通孔的位置高度不同，且按照从上到下的顺序，每个内筒上的第一通孔距离该内筒顶部的距离等差递增，定义该差值为H；最上方的内筒的上端固定连接有一个环形套，环形套的外壁上安装有多个上下等距排列的卡块，外筒的内壁上开有多个上下等距排列的定位凹槽，卡块和定位凹槽的数量均等于内筒的数量，且卡块的间距以及定位凹槽的间距均等于H，卡块与定位凹槽相对时可弹出卡进定位凹槽内；外筒的筒壁的顶端开有一个环形槽，外筒正上方安装有一个可将外筒上方的降水汇流至环形槽内的集水皿，外筒的筒壁内开有竖向的通道，通道的上端与环形槽的底部相通，外筒内壁上开有多个与内筒数量相同且与通道相通的第二通孔，多个第二通孔上下等距布置且间距等于内筒的高度，内筒在外筒内滑动时可使第一通孔和第二通孔接通。

本发明可根据雨量自动切换集尘缸，实现分段收集，能避免雨水溢出造成样本流失，且本装置的性能稳定，可靠性好。

附图说明

图1为本发明的主视剖视图。

图2为外筒及内筒的左视剖视图。

图3为图1中A部分的放大图。

图4为图1中B部分的放大图。

图5为图1中C部分的放大图。

图6为筒底的主视剖视图。

图7为筒壁的主视剖视图。

图8为喇叭口和引流杆的立体图一。

图9为喇叭口和引流杆的立体图二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图9给出，本发明包括竖向的外筒1以及多个上端开口的内筒2，每个内筒2内均可放置一个湿降尘集尘缸3，多个内筒2上下同轴固定安装在一起后放入外筒1内，多个内筒2外壁均与外筒1内壁贴合且可上下相对滑动，每个内筒2的侧壁上均开有一个第一通孔4，每个内筒2上第一通孔4的位置高度不同，且按照从上到下的顺序，每个内筒2上的第一通孔4距离该内筒2顶部的距离等差递增，定义该差值为H；最上方的内筒2的上端固定连接有一个环形套5，环形套5的外壁上安装有多个上下等距排列的卡块6，外筒1的内壁上开有多个上下等距排列的定位凹槽7，卡块6和定位凹槽7的数量均等于内筒2的数量，且卡块6的间距以及定位凹槽7的间距均等于H，卡块6与定位凹槽7相对时可弹出卡进定位凹槽7内；外筒1的筒壁19的顶端开有一个环形槽8，外筒1正上方安装有一个可将外筒1上方的降水汇流至环形槽8内的集水皿9，外筒1的筒壁19内开有竖向的通道10，通道10的上端与环形槽8的底部相通，外筒1内壁上开有多个与内筒2数量相同且与通道10相通的第二通孔11，多个第二通孔11上下等距布置且间距等于内筒2的高度，内筒2在外筒1内滑动时可使第一通孔4和第二通孔11接通。

所述的集水皿9为一个水平放置的皿状结构，集水皿9的内底面为一个尖端朝上的锥面，集水皿9的底部靠近侧壁的位置圆周均布有多个竖向的过水孔12，多个过水孔12均位于环形槽8的正上方；集水皿9内的降水会沿锥面汇流至外侧然后经过水孔12流进环形槽8内。

所述的外筒1的上部固定有一个水平的隔板13，隔板13上放置有干降尘集尘缸14，外筒1的正上方固定有一个小端朝下的喇叭口15，喇叭口15的底边外翻且安装有多个圆周均布的引流杆16，引流杆16的下端均斜向外张开；喇叭口15内安装有一个与其内壁贴合的刮杆17，刮杆17与喇叭口15的母线成一定角度倾斜布置，刮杆17可绕喇叭口15的轴线转动，所述的集水皿9的中心位置开有一个竖向的第三通孔18，第三通孔18大于喇叭口15的下口；降雨时喇叭口15内的雨水可顺着其内壁流至底部，由于流体的引流效应，雨水会通过引流杆16被导流至集水皿9内；不降雨时，喇叭口15内收集的灰尘会被刮板刮下经集水皿9上的第三通孔18落入干降尘集尘缸14内。

为了便于将多个内筒2上下固定安装在一起，所述的内筒2由筒壁19和筒底20组成，筒壁19和筒底20经螺纹旋装在一起，筒壁19的上端和下端以及筒底20的上端和下端均设有螺纹，筒底20旋装在筒壁19下端，下方的筒壁19经其上端的螺纹与上方的筒底20连接。

所述的每个内筒2上的第一通孔4的内孔口的下方均安装有一个截面为弧形的引流板21，引流板21的内端伸至湿降尘集尘缸3的上方；从第一通孔4内流出的雨水可经引流板21流入湿降尘集尘缸3内。

所述的外筒1的底部安装有端盖22，端盖22的内表面上安装有多个缓冲弹簧23。

所述的湿降尘集尘缸3与内筒2侧壁之间留有间隙，每个内筒2的筒底20的上端面上均设有多个支撑块24，湿降尘集尘缸3放置在支撑块24上，筒底20上开有第一泄气孔25，端盖22上开有第二泄气孔26；湿降尘集尘缸3收集雨水时其内的空气可经第一泄气孔25和第二泄气孔26排出，保证其内气压的平衡，使雨水能顺畅的流入湿降尘集尘缸3内。

为了防止第一通孔4和第二通孔11以及卡块6和定位凹槽7之间出现圆周方向的错位，所述的每个内筒2的外壁上均固定有一个滑块27，外筒1的内壁上开有一个数向的导向槽28，内筒2安装在外筒1内时滑块27置于导向槽28内。

所述的通道10、第一通孔4、第二通孔11构成一个水流通路，所述的外筒1的筒壁19内圆周均布有多组水流通路。

本发明的刮杆17由微型电机驱动转动；以下以内筒2数量为三个为例介绍本发明的工作原理和使用过程：首先将一个湿降尘集尘缸3放置在一个筒底20上，然后将最下方的内筒2的筒壁19旋装在该筒底20上，再将一个筒底20旋装在该筒壁19的上端，在该筒底20上放置一个湿降尘集尘缸3，然后将中间的内筒2的筒壁19旋装在该筒底20上，然后再将第三个筒底20旋装在该筒壁19上端并放置一个湿降尘集尘缸3，最后将最上方的内筒2的筒壁19旋装在此筒底20上，如此完成三个内筒2的上下连接以及三个湿降尘集尘缸3的放置；最上方的内筒2的筒壁19上端连接着环形套5。

内筒2组装完成后，拧开外筒1下端的端盖22，然后将三个筒壁19上的滑块27对准外筒1内壁上的导向槽28，从外筒1底部将内筒2装入外筒1内并向上推动内筒2，直至环形套5上最下方的卡块6卡进外筒1内壁上最上方的定位凹槽7内，内筒2被固定在外筒1内，然后将端盖22拧上；然后在隔板13上放置一个干降尘集尘缸14，并在干降尘集尘缸14内添加适量的溶液。

多个内筒2在此位置时，最下方的内筒2上的第一通孔4与外筒1内壁上最下方的第二通孔11相对并接通，由于相邻的两个第二通孔11之间的距离等于内筒2的高度，而内筒2组装好后相邻的两个第一通孔4之间的距离等于内筒2的高度加H，因此此时中间的第一通孔4比中间的第二通孔11的位置高H，最上方的第一通孔4比最上方的第二通孔11的位置高2H。

组装好后将此装置通过支架或其他支撑装置放置在采样位置。

在不降雨时，空气中的降尘沉降在喇叭口15的内壁上，刮杆17转动将喇叭口15内壁上积尘向下刮至喇叭口15下端从其下端口落下，经集水皿9上的第三通孔18落入下方的干降尘集尘缸14内，实现干降尘的收集采样。

当降雨时，雨水会顺着喇叭口15的内壁向下流，流动至喇叭口15的下孔口处时，由于流体的导流作用，雨水会顺着多个引流杆16流动至引流杆16端部然后流入下方的集水皿9内；为了使引流顺利，所述的喇叭口15下端向外翻折处经大圆角光滑过渡，所述的引流杆16与水平面的夹角大于45度，以60度左右为宜；为了防止喇叭口15下端口与干降尘集尘缸14之间的距离过大导致积尘在下落过程中被吹散，所述的第三通孔18上方可安装一个竖向的套管，套管的上端接近喇叭口15的下端口。

雨水被引流至集水皿9内后，会沿集水皿9的底部的锥面汇流至外围然后经过水孔12流下进入外筒1上端的环形槽8内，然后流入通道10内，由于此时只有最下方的第一通孔4和第二通孔11相对接通，所以，雨水经通道10、最下方的第二通孔11和第一通孔4流入内筒2内，然后顺着引流板21流入最下方的湿降尘集尘缸3内；当最下方的湿降尘集尘缸3内收集的雨水的重力大于一个卡块6的卡紧力时，三个内筒2和环形套5会下落，下落H距离后，最下方的卡块6卡紧中间的定位凹槽7内，中间的卡块6卡进最上方的定位凹槽7内，此时两个卡块6提供两倍的卡紧力，将三个内筒2定位在此位置，此时中间的第一通孔4与中间的第二通孔11相对接通，最下方的第一通孔4比最下方的第二通孔11低H，最上方的第一通孔4比最上方的第二通孔11高H，因此，此时通道10内的雨水会经中间的第二通孔11和第一通孔4流入中间的湿降尘集尘缸3内；当中间的湿降尘集尘缸3内再收集到等量的雨水后，其与下方的湿降尘集尘缸3内的雨水总重力大于两个卡块6的卡紧力，三个内筒2再次下滑H，三个卡块6均卡进定位凹槽7内提供三倍的卡紧力，将三个内筒2定位在此位置，此时最上方的第一通孔4与最上方的第二通孔11相对接通，中间的第一通孔4比中间的第二通孔11低H，最下方的第一通孔4比最下方的第二通孔11低2H，因此，此时通道10内的雨水经最上方的第二通孔11和第一通孔4流入最上方的湿降尘集尘缸3内；当最上方的集尘缸内也收集到等量的雨水后，三个内筒2会再次下滑，此次会下滑至外筒1的底部，端盖22上的缓冲弹簧23对其进行缓冲使其平稳着陆，此时是三个第一通孔4均低于其对应的第二通孔11，三个第一通孔4均关闭，三个湿降尘集尘缸3不再收集雨水。

采样完成后，将干降尘集尘缸14内和湿降尘集尘缸3内收集到的样品经过滤、烘干等步骤得到降尘样本进行检测。

本发明实现按降雨量分段采集降尘样本的功能，可更准确的分析大气中的含尘量随降雨量的变化关系，而且湿降尘集尘缸3内收集到足量的雨水后进行切换，可防止缸内雨水溢出，样本流失造成的检测结果不准确；另外本装置依靠重力实现湿降尘集尘缸3的切换，利用流体的导流作用实现干降尘和湿降尘的分离，固有的物理属性相对于电子传感设备控制，不会出现因降水或环境恶劣使电子设备易失灵的情况，其工作性能稳定，可靠性高，适应范围广。

Claims (9)

1.一种降尘采样装置，包括竖向的外筒（1）以及多个上端开口的内筒（2），其特征在于，每个内筒（2）内均可放置一个湿降尘集尘缸（3），多个内筒（2）上下同轴固定安装在一起后放入外筒（1）内，多个内筒（2）外壁均与外筒（1）内壁贴合且可上下相对滑动，每个内筒（2）的侧壁上均开有一个第一通孔（4），每个内筒（2）上第一通孔（4）的位置高度不同，且按照从上到下的顺序，每个内筒（2）上的第一通孔（4）距离该内筒（2）顶部的距离等差递增，定义该差值为H；最上方的内筒（2）的上端固定连接有一个环形套（5），环形套（5）的外壁上安装有多个上下等距排列的卡块（6），外筒（1）的内壁上开有多个上下等距排列的定位凹槽（7），卡块（6）和定位凹槽（7）的数量均等于内筒（2）的数量，且卡块（6）的间距以及定位凹槽（7）的间距均等于H，卡块（6）与定位凹槽（7）相对时可弹出卡进定位凹槽（7）内；外筒（1）的筒壁（19）的顶端开有一个环形槽（8），外筒（1）正上方安装有一个可将外筒（1）上方的降水汇流至环形槽（8）内的集水皿（9），外筒（1）的筒壁（19）内开有竖向的通道（10），通道（10）的上端与环形槽（8）的底部相通，外筒（1）内壁上开有多个与内筒（2）数量相同且与通道（10）相通的第二通孔（11），多个第二通孔（11）上下等距布置且间距等于内筒（2）的高度，内筒（2）在外筒（1）内滑动时可使第一通孔（4）和第二通孔（11）接通。

2.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的集水皿（9）为一个水平放置的皿状结构，集水皿（9）的内底面为一个尖端朝上的锥面，集水皿（9）的底部靠近侧壁的位置圆周均布有多个竖向的过水孔（12），多个过水孔（12）均位于环形槽（8）的正上方。

3.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的外筒（1）的上部固定有一个水平的隔板（13），隔板（13）上放置有干降尘集尘缸（14），外筒（1）的正上方固定有一个小端朝下的喇叭口（15），喇叭口（15）的底边外翻且安装有多个圆周均布的引流杆（16），引流杆（16）的下端均斜向外张开；喇叭口（15）内安装有一个与其内壁贴合的刮杆（17），刮杆（17）与喇叭口（15）的母线成一定角度倾斜布置，刮杆（17）可绕喇叭口（15）的轴线转动，所述的集水皿（9）的中心位置开有一个竖向的第三通孔（18），第三通孔（18）大于喇叭口（15）的下口。

4.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的内筒（2）由筒壁（19）和筒底（20）组成，筒壁（19）和筒底（20）经螺纹旋装在一起，筒壁（19）的上端和下端以及筒底（20）的上端和下端均设有螺纹，筒底（20）旋装在筒壁（19）下端，下方的筒壁（19）经其上端的螺纹与上方的筒底（20）连接。

5.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的每个内筒（2）上的第一通孔（4）的内孔口的下方均安装有一个截面为弧形的引流板（21），引流板（21）的内端伸至湿降尘集尘缸（3）的上方。

6.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的外筒（1）的底部安装有端盖（22），端盖（22）的内表面上安装有多个缓冲弹簧（23）。

7.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的湿降尘集尘缸（3）与内筒（2）侧壁之间留有间隙，每个内筒（2）的筒底（20）的上端面上均设有多个支撑块（24），湿降尘集尘缸（3）放置在支撑块（24）上，筒底（20）上开有第一泄气孔（25），端盖（22）上开有第二泄气孔（26）。

8.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的每个内筒（2）的外壁上均固定有一个滑块（27），外筒（1）的内壁上开有一个数向的导向槽（28），内筒（2）安装在外筒（1）内时滑块（27）置于导向槽（28）内。

9.根据权利要求1所述的一种降尘采样装置，其特征在于，所述的通道（10）、第一通孔（4）、第二通孔（11）构成一个水流通路，所述的外筒（1）的筒壁（19）内圆周均布有多组水流通路。

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