CN111024560A - 云雾颗粒采集器 - Google Patents

Abstract

云雾颗粒采集器，包括壳体，壳体内设有气流通道；其特征在于，气流通道包括进气通道和连通于进气通道的末端并倾斜布置的斜向通道，进气通道呈水平方向布置，斜向通道与水平面呈45°夹角；本发明的有益效果在于：由于进气通道呈水平方向布置，因此气流不会形成大量的紊流，气流中的颗粒不会在紊流作用下相互碰撞而团聚或分裂从而导致颗粒的体积增大或减小，更不会使位于气流通道之外的与进入到气流通道内的气流中的颗粒的分布密度产生明显的变化。因此气流通道之外的与进入到气流通道之内的气流中颗粒的分布密度、体积大小基本维持一致。

Description

云雾颗粒采集器

本发明涉及一种能够采集云雾颗粒的采集器，特别涉及一种具有流道的云雾颗粒采集器。

技术背景

在煤矿开采领域，由于大部分矿层均远离地表，因此无法使用露天开采的方式，而必须使用地下开采的方式。地下开采煤矿时需要挖采人员深入地里，在地表下形成挖掘煤矿的涵道，涵道的通风效果一般比较差，挖采过程中产生的大量粉尘集聚在涵道内无法有效扩散，若气体中的粉尘集聚到一定浓度，有可能因为火星而引起爆炸，而且吸入过多的粉尘也会导致挖采人员患上如尘肺病等慢性肺部疾病，导致预期寿命减少。为了能够有效监测涵道内的漂浮在空中的颗粒浓度和体积大小，首要任务是颗粒的采集。微粒采集器的结构多种多样，例如专利公开号为CN206920196U所披露的微粒采集器，包括具有气流通道的外壳体，在气流通道内设置鼓风机，鼓风机用于把外部微粒抽吸到气流通道内；在气流通道内可拆卸地设置有收集板，收集板用于收集进入到气流通道的微粒；收集板设置在气流通道的进风口与鼓风机之间；在收集板上设置有过风孔或者收集板与气流通道的内侧壁之间形成有过风间隙。但是经过多次的采样试验发现，采用这种微粒采集器在涵道内进行颗粒采集的失真度非常大，这种微粒采集器并不适用于涵道内的颗粒采集。

发明内容

为什么中国专利CN206920196U所披露的微粒采集器在涵道内进行颗粒采集的失真度非常大呢。围绕这个问题，本发明人进行了深入的研究后发现，涵道内的气流大体上是水平流动的，而专利CN206920196U的微粒采集器的气流通道是竖立布置的，在涵道内流动的气流需要在所述鼓风机的抽吸作用下从水平方向转换到竖立方向才可以进入到所述微粒采集器的气流通道内，而在此过程中会形成大量的紊流进而影响到气流中的微粒分布密度（浓度），即进入到所述微粒采集器的气流通道内的微粒分布密度与进入到所述微粒采集器的气流通道前的已经发生了明显的变化，此时所述微粒采集器所采集到的微粒分布密度并不能准确反映涵道内的微粒分布密度，而且在紊流中的颗粒会相互碰撞而团聚或分裂，从而导致颗粒的体积发生变化。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种云雾颗粒采集器，包括壳体，所述壳体内设有气流通道；其特征在于，所述气流通道包括进气通道和连通于所述进气通道的末端并倾斜布置的斜向通道，所述进气通道呈水平方向布置，所述斜向通道与水平面呈45°夹角；在所述斜向通道内安装有用于支撑采样片的支撑架，所述支撑架定位在所述壳体上并且能够让所述斜向通道内的气流通过，当采样工作时所述采样片呈水平方向地布置在所述支撑架上从而能够收集所述斜向通道内流动气流中所包含的云雾颗粒；还包括轴流风扇，所述轴流风扇安装在所述壳体上并位于所述支撑架的下游从而当其工作时能够让所述气流通道内的气流流动。

其中，所述进气通道呈水平方向布置，这样所述进气通道的布置方向与涵道内的水平流动的气流的流动方向是基本一致的，涵道内的气流可在不改变流动方向的情况下，沿原方向顺利进入到所述进气通道内，这样气流中不会形成大量的紊流，气流中的颗粒能够按原方向继续水平流动，不会在紊流作用下相互碰撞而团聚或分裂从而导致颗粒的体积增大或减小，也不会由于紊流的作用而使位于所述气流通道之外的与进入到所述气流通道内的气流中的颗粒的分布密度产生明显的变化。紊流的减少有利于所述气流通道之外的与进入到所述气流通道之内的气流中颗粒的分布密度、体积大小基本维持一致。

其中，所述斜向通道与水平面呈45°夹角，这样，利用所述斜向通道改变进入到所述气流通道内的气流的流向，使进入到所述斜向通道内的气流的流动方向与水平面也是呈45°夹角，为所述采样片能够承接气流中颗粒提供实现基础。

其中，所述支撑架定位在所述壳体上并且能够让所述斜向通道内的气流通过，这样所述支撑架并不会完全封堵所述斜向通道，也不会完全阻挡气流的流动。

根据上述技术方案，与现有技术专利CN206920196U相比，本发明的有益效果在于：首先，由于所述进气通道呈水平方向布置，因此气流不会形成大量的紊流，气流中的颗粒不会在紊流作用下相互碰撞而团聚或分裂从而导致颗粒的体积增大或减小，更不会使位于所述气流通道之外的与进入到所述气流通道内的气流中的颗粒的分布密度产生明显的变化。因此所述气流通道之外的与进入到所述气流通道之内的气流中颗粒的分布密度、体积大小基本维持一致。其次，由于所述斜向通道与水平面呈45°夹角，使进入到所述斜向通道内的气流的流动方向与水平面也是呈45°夹角，为所述采样片能够承接气流中颗粒提供实现基础。综合上述，利用上述技术方案能够提高云雾颗粒采集器的颗粒采集精准度。

为了减少气流在从所述进气通道流入到所述斜向通道内的过程中碰撞到所述壳体上而形成紊流，进一步的技术方案还可以是，所述进气通道与所述斜向通道顺滑过渡。这样可以减少气流碰撞到所述进气通道与所述斜向通道的交界位置的壳体上，气流能够顺利地从所述进气通道流入到所述斜向通道内。其中，为了实现所述进气通道与所述斜向通道顺滑过渡，可选择的结构是在所述斜向通道的首端设置有圆角过渡通道，所述圆角过渡通道连通所述进气通道的末端。

如果气流从所述斜向通道内直接流出到外部空间即涵道中，必定与涵道中流动的气流碰撞形成紊流而影响到下游的其他采集器的颗粒采集。鉴于此进一步的技术方案还可以是，所述气流通道呈S型从而还包括有与所述进气通道存在高低落差并呈水平方向布置的出气通道，所述出气通道连通于所述斜向通道的末端。这样，从所述斜向通道内流出的气流能够进人到所述出气通道内并在所述出气通道的导向下水平流动，最终从所述出气通道内流出的气流基本上也是沿水平方向流动的，与涵道内的水平流动的气流的流动方向基本一致，减少了紊流的形成。

为了固定所述壳体，进一步的技术方案还可以是，还包括有固定底座以及设置在所述固定底座上并前、后间隔布置的第一支架和第二支架，在所述第一支架的顶端设置有凹口部，所述第二支架呈门框状；所述进气通道所在位置高于所述出气通道，形成所述进气通道的壳体支承于所述凹口部上，形成所述出气通道的壳体穿套在由所述第二支架与所述固定底座围成的内侧空间中。这样可以为所述壳体提供稳定的定位、支撑。

所述轴流风扇的叶片会对周围气流有很大的扰动，所述轴流风扇周围的气流是紊乱的，如果所述轴流风扇过于靠近所述支撑架上的采样片，会影响到所述采样片的采样。鉴于此，进一步的技术方案还可以是，所述轴流风扇设置在所述气流通道的下游末端。这样所述轴流风扇可以远离所述支撑架，减少对所述采样片的采样真实性的不良影响。

进一步的技术方案还可以是，在所述支撑架上设置有过风孔。这样可以减少所述支撑架对气流以及气流中的颗粒的拦阻，并减少颗粒碰撞到所述支撑架上的几率。

进一步的技术方案还可以是，在所述支撑架上设置有一对左、右间隔布置的所述过风孔，在一对所述过风孔之间设置有用于支撑所述采样片的安装区。

进一步的技术方案还可以是，在所述壳体的左、右分置的壳侧壁上分别设置有侧壁孔，所述支撑架能够横向穿过所述侧壁孔而架设到所述壳体的左、右分置的壳侧壁上；还包括有一对密封件，一对所述密封件能够分别设置在所述支撑架的左、右两端并分别密封一对所述侧壁孔。这样，便利了所述支撑架的安装和拆卸，也就便利了所述采用片的安装和拆卸。另外通过所述密封件密封所述侧壁孔，减少所述气流通道内的气流通过所述侧壁孔向外泄漏，从而有利于维持所述气流通道内的气流的流动的稳定性以及提高采样的真实性。

进一步的技术方案还可以是，在所述支撑架的左、右两端分别设置有凸台，所述凸台的外径小于所述侧壁孔的内径，当所述支撑架架设到所述壳体的左、右分置的壳侧壁上时，所述凸台位于所述气流通道之外；所述密封件的外径大于所述侧壁孔的内径，所述密封件能够设置在支撑架上并位于所述凸台与所述壳侧壁之间从而阻止所述凸台穿过所述侧壁孔。这样，所述密封件还可以起到固定所述支撑架的作用。

进一步的技术方案还可以是，所述密封件呈U形从而具有卡口，所述密封件能够通过所述卡口卡接在支撑架上。这样，便利了所述密封件的安装和拆卸。

附图说明

图1 是应用本发明技术方案的云雾颗粒采集器的主视图方向的结构示意图；

图2 是应用本发明技术方案的云雾颗粒采集器的分解结构示意图；

图3 是应用本发明技术方案的云雾颗粒采集器的立体结构示意图；

图4 是应用本发明技术方案的云雾颗粒采集器的支撑架的俯视结构示意图；

图5 是图1中A-A方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明提出一种云雾颗粒采集器，包括壳体100，所述壳体100内设有气流通道1；所述气流通道1包括进气通道11和连通于所述进气通道11的末端并倾斜布置的斜向通道12，所述进气通道11呈水平方向布置，所述斜向通道12与水平面呈45°夹角；在所述斜向通道12内安装有用于支撑采样片的支撑架4，所述支撑架4定位在所述壳体100上并且能够让所述斜向通道12内的气流通过，当采样工作时所述采样片呈水平方向地布置在所述支撑架4上从而能够收集所述斜向通道12内流动气流中所包含的云雾颗粒；还包括轴流风扇300，所述轴流风扇300安装在所述壳体100上并位于所述支撑架4的下游从而当其工作时能够让所述气流通道1内的气流流动。当云雾颗粒采集器进行采样工作时，所述轴流风扇300启动，处于外部空间即涵道中的气流进入到所述气流通道1的所述进气通道11，继后，流动到斜向通道12内，有部分气流会与所述支撑架4上的采样片碰撞，采样片收集气流中所包含的云雾颗粒，其余气流继续流动并流出到外部空间即涵道中。

其中，所述进气通道11呈水平方向布置，这样所述进气通道11的布置方向与涵道内的水平流动的气流的流动方向是基本一致的，涵道内的气流可在不改变流动方向的情况下，沿原方向顺利进入到所述进气通道11内，这样气流中不会形成大量的紊流，气流中的颗粒能够按原方向继续水平流动，不会在紊流作用下相互碰撞而团聚或分裂从而导致颗粒的体积增大或减小，也不会由于紊流的作用而使位于所述气流通道1之外的与进入到所述气流通道1内的气流中的颗粒的分布密度产生明显的变化。紊流的减少有利于所述气流通道1之外的与进入到所述气流通道1之内的气流中颗粒的分布密度、体积大小基本维持一致。其次，所述斜向通道12与水平面呈45°夹角，这样，利用所述斜向通道12改变进入到所述气流通道1内的气流的流向，使进入到所述斜向通道12内的气流的流动方向与水平面也是呈45°夹角，为所述采样片能够承接气流中颗粒提供实现基础。综合上述，利用上述技术方案能够提高云雾颗粒采集器的颗粒采集精准度。

如图1和图3所示，所述轴流风扇300的叶片会对周围气流有很大的扰动，所述轴流风扇300周围的气流是紊乱的，如果所述轴流风扇300过于靠近所述支撑架4上的采样片，会影响到所述采样片的采样。鉴于此，可以把所述轴流风扇300设置在所述气流通道1的下游末端，在本实施方式中，所述轴流风扇300设置在下面将要论述到的所述出气通道13的未端位置。这样所述轴流风扇300可以远离所述支撑架4，减少对所述采样片的采样真实性的不良影响。

如图1、图2和图3所示，为了减少气流在从所述进气通道11流入到所述斜向通道12内的过程中碰撞到所述壳体100上而形成的紊流，所述进气通道11与所述斜向通道12顺滑过渡。其中，为了实现所述进气通道11与所述斜向通道12顺滑过渡，所述斜向通道12的首端设置有圆角过渡通道19，所述圆角过渡通道19连通所述进气通道11的末端。这样可以减少气流碰撞到所述进气通道11与所述斜向通道12的交界位置的壳体上，气流能够顺利地从所述进气通道11流入到所述斜向通道12内。

如果气流从所述斜向通道12内直接流出到外部空间即涵道中，必定与涵道中流动的气流碰撞形成紊流而影响到下游的其他采集器的颗粒采集。鉴于此进一步的技术方案是，所述气流通道1呈S型从而还包括有与所述进气通道11存在高低落差并呈水平方向布置的出气通道13，所述出气通道13连通于所述斜向通道12的末端。这样，在所述出气通道13的导向下，从所述出气通道13内流出的气流基本上也是沿水平方向流动的，与涵道内的水平流动的气流的流动方向基本一致，减少了紊流的形成。

如图2、图4和图5所示，在所述支撑架4包括有架主体41，在所述架主体41上设置有一对左、右间隔布置的所述过风孔（411、412），在一对所述过风孔（411、412）之间设置有用于支撑所述采样片的安装区413。这样利用所述过风孔（411、412）可以减少所述支撑架4对气流以及气流中的颗粒的拦阻，并减少颗粒碰撞到所述支撑架4上的几率。为了固定所述支撑架4，在所述壳体100的左、右分置的壳侧壁（110，110a）上分别设置有侧壁孔（1101，1101a），所述支撑架4还包括有设置在所述架主体41的左、右两端的凸台（42、42a），所述凸台（42、42a）的外径小于所述侧壁孔（1101，1101a）的内径，所述凸台（42、42a）都能够穿过侧壁孔（1101，1101a），从而使所述支撑架4能够横向穿过所述侧壁孔（1101，1101a）而架设到所述左、右分置的壳侧壁（110，110a）上。当所述支撑架4架设到所述壳体100的左、右分置的壳侧壁（110，110a）上时，所述凸台（42、42a）位于所述气流通道1之外。还包括有一对密封件（3、3a），所述密封件3的外径大于所述侧壁孔1101的内径，所述密封件3呈U形从而具有卡口30，所述密封件3通过卡口30卡接在支撑架4左端位置并位于所述凸台42与所述壳侧壁110之间从而阻止所述凸台42穿过所述侧壁孔1101，并且所述密封件3在所述凸台42与所述壳侧壁110的压紧作用下密封所述侧壁孔1101；所述密封件3a的外径大于所述侧壁孔1101a的内径，所述密封件3a呈U形从而具有卡口30a，所述密封件3a通过卡口30a卡接在支撑架4a右端位置并位于所述凸台42a与所述壳侧壁110a之间从而阻止所述凸台42a穿过所述侧壁孔1101a，并且所述密封件3a在所述凸台42a与所述壳侧壁110a的压紧作用下密封所述侧壁孔1101a。可见，利用所述密封件（3、3a）可以密封所述侧壁孔（1101，1101a），减少所述气流通道1内的气流通过所述侧壁孔（1101，1101a）向外泄漏，从而有利于维持所述气流通道1内的气流的流动的稳定性以及提高采样的真实性。另外，所述密封件（3、3a）还可以起到固定所述支撑架4的作用，并且所述卡口（30，30a）便利了所述密封件（3、3a）的安装和拆卸，相应的便利了所述支撑架4的安装和拆卸，也就便利了所述采用片的安装和拆卸。

如图2和图3所示，进一步的，还包括有固定底座2以及设置在所述固定底座2上并前、后间隔布置的第一支架21和第二支架22，在所述第一支架21的顶端设置有凹口部210，所述第二支架22呈门框状；所述进气通道11所在位置高于所述出气通道13，形成所述进气通道11的壳体支承于所述凹口部210上，形成所述出气通道13的壳体穿套在由所述第二支架22与所述固定底座2围成的内侧空间中。这样可以为所述壳体100提供稳定的定位、支撑。

Claims (10)

1.云雾颗粒采集器，包括壳体，所述壳体内设有气流通道；其特征在于，所述气流通道包括进气通道和连通于所述进气通道的末端并倾斜布置的斜向通道，所述进气通道呈水平方向布置，所述斜向通道与水平面呈45°夹角；在所述斜向通道内安装有用于支撑采样片的支撑架，所述支撑架定位在所述壳体上并且能够让所述斜向通道内的气流通过，当采样工作时所述采样片呈水平方向地布置在所述支撑架上从而能够收集所述斜向通道内流动气流中所包含的云雾颗粒；还包括轴流风扇，所述轴流风扇安装在所述壳体上并位于所述支撑架的下游从而当其工作时能够让所述气流通道内的气流流动。

2.根据权利要求1所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，所述进气通道与所述斜向通道顺滑过渡。

3.根据权利要求1所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，所述气流通道呈S型从而还包括有与所述进气通道存在高低落差并呈水平方向布置的出气通道，所述出气通道连通于所述斜向通道的末端。

4.根据权利要求3所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，还包括有固定底座和设置在所述固定底座上并前、后间隔布置的第一支架和第二支架，在所述第一支架的顶端设置有凹口部，所述第二支架呈门框状；所述进气通道所在位置高于所述出气通道，形成所述进气通道的壳体支承于所述凹口部上，形成所述出气通道的壳体穿套在由所述第二支架与所述固定底座围成的内侧空间中。

5.根据权利要求1所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，所述轴流风扇设置在所述气流通道的下游末端。

6.根据权利要求1～5任一项所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，在所述支撑架上设置有过风孔。

7.根据权利要求6所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，在所述支撑架上设置有一对左、右间隔布置的所述过风孔，在一对所述过风孔之间设置有用于支撑所述采样片的安装区。

8.根据权利要求1～5任一项所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，在所述壳体的左、右分置的壳侧壁上分别设置有侧壁孔，所述支撑架能够横向穿过所述侧壁孔而架设到所述壳体的左、右分置的壳侧壁上；还包括有一对密封件，一对所述密封件能够分别设置在所述支撑架的左、右两端并分别密封一对所述侧壁孔。

9.根据权利要求8所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，在所述支撑架的左、右两端分别设置有凸台，所述凸台的外径小于所述侧壁孔的内径，当所述支撑架架设到所述壳体的左、右分置的壳侧壁上时，所述凸台位于所述气流通道之外；所述密封件的外径大于所述侧壁孔的内径，所述密封件能够设置在支撑架上并位于所述凸台与所述壳侧壁之间从而阻止所述凸台穿过所述侧壁孔。

10.根据权利要求9所述的云雾颗粒采集器，其特征在于，所述密封件呈U形从而具有卡口，所述密封件能够通过所述卡口卡接在支撑架上。

Images