CN111450781A - 气溶胶产生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气溶胶产生装置，包括：通过第一进气管(10)将压缩空气引入第一内罐(2)内部，进而通过Laskin喷嘴(6)产生小粒径气溶胶的装置；以及产生大粒径气溶胶的装置，其中所述产生大粒径气溶胶的装置包括：第二进气管(20)及与所述第二进气管(20)连通的空气雾化喷嘴(19)；第三进气管(21)，将压缩空气引入第二内罐(2)内部，进而使得液体通过虹吸管(16)引导至所述空气雾化喷嘴(19)以产生大粒径气溶胶。
Description
技术领域
本发明属于气溶胶的技术领域，具体涉及一种气溶胶产生装置。
背景技术
气溶胶(aerosol)由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点，其大小为0.001～100μm，分散介质为气体。液体气溶胶通常称为雾，固体气溶胶通常称为雾烟。
生活中常见的：天空中的云、雾、尘埃，工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟，采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘，人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。
随着生活水平的提高，人们对于生活环境的空气质量的要求越来越高。此外，伴随精密制造工业的发展，工业生产对于无尘环境的需求也越来越。因而空气过滤器的应用场景迎来迅速的增长。随之而来的是需要对空气过滤器的过滤效率进行评估。
对于空气过滤器的过滤效率评估，国内主要有GB/T 6165，GB/T 13554,GB/T14295，GB/T 34012等标准，还有国际标准ISO 16890，ASHRAE 52.2等。对空气过滤器效率进行分析的常见方法如下：
一、计重法：采用高浓度的人工尘，粒径大于大气尘，其成分有尘土、炭黑和短棉绒，按一定比例构成，在过滤器前、后测出其含尘质量后计算效率。适用于初效过滤器。
二、计径计数法：测试尘源为多分散标准气溶胶，仪器为激光粒子计数器，测量过滤器前后空气中颗粒物浓度。适用于各类型空气过滤器。
三、大气尘计径计数法：测试尘源为大气尘。适用于各类型空气过滤器。
四、钠焰法：用雾化干燥的方法人工发生氯化钠气溶胶，气溶胶颗粒的质量中值直径为0.5μm。将过滤器上下游的氯化钠气溶胶采集到燃烧器中并在氢火焰下燃烧，将燃烧产生的钠焰光转变为电流信号并由光电测量仪检测，电流值代表了氯化钠气溶胶的质量浓度，用测定的电流值即可求出过滤器的过滤效率。适用于高效过滤器。
大气尘因简单易得，业内广泛使用以大气尘作为尘源的测试方法，但是大气尘的浓度和粒径分布受室外污染源、风速风向、空气温湿度等因素的影响,粒子浓度和粒径分布都很难控制。因此通常以粒径分布确定的稳定的人工气溶胶来代替大气尘作为试验尘源。
然而，现有的Laskin喷嘴所发生的气溶胶粒径分布主要集中在1μm以下，其不能产生大粒径气溶胶，与大气尘的粒径分布差别较大，试验结果可能存在较大偏差；而GB/T14295中推荐的大粒径气溶胶发生器，其发生粒径主要在(0.3-2)μm，但缺点是其构造复杂，体积较大，不易携带，不便于现场检测。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，以提供一种可同时产生稳定的小粒径气溶胶，同时也能产生大粒径气溶胶的气溶胶产生装置。
根据本发明的第一方面提供一种气溶胶产生装置，其包括：通过第一进气管将压缩空气引入第一内罐内部，进而通过Laskin喷嘴产生小粒径气溶胶的装置；以及产生大粒径气溶胶的装置，其中所述产生大粒径气溶胶的装置包括：第二进气管及与所述第二进气管连通的空气雾化喷嘴；第三进气管，将压缩空气引入第二内罐内部，进而使得液体通过虹吸管引导至所述空气雾化喷嘴以产生大粒径气溶胶。
在一个实施方式中，压缩空气通过变径接口进入所述第一进气管。
在一个实施方式中，挡板环绕所述Laskin喷嘴的顶部设置，并且所述挡板上分布设置有气流孔。
在一个实施方式中，环绕所述挡板的外周设置有集尘罩。
在一个实施方式中，通过高效空气过滤器为所述第一进气管、第二进气管以及第三进气管提供压缩空气。
在一个实施方式中，所述高效空气过滤器的下游端通过四通阀分别与所述第一进气管、第二进气管以及第三进气管连通。
在一个实施方式中，所述第一内罐的材质为PVC。
在一个实施方式中，所述第二内罐的材质为不锈钢。
在一个实施方式中，所述第一内罐和所述第二内罐分隔开且设置在一个主罐体内。
根据本发明的气溶胶产生装置，可产生稳定的(0.1-1)μm的小粒径气溶胶，同时也能产生(1-10)μm的大粒径气溶胶，并且小巧易安装携带，便于在现场检测使用，同时避免了传统的Laskin喷嘴不能产生大粒径气溶胶的缺陷。
附图说明
结合下面附图描述，本发明的上述和/或附加的方面和优点将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的气溶胶产生装置的结构示意图。
其中：1-主罐体；2-第一内罐；3-液面；4-内丝连接件；5-双螺栓卡箍；6-Laskin喷嘴；7-挡板；8-集尘罩；9-气溶胶出口；10-第一进气管；11-法兰盘；12-密封垫；13-固定栓；14-变径接头；15-第二内罐；16-虹吸管；17-主进气管；18-稳压阀；19-空气雾化喷嘴；20-第二进气管；21-第三进气管；22-调节阀；23-四通阀；24-高效空气过滤器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1示意性的示出了本发明的气溶胶产生装置。其中，气溶胶产生装置包括产生小粒径气溶胶的装置和产生大粒径气溶胶的状，具体为分别独立设置的第一内罐2和第二内罐15。图中示意性的示出了第一内罐2和第二内罐15均设置在主罐体1的内部，并且主罐体1的顶部通过双螺栓卡箍5连接盖板封闭。从图中可看见，第一内罐2和第二内罐15是分隔开并且在主罐体1的内部的不能互相连通。
第一内罐2的顶部开口通过固定栓13连接密封垫12以进行封闭，第一内罐2的内部填充一定量的液体。
第一进气管10穿过主罐体1和密封垫12延伸进入第一内罐2的内部，并且第一进气管10的端部连接有Laskin喷嘴6，使得Laskin喷嘴的部分浸没在第一内罐2内的液面3以下，从而当空气被引入第一内罐2的内部时与液体充分混合。通过第一进气管将压缩空气以很高的速度从Laskin喷嘴6的小管喷出，由于空气射流的搅动，在液体中产生了微小气泡，当气泡在液体表面炸裂时，就能够形成气溶胶。根据形成气溶胶的液体成份不同，第一内罐2的材质可以是PVC。
进一步地，Laskin喷嘴6的顶部设置有挡板7，挡板7环绕Laskin喷嘴6的顶部设置，并且分布设置有气流孔，从而使得气溶胶能够通过挡板上的气流孔，再从穿过密封垫12的气溶胶出口9排出，气溶胶上升通过挡板时，挡板7的可以阻挡较大液滴通过，也能够防止液体的溅射。
进一步地，环绕挡板7的外周可以设置向顶部延伸的集尘罩8，以便于收集形成的气溶胶，并且被挡板7阻挡的较大液滴也能够沿着集成罩8的侧壁回流到第一内罐2。同时，环绕的集成罩8还能够防止液体溅射，并且对于气溶胶上升至气溶胶出口9也形成一定引导作用。
第二内罐15也同样可以顶部开口通过固定栓13连接密封垫12以进行封闭。虹吸管16延伸穿过密封垫12以进入第二内罐15的内部，同时虹吸管16的出口端与第二进气管20在空气雾化喷嘴19处汇合。第三进气管21穿过密封垫12与第二内罐15内部连通，从而压缩空气通过第三进气管21进入第二内罐15内部，增大内部气压以将液体压入虹吸管16，协同虹吸作用将液体吸入送至空气雾化喷嘴19，同时通过第二进气管20将压缩空气输送进空气雾化喷嘴19，使其雾化产生气溶胶喷出。根据形成气溶胶的液体成份不同，第二内罐2的材质可以是不锈钢。
进一步的，通过高效空气过滤器24为第一进气管10、第二进气管20以及第三进气管21提供压缩空气。
如图1中示意性示出的，高效空气过滤器24的上游端通过主进气管7与稳压阀18连通，高效空气过滤器24的下游端通过四通阀23分别与第一进气管10、第二进气管20以及第三进气管21连通。为保证通路的开闭效果和进气量，在各进气管端部可以设置调节阀22。
进一步的，第一进气管10经由变径接头14与四通阀22连通，从而降低进入第一进气管10的压缩空气的速度。
典型地，各管线可通过设置在盖板或者密封垫上的内丝连接件4形成穿过盖板或密封垫的管路。
以下，进一步描述本发明的气溶胶产生装置的工作原理。
空气经高效空气过滤器24称为压缩空气，进而经过下游四通阀22分别进入第一进气管10、第二进气管20以及第三进气管21。以下分别对各进气管的工作机理进行描述，然而应当理解的是，各进气管的工作机理并无特定的先后顺序，通常它们可以同时产生作用。
压缩空气通过变径接口14进入第一进气管10，压缩空气以很高的速度从Laskin喷嘴6的小管喷出进入液体，由于空气射流的搅动，在液体中产生了微小气泡，当气泡在液体表面炸裂时，形成气溶胶。产生的气溶胶喷雾经过集尘罩8聚集，通过挡板7上的气流孔，再从气溶胶出口9排出。如此，气溶胶产生稳定性较好，主要产生(0.1-1)μm的小粒径气溶胶。
压缩进入第三进气管21进入第二内罐15内部，使得第二内罐15内部压力增加，将液体压入虹吸管16，协同虹吸作用将液体吸入送至空气雾化喷嘴19，同时第二进气管20将压缩空气输送进空气雾化喷嘴19，使液体雾化产生气溶胶喷出。如此，主要依靠高压，辅助虹吸作用使液体雾化产生气溶胶，稳定性较好，主要产生(1-10)μm的大粒径气溶胶。
综上，利用本发明的气溶胶产生装置，可产生稳定的(0.1-1)μm的小粒径气溶胶，同时也能产生(1-10)μm的大粒径气溶胶，并且小巧易安装携带，便于在现场检测使用，同时避免了传统的Laskin喷嘴不能产生大粒径气溶胶的缺陷。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括：通过第一进气管(10)将压缩空气引入第一内罐(2)内部，进而通过Laskin喷嘴(6)产生小粒径气溶胶的装置；以及
产生大粒径气溶胶的装置，其中所述产生大粒径气溶胶的装置包括：
第二进气管(20)及与所述第二进气管(20)连通的空气雾化喷嘴(19)；
第三进气管(21)，将压缩空气引入第二内罐(2)内部，进而使得液体通过虹吸管(16)引导至所述空气雾化喷嘴(19)以产生大粒径气溶胶。
2.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于：压缩空气通过变径接口(14)进入所述第一进气管(10)。
3.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于：挡板(7)环绕所述Laskin喷嘴(6)的顶部设置，并且所述挡板(7)上分布设置有气流孔。
4.根据权利要求3所述的气溶胶产生装置，其特征在于：环绕所述挡板(7)的外周设置有集尘罩(8)。
5.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于：通过高效空气过滤器(24)为所述第一进气管(10)、第二进气管(20)以及第三进气管(21)提供洁净压缩空气。
6.根据权利要求5所述的气溶胶产生装置，其特征在于：所述高效空气过滤器(24)的下游端通过四通阀(23)分别与所述第一进气管(10)、第二进气管(20)以及第三进气管(21)连通。
7.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于：所述第一内罐(2)的材质为PVC。
8.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于：所述第二内罐(15)的材质为不锈钢。
9.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于：所述第一内罐(2)和所述第二内罐(15)分隔开且设置在一个主罐体(1)内。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Effective date of registration: 20201020 Address after: 100013 Beijing, North Third Ring Road, No. 30 East Road, Chaoyang District Applicant after: CHINA ACADEMY OF BUILDING RESEARCH Ltd. Applicant after: Jianke Huanneng (Beijing) Technology Co., Ltd Address before: 100013 Beijing, North Third Ring Road, No. 30 East Road, Chaoyang District Applicant before: CHINA ACADEMY OF BUILDING RESEARCH Ltd. |
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