CN112051113B - 一种自阻式气溶胶取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自阻式气溶胶取样装置，包括盒体、支承盘、O型圈、顶盖、下夹盖、环形密封圈、挡环和取样滤纸，本装置通过采用自阻式挡环结构不需要提供额外动力，仅仅靠挡环自身重力即可实现密封，使用起来更加的安全可靠，在未取样时，通过挡环可有效封堵气流路径，避免了环境空气中的气溶胶对取样结果的干扰，大粒径气溶胶(>10μm)撞击挡环后坠落沉积在盒体孔道内，避免了大粒径气溶胶对取样结果的影响，同时盒体和挡环皆采用金属材料制作而成，可克服因附壁、静电吸附等造成大量气溶胶损失的问题，支承盘的作用是防止取样时因气流过大而造成滤纸破损。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，具体是一种自阻式气溶胶取样装置。
背景技术
目前，气溶胶的基础理论已相当完善，有关气溶胶的技术也日益成熟，其中气溶胶的监测或测量技术是气溶胶技术中最重要的，它是各个环节中不可或缺的，而要实现监测或测量，首先要进行取样，之后才能对气溶胶的各种物理特性和化学特性进行研究，气溶胶取样就是对空气中的气溶胶粒子进行收集，最常用的取样方法是过滤法，国内外针对过滤取样中的收集介质(主要是滤纸)开展了大量研究工作，包括过滤效率、滤纸阻力、表面特性、制作材料等，有效地指导了相关气溶胶取样工作，在气溶胶不同粒度分布研究方面，开展了撞击式粒度分布取样、向心式粒度分布取样和旋风分离取样等研究，通过对撞击效率、切割直径等分析，获取了气溶胶的粒度分布特征，在取样样品代表性方面，开展了流量的正确测定、抽气泵和收集介质的正确选用、气流入口设计以及取样管的管壁损失等研究。
但关于取样前后环境空气中气溶胶的扩散对取样结果的影响，尤其是关于自阻式气溶胶取样方面未见文献报道，因此无法保证取样结果的代表性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自阻式气溶胶取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种自阻式气溶胶取样装置，包括盒体，所述盒体的顶部通过第一螺纹孔活动安装有顶盖，所述盒体与顶盖连接处设置有O型圈，所述盒体内环形通道上方活动放置有挡环，所述盒体的外表面环绕设置有取样口，且取样口的一端为中断的闭合结构，所述盒体的底部通过第二螺纹孔活动安装有呈漏斗状的下夹盖，所述下夹盖与盒体连接处设置有环形密封圈，所述环形密封圈的数量为两个，所述环形密封圈之间设置有取样滤纸，所述取样滤纸的下方固定安装有支承盘，所述盒体的底部设置有导通口；当本自阻式气溶胶取样装置未取样时，挡环靠自身重力封闭气流路径，防止气溶胶通过扩散作用进入盒体；当本自阻式气溶胶取样装置取样时，气流由取样口经环形通道进入盒体内，挡环悬浮，气溶胶通过挡环两侧空间进入盒体内，并富集于取样滤纸上，被取样滤纸过滤后的气体经下夹盖下端设置有的导通口排出；当本自阻式气溶胶取样装置取样结束后，挡环恢复到环形通道上方位置，封闭气流路径。
作为本发明进一步的方案：所述第一螺纹孔和第二螺纹孔环绕顶盖、盒体和下夹盖交错设置。
作为本发明进一步的方案：导通口的形状为顶部圆直径大于底部圆直径的圆台。
作为本发明进一步的方案：所述盒体和顶盖的形状皆为规则的圆柱。
作为本发明进一步的方案：所述盒体和挡环皆采用金属材料制作而成。
本发明属于环境监测技术领域，主要用于对环境空气中的气溶胶进行取样富集。该装置利用设计的自阻式取样结构，在不需提供额外动力的情况下，实现了取样时气路通、未取样时气路闭的功能，有效地避免了环境空气中的气溶胶通过扩散作用对取样样品的干扰，保证了取样结果的代表性。
本发明主要由盒体、顶盖、挡环、支承盘、下夹盖、O型圈和环形密封圈等组成，在盒体内设计自阻式挡环结构，即将挡环放置于盒体内环形通道上方：未取样时，挡环靠自身重力封闭了气流路径，有效地防止了气溶胶通过扩散作用进入盒体；取样时，气流由盒体侧面经环形通道进入盒体内，此时挡环悬浮一定高度(如附图1(b)中红色虚线所示)，一定粒度的气溶胶通过挡环两侧空间进入盒体内，并富集于滤纸上；取样结束后，挡环恢复到环形通道上方位置，封闭了气流路径。自阻式挡环结构在不需要提供额外动力的情况下，有效避免了取样前后环境空气中的气溶胶通过扩散作用进入盒体对取样样品造成干扰，保证了取样结果的代表性。在盒体和下夹盖的环形密封圈之间放置滤纸，滤纸下方为支承盘，支承盘的作用是防止取样时因气流过大而造成滤纸破损。盒体和顶盖通过O型圈密封，防止气流渗入。盒体和挡环采用金属材料，可克服因附壁、静电吸附等造成大量气溶胶损失的技术问题。
本发明在操作过程中，未取样时，挡环置于盒体内环形通道上方，封闭了气流路径；取样时，挡环悬浮一定高度，一定粒度的气溶胶通过挡环两侧空间进入盒体内；取样结束后，挡环又恢复到初始位置，即盒体内环形通道上方，封闭了气流路径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本装置通过采用自阻式挡环结构不需要提供额外动力，仅仅靠挡环自身重力即可实现密封，使用起来更加的安全可靠。
2、在未取样时，通过挡环可有效封堵气流路径，避免了环境空气中的气溶胶对取样结果的干扰。
3、大粒径气溶胶(>10μm)撞击挡环后坠落沉积在盒体孔道内，避免了大粒径气溶胶对取样结果的影响。
综上所述，本发明的自阻式挡环结构不需要提供额外动力，仅仅靠挡环自身重力就可有效封堵气流路径，避免了未取样时环境空气中的气溶胶对取样结果的干扰，安全可靠。
附图说明
图1为一种自阻式气溶胶取样装置的主视图。
图2为一种自阻式气溶胶取样装置的俯视图。
图3为一种自阻式气溶胶取样装置的内部结构示意图。
图中所示：1、顶盖；2、第二螺纹孔；3、取样口；4、盒体；5、下夹盖；6、导通口；7、O型圈；8、挡环；9、支承盘；10、环形密封圈；11、第一螺纹孔；12、取样滤纸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明主要由顶盖1、挡环8、盒体4、支承盘9、下夹盖5、O型圈7和环形密封圈10等组成。盒体4与顶盖1通过第一螺孔11连接，两者之间由O型圈7密封；挡环8放置于盒体4内环形通道上方；盒体4与下夹盖5通过第二螺纹孔2连接，两者之间由环形密封圈10密封；两环形密封圈10之间放置取样滤纸，滤纸下方设置支承盘9。
本发明实施例中，一种自阻式气溶胶取样装置，包括盒体4，盒体4的顶部通过第一螺纹孔11活动安装有顶盖1，盒体4与顶盖1连接处设置有O型圈7，盒体4内环形通道上方活动放置有挡环8，盒体4的底部通过第二螺纹孔2活动安装有主体呈漏斗状的下夹盖5，下夹盖5主体实质形成漏斗形管体，下夹盖5与盒体4连接处设置有环形密封圈10，环形密封圈10的数量为两个，环形密封圈10之间设置有取样滤纸12，取样滤纸12的下方固定安装有支承盘9，挡环8靠自身重力封闭了气流路径，有效地防止了气溶胶通过扩散作用进入盒体4，取样时，气流由盒体4侧面经环形通道进入盒体4内，此时挡环8悬浮一定高度，一定粒度的气溶胶通过挡环8两侧空间进入盒体4内，并富集于滤纸上，取样结束后，挡环8恢复到环形通道上方位置，封闭了气流路径，自阻式挡环结构在不需要提供额外动力的情况下，有效避免了取样前后环境空气中的气溶胶通过扩散作用进入盒体4对取样样品造成干扰，保证了取样结果的代表性，第一螺纹孔11和第二螺纹孔2环绕顶盖1、盒体4和下夹盖5交错设置，盒体4的外表面环绕设置有取样口3，且取样口3的一端为中断的闭合结构，盒体4和顶盖1的形状皆为规则的圆柱，盒体4和挡环8皆采用金属材料制作而成，可克服因附壁、静电吸附等造成大量气溶胶损失的问题。
本发明的取样原理：未取样时，挡环8靠自身重力封闭了气流路径，有效地防止了气溶胶通过扩散作用进入盒体4；取样时，气流由盒体4侧面(取样口3)经环形通道进入盒体4内，此时，挡环8悬浮一定高度，一定粒度的气溶胶通过挡环8两侧空间进入盒体4内，并富集于取样滤纸12上，被过滤后的气体经下夹盖5下端设置有的排气口排出；取样结束后，挡环8恢复到环形通道上方位置，封闭了气流路径。本装置可有效避免取样样品污染。
本发明的工作原理是：在盒体4内设计自阻式挡环8结构，即将挡环8放置于盒体4内环形通道上方：未取样时，挡环8靠自身重力封闭了气流路径，有效地防止了气溶胶通过扩散作用进入盒体4，取样时，气流由盒体4侧面经环形通道进入盒体4内，此时挡环8悬浮一定高度，一定粒度的气溶胶通过挡环8两侧空间进入盒体4内，并富集于取样滤纸12上，取样结束后，挡环8恢复到环形通道上方位置，封闭了气流路径，自阻式挡环结构在不需要提供额外动力的情况下，有效避免了取样前后环境空气中的气溶胶通过扩散作用进入盒体4对取样样品造成干扰，保证了取样结果的代表性，在盒体4和下夹盖5的环形密封圈10之间放置取样滤纸12，取样滤纸12下方为支承盘9，支承盘9的作用是防止取样时因气流过大而造成取样滤纸12破损，盒体4和顶盖1通过O型圈7密封，防止气流渗入。当取样滤纸12因累积过滤量较大而导致过滤能力下降时，应该及时通过人工更换，以确保本发明富集气溶胶颗粒的取样效果。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种自阻式气溶胶取样装置，包括盒体（4），其特征在于：所述盒体（4）的顶部通过第一螺纹孔（11）活动安装有顶盖（1），所述盒体（4）与顶盖（1）连接处设置有O型圈（7），所述盒体（4）内环形通道上方活动放置有挡环（8），所述盒体（4）的外表面环绕设置有取样口（3），且取样口（3）的一端为中断的闭合结构，所述盒体（4）的底部通过第二螺纹孔（2）活动安装有呈漏斗状的下夹盖（5），所述下夹盖（5）与盒体（4）连接处设置有环形密封圈（10），所述环形密封圈（10）的数量为两个，所述环形密封圈（10）之间设置有取样滤纸（12），所述取样滤纸（12）的下方固定安装有支承盘（9），所述盒体（4）的底部设置有导通口（6），且导通口（6）的形状为顶部圆直径大于底部圆直径的圆台；当本自阻式气溶胶取样装置未取样时，挡环（8）靠自身重力封闭气流路径，防止气溶胶通过扩散作用进入盒体（4）；当本自阻式气溶胶取样装置取样时，气流由取样口（3）经环形通道进入盒体（4）内，挡环（8）悬浮，气溶胶通过挡环（8）两侧空间进入盒体（4）内，并富集于取样滤纸（12）上，被取样滤纸（12）过滤后的气体经下夹盖（5）下端设置有的导通口（6）排出；当本自阻式气溶胶取样装置取样结束后，挡环（8）恢复到环形通道上方位置，封闭气流路径。
2.根据权利要求1所述的自阻式气溶胶取样装置，其特征在于：所述第一螺纹孔（11）和第二螺纹孔（2）环绕顶盖（1）、盒体（4）和下夹盖（5）交错设置。
3.根据权利要求1所述的自阻式气溶胶取样装置，其特征在于：所述盒体（4）和顶盖（1）的形状皆为规则的圆柱。
4.根据权利要求1所述的自阻式气溶胶取样装置，其特征在于：所述盒体（4）和挡环（8）皆采用金属材料制作而成。
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