CN112717840A - 消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，包括温控系统、水循环系统，所述温控系统主要包括导热板、温度传感器插口、加热片；所述水循环系统主要包括进水口、水轮轴承、水轮、多孔介质材料壁面和出水口。本发明通过在多孔介质材料壁面顶部靠近进水口处设置有可转动的水轮，避免了水流直冲入气溶胶生长管道，水流被均匀分布在各个方向，消除了残余水动量，提供了一种气溶胶生长区的优化装置。

Description

消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置

技术领域

本发明涉及气溶胶颗粒检测技术领域，特别涉及一种消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置。

背景技术

气溶胶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0.001～100，其分散介质为气体。

气溶胶在生长过程中要求气液流位置接近重合，但相互独立，除了气溶胶气流外，在壁面与流场的传质传热过程中，气溶胶管道内应只有由多孔介质壁面中的水流产生的源源不断的水蒸气，而不允许出现水珠或水流冲入气溶胶气流管道。针对气溶胶生长区的优化，亟需提供一种能够消除残余动量的气溶胶生长装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供了一种消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

本发明包括温控系统、水循环系统，所述温控系统包括导热板、温度传感器插口、加热片；所述水循环系统包括进水口、水轮轴承、水轮、多孔介质材料壁面、出水口。

所述多孔介质材料壁面围成气溶胶生长管道，加热片固定在导热板上，加热片产生热量并通过导热板对气溶胶生长管道加热。水流从上部的进水口进入后顺着多孔介质材料外壁面向下流动，最后从下部的出水口流出。

在多孔介质材料壁面顶部靠近进水口处设置有可转动的水轮，用于改变进水水流的方向和流速，消除残余水动量。

所述的水轮套在水轮轴承上，水轮轴承固定在顶部导热板上，水轮底部与多孔介质材料壁面顶端无高度差的紧密衔接，所述水轮在水的冲击作用下转动，单一方向通入的水流随着水轮的转动均匀分布在各个方向上，再顺着多孔介质材料外壁面向下流动，使气溶胶生长管道加湿更均匀。

所述的多孔介质材料壁面、水轮轴承和水轮同轴设置。

所述水轮采用隔水导热且不会产生形变的材料。

本装置还包括控制水流和气溶胶气流的液泵和气泵，以及设在控制平台上用于控制气泵和液泵工作的自适应硬件电路。

本装置的温控系统还包括温度传感器探头和温控系统的控制电路，所述温度传感器探头设置在所述温度传感器插口内，所述温度传感器插口位于导热板上，围绕多孔介质材料壁面对称设置。所述温控系统的控制电路设置在所述控制平台上，通过温度传感器探头测量导热板的温度，控制加热片的启停。

本装置还包括配合水循环系统的供水、存水装置。

本发明具有的有益效果是：

1、通过水轮的拦截，避免了水流直冲入气溶胶生长管道。

2、通过水轮与水轮轴承的配合，水流被均匀分布在各个方向，消除残余水动量。

3、水轮轴承、水轮底部、多孔介质材料壁面同轴，且水轮底部与多孔介质材料壁面顶端无高度差紧密衔接，保证了水流全部沿着多孔介质材料壁面向下流动，最终由出水口流出。

4、再保证上述有益效果的基础上，消除水动量的结构材料易购买和加工，节约成本、提高效率。

附图说明

图1是本发明的一种消除残余动量的气溶胶生长装置的部分剖面结构示意图；

图2是本发明的一种消除残余动量的气溶胶生长装置整体结构示意图；

图中：1、导热板；2、进水口；3、水轮轴承；4、水轮；5、温度传感器插口；6、多孔介质材料壁面；7、加热片；8、出水口。

具体实施方式

本发明提供的一种消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，主要包括温控系统和水循环系统。其中温控系统包括导热板1、八个温度传感器插口5、加热片7、温度传感器探头、温度控制电路。水循环系统包括进水口2、水轮轴承3、水轮4、多孔介质材料壁面6、出水口8、液泵以及供水、存水装置。

所述多孔介质材料壁面6围成气溶胶生长管道，加热片7固定在导热板1上，加热片7产生热量并通过导热板1对气溶胶生长管道加热。

进水口2设置在装置上部，出水口8设置在装置下部。

在多孔介质材料壁面6顶部靠近进水口2处设置有可转动的水轮4，所述的水轮4套在水轮轴承3上，水轮轴承3固定在顶部导热板1上，水轮4底部与多孔介质材料壁面6顶端无高度差的紧密衔接，所述的多孔介质材料壁面6、水轮轴承3和水轮4同轴设置。

所述水轮4采用隔水导热且不会产生形变的材料。水轮4对水流有拦截作用，并改变水流流动的方向和速度，避免了水流从进水口2直接冲击多孔介质材料壁面6导致的水流或水珠进入气溶胶生长管道的情况发生。

八个温度传感器探头设置在所述温度传感器插口5内，所述温度传感器插口5位于导热板1上，围绕多孔介质材料壁面6对称设置。

本装置还包括控制平台，控制平台上包括自适应硬件电路，控制液泵、气泵、加热片的工作状态，接收八个温度传感器探头的测温信息。

本发明的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置工作过程如下：

控制平台通过气泵将气溶胶直接输送到气溶胶生长管道，气流在气溶胶生长管道内流动。控制平台启动水循环系统和温控系统。液泵启动后水流从进水口通入，水轮在水流的冲击作用下开始转动，单一方向通入的水流随着水轮的转动均匀分布在各个方向上，再顺着多孔介质材料壁面围成的气溶胶生长管道外壁向下流动。水流和气流保持相互独立。温控系统启动四个加热片开始工作，加热片通电后产生热量并通过连接的导热板对气溶胶生长管道进行加热，从而进一步地对气溶胶生长管道内的气流进行加热。根据温度传感器探头传回的温度信息，温控系统控制加热片的启停。分散的水流在加热作用下变成水蒸气，并通过多孔介质材料壁面进入气溶胶生长管道。由于气溶胶生长管道内温度和湿度的变化，水蒸气包裹气溶胶，气溶胶在管道内进行生长。气溶胶生长管道外的水流在装置下部的出水口流出，进入存水装置。存水装置中的水经液泵抽取进入供水装置，再重新流入上部的进水口，实现水源的循环利用。

Claims (8)

1.消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，包括温控系统、水循环系统，其中温控系统包括导热板、温度传感器插口和加热片；水循环系统包括进水口、多孔介质材料壁面和出水口；

多孔介质材料壁面围成气溶胶生长管道，加热片固定在导热板上，加热片产生热量并通过导热板对气溶胶生长管道加热；水流从上部的进水口进入后顺着多孔介质材料壁面向下流动，从下部的出水口流出；

其特征在于：

在多孔介质材料壁面顶部靠近进水口处设置有可转动的水轮，用于改变水流的方向和流速，消除残余水动量。

2.根据权利要求1所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，所述的水轮套在水轮轴承上，水轮轴承固定在导热板上，水轮底部与多孔介质材料壁面顶端无高度差的紧密衔接，所述水轮在水的冲击作用下转动，单一方向通入的水流随着水轮的转动均匀分布在各个方向上，再顺着多孔介质材料壁面向下流动，使气溶胶生长管道加湿更均匀。

3.根据权利要求2所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，所述的多孔介质材料壁面、水轮轴承和水轮同轴设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，水轮采用隔水导热且不会产生形变的材料。

5.根据权利要求4所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，还包括控制水流和气溶胶气流的液泵和气泵，设在平台上并用于控制气泵和液泵的工作的自适应硬件电路。

6.根据权利要求5所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，还包括配合温控系统工作的控制电路和温度传感器探头，所述温度传感器探头设置在所述温度传感器插口内，所述温度传感器插口位于导热板上。

7.根据权利要求6所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，所述的温度传感器插口围绕多孔介质材料壁面对称设置。

8.根据权利要求1所述的消除生长介质残余动量的气溶胶生长装置，其特征在于，还包括配合水循环系统的供水、存水装置。

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