CN114229484B - 一种干粉气溶胶发生器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种干粉气溶胶发生器，包括用于装干燥粉尘的注射装置、与注射装置的活塞连接的伸缩缸、进料口与注射装置的出料口连通的缓冲腔、安装于缓冲腔内的旋转主轴、进料口与缓冲腔的出料口连通的均质喷管以及驱动所述旋转主轴旋转的驱动装置，所述旋转主轴包括动力螺纹和定量螺纹，所述动力螺纹设置于缓冲腔的进料口处，定量螺纹设置于缓冲腔的出料口处。该干粉气溶胶发生器，缓冲腔可平衡动力螺纹和定量螺纹供给干燥粉尘量差，产生前段供给量与后段供给量均匀过渡，后段干燥粉尘不会被压缩，机构不易失效，均匀稳定地产生气溶胶，稳定持续出尘，双螺纹可稳定供给干燥粉尘；定量螺纹负责精确定量出干燥粉，对于微量供给可精准控制。

Description

一种干粉气溶胶发生器
技术领域
本申请涉及粉尘发生器技术领域，特别是涉及一种干粉气溶胶发生器。
背景技术
目前，粉尘发生器主要有三种形式：点燃式、灰饼式和注射式。
点燃式指的是使用点燃式的材料，如：香烟等材料，缺点：必须是可燃性发生材料，发生烟雾成分单调；发生为化学反应，发生量不稳定；供给时间短不能连续工艺粉尘。
灰饼式指的是使用灰饼发生风尘，缺点：并不是所有干燥粉尘材料都可以压缩成灰饼，故发生烟雾成分相对单调；灰饼并不是实验室自己可以制作，必须向厂家购买，使用耗材成本较高。
注射式指的是可使用任意干燥粉尘材料，使用注射器机构直接进行供给干燥粉尘，缺点：采用注射式供给干燥粉尘，在供给过程中，干燥粉尘会被压缩，产生前段供给量比后段供给量少，同时，后段干燥粉尘会被极度压缩，最后造成机构失效，不再出尘；注射式定量对于微量供给，不能很好实现。
综上所述，如何有效地解决注射式机构易失效，粉尘定量困难等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
申请内容
本申请的目的是提供一种干粉气溶胶发生器，该干粉气溶胶发生器采用双螺纹稳定供给干燥粉尘，机构不易失效，均匀稳定地产生气溶胶，由螺纹精确控制干粉进给量，从而控制气溶胶的浓度。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种干粉气溶胶发生器，包括用于装干燥粉尘的注射装置、与注射装置的活塞连接的伸缩缸、进料口与注射装置的出料口连通的缓冲腔、安装于缓冲腔内的旋转主轴、进料口与缓冲腔的出料口连通的均质喷管以及驱动所述旋转主轴旋转的驱动装置，
所述旋转主轴包括动力螺纹和定量螺纹，所述动力螺纹设置于缓冲腔的进料口处，定量螺纹设置于缓冲腔的出料口处。
优选地，所述缓冲腔在进料口处连接有定量接头，定量接头与微流量大压力的压缩空气连通。
优选地，所述均质喷管的进料口处连接有喷管接头，喷管接头与高速压缩空气连通。
优选地，所述均质喷管的腔体开口从进料口至出料口逐渐增大。
优选地，所述驱动装置包括步进电机、与步进电机的输出轴连接的小同步带轮、与旋转主轴的驱动端连接的大同步带轮、连接小同步带轮和大同步带轮的同步带。
优选地，所述伸缩缸为气缸，所述气缸上连接有气缸接头，气缸接头与恒定压力的压缩空气。
优选地，所述气缸和注射装置通过快速接头连接，所述快速接头与气缸和注射装置均为可拆卸连接。
优选地，所述气缸的缸体处设置有气缸位置检测。
优选地，所述缓冲腔的下端开口处设置有动密封件，所述旋转主轴通过一对滚珠轴承固定，上滚珠轴承顶于动密封件底面，下滚珠轴承的底面通过圆螺母紧固。
本申请所提供的干粉气溶胶发生器，包括注射装置、伸缩缸、缓冲腔、旋转主轴、均质喷管以及驱动装置，干燥粉尘装入注射装置内，伸缩缸与注射装置的活塞连接，伸缩缸提供动力，干燥粉尘在活塞的推理下，压在旋转主轴上，以此驱动注射装置内的干燥粉尘喷出。
注射装置的出料口与缓冲腔的进料口连通，注射装置的干燥粉尘进入缓冲腔。旋转主轴安装于缓冲腔内，旋转主轴具有螺纹，驱动装置驱动旋转主轴旋转，螺纹牙间的空隙是干燥粉尘推进的空间。缓冲腔的出料口与均质喷管的进料口连通，干燥粉尘从缓冲腔进入均质喷管。
旋转主轴包括动力螺纹和定量螺纹，动力螺纹设置于缓冲腔的进料口处，旋转主轴旋转，通过动力螺纹将干燥粉尘送入缓冲腔，动力螺纹负责干燥粉尘前进。
定量螺纹设置于缓冲腔的出料口处，定量螺纹相对于动力螺纹，螺距和直径均更小，可精确获取干燥粉尘的重量，对干燥粉尘具有定量作用。动力螺纹和定量螺纹在均缓冲腔内，缓冲腔可平衡动力螺纹和定量螺纹供给干燥粉尘量差。
本申请所提供的干粉气溶胶发生器，可填装各种材质的干燥粉尘，可使用任意成分的干燥粉尘发生气溶胶，比如粉煤灰、海盐、风干土、沙子、干燥土等，应用范围较广，具有通用性；结构简单，在供给过程中，当干燥粉尘被压缩，缓冲腔可平衡动力螺纹和定量螺纹供给干燥粉尘量差，产生前段供给量与后段供给量均匀过渡，后段干燥粉尘不会被压缩，机构不易失效，稳定持续出尘，双螺纹可稳定供给干燥粉尘；并且，定量螺纹负责精确定量出干燥粉，可实现精确控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请中一种具体实施方式所提供的干粉气溶胶发生器的结构示意图；
图2为供料带速度和微粒质量流量的关系图。
附图中标记如下：
气缸本体1、气缸位置检测2、气缸接头3、快速接头4、活塞5、干燥粉尘6、均质喷管7、喷管接头8、定量螺纹9、缓冲腔10、主轴11、定量接头12、动密封件13、滚珠轴承14、圆螺母15、大同步带轮16、同步带17、小同步带轮18、步进电机19。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种干粉气溶胶发生器，该干粉气溶胶发生器采用双螺纹稳定供给干燥粉尘，机构不易失效，均匀稳定地产生气溶胶，由螺纹精确控制干粉进给量，从而控制气溶胶的浓度。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参考图1至图2，图1为本申请中一种具体实施方式所提供的干粉气溶胶发生器的结构示意图；图2为供料带速度和微粒质量流量的关系图。
在一种具体实施方式中，本申请所提供的干粉气溶胶发生器，包括用于装干燥粉尘6的注射装置、与注射装置的活塞5连接的伸缩缸、进料口与注射装置的出料口连通的缓冲腔10、安装于缓冲腔10内的旋转主轴11、进料口与缓冲腔10的出料口连通的均质喷管7以及驱动旋转主轴11旋转的驱动装置，
旋转主轴11包括动力螺纹和定量螺纹9，动力螺纹设置于缓冲腔10的进料口处，定量螺纹9设置于缓冲腔10的出料口处。
上述结构中，干粉气溶胶发生器包括注射装置、伸缩缸、缓冲腔10、旋转主轴11、均质喷管7以及驱动装置，干燥粉尘6装入注射装置内，伸缩缸与注射装置的活塞5连接，伸缩缸提供动力，干燥粉尘6在活塞5的推理下，压在旋转主轴11上，以此驱动注射装置内的干燥粉尘6喷出。
注射装置的出料口与缓冲腔10的进料口连通，注射装置的干燥粉尘6进入缓冲腔10。旋转主轴11安装于缓冲腔10内，旋转主轴11具有螺纹，驱动装置驱动旋转主轴11旋转，螺纹牙间的空隙是干燥粉尘6推进的空间。缓冲腔10的出料口与均质喷管7的进料口连通，干燥粉尘6从缓冲腔10进入均质喷管7。
具体地说，旋转主轴11包括动力螺纹和定量螺纹9，动力螺纹设置于缓冲腔10的进料口处，旋转主轴11旋转，通过动力螺纹将干燥粉尘6送入缓冲腔10，动力螺纹负责干燥粉尘前进。
定量螺纹9设置于缓冲腔10的出料口处，定量螺纹9相对于动力螺纹，螺距和直径均更小，可精确获取干燥粉尘6的重量，对干燥粉尘6具有定量作用。动力螺纹和定量螺纹9在均缓冲腔10内，缓冲腔10可平衡动力螺纹和定量螺纹9供给干燥粉尘量差。
本申请所提供的干粉气溶胶发生器，可填装各种材质的干燥粉尘6，可使用任意成分的干燥粉尘6发生气溶胶，比如粉煤灰、海盐、风干土、沙子、干燥土等，应用范围较广，具有通用性；结构简单，在供给过程中，当干燥粉尘6被压缩，缓冲腔10可平衡动力螺纹和定量螺纹9供给干燥粉尘量差，产生前段供给量与后段供给量均匀过渡，后段干燥粉尘6不会被压缩，机构不易失效，稳定持续出尘，双螺纹可稳定供给干燥粉尘6；并且，定量螺纹9负责精确定量出干燥粉6，可实现精确控制。
在上述各个具体实施例的基础上，缓冲腔10在进料口处连接有定量接头12，定量接头12与微流量大压力的压缩空气连通。
在实际应用中，送入缓冲腔10的干燥粉尘6，通过定量螺纹9匀速送入均质喷管7，在定量接头12上通上微流量大压力的压缩空气，定量气流辅助连续供给缓冲腔10的干燥粉尘6，可以防止干燥粉尘6在缓冲腔10内硬结。
在上述具体实施方式的基础上，均质喷管7的进料口处连接有喷管接头8，喷管接头8与高速压缩空气连通，压缩空气提供动力源，气流沿均质喷管7管壁切向进入，高速压缩空气形成旋风，可以有效地打散干燥粉尘6，可将干粉气溶胶喷射至规定容器处，也就是以压缩空气为动力，干粉均质后，向外喷出。
在上述各个具体实施例的基础上，均质喷管7的腔体开口从进料口至出料口逐渐增大，根据亚音速气流设计，均质喷管7的腔体开口逐渐增大，气流减速并膨胀空气使干燥粉尘6在均质喷管7中乳化成气溶胶，逐渐均化，并向前喷出，均质喷管7可均化稳定气溶胶发生。
另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，驱动装置包括步进电机19、与步进电机19的输出轴连接的小同步带轮18、与旋转主轴的驱动端连接的大同步带轮16、连接小同步带轮18和大同步带轮16的同步带17。
上述结构中，驱动装置包括步进电机19、小同步带轮18、大同步带轮16、同步带17，小同步带轮18与步进电机19的输出轴连接，大同步带轮16与旋转主轴的驱动端连接，同步带17将小同步带轮18和大同步带轮16连接起来。
使用时，启动步进电机19，根据出尘量调节转速，出尘量越小转速越小，反之则越大，步进电机19带动小同步带轮18，小同步带轮18通过同步带17带动大同步带轮16，大同步带轮16带动旋转主轴11转动，步进电机19控制转速，经过同步带17传动，精确控制螺纹进给量。通过调节步进电机19转速变化可控制干燥粉尘6的发生量，控制方便、精准。
另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，伸缩缸为气缸1，结构简单，成本较低，易于连接，较为清洁。当然，伸缩缸也可以为油缸，动力较大，都在本申请的保护范围内。
气缸1上连接有气缸接头3，气缸接头3与恒定压力的压缩空气，为注射装置提供稳定驱动力，使干燥粉尘6均速进入缓冲腔10，控制方便，进料精准。
在上述各个具体实施例的基础上，气缸1和注射装置通过快速接头4连接，快速接头4与气缸1和注射装置均为可拆卸连接，快速接头4可无工具拆解，快速分离气缸1和注射装置，分离后，可向注射装置内填充干粉等发尘材料。装填完成后，快速接头4亦无工具安装，并密封气缸1和注射装置。
具体地说，当需要进料时，打开快速接头4，整体将气缸1从注射装置的进料口拆下来，填入干燥粉尘6，加完料之后，在将快速接头4与气缸1和注射装置连接起来，连接方便，实现快速填干燥粉尘6。
在上述各个具体实施例的基础上，气缸1的缸体处设置有气缸位置检测2，通过气缸位置检测2检测气缸1的位置，可以更加精准检测气缸1推动注射装置的活塞推进情况，检测干燥粉尘6的使用量，不至于系统空转。
另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，缓冲腔10的下端开口处设置有动密封件13，通过动密封件13对缓冲腔10的下端开口进行密封，防止干燥粉尘6从缓冲腔10的下端开口喷出。旋转主轴11通过一对滚珠轴承14固定，上滚珠轴承顶于动密封件13底面，下滚珠轴承的底面通过圆螺母15紧固，滚珠轴承14既可以固定旋转主轴11，又可以使旋转主轴11绕滚珠轴承14顺畅的旋转。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本申请所提供的干粉气溶胶发生器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种干粉气溶胶发生器，其特征在于，包括用于装干燥粉尘(6)的注射装置、与注射装置的活塞(5)连接的伸缩缸、进料口与注射装置的出料口连通的缓冲腔(10)、安装于缓冲腔(10)内的旋转主轴(11)、进料口与缓冲腔(10)的出料口连通的均质喷管(7)以及驱动所述旋转主轴(11)旋转的驱动装置，
所述旋转主轴(11)包括动力螺纹和定量螺纹(9)，所述动力螺纹设置于缓冲腔(10)的进料口处，定量螺纹(9)设置于缓冲腔(10)的出料口处。
2.根据权利要求1所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述缓冲腔(10)在进料口处连接有定量接头(12)，定量接头(12)与微流量大压力的压缩空气连通。
3.根据权利要求2所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述均质喷管(7)的进料口处连接有喷管接头(8)，喷管接头(8)与高速压缩空气连通。
4.根据权利要求2所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述均质喷管(7)的腔体开口从进料口至出料口逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述驱动装置包括步进电机(19)、与步进电机(19)的输出轴连接的小同步带轮(18)、与旋转主轴的驱动端连接的大同步带轮(16)、连接小同步带轮(18)和大同步带轮(16)的同步带(17)。
6.根据权利要求1所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述伸缩缸为气缸(1)，所述气缸(1)上连接有气缸接头(3)，气缸接头(3)与恒定压力的压缩空气。
7.根据权利要求6所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述气缸(1)和注射装置通过快速接头(4)连接，所述快速接头(4)与气缸(1)和注射装置均为可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述气缸(1)的缸体处设置有气缸位置检测(2)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的干粉气溶胶发生器，其特征在于，所述缓冲腔(10)的下端开口处设置有动密封件(13)，所述旋转主轴(11)通过一对滚珠轴承(14)固定，上滚珠轴承顶于动密封件(13)底面，下滚珠轴承的底面通过圆螺母(15)紧固。
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