CN115970599A - 一种高精度带式粉尘发生器及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度带式粉尘发生器及其校准方法，包括粉尘发生器基座壳体(1)、料仓组件(2)、密封垫板(3)、粉尘传送带速度控制组件(4)、粉尘搅拌刮板转速控制组件(5)、高压气供气组件(6)、供电模块(7)、粉尘输送组件(8)、文丘里管喷嘴组件(9)和便携提手(10)；本发明通过粉尘输送组件(8)向文丘里管喷嘴组件(9)运输粉尘，通过高压气供气组件(6)向文丘里管喷嘴组件(9)提供高压气，在喷嘴Ⅱ(92)内部产生剪切力，使粉尘分散脱凝聚形成接近实际工作中产生的粉尘气溶胶。通过控制输粉同步带(87)容尘槽(816)运转速度调节粉尘气溶胶的浓度，充分保证粉尘气溶胶浓度的产生精度。

Description

一种高精度带式粉尘发生器及其校准方法

技术领域

本发明涉及一种高精度粉尘发生器，具体是一种高精度带式粉尘发生器及其校准方法，属于节能环保相关技术领域，适用于滤料测试、个体防护测试等实验场所。

背景技术

随着我国能源消耗量剧增，矿业蓬勃发展，煤炭需求量逐年增加，在煤矿开采过程中必然会产生大量粉尘，生产性粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因，因此对矿业除尘有了更高的要求。矿业除尘途径包括洒水降尘、滤料除尘和个体防护，在研制新型滤料、测试滤料性能以及开发个体防护装置时，需要使用粉尘发生器模拟实际生产活动中产生的粉尘气溶胶，用以研究确定滤料以及个体防护装置的最佳运行参数。

传统的粉尘发生器通过机械振动装置使粉尘落入吹风装置形成粉尘气溶胶，或使用吹吸风机将粉尘吸入再吹出，使用时仍旧会产生很多问题。例如，在运行时噪音大、粉尘外泄、产尘量不稳定、易发生堵塞且体积较大等缺点；传统粉尘发生器不仅移动不便，而且难以精确产生所需浓度的粉尘气溶胶，会对研究结果造成影响。此外，粉尘发生器粉尘外泄还会对使用人员的健康产生危害。

为了解决这些问题，中国专利号为CN203591706U的一种粉尘产生装置虽然可以稳定地产生粉尘，但是其本身只是通过刷子将预压制的粉尘块上的粉尘刷出来，其中刷子的磨损，粉尘块的含水量以及粉尘的扬起范围都只是估算值，另外其本身也存在体积较大移动不便的问题，并不能很好地为实验室提供稳定、精确且符合浓度需求的粉尘气溶胶。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高精度带式粉尘发生器及其校准方法，可以为实验室提供稳定精确且符合浓度需求的粉尘气溶胶，并且可以有效控制设备体积便于移动。

为了实现上述目的，一种高精度带式粉尘发生器，包括粉尘发生器基座壳体，所述的粉尘发生器基座壳体包括前面板、左面板、右面板以及下面板，前面板、左面板、右面板以及下面板相互拼接形成粉尘发生器基座壳体，粉尘发生器基座壳体的前面板背面通过支架固定安装粉尘传送带速度控制组件的数显控制面板Ⅰ和粉尘搅拌刮板转速控制组件的数显控制面板Ⅱ，数显控制面板Ⅰ的转轴穿过前面板连接控制旋钮Ⅰ，数显控制面板Ⅱ的转轴穿过前面板连接控制旋钮Ⅱ，粉尘发生器基座壳体内部通过支架安装高压气供气组件，高压气供气组件的数显高精密调压阀通过转轴穿过前面板连接控制旋钮Ⅲ；左面板表面开设通气孔，通气孔后部固定安装轴流散热风扇，通气孔旁边的左面板表面开设异形通孔安装电源插孔，电源插孔通过电线连接供电电源，供电电源通过轴流散热风扇散热，保证了高精度带式粉尘发生器的安全性与稳定性；右面板开设通孔安装高压气供气组件的快换接头，粉尘发生器基座壳体上部固定安装料仓组件的料仓基座，粉尘发生器基座壳体和料仓基座之间设有密封垫板，在料仓组件下方的粉尘发生器基座壳体内部固定安装粉尘输送组件，文丘里管喷嘴组件位于料仓基座上，且文丘里管喷嘴组件的喷嘴传粉管下端正对粉尘输送组件，料仓基座上部两边分别通过转轴安装便携提手，便于高精度带式粉尘发生器移动。

所述的料仓组件包括料仓基座、料仓筒壁、料仓分层板、深沟球轴承Ⅰ、料仓轴承固定板、网孔封板、粉尘搅拌刮板、伺服电机Ⅰ、伺服电机控制板Ⅰ和拨料杆，料仓基座上部表面固定安装料仓筒壁，料仓筒壁上部内侧通过支架和快拆螺栓安装网孔封板，网孔封板中心处开盲孔安装深沟球轴承Ⅰ并由料仓轴承固定板固定，料仓筒壁下方的料仓基座以及密封垫板上均开设有孔眼，孔眼下方正对粉尘输送组件的输粉同步带，粉尘搅拌刮板上端连接深沟球轴承Ⅰ，粉尘搅拌刮板下端的转轴穿过固定安装在料仓筒壁横截面的料仓分层板后固定连接拨料杆，拨料杆下端的传动轴穿过料仓基座、密封垫板后与设置在粉尘发生器基座壳体内部的伺服电机Ⅰ的驱动轴相连；数显控制面板Ⅱ与伺服电机控制板Ⅰ相连，伺服电机控制板Ⅰ通过电线连接伺服电机Ⅰ；通过旋转控制旋钮Ⅱ控制数显控制面板Ⅱ，使伺服电机控制板Ⅰ控制伺服电机Ⅰ带动粉尘搅拌刮板旋转；料仓基座的表面开设矩形通孔安装高压气供气组件的数显面板；料仓组件下方固定安装粉尘输送组件；

所述的高压气供气装置还包括数显高精密调压阀、快换接头、气动快插接头、压缩空气供应管、控制旋钮Ⅲ和数显面板，快换接头一端连接数显高精密调压阀的进气口，数显高精密调压阀的出气口连接气动快插接头，气动快插接头通过压缩空气供应管连接文丘里管喷嘴组件的气动快插弯头Ⅲ，数显高精密调压阀通过转轴连接控制旋钮Ⅲ，外接高压空气连接快换接头后，通过旋转制旋钮Ⅲ控制进气量和风压；

所述的粉尘输送组件包括传送带基座、传送带盖板、传送带涨紧板、条刷、同步带轮、同步带涨紧轮、输粉同步带、固定螺丝、深沟球轴承Ⅱ、深沟球轴承Ⅲ、深沟球轴承Ⅳ、伺服电机Ⅱ、伺服电机控制板Ⅱ、粉尘收集仓、收集仓拉手和容尘槽；传送带基座上部与前面板相反的一面通过T型支架安装深沟球轴承Ⅱ、深沟球轴承Ⅲ和深沟球轴承Ⅳ，输粉同步带套住深沟球轴承Ⅱ、深沟球轴承Ⅲ和深沟球轴承Ⅳ，深沟球轴承Ⅲ和深沟球轴承Ⅳ之间安装同步带轮，输粉同步带外侧表面的容尘槽啮合同步带轮，同步带轮通过转轴连接伺服电机Ⅱ，传送带基座上部的通过传送带涨紧板和固定螺丝安装同步带涨紧轮，同步带涨紧轮顶住输粉同步带的内侧，同步带涨紧轮下方通过支架安装清洁容尘槽的条刷，传送带盖板遮挡输粉同步带，传送带基座与左面板和右面板相连，且与前面板平行；传送带盖板与传送带基座相连，且与前面板平行，输粉同步带正下方活动安装粉尘收集仓，粉尘收集仓外表面与传送带盖板外表面处在同一平面，该平面可以作为粉尘发生器基座壳体的后面板；粉尘收集仓外侧活动连接收集仓拉手，伺服电机控制板Ⅱ通过电线分别连接伺服电机Ⅱ和粉尘传送带速度控制组件，料仓筒壁下方的料仓基座开设的孔眼正对输粉同步带；经由料仓组件落下的粉尘可以填入容尘槽中；同步带涨紧轮、同步带轮、深沟球轴承Ⅱ、深沟球轴承Ⅲ和深沟球轴承Ⅳ同步运转，保证输粉同步带在运转过程中正常工作，输粉同步带外侧设有容尘槽；高精度带式粉尘发生器粉尘输送是通过输粉同步带完成的，输粉同步带进行分段处理，即使是产生少量粉尘也能持续可重复供应，确保高精度带式粉尘发生器产生稳定的粉尘气溶胶；通过设置输粉同步带的运转速度，可以调节产生的粉尘气溶胶浓度。

所述的文丘里管喷嘴组件包括喷嘴Ⅰ、喷嘴Ⅱ、固定环衬套、喷嘴传粉管、喷嘴供气管、气动快插弯头Ⅰ、气动快插弯头Ⅱ、气动快插弯头Ⅲ、快拆螺丝、二位二通电磁阀和喷嘴碳管，气动快插弯头Ⅲ的一端连接二位二通电磁阀的进气口，二位二通电磁阀的出气口连接气动快插弯头Ⅱ一端，气动快插弯头Ⅱ的另一端通过喷嘴供气管连接气动快插弯头Ⅰ，气动快插弯头Ⅰ连接至喷嘴Ⅱ，喷嘴Ⅱ连接喷嘴Ⅰ，喷嘴Ⅰ套接喷嘴碳管，喷嘴Ⅱ通过管路连接固定环衬套，固定环衬套下端固定喷嘴传粉管，喷嘴传粉管对准输粉同步带的容尘槽，料仓基座后部开通孔安装快拆螺丝，快拆螺丝插入固定环衬套固定文丘里管喷嘴组件；通过粉尘搅拌刮板持续旋转使定量粉尘通过密封垫板中心孔落入输粉同步带的容尘槽内，高压气供气装置向文丘里管喷嘴组件内部供给高压气，基于文丘里效应，文丘里管喷嘴组件内部形成负压，粉尘经输粉同步带运输至文丘里管喷嘴组件下方并被吸入喷嘴传粉管，被吸入的粉尘与高压气体混合形成粉尘气溶胶后经喷嘴碳管喷出；文丘里管喷嘴组件由高压气供气装置通过压缩空气供应管供给高压气体，在喷嘴Ⅱ内部产生剪切力，使粉尘分散脱凝聚形成接近实际工作中产生的粉尘气溶胶。

作为本发明的进一步改进方案，所述的深沟球轴承Ⅲ和深沟球轴承Ⅳ侧边有防脱板。

作为本发明的进一步改进方案，所述的传送带涨紧板采用弹簧伸缩杆保持同步带涨紧轮涨紧输粉同步带。

作为本发明的进一步改进方案，所述的固定环衬套侧边的盲孔内壁光滑，且正对快拆螺丝末端。

作为本发明的进一步改进方案，所述的粉尘搅拌刮板边缘设有橡胶刮板。

粉尘浓度校准包括以下步骤：

S1、称量粉尘收集仓的原有重量m₀；

S2、将粉尘收集仓装入高精度带式粉尘发生器内；

S3、用一输粉同步带的运转速度运行高精度带式粉尘发生器；

S4、停止高精度带式粉尘发生器运转，测量停运后粉尘收集仓的质量m₁；

S5、用m₁-m₀得粉尘质量差值Δm与输入高精度带式粉尘发生器压缩空气量计算得出产生标准粉尘浓度c₀；

S6、固定输粉同步带的运转速度，加入另一种粉尘重复步骤一至步骤五，通过公式

计算得出粉尘浓度c₁

式中：v为输粉同步带的运转速度；

r为输粉同步带每个圆形齿的半径；

s为输粉同步带的宽度；

l为输粉同步带两个圆形齿之间的距离；

t为高精度带式粉尘发生器的工作时间；

ρ为高精度带式粉尘发生器输入粉尘的堆积密度；

q为高压气供气装置供给高压气流量；

为优化系数(考虑到输粉同步带由于外部因素影响而使输粉同步带运转速度变化，一般取(0.85～0.9)；

S7、比较标准粉尘浓度c₀和粉尘浓度c₁的大小，若c₀≥c₁，则调大输粉同步带的运转速度，c₀＜c₁，则调小输粉同步带的运转速度，直至将粉尘浓度c₁调整至所需标准粉尘浓度c₀，完成高精度带式粉尘发生器粉尘浓度的校准。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明通过粉尘传送带速度控制组件、粉尘搅拌刮板转速控制组件和高压气供气装置的数显高精密调压阀组合控制，可产生不同浓度、不同种类和不同气压的粉尘气溶胶，满足操作人员模拟不同场景的不同粉尘，对颗粒浓度和粒径进行充分的了解和调整，确定滤料以及个体防护装置的最佳运行参数。

(2)本发明通过确定粉尘收集仓质量变化，计算粉尘收集仓质量与输粉同步带带速之间的相关性，可绘制出校准曲线对高精度带式粉尘发生器进行校准，避免了高精度带式粉尘发生器在使用不同种类粉尘时由于堆积密度不同造成高精度带式粉尘发生器产生粉尘气溶胶精度低的问题。

(3)本发明的粉尘提供是通过料仓组件的粉尘搅拌刮板持续旋转将料仓内粉尘通过料仓基座以及密封垫板的孔眼落至输粉同步带，再通过输粉同步带提供给文丘里管喷嘴组件，即使是在长时间的操作条件下，仍能保证气溶胶粉尘持续正常产生。

(4)本发明的粉尘输送组件通过输粉同步带的圆形齿间隔体积将粉尘运输至文丘里管喷嘴组件，通过特定的体积与输粉同步带运转速度相配合，可以控制产生粉尘气溶胶的浓度，在较大范围内调整粉尘用量，充分保证高精度带式粉尘发生器产生粉尘气溶胶浓度的精度。

(5)本发明的料仓组件的料仓分层板与密封垫板间隔一定距离，确保了在使用不同种类粉尘产生粉尘气溶胶时，粉尘搅拌刮板每次旋转至输粉同步带的粉尘量仍为定值，密封垫板的存在保证了高精度带式粉尘发生器内部的密闭性，避免对操作人员的健康产生危害。

该系统能够通过高压气供气装置向文丘里管喷嘴组件供气，通过粉尘输送组件内部输粉同步带的圆形齿向文丘里管喷嘴组件供给定量粉尘，保证了产生粉尘气溶胶浓度的精度。对高精度带式粉尘发生器进行校准，能够应对不同的模拟环境，在使用不同种粉尘时仍能产生所需浓度粉尘气溶胶，具有精度高、体积小、密闭性好、便携性好、性能可靠等优点。

附图说明

图1示出了本发明的立体示意图；

图2示出了本发明的高精度带式粉尘发生器前面板剖面示意图；

图3示出了本发明的高精度带式粉尘发生器后面板剖面示意图；

图4示图3C的局部放大图；

图5是图4A的局部放大图；

图6是输粉同步带局部立体示意图；

图7示出了本发明的料仓组件结构示意图；

图8示出了本发明的料仓组件剖面示意图；

图9是图8B的局部放大图；

图10是图8中E-E的剖面图；

图11是图8中D-D的剖面图；

图12示出了本发明的高压气供气装置立体图；

图13示出了本发明的粉尘输送组件结构图；

图14示出了本发明的文丘里管喷嘴组件立体图；

图中：1、粉尘发生器基座壳体，11、前面板，12、左面板，13、右面板，14、下面板，2、料仓组件，21、料仓基座，22、料仓筒壁，23、料仓分层板，24、深沟球轴承Ⅰ，25、料仓轴承固定板，26、网孔封板，27、粉尘搅拌刮板，28、伺服电机Ⅰ，29、伺服电机控制板Ⅰ，210、孔眼，211、拨料杆，3、密封垫板，4、粉尘传送带速度控制组件，41、控制旋钮Ⅰ，42、数显控制面板Ⅰ，5、粉尘搅拌刮板转速控制组件，51、控制旋钮Ⅱ，52、数显控制面板Ⅱ，6、高压气供气组件，61、数显高精密调压阀，611、控制旋钮Ⅲ，612、数显面板，62、快换接头，63、气动快插接头，64、压缩空气供应管，7、供电模块，71、电源插孔，72、供电电源，73、轴流散热风扇，8、粉尘输送组件，81、传送带基座，82、传送带盖板，83、传送带涨紧板，84、条刷，85、同步带轮，86、同步带涨紧轮，87、输粉同步带，88、固定螺丝，89、深沟球轴承Ⅱ，810、深沟球轴承Ⅲ，811、深沟球轴承Ⅳ，812、伺服电机Ⅲ，813、伺服电机控制板Ⅲ，814、粉尘收集仓，815、收集仓拉手，816、容尘槽，9、文丘里管喷嘴组件，91、喷嘴Ⅰ，92、喷嘴Ⅱ，93、固定环衬套，94、喷嘴传粉管，95、喷嘴供气管，96气动快插弯头Ⅰ，97、气动快插弯头Ⅱ，98、气动快插弯头Ⅲ，99、快拆螺丝，910、二位二通电磁阀，911、喷嘴碳管，10、便携提手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，一种高精度带式粉尘发生器，包括粉尘发生器基座壳体1，所述的粉尘发生器基座壳体1包括前面板11、左面板12、右面板13以及下面板14，前面板11、左面板12、右面板13以及下面板14相互拼接形成粉尘发生器基座壳体1，左面板12与右面板13均开有竖条状网眼，粉尘发生器基座壳体1的前面板11背面通过支架固定安装粉尘传送带速度控制组件4的数显控制面板Ⅰ42和粉尘搅拌刮板转速控制组件5的数显控制面板Ⅱ52，数显控制面板Ⅰ42的转轴穿过前面板11连接控制旋钮Ⅰ41，数显控制面板Ⅱ52的转轴穿过前面板11连接控制旋钮Ⅱ51，控制旋钮Ⅱ51位于控制旋钮Ⅰ41的右侧；粉尘发生器基座壳体1内部通过支架安装高压气供气组件6，高压气供气组件6的数显高精密调压阀61通过转轴穿过前面板11连接控制旋钮Ⅲ611，控制旋钮Ⅲ611位于控制旋钮Ⅱ51右上方；左面板12表面开设通气孔，通气孔后部固定安装轴流散热风扇73，通气孔旁边的左面板12表面开设异形通孔安装电源插孔71，电源插孔71通过电线连接供电电源72，供电电源72通过轴流散热风扇73散热，保证了高精度带式粉尘发生器的安全性与稳定性；右面板13开设通孔安装高压气供气组件6的快换接头62，粉尘发生器基座壳体1上部固定安装料仓组件2的料仓基座21，粉尘发生器基座壳体1和料仓基座21之间设有密封垫板3，粉尘发生器基座壳体1和料仓基座21之间设有密封垫板3，在料仓组件2下方的粉尘发生器基座壳体1内部固定安装粉尘输送组件8，文丘里管喷嘴组件9位于料仓基座21上，文丘里管喷嘴组件9位于料仓组件2的左侧，且文丘里管喷嘴组件9的喷嘴传粉管94下端正对粉尘输送组件8，料仓基座21上部两边分别通过转轴安装便携提手10，便于高精度带式粉尘发生器移动。

如图1、图7至图11所示，所述的料仓组件2包括料仓基座21、料仓筒壁22、料仓分层板23、深沟球轴承Ⅰ24、料仓轴承固定板25、网孔封板26、粉尘搅拌刮板27、伺服电机Ⅰ28、伺服电机控制板Ⅰ29和拨料杆211，料仓基座21上部表面固定安装料仓筒壁22，料仓筒壁22上部内侧通过支架和快拆螺栓安装网孔封板26，网孔封板26固定在料仓筒壁22内部，能够防止杂质进入料仓组件2；网孔封板26中心处开盲孔安装深沟球轴承Ⅰ24并由料仓轴承固定板25固定，料仓筒壁22下方的料仓基座21以及密封垫板3上均开设有孔眼210，孔眼210下方正对粉尘输送组件8的输粉同步带87，粉尘搅拌刮板27上端连接深沟球轴承Ⅰ24，粉尘搅拌刮板27下端的转轴穿过固定安装在料仓筒壁22横截面的料仓分层板23后固定连接拨料杆211，拨料杆211下端的传动轴穿过料仓基座21、密封垫板3后与设置在粉尘发生器基座壳体1内部的伺服电机Ⅰ28的驱动轴相连；粉尘搅拌刮板27和拨料杆211在深沟球轴承Ⅰ24和伺服电机Ⅰ28的作用下做轴向旋转，粉尘搅拌刮板27两边均靠近料仓筒壁22内壁；工字型的粉尘搅拌刮板27和拨料杆211旋转，粉料从没有料仓分层板23的一侧落入料仓筒壁22下方的料仓基座21表面，在粉尘搅拌刮板27下部拨料杆211的带动下进入料仓分层板23下方，当粉料移动至孔眼210后落入输粉同步带87的容尘槽816；数显控制面板Ⅱ52与伺服电机控制板Ⅰ29相连，伺服电机控制板Ⅰ29通过电线连接伺服电机Ⅰ28；通过旋转控制旋钮Ⅱ51控制数显控制面板Ⅱ52，使伺服电机控制板Ⅰ29控制伺服电机Ⅰ带动粉尘搅拌刮板27旋转；料仓基座21的表面开设矩形通孔安装高压气供气组件6的数显面板612；料仓组件2下方固定安装粉尘输送组件8；

如图12所示，所述的高压气供气装置6还包括数显高精密调压阀61、快换接头62、气动快插接头63、压缩空气供应管64、控制旋钮Ⅲ611和数显面板612，快换接头62一端连接数显高精密调压阀61的进气口，数显高精密调压阀61的出气口连接气动快插接头63，气动快插接头63通过压缩空气供应管64连接文丘里管喷嘴组件9的气动快插弯头Ⅲ98，数显高精密调压阀61通过转轴连接控制旋钮Ⅲ611，外接高压空气连接快换接头62后，通过旋转制旋钮Ⅲ611控制进气量和风压；

如图2、图3、图4、图5、图6和图13所示，所述的粉尘输送组件8包括传送带基座81、传送带盖板82、传送带涨紧板83、条刷84、同步带轮85、同步带涨紧轮86、输粉同步带87、固定螺丝88、深沟球轴承Ⅱ89、深沟球轴承Ⅲ810、深沟球轴承Ⅳ811、伺服电机Ⅱ812、伺服电机控制板Ⅱ813、粉尘收集仓814、收集仓拉手815和容尘槽816；传送带基座81上部与前面板11相反的一面通过T型支架安装深沟球轴承Ⅱ89、深沟球轴承Ⅲ810和深沟球轴承Ⅳ811，输粉同步带87套住深沟球轴承Ⅱ89、深沟球轴承Ⅲ810和深沟球轴承Ⅳ811，深沟球轴承Ⅲ810和深沟球轴承Ⅳ811之间安装同步带轮85，输粉同步带87外侧表面的容尘槽816啮合同步带轮85，同步带轮85通过转轴连接伺服电机Ⅱ812，传送带基座81上部的通过传送带涨紧板83和固定螺丝88安装同步带涨紧轮86，同步带涨紧轮86顶住输粉同步带87的内侧，同步带涨紧轮86下方通过支架安装清洁容尘槽816的条刷84，传送带盖板82遮挡输粉同步带87，传送带基座81与左面板12和右面板13相连，且与前面板11平行；传送带盖板82与传送带基座81相连，且与前面板11平行，输粉同步带87正下方活动安装粉尘收集仓814，粉尘收集仓814外表面与传送带盖板82外表面处在同一平面，该平面作为粉尘发生器基座壳体1的后面板使用；粉尘收集仓814外侧活动连接收集仓拉手815，伺服电机控制板Ⅱ813通过电线分别连接伺服电机Ⅱ812和粉尘传送带速度控制组件4，料仓筒壁22下方的料仓基座21开设的孔眼210正对输粉同步带87；经由料仓组件2落下的粉尘可以填入容尘槽816中；同步带涨紧轮86、同步带轮85、深沟球轴承Ⅱ89、深沟球轴承Ⅲ810和深沟球轴承Ⅳ811同步运转，保证输粉同步带87在运转过程中正常工作，输粉同步带87外侧设有容尘槽816；高精度带式粉尘发生器粉尘输送是通过输粉同步带87完成的，输粉同步带87进行分段处理，即使是产生少量粉尘也能持续可重复供应，确保高精度带式粉尘发生器产生稳定的粉尘气溶胶；通过设置输粉同步带87的运转速度，可以调节产生的粉尘气溶胶浓度。

如图14所示，所述的文丘里管喷嘴组件9包括喷嘴Ⅰ91、喷嘴Ⅱ92、固定环衬套93、喷嘴传粉管94、喷嘴供气管95、气动快插弯头Ⅰ96、气动快插弯头Ⅱ97、气动快插弯头Ⅲ98、快拆螺丝99、二位二通电磁阀910和喷嘴碳管911，气动快插弯头Ⅲ98的一端连接二位二通电磁阀910的进气口，二位二通电磁阀910的出气口连接气动快插弯头Ⅱ97一端，气动快插弯头Ⅱ97的另一端通过喷嘴供气管95连接气动快插弯头Ⅰ96，气动快插弯头Ⅰ96连接至喷嘴Ⅱ92，喷嘴Ⅱ92连接喷嘴Ⅰ91，喷嘴Ⅰ91套接喷嘴碳管911，喷嘴Ⅱ92通过管路连接固定环衬套93，固定环衬套93下端固定喷嘴传粉管94，喷嘴传粉管94对准输粉同步带87的容尘槽816，料仓基座21后部开通孔安装快拆螺丝99，快拆螺丝99插入固定环衬套93固定文丘里管喷嘴组件9；通过粉尘搅拌刮板27持续旋转使定量粉尘通过密封垫板3中心孔落入输粉同步带87的容尘槽816内，高压气供气装置6向文丘里管喷嘴组件9内部供给高压气，基于文丘里效应，文丘里管喷嘴组件9内部形成负压，粉尘经输粉同步带87运输至文丘里管喷嘴组件9下方并被吸入喷嘴传粉管94，被吸入的粉尘与高压气体混合形成粉尘气溶胶后经喷嘴碳管98喷出；文丘里管喷嘴组件9由高压气供气装置6通过压缩空气供应管64供给高压气体，在喷嘴Ⅱ92内部产生剪切力，使粉尘分散脱凝聚形成接近实际工作中产生的粉尘气溶胶。

为了防止输粉同步带87脱落，作为本发明的进一步改进方案，所述的深沟球轴承Ⅲ810和深沟球轴承Ⅳ811侧边有防脱板。

为了保证输粉同步带87的运行精确可控，作为本发明的进一步改进方案，所述的传送带涨紧板83采用弹簧伸缩杆保持同步带涨紧轮86涨紧输粉同步带87。

为了便于固定环衬套93拆装，作为本发明的进一步改进方案，所述的固定环衬套93侧边的盲孔内壁光滑，且正对快拆螺丝99末端。

为了使粉尘搅拌刮板27能够更好的刮除料仓筒壁22内侧的粉料，作为本发明的进一步改进方案，所述的粉尘搅拌刮板27边缘设有橡胶刮板。

本发明的高精度带式粉尘发生器的粉尘进料质量由输粉同步带运转速度与粉尘堆积密度决定，不同种类粉尘的堆积密度不同，因此，更换粉尘后需先对高精度带式粉尘发生器进行校准；校准高精度带式粉尘发生器是通过确定粉尘收集仓质量变化，计算粉尘收集仓质量与输粉同步带带速之间的相关性；粉尘浓度校准包括以下步骤：

S1、称量粉尘收集仓814的原有重量m₀；

S2、将粉尘收集仓814装入高精度带式粉尘发生器内；

S3、用一输粉同步带87的运转速度运行高精度带式粉尘发生器；

S4、停止高精度带式粉尘发生器运转，测量停运后粉尘收集仓814的质量m₁；

S5、用m₁-m₀得粉尘质量差值Δm与输入高精度带式粉尘发生器压缩空气量计算得出产生标准粉尘浓度c₀；

S6、固定输粉同步带87的运转速度，加入另一种粉尘重复步骤一至步骤五，通过公式

计算得出粉尘浓度c₁

式中：v为输粉同步带的运转速度；

r为输粉同步带每个圆形齿的半径；

s为输粉同步带的宽度；

l为输粉同步带的两个圆形齿之间的距离；

t为高精度带式粉尘发生器的工作时间；

ρ为高精度带式粉尘发生器输入粉尘的堆积密度；

q为高压气供气装置供给的高压气流量；

为优化系数(考虑到输粉同步带由于外部因素影响而使输粉同步带运转速度变化，一般取(0.85～0.9)；

S7、比较标准粉尘浓度c₀和粉尘浓度c₁的大小，若c₀≥c₁，则调大输粉同步带87的运转速度，c₀＜c₁，则调小输粉同步带8的运转速度，直至将粉尘浓度c₁调整至所需标准粉尘浓度c₀，完成高精度带式粉尘发生器粉尘浓度的校准。

使用时将高精度带式粉尘发生器安装，并连接相应的线路和管路，设备即可投入使用。

本发明在使用时，具体工作如下：

为了确保高精度带式粉尘发生器能够产生所需浓度的粉尘浓度气溶胶，所述输粉同步带87的运转速度与产生粉尘气溶胶浓度关系如下式所示：

预置入料仓组件2中的粉料在料仓分层板23、粉尘搅拌刮板27和拨料杆211的作用下经由孔眼210以固定的粉尘量下落至输粉同步带87，输粉同步带87的容尘槽816经过喷嘴传粉管94时，高压气供气装置6向文丘里管喷嘴组件9内部供给高压气，基于文丘里效应，文丘里管喷嘴组件9内部形成负压，粉尘经输粉同步带87运输至文丘里管喷嘴组件9下方并被吸入喷嘴传粉管94，被吸入的粉尘与高压气体混合形成粉尘气溶胶后经喷嘴碳管98喷出；文丘里管喷嘴组件9由高压气供气装置6通过压缩空气供应管64供给高压气体，在喷嘴Ⅱ92内部产生剪切力，使粉尘分散脱凝聚形成接近实际工作中产生的粉尘气溶胶。

本实施例提供的输粉同步带87的运转速度v为1cm/s，输粉同步带87的每个圆形齿的半径r为0.1cm，输粉同步带87的宽度s为0.3cm，输粉同步带87两个圆形齿之间的距离l为0.1cm，高精度带式粉尘发生器的工作时间t为15s，高精度带式粉尘发生器输入粉尘的堆积密度ρ为0.0005g/cm³，高压气供气装置6供给高压气流量q为10cm³/s，根据现场实验与经验，本实施例选用的优化系数

为0.85，则可求得：

即本实施例中产生粉尘气溶胶浓度为91mg/m³。

Claims (6)

1.一种高精度带式粉尘发生器，包括粉尘发生器基座壳体(1)，其特征在于，所述的粉尘发生器基座壳体(1)包括前面板(11)、左面板(12)、右面板(13)以及下面板(14)，前面板(11)、左面板(12)、右面板(13)以及下面板(14)相互拼接形成粉尘发生器基座壳体(1)，粉尘发生器基座壳体(1)的前面板(11)背面通过支架固定安装粉尘传送带速度控制组件(4)的数显控制面板Ⅰ(42)和粉尘搅拌刮板转速控制组件(5)的数显控制面板Ⅱ(52)，数显控制面板Ⅰ(42)的转轴穿过前面板(11)连接控制旋钮Ⅰ(41)，数显控制面板Ⅱ(52)的转轴穿过前面板(11)连接控制旋钮Ⅱ(51)，粉尘发生器基座壳体(1)内部通过支架安装高压气供气组件(6)，高压气供气组件(6)的数显高精密调压阀(61)通过转轴穿过前面板(11)连接控制旋钮Ⅲ(611)；左面板(12)表面开设通气孔，通气孔后部固定安装轴流散热风扇(73)，通气孔旁边的左面板(12)表面开设异形通孔安装电源插孔(71)，电源插孔(71)通过电线连接供电电源(72)，供电电源(72)通过轴流散热风扇(73)散热；右面板(13)开设通孔安装高压气供气组件(6)的快换接头(62)，粉尘发生器基座壳体(1)上部固定安装料仓组件(2)的料仓基座(21)，粉尘发生器基座壳体(1)和料仓基座(21)之间设有密封垫板(3)，在料仓组件(2)下方的粉尘发生器基座壳体(1)内部固定安装粉尘输送组件(8)，文丘里管喷嘴组件(9)位于料仓基座(21)上，且文丘里管喷嘴组件(9)的喷嘴传粉管(94)下端正对粉尘输送组件(8)，料仓基座(21)上部两边分别通过转轴安装便携提手(10)；

所述的料仓组件(2)还包括料仓筒壁(22)、料仓分层板(23)、深沟球轴承Ⅰ(24)、料仓轴承固定板(25)、网孔封板(26)、粉尘搅拌刮板(27)、伺服电机Ⅰ(28)、伺服电机控制板Ⅰ(29)和拨料杆(211)，料仓基座(21)上部表面固定安装料仓筒壁(22)，料仓筒壁(22)上部内侧通过支架和快拆螺栓安装网孔封板(26)，网孔封板(26)中心处开盲孔安装深沟球轴承Ⅰ(24)并由料仓轴承固定板(25)固定，料仓筒壁(22)下方的料仓基座(21)以及密封垫板(3)上均开设有孔眼(210)，孔眼(210)下方正对粉尘输送组件(8)的输粉同步带(87)，粉尘搅拌刮板(27)上端连接深沟球轴承Ⅰ(24)，粉尘搅拌刮板(27)下端的转轴穿过固定安装在料仓筒壁(22)横截面的料仓分层板(23)后固定连接拨料杆(211)，拨料杆(211)下端的传动轴穿过料仓基座(21)、密封垫板(3)后与设置在粉尘发生器基座壳体(1)内部的伺服电机Ⅰ(28)的驱动轴相连；数显控制面板Ⅱ(52)与伺服电机控制板Ⅰ(29)相连，伺服电机控制板Ⅰ(29)通过电线连接伺服电机Ⅰ(28)；料仓基座(21)的表面开设矩形通孔安装高压气供气组件(6)的数显面板(612)；

高压气供气装置(6)还包括气动快插接头(63)、压缩空气供应管(64)，快换接头(62)一端连接数显高精密调压阀(61)的进气口，数显高精密调压阀(61)的出气口连接气动快插接头(63)，气动快插接头(63)通过压缩空气供应管(64)连接文丘里管喷嘴组件(9)的气动快插弯头Ⅲ(98)，数显高精密调压阀(61)通过转轴连接控制旋钮Ⅲ(611)；

所述的粉尘输送组件(8)还包括传送带基座(81)、传送带盖板(82)、传送带涨紧板(83)、条刷(84)、同步带轮(85)、同步带涨紧轮(86)、固定螺丝(88)、深沟球轴承Ⅱ(89)、深沟球轴承Ⅲ(810)、深沟球轴承Ⅳ(811)、伺服电机Ⅱ(812)、伺服电机控制板Ⅱ(813)、粉尘收集仓(814)、收集仓拉手(815)和容尘槽(816)；传送带基座(81)上部与前面板(11)相反的一面通过T型支架安装深沟球轴承Ⅱ(89)、深沟球轴承Ⅲ(810)和深沟球轴承Ⅳ(811)，输粉同步带(87)套住深沟球轴承Ⅱ(89)、深沟球轴承Ⅲ(810)和深沟球轴承Ⅳ(811)，深沟球轴承Ⅲ(810)和深沟球轴承Ⅳ(811)之间安装同步带轮(85)，输粉同步带(87)外侧表面的容尘槽(816)啮合同步带轮(85)，同步带轮(85)通过转轴连接伺服电机Ⅱ(812)，传送带基座(81)上部的通过传送带涨紧板(83)和固定螺丝(88)安装同步带涨紧轮(86)，同步带涨紧轮(86)顶住输粉同步带(87)的内侧，同步带涨紧轮(86)下方通过支架安装清洁容尘槽(816)的条刷(84)，传送带基座(81)与左面板(12)和右面板(13)相连，且与前面板(11)平行；传送带盖板(82)与传送带基座(81)相连，且与前面板(11)平行，输粉同步带(87)正下方活动安装粉尘收集仓(814)，粉尘收集仓(814)外表面与传送带盖板(82)外表面处在同一平面；粉尘收集仓(814)外侧活动连接收集仓拉手(815)，伺服电机控制板Ⅱ(813)通过电线分别连接伺服电机Ⅱ(812)和粉尘传送带速度控制组件(4)，料仓筒壁(22)下方的料仓基座(21)开设的孔眼(210)正对输粉同步带(87)；

所述的文丘里管喷嘴组件(9)还包括喷嘴Ⅰ(91)、喷嘴Ⅱ(92)、固定环衬套(93)、喷嘴传粉管(94)、喷嘴供气管(95)、气动快插弯头Ⅰ(96)、气动快插弯头Ⅱ(97)、快拆螺丝(99)、二位二通电磁阀(910)和喷嘴碳管(911)，气动快插弯头Ⅲ(98)的一端连接二位二通电磁阀(910)的进气口，二位二通电磁阀(910)的出气口连接气动快插弯头Ⅱ(97)一端，气动快插弯头Ⅱ(97)的另一端通过喷嘴供气管(95)连接气动快插弯头Ⅰ(96)，气动快插弯头Ⅰ(96)连接至喷嘴Ⅱ(92)，喷嘴Ⅱ(92)连接喷嘴Ⅰ(91)，喷嘴Ⅰ(91)套接喷嘴碳管(911)，喷嘴Ⅱ(92)通过管路连接固定环衬套(93)，固定环衬套(93)下端固定喷嘴传粉管(94)，喷嘴传粉管(94)对准输粉同步带(87)的容尘槽(816)，料仓基座(21)后部开通孔安装快拆螺丝(99)，快拆螺丝(99)插入固定环衬套(93)固定文丘里管喷嘴组件(9)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度带式粉尘发生器，其特征在于，所述的深沟球轴承Ⅲ(810)和深沟球轴承Ⅳ(811)侧边有防脱板。

3.根据权利要求2所述的一种高精度带式粉尘发生器，其特征在于，所述的传送带涨紧板(83)采用弹簧伸缩杆保持同步带涨紧轮(86)涨紧输粉同步带(87)。

4.根据权利要求1所述的一种高精度带式粉尘发生器，其特征在于，所述的固定环衬套(93)侧边的盲孔内壁光滑，且正对快拆螺丝(99)末端。

5.根据权利要求4所述的一种高精度带式粉尘发生器，其特征在于，所述的粉尘搅拌刮板(27)边缘设有橡胶刮板。

6.一种如权利要求1-5任一所述的一种高精度带式粉尘发生器的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、称量粉尘收集仓(814)的原有重量m₀；

S2、将粉尘收集仓(814)装入高精度带式粉尘发生器内；

S3、用一输粉同步带(87)的运转速度运行高精度带式粉尘发生器；

S4、停止高精度带式粉尘发生器运转，测量停运后粉尘收集仓(814)的质量m₁；

S5、用m₁-m₀得粉尘质量差值Δm与输入高精度带式粉尘发生器压缩空气量计算得出产生标准粉尘浓度c₀；

S6、固定输粉同步带(87)的运转速度，加入另一种粉尘重复步骤一至步骤五，通过公式

计算得出粉尘浓度c₁

式中：v为输粉同步带(87)的运转速度；

r为输粉同步带(87)每个圆形齿的半径；

s为输粉同步带(87)的宽度；

l为输粉同步带(87)两个圆形齿之间的距离；

t为高精度带式粉尘发生器的工作时间；

ρ为高精度带式粉尘发生器输入粉尘的堆积密度；

q为高压气供气装置(6)供给高压气流量；

φ为优化系数；

S7、比较标准粉尘浓度c₀和粉尘浓度c₁的大小，若c₀≥c₁，则调大输粉同步带(87)的运转速度，c₀＜c₁，则调小输粉同步带(87)的运转速度，直至将粉尘浓度c₁调整至所需标准粉尘浓度c₀，完成高精度带式粉尘发生器粉尘浓度的校准。

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