CN116651339A - 一种固体气溶胶发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种固体气溶胶发生装置，包括储料仓、分散组件及分别连接于储料仓两端的加料组件和气溶胶排出管，加料组件用于向储料仓加入粉料，加料组件包括用于控制储料仓与外界环境通断的上加料阀；分散组件包括可转动设置并与气溶胶排出管内壁相切的旋转毛刷，旋转毛刷用于分散气溶胶排出管内的粉料以使粉料与压缩气体混合形成固体气溶胶。整套装置采用密封设计，能有效隔绝开外界环境，避免进料过程中粉料受外界环境影响，实现连续稳定进料，确保产生的固体气溶胶能稳定且持续地输入至不同压力的目标环境中。

Description

一种固体气溶胶发生装置

技术领域

本发明涉及气溶胶制备技术领域，特别涉及一种固体气溶胶发生装置。

背景技术

以测量气固分离元件或分离器的分离性能为例，需要利用固体气溶胶发生器在分离器上游管道形成一定浓度的气溶胶颗粒，通过测量分离器下游和下游的气溶胶浓度，测得分离器的分离效率。实际模拟测试的气固两相流压力工况较复杂，需在不同压力条件下进行，要求固体气溶胶发生装置能够将气溶胶稳定且持续地引入各种压力环境。

现有固体气溶胶发生装置种类较多，主要有机械分散式、流化床式、引射式等。其中，机械分散式因受机械密封限制，一般仅用于常压环境下。流化床形式尽管能密封发生，但仅适应用于略高于大气压的环境中。引射式利用文丘里效应，在高速气流通过时形成负压，将粉尘颗粒引射出来形成气溶胶，不易引入高压环境。

目前，尽管已有能用于高压环境的固体气溶胶发生装置，包括单向供料组件，该单向供料组件与外界环境没有进行绝对隔绝，在进料过程中，粉料极易受环境的温度、湿度及空气流速等不利因素的影响，导致供料不连续，进而使气溶胶生成不连续。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种固体气溶胶发生装置，整体采用密封设计，有效隔开外界环境，进料连续稳定，确保产生的固体气溶胶能稳定且持续地输入至不同压力的目标环境中。

本发明所提供的固体气溶胶发生装置，包括储料仓、分散组件及分别连接于储料仓两端的加料组件和气溶胶排出管，加料组件用于向储料仓加入粉料，加料组件包括用于控制储料仓与外界环境通断的上加料阀；分散组件包括可转动设置并与气溶胶排出管内壁相切的旋转毛刷，旋转毛刷用于分散气溶胶排出管内的粉料以使粉料与压缩气体混合形成固体气溶胶。

优选的，储料仓内可转动设有用于搅拌粉料的搅拌杆，搅拌杆固设有纺锤状调节块，纺锤状调节块与储料仓的锥形内壁之间形成有用于供粉料流过的环形空隙。

优选的，储料仓的锥形出料口可转动设于进料螺杆，进料螺杆与搅拌杆一体式相连，进料螺杆与锥形出料口之间形成有调节缝隙，进料螺杆用于通过调节自身转速控制调节缝隙的进料量。

优选的，还包括与搅拌杆相固连且设于储料仓的进料口的一次进料调节组件，一次进料调节组件用于带动搅拌杆沿储料仓的轴向往复移动，以通过调节环形空隙的宽度实现调节环形空隙的进料量。

优选的，还包括驱动转轴，一次进料调节组件包括：

一端可滑动套设于驱动转轴且另一端与搅拌杆相固连、用于带动搅拌杆随驱动转轴同步转动的调节轴套；

分别设于调节轴套两侧并与调节轴套外侧面所设的环形调节齿相啮合的主动调节齿轮和被动调节齿轮；当主动调节齿轮转动时，主动调节齿轮和被动调节齿轮共同驱动调节轴套沿驱动转轴往复滑动，搅拌杆随调节轴套同步滑动。

优选的，一次进料调节组件还包括罩于调节轴套、主动调节齿轮和被动调节齿轮外的调节密封罩壳，还包括：

与驱动转轴相连的搅拌驱动电机；

连接于调节密封罩壳与搅拌驱动电机之间的进料补气管接头；

连接于调节密封罩壳与储料仓之间并与加料组件相连的加料连接管接头。

优选的，搅拌驱动电机包括：

电机主体；

包裹于电机主体外侧并与进料补气管接头相固连的电机密封外壳；

固设于电机密封外壳的电机密封端盖；

设于电机密封外壳与电机密封端盖之间的端盖密封垫圈；

嵌设于电机密封端盖的接线端子；

设于接线端子与电机密封端盖之间的接线密封垫圈。

优选的，加料组件包括加料仓、罩设于加料仓的加料口的加料盖、进料斗及设于加料仓的出料口的下加料阀，上加料阀设于进料斗与加料盖之间；当上加料阀打开且下加料阀关闭时，粉料由进料斗进入加料仓；当上加料阀关闭且下加料阀打开时，粉料由加料仓流入储料仓。

优选的，加料组件还包括固设于加料仓的外侧并用于带动加料仓振动的加料振动器。

优选的，储料仓的进料口固设有用于振动粉料的进料振动器，储料仓的锥形出料口固设有用于振动粉料的出料振动器。

优选的，还包括设于储料仓与分散组件之间并用于调节进料量的二次进料调节组件，二次进料调节组件包括双叶轮进料调节组件和/或振动进料调节组件。

优选的，双叶轮进料调节组件包括：

可转动设置且相互啮合、并形成有用于控制进料量的进料缝隙的主动叶轮和从动叶轮；

罩于主动叶轮和从动叶轮外的叶轮罩壳；

连接于叶轮罩壳的进料口与储料仓之间的进料锥形管；

连接于叶轮罩壳的下料口与分散组件之间的下料锥形管。

优选的，振动进料调节组件包括：

振动给料管；

与振动给料管相交且插设于振动给料管的控制给料管；

固设于振动给料管外侧并用于调节振动给料管与控制给料管之间所形成的给料缝隙的进料量的直线振动器；

连接于控制给料管与储料仓之间的柔性进料管；

连接于振动给料管与分散组件之间的柔性出料管。

优选的，分散组件包括：

与旋转毛刷相连的分散驱动电机；

罩设于分散驱动电机外侧的电机隔离外壳；

罩设于旋转毛刷外侧的毛刷罩壳；

设于电机隔离外壳与毛刷罩壳之间的密封过渡壳；

固设于密封过渡壳与旋转毛刷之间、用于隔开分散驱动电机和旋转毛刷并支撑旋转毛刷转动的回转支撑件。

优选的，还包括：

与储料仓的进料口相连的第一输气管；

与加料组件的加料仓相连的第二输气管；

与储料仓的锥形出料口相连的第三输气管；

设于气溶胶排出管入口的出料控制阀；

当出料控制阀关闭时，第一输气管、第二输气管与第三输气管三者所设的进气调压阀均打开，储料仓和加料仓补气直至二者的内部气体压力与外界环境压力相平衡，上加料阀打开，加料组件的下加料阀及全部进气调压阀均关闭，粉料存储至加料仓内；

当储料仓内的粉料达到预设量时，上加料阀关闭，全部进气调压阀再次打开，储料仓和加料仓继续补气直至二者的内部气体压力与目标环境压力相平衡，下加料阀及出料控制阀均打开，粉料由加料仓流入储料仓。

相对于背景技术，本发明所提供的固体气溶胶发生装置，包括储料仓、分散组件、加料组件和气溶胶排出管，储料仓的两端分别连接有加料组件和气溶胶排出管，加料组件包括上加料阀，分散组件包括旋转毛刷。

加料时，上加料阀打开，加料组件将粉料加入储料仓，粉料在自储料仓流入气溶胶排出管，旋转毛刷分散气溶胶排出管内的粉料，使粉料与压缩气体在气溶胶排出管内混合形成固体气溶胶，固体气溶胶沿气溶胶排出管进入目标环境中。

在储料仓完成加料后，关闭上加料阀，储料仓的第一端与外界环境隔绝开，而旋转毛刷在气溶胶排出管内分散粉料，当溶胶排出管连接目标环境，储料仓的第二端也与外界环境隔绝开，如此可使整套装置的内部便与外界环境隔绝开，避免进料过程中粉料受外界环境影响，实现连续稳定进料，确保产生的固体气溶胶能稳定且持续地输入至不同压力的目标环境中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明第一种具体实施例所提供的固体气溶胶发生装置的结构图；

图2为图1中储料仓及其内部附件的剖视图；

图3为图1中分散组件的横截面剖视图；

图4为图1中分散组件的剖视图；

图5为图1中加料组件的主视图；

图6为图5的侧视图；

图7为图1中一次进料调节组件的结构图；

图8为图7的A-A向剖视图；

图9为图1中搅拌驱动电机的结构图；

图10为图9中B-B向剖视图；

图11为图1中进料补气管接头及其内部附件的剖视图；

图12为图11中布风板的结构图；

图13为图1中双叶轮进料调节组件的剖视图；

图14为本发明第二种具体实施例所提供的固体气溶胶发生装置的结构图；

图15为图14中振动进料调节组件的剖视图。

附图标记如下：

储料仓11、分散组件12、加料组件13、气溶胶排出管14、搅拌杆15、一次进料调节组件16、搅拌驱动电机17、进料补气管接头18、加料连接管接头19、双叶轮进料调节组件20、振动进料调节组件21、出料补气管接头22和出料控制阀23；

进料振动器111和出料振动器112；

旋转毛刷121、分散驱动电机122、电机隔离外壳123、毛刷罩壳124、密封过渡壳125和回转支撑件126；

上加料阀131、加料仓132、加料盖133、进料斗134、下加料阀135、加料振动器136和振动固定架137；

调压口1331；

纺锤状调节块151、进料螺杆152和搅拌桨153；

调节轴套161、主动调节齿轮162、被动调节齿轮163、调节密封罩壳164、齿轮固定盲板165和调节驱动电机166；

刚性联轴器170、驱动转轴171、电机主体172、电机密封外壳173、电机密封端盖174、端盖密封垫圈175、接线端子176和接线密封垫圈177；

进料补气接头181和布风板182；

加料管接头191；

主动叶轮201、从动叶轮202、叶轮罩壳203、进料锥形管204、下料锥形管205、束料口206和叶轮驱动电机207；

振动给料管211、控制给料管212、直线振动器213、柔性进料管214、柔性出料管215和补气口216；

出料补气接头221。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例公开了一种固体气溶胶发生装置，整体采用密封设计，其内部免受外界环境影响，使该装置内部气体压力能与目标环境压力相平衡，确保产生的设定浓度的固体气溶胶能稳定且持续地输入至不同压力的目标环境中。

如图1至图3所示，上述固体气溶胶发生装置包括储料仓11、加料组件13、分散组件12和气溶胶排出管14。

其中，储料仓11用于存储粉料。储料仓11的内壁呈圆锥状，其进口直径大于其出口直径，使粉料在重力作用下能沿储料仓11的内壁流出，避免粉料堵塞。当然，储料仓11的结构不限于此。

加料组件13和气溶胶排出管14二者分别连接于储料仓11的两端。加料组件13设于储料仓11的上游，用于向储料仓11加入粉料。气溶胶排出管14设于储料仓11的下游，用于为固体气溶胶的生成提供空间，并引导固体气溶胶排出至目标环境。加料组件13包括上加料阀131，用于控制储料仓11与外界环境通断，确保加完料后储料仓11与外界环境隔绝开，使储料仓11具有良好的密封性。上加料阀131具体可以是手动球阀，但其类型不限于此。

分散组件12包括可转动设置并与气溶胶排出管14的内壁相切的旋转毛刷121，用于分散气溶胶排出管14内的粉料，以使粉料与压缩气体混合形成固体气溶胶。旋转毛刷121采用切向分散的形式对粉料进行分散，具体地，旋转毛刷121的旋转方向与气溶胶排出管14的内壁相切，确保粉料的分散程度。旋转毛刷121的仅部分伸入气溶胶排出管14，旋转毛刷121的直径大于至少两倍气溶胶排出管14的内径，以确保分散切面足够大。需要注意的是，气溶胶排出管14的两端内径不同，位于旋转毛刷121以上轴段的内径小于位于旋转毛刷121以下轴段的内径。考虑到旋转毛刷121在高速转动时，易与气溶胶排出管14的内壁摩擦产生静电，气溶胶排出管14可进行接地处理，且毛刷的材质也优选为无静电材质。

加料时，上加料阀131打开，加料组件13将粉料加入储料仓11，粉料在自储料仓11流入气溶胶排出管14，旋转毛刷121分散气溶胶排出管14内的粉料，使粉料与压缩气体在气溶胶排出管14内混合形成固体气溶胶，固体气溶胶沿气溶胶排出管14进入目标环境中。

在储料仓11完成加料后，关闭上加料阀131，储料仓11的第一端与外界环境隔绝开，而旋转毛刷121可转动设置并与气溶胶排出管14的内壁相切，旋转毛刷121分散粉料，当气溶胶排出管14连通目标环境时，储料仓11的第二端也与外界环境隔绝开，如此可使整套装置的内部便与外界环境隔绝开，避免进料过程中粉料受外界环境影响，实现连续稳定进料，确保产生的固体气溶胶能稳定且持续地输入至不同压力的目标环境中。需要注意的时，当旋转毛刷121停止转动时，旋转毛刷可截断粉料沿气溶胶排出管14下落。

储料仓11内可转动设有搅拌杆15，用于搅拌粉料，避免粉料结块堵塞。具体地，搅拌杆15的外侧一体式设有两个搅拌桨153，两个搅拌桨153均为细杆弯折而成，阻力较小且结构简单，无需占用较多的储料仓11空间，搅拌效果良好。两个搅拌桨153沿搅拌杆15的周向呈180度分布，其中一者长度较长，另一者长度较短，以两个搅拌桨153在搅拌杆15上的投影为准，长度较短的搅拌桨153的投影完全落于长度较长的搅拌桨153的投影范围内，确保两个搅拌桨153在不同高度处充分搅动储料仓11的粉料，搅拌效果较好。搅拌杆15的上端与一次进料调节组件16的调节轴套161相固连。搅拌杆15与调节轴套161之间具体可采用键连接，确保搅拌杆15既能随调节轴套161同步转动，又能随调节轴套161沿储料仓11的轴向往复移动。当然，搅拌杆15的结构不限于此，例如也可以是叶轮搅拌或螺杆搅拌等。

搅拌杆15的下端固设有纺锤状调节块151，防止粉料淤积。纺锤状调节块151与储料仓11的锥形内壁之间形成有环形空隙，使储料仓11内的粉料从环形空隙排出。纺锤状调节块151的两锥形面的锥度均可根据储料仓11的内壁锥度进行确定。当然，纺锤状调节块151也可由锥形调节块替代，仍不影响实现本发明的目的。

储料仓11的底端设有锥形出料口，用于防止粉料淤积。锥形出料口可转动设有进料螺杆152，进料螺杆152与搅拌杆15一体式相连，进料螺杆152随搅拌杆15同步转动，使进料螺杆152相对于锥形出料口旋转。进料螺杆152与锥形出料口之间形成有调节缝隙，当进料螺杆152相对于锥形出料口转动时，粉料自调节缝隙流出。调节缝隙的进料量由进料螺杆152的转速决定，当进料螺杆152以理想转速匀速转动时，粉料能够均匀且稳定地自调节缝隙流出。当进料螺杆152的转速增大时，调节缝隙的进料量增大。反之，调节缝隙的进料量减小。

锥形出料口的内径由进料螺杆152的外径决定，优选锥形出料口的内径比进料螺杆152的外径大1～2mm，避免调节缝隙过大而导致粉料漏出严重，还能避免调节缝隙过小而导致锥形出料口与进料螺杆152之间产生较大摩擦，进而降低进料螺杆152出现卡滞的风险，确保进料螺杆152转动顺畅。

上述固体气溶胶发生装置还包括设于储料仓11的进料口的一次进料调节组件16，一次进料调节组件16与搅拌杆15相固连，用于带动搅拌杆15沿储料仓11的轴向往复移动，以通过调节环形空隙的宽度实现调节环形空隙的进料量。具体地，当一次进料调节组件16带动搅拌杆15上升时，搅拌杆15带动纺锤状调节块151同步上升，环形空隙的宽度增大，环形空隙的进料量随之增大。当一次进料调节组件16带动搅拌杆15下降时，搅拌杆15带动纺锤状调节块151同步下降，环形空隙的宽度减小，环形空隙的进料量随之减少。当环形空隙的宽度减至最小时，此时环形空隙可起到节流作用，防止粉料过多而堵塞进料螺杆152与锥形出料口之间的调节缝隙。当纺锤状调节块151下降至最低位置时，纺锤状调节块151紧贴锥形出料口的内壁，可直接断开供料。

上述固体气溶胶发生装置还包括可转动设置的驱动转轴171，用于驱动搅拌杆15转动。一次进料调节组件16包括调节轴套161、主动调节齿轮162和被动调节齿轮163。调节轴套161的上端可滑动套设于驱动转轴171，其下端与搅拌杆15相固连。需要特别说明的是，调节轴套161与驱动转轴171同轴嵌套设置，调节轴套161的内壁径向固定有连接键，驱动转轴171设有配合槽，连接键与配合槽沿调节轴套161的径向配合，既能确保调节轴套161沿驱动转轴171相对无阻上下往复移动，又能使调节轴套161随驱动转轴171同步转动。

主动调节齿轮162和被动调节齿轮163分别设于调节轴套161的两侧，调节轴套161的外侧设有环形调节齿，主动调节齿轮162和被动调节齿轮163二者分别与环形调节齿相啮合。当主动调节齿轮162转动时，主动调节齿轮162和被动调节齿轮163共同驱动调节轴套161沿驱动转轴171往复滑动，搅拌杆15随调节轴套161同步滑动，进而实现通过调节环形空隙的宽度来调节环形空隙的进料量。当主动调节齿轮162顺时针转动时，调节轴套161沿驱动转轴171上，搅拌杆15随调节轴套161上升，环形空隙的宽度增大，其进料量增大。反之，当主动调节齿轮162逆时针转动时，环形空隙的进料量减小。需要注意的是，调节轴套161外侧面所设的环形调节齿优选为平行环形齿条，此类齿条能确保在上下调节调节轴套161时不影响调节轴套161随驱动转轴171同步转动。

一次进料调节组件16还包括调节密封罩壳164，罩于调节轴套161、主动调节齿轮162和被动调节齿轮163外，主要起密封承压作用。主动调节齿轮162和被动调节齿轮163二者的转轴均穿设于调节密封罩壳164，如此可确保主动调节齿轮162和被动调节齿轮163之间的径向距离保持固定。调节密封罩壳164的敞口端固设有齿轮固定盲板165，既能支撑被动调节齿轮163转动，又能封住调节密封罩壳164，使一次进料调节组件16具有良好的密封性。

一次进料调节组件16还包括与主动调节齿轮162相连的调节驱动电机166，用于驱动主动调节齿轮162转动。调节驱动电机166也采用密封设计，与外界隔绝开，其结构及连接关系具体可参考下述搅拌驱动电机17。

上述固体气溶胶发生装置还包括搅拌驱动电机17、进料补气管接头18和加料连接管接头19。驱动转轴171的一端与搅拌驱动电机17的输出轴通过刚性联轴器170刚性连，其另一端与调节轴套161相连，使搅拌驱动电机17通过驱动转轴171及调节轴套161带动搅拌杆15转动。

进料补气管接头18连接于调节密封罩壳164与搅拌驱动电机17之间，既能使一次进料调节组件16与搅拌驱动电机17二者的连接处能够与外界环境隔开，又能在进料时为储料仓11补气以调节储料仓11的压力。进料补气管接头18具体为Y形连接三通，包括用于为储料仓11补气的进料补气接头181，其另外两个接头同轴贯通且分别与调节密封罩壳164与搅拌驱动电机17相连。驱动转轴171可转动设于进料补气管接头18内。进料补气接头181内固设有布风板182，布风板182设有若干呈同心环状分布的通风孔，用于均匀分散气流，使气流均匀流入储料仓11，防止输入的气流过于集中而影响粉料流动。布风板182的横截面形状与进料补气接头181的横截面形状一致，在此不做具体限定。

加料连接管接头19与加料组件13相连，且二者呈角度设置。加料连接管接头19的其中两个接头同轴贯通并分别与调节密封罩壳164与储料仓11相连，其另一个接头倾斜设置并与加料组件13相连，使一次进料调节组件16、加料组件13及储料仓11三者通过加料连接管接头19连通，将加料仓132内的粉料引入储料仓11。此外，加料连接管接头19还能使调节密封罩壳164与储料仓11二者的连接处与外界环境隔开。加料连接管接头19具体也可以是Y形连接三通，其内贯穿设有搅拌杆15。搅拌驱动电机17、进料补气管接头18、一次进料调节组件16、加料连接管接头19和储料仓11自上而下依次相连，既能使储料仓11与外界环境隔开，又能使兼顾为储料仓11补气及加料，整体结构更紧凑。

搅拌驱动电机17包括电机主体172、电机密封外壳173、电机密封端盖174、端盖密封垫圈175、接线端子176和接线密封垫圈177。电机主体172具体为减速电机。电机密封外壳173包裹于电机主体172的外侧，其下端内置有刚性联轴器170并与进料补气管接头18相固连，将刚性联轴器170及电机主体172共同密封在电机密封外壳173内，使电机主体172与驱动转轴171二者的连接处与外界环境隔开。电机密封外壳173的上端与电机密封端盖174相固连，电机密封外壳173与电机密封端盖174设有端盖密封垫圈175，用于密封电机密封外壳173与电机密封端盖174的之间的缝隙，从而确保电机主体172与外界环境隔绝。具体地，电机密封外壳173与电机密封端盖174之间通过若干组配套的紧固螺栓及紧固螺母可拆卸连接。接线端子176嵌设于电机密封端盖174上，电机主体172通过接线端子176与外接电源相连，接线端子176与电机密封端盖174之间设有接线密封垫圈177，使电机密封端盖174与接线端子176紧密配合，进一步确保电机主体172与外界环境隔绝开，使搅拌驱动电机17具备良好的密封性。

加料组件13包括加料仓132、加料盖133、进料斗134及下加料阀135。加料仓132的上端设有加料口，加料盖133罩设于加料口，加料仓132与加料盖133组合，加料仓132能存储粉料，使加料仓132在加料时起到过渡粉料目的。进料斗134呈锥形，方便进料。下加料阀135设于加料仓132的出料口。加料连接管接头19一体式倾斜设有加料管接头191。下加料阀135具体设于加料仓132的出料口与加料管接头191之间，用于在向储料仓11加料时控制粉料的通断。上加料阀131设于进料斗134与加料盖133之间，用于在向加料仓132加料时控制粉料的通断。上加料阀131和下加料阀135均为手动球阀。当上加料阀131打开且下加料阀135关闭时，粉料由进料斗134进入加料仓132。当上加料阀131关闭且下加料阀135打开时，加料仓132与外界环境隔绝开，粉料由加料仓132流入储料仓11。

加料组件13还包括固设于加料仓132的外侧的加料振动器136，能够产生固定频率的振动，用于带动加料仓132振动，保证加料时粉料不会粘附或堵塞加料仓132。具体地，加料仓132的加料口外侧面固套有振动固定架137，加料振动器136依靠紧固螺钉固定在振动固定架137上。加料振动器136优选为气动振动器，采用不同压强的压缩气体来调节气动振动器的振动频率，方便调节，振动力较强，无需额外配置电源。当然，加料振动器136的类型不限于此。

需注意的是，加料盖133设有调压口1331，调压口1331与加料仓132相连通，用于调节加料仓132内压力。当需要加料时，关闭下加料阀135，调压口1331进行泄压，当加料仓132内压力减至与外界环境压力时，打开上加料阀131，从进料斗134加入粉料，粉料在重力及振动双重作用下进入加料仓132。当加料仓132内加入适量的粉料时，关闭上加料阀131，将加料仓132与外界环境进行隔绝，调压口1331充入压缩气体，对加料仓132进行加压，直至加料仓132内压力达到储料仓11内压力，打开下加料阀135，粉料在压差及振动的共同作用下经加料连接管接头19进入储料仓11，如此便完成加料。

储料仓11的进料口固设有进料振动器111，用于在储料仓11进料时振动粉料，使粉料在搅拌杆15的作用下及进料振动器111作用下顺利进入储料仓11，避免粉料在储料仓11内发生团聚，或粘附在储料仓11内壁上。储料仓11的锥形出料口固设有出料振动器112，用于粉料从储料仓11的流出时振动粉料，使粉料依次经环形空隙及调节缝隙流入二次进料调节组件，避免粉料造成堵塞。当然，进料振动器111及出料振动器112二者的固定方式、类型及工作原理均可参考加料振动器136，在此不做具体限定。

上述固体气溶胶发生装置还包括设于储料仓11与分散组件12之间的二次进料调节组件，用于调节进料量。二次进料调节组件包括双叶轮进料调节组件20和/或振动进料调节组件21，也即双叶轮进料调节组件20和振动进料调节组件21二者可单独使用，也可串联使用。

在第一种具体实施例中，二次进料调节组件为双叶轮进料调节组件20。

双叶轮进料调节组件20设于储料仓11的下游，可针对较细小的粉料颗粒进行更细微地控制，进料量控制更准确。双叶轮进料调节组件20包括主动叶轮201、从动叶轮202、叶轮罩壳203、进料锥形管204和下料锥形管205。主动叶轮201和从动叶轮202二者相互啮合且均可转动设置，用于将粉料刮入下料锥形管205。主动叶轮201和从动叶轮202之间形成有进料缝隙，用于控制进料量。叶轮罩壳203罩于主动叶轮201和从动叶轮202外，使主动叶轮201和从动叶轮202二者与外界环境隔绝开，使双叶轮进料调节组件20具备良好的密封性。叶轮罩壳203可采用分体式结构，包括相互扣合的第一罩壳和第二罩壳，第一罩壳与第二罩壳之间采用紧固螺栓进行固定，方便维护主动叶轮201和从动叶轮202。叶轮罩壳203设有束料口206，用于约束粉料，方便两叶轮刮走粉料。束料口206与两个叶轮之间留有一定间隙，使粉料约束，使两叶轮转动不受阻，也不至于使粉料外漏。

进料锥形管204连接于叶轮罩壳203的进料口与储料仓11之间，用于将粉料由调节缝隙引入叶轮罩壳203。进料锥形管204呈圆锥状，方便进料。下料锥形管205连接于叶轮罩壳203的下料口与分散组件12之间，用于将粉料由叶轮罩壳203引入分散组件12。下料锥形管205也呈圆锥状，方便下料。

双叶轮进料调节组件20还包括与主动叶轮201相连的叶轮驱动电机207，用于驱动主动叶轮201转动。叶轮驱动电机207也采用密封设计，与外界隔绝开，其结构及连接关系具体可参考上述搅拌驱动电机17。主动叶轮201的转速由叶轮驱动电机207决定，可通过调节叶轮驱动电机207的转速调节进料缝隙的进料量。当然，除了通过改变叶轮驱动电机207的转速来控制进料缝隙的进料量之外，还可通过更换不同类型的叶轮，改变两叶轮之间的轴向间距，仍能实现改变进料缝隙的进料量。

上述固体气溶胶发生装置还包括连接于二次进料调节组件与分散组件12之间的出料补气管接头22，其中两个接头同轴贯通，用于连通下料锥形管205和气溶胶排出管14，和/或连通柔性出料管215与气溶胶排出管14。出料补气管接头22还包括出料补气接头221，使位于储料仓11的下游各组件能维持在理想压力范围内，并用于为固体气溶胶的形成提供所需气体。出料补气接头221可外接第三输气管，第三输气管设有进气调压阀，用于调节装置的内部压力。进气调压阀的两端可增设过滤器，保证气源的干度，防止气源将水分带入装置内，造成粉料团聚。此外，在泄压时，过滤器还可用于防止粉料进入进气调压阀而使其造成磨损及堵塞。

分散组件12设于二次进料调节组件的下游，旋转毛刷121通过高速旋转使粉料充分分散，进而使分散的粉料与压缩气体混合形成固体气溶胶，固体气溶胶由气溶胶排出管14进入目标环境中。分散组件12整体采用密封设计，可承受至少1MPa的压强。

分散组件12包括分散驱动电机122、电机隔离外壳123、毛刷罩壳124、密封过渡壳125和回转支撑件126。分散驱动电机122与旋转毛刷121之间也通过刚性联轴器170相连，用于驱动旋转毛刷121高速旋转。分散驱动电机122具体可以是高速直流电机，分散驱动电机122的接线端子176为耐压接线端子，保证在不影响通电的情况下能实现高压环境密封。分散驱动电机122也采用密封设计，能与外界隔绝开，其结构及连接关系具体可参考上述搅拌驱动电机17。

电机隔离外壳123罩设于分散驱动电机122外侧，用于隔开分散驱动电机122和外界环境。毛刷罩壳124罩设于旋转毛刷121外侧，用于隔开旋转毛刷121和外界环境。密封过渡壳125设于电机隔离外壳123与毛刷罩壳124之间，密封过渡壳125靠近旋转毛刷121的一端具有安装孔，用于供旋转毛刷121的毛刷轴穿过。回转支撑件126固设于密封过渡壳125与旋转毛刷121之间，具体固设于安装孔与毛刷轴之间，既能用于支撑旋转毛刷121转动，又能用于隔开分散驱动电机122和旋转毛刷121，防止粉料影响分散驱动电机122运行。回转支撑件126具体可以是滚动轴承。

当然，分散组件12的结构不限于此，也可采用其他形式机械分散结构对粉料进行分散，例如缓冲罐，或也可采用压缩气体鼓吹的形式进行分散。

需要补充的是，各级装置及各输气管之间均可法兰或卡盘连接，既能保证装置的气密性和承压性，又方便拆装。本发明适应于各种压力环境的气溶胶的发生。特别地，当常压(0.1MPa)发生时，可不采用搅拌杆15、一次进料调节组件16及二次进料调节组件，仅依靠重力及振动也可实现分离的连续进料。

上述固体气溶胶发生装置还包括第一输气管、第二输气管和第三输气管，多路输气管协同调节整套装置的内部压力，既能精确调控各组件的压强，还能依靠局部压差或等压环境来控制进料量。第一输气管与储料仓11的进料口相连，第一输气管具体可与进料补气管接头18的进料补气接头181相连。第二输气管与加料组件13的加料仓132相连，第二输气管具体可与加料盖133所设的调压口1331相连。第三输气管与储料仓11的锥形出料口相连，第三输气管具体可与出料补气管接头22的出料补气接头221相连。第一输气管、第二输气管和第三输气管三者均设有进气调压阀，用于控制管路的通断。进气调压阀的两端距内设有过滤器，一方面在压力增大时过滤掉输入的压缩气体中的水分和其他杂质，另一方面在压力降低时过滤掉排出气体中夹带的粉尘颗粒，防止进气调压阀受粉尘颗粒磨损。当然，也可采用将旁支输气管连通储料仓11和出料补气接头221，如此仅需一路输气管也可使整套装置实现调压。

出料控制阀23设于气溶胶排出管14入口，用于隔开装置内部与外界环境。出料控制阀23具体可以是手动球阀，但其类型不限于此。

当出料控制阀23关闭时，第一输气管、第二输气管与第三输气管三者所设的进气调压阀均打开，第一输气管、第二输气管与第三输气管均充入压缩气体，调节装置内的气压，直至储料仓11和加料仓132补气直至二者的内部气体压力与外界环境压力相平衡，上加料阀131打开，加料组件13的下加料阀135及全部进气调压阀均关闭，粉料存储至加料仓132内；

当储料仓11内的粉料达到预设量时，上加料阀131关闭，全部进气调压阀再次打开，第一输气管、第二输气管与第三输气管向装置内充入压缩气体，也即储料仓11和加料仓132继续补气加压，直至二者的内部气体压力与目标环境压力相平衡，下加料阀135及出料控制阀23均打开，粉料由加料仓132流入储料仓11。

相较于第一种具体实施例，第二种具体实施例在于改变二次进料调节组件的类型，其余技术方案均与第一种具体实施例相同。如图14至图15所示，在第二种具体实施例中，二次进料调节组件为振动进料调节组件21。

振动进料调节组件21也设于储料仓11的下游，可控制不同粒径粉料的下落，还可一定程度上分散粉料。振动进料调节组件21包括振动给料管211、控制给料管212、直线振动器213、柔性进料管214和柔性出料管215，振动给料管211倾斜设置，其进料口高于其出料口设置。控制给料管212与振动给料管211相交，且控制给料管212插设于振动给料管211，使控制给料管212的底端出口与振动给料管211的管壁相平行，并留有一定间隙，使调节振动给料管211与控制给料管212之间所形成的给料缝隙。另外，振动给料管211设有补气口216，用于调节振动调节组件的压力。

直线振动器213固设于振动给料管211外侧，能沿振动给料管211的轴向产生线性的振动力，对粉料施加向前的推力，也即粉料颗粒受到控制给料管212与振动给料管211之间所产生的切向力，使粉料在切向力的作用下从给料缝隙挤出。如此可通过调节控制给料管212的端面与振动给料管211的内壁之间的距离，及直线振动器213的频率，来调节给料缝隙的进料量。此外，进入振动给料管211的粉料在振动作用下会被初步分散，使粉料以更均匀的状态经柔性出料管215进入分散组件12，更有利于粉料分散。柔性进料管214连接于控制给料管212与储料仓11之间，用于将粉料由储料仓11引至控制给料管212。柔性出料管215连接于振动给料管211与分散组件12之间，用于将粉料由振动给料管211引至分散组件12。考虑到直线振动器213在运行过程中会产生振动，柔性进料管214和柔性出料管215二者均选用柔性管，既能起到耐压作用，又能减小刚性结构对振动力的抵消。柔性进料管214和柔性出料管215均可以是波纹管，但不限于此。

当然，二次进料调节组件也可由双叶轮进料调节组件20和振动进料调节组件21串联而成。

另需说明的是，当二次进料调节组件为振动进料调节组件21时，振动给料管211的补气口216与第三输气管相连，也即振动给料管211的补气口216与储料仓11的锥形出料口共用一根输气管，结构更紧凑。当然，二者也可单独输气来维持装置内的压力。

加料振动器136、进料振动器111、出料振动器112及直线振动器213均为气动振动器时，上述固体气溶胶发生装置还包括第四输气管，第四输气管与各气动振动器相连，用于为各气动振动器提供气源，可通过调节各气动振动器压强的大小来调节各气动振动器的振动频率。各气动振动器所需气源为单向输入，只需过滤压缩气体杂质，也即第四输气管也设有进气调压阀，但仅需在该进气调压阀的上游装有过滤器即可。

上述固体气溶胶发生装置的工作流程如下：

第一，先进行气密性检测。关闭上加料阀131和出料控制阀23，打开下加料阀135，使加料仓132与储料仓11形成封闭的气体通路；启动调节驱动电机166，一次进料调节组件16抬高搅拌杆15，使储料仓11、加料仓132及气溶胶排出管14三者形成气体通道，开启第一输气管、第二输气管和第三输气管三者中其一条管路上的进气调压阀并关闭另外两条管路上的进气调压阀，如此使整套装置内部实现气密性检测，直至装置内部气压高于外界环境气压，逐步排查各连接处的气密性。气密性检测完毕后，将各输气管上的进气调压阀全部打开，进行泄压，再断开电源，结束气密性检测。

第二，对机械转动部件进行检查。具体地，各电机接通电源，依次控制搅拌驱动电机17、调节驱动电机166、叶轮驱动电机207及分散驱动电机122运行，检查不同转速下各电机的稳定性，检测完毕后断开电源。

第三，对各振动器进行检查及调试。开启第四输气管，按进料量调节各振动的振动频率，调试完毕后，关闭第四输气管上的进气调压阀。

各检查完成后，关闭出料控制阀23，第一输气管、第二输气管与第三输气管三者所设的进气调压阀均打开，第一输气管、第二输气管与第三输气管均充入压缩气体，调节装置内的气压，直至储料仓11和加料仓132补气直至二者的内部气体压力与外界环境压力相平衡，打开上加料阀131，加料组件13的下加料阀135及全部进气调压阀均关闭，粉料存储至加料仓132内；储料仓11内的粉料达到预设量时，关闭上加料阀131，再次打开全部进气调压阀，第一输气管、第二输气管与第三输气管向装置内充入压缩气体，也即储料仓11和加料仓132继续补气加压，直至二者的内部气体压力与目标环境压力相平衡，下加料阀135及出料控制阀23均打开，粉料由加料仓132流入储料仓11，再依次将环形空隙及调节缝隙流入二次进料调节组件，调节进料量，旋转毛刷121充分分散下落的粉料，与压缩气体混合形成固体气溶胶。

以上对本发明所提供的固体气溶胶发生装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种固体气溶胶发生装置，其特征在于，包括储料仓(11)、分散组件(12)及分别连接于所述储料仓(11)两端的加料组件(13)和气溶胶排出管(14)，所述加料组件(13)用于向所述储料仓(11)加入粉料，所述加料组件(13)包括用于控制所述储料仓(11)与外界环境通断的上加料阀(131)；所述分散组件(12)包括可转动设置并与所述气溶胶排出管(14)内壁相切的旋转毛刷(121)，所述旋转毛刷(121)用于分散所述气溶胶排出管(14)内的粉料以使粉料与压缩气体混合形成固体气溶胶。

2.根据权利要求1所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述储料仓(11)内可转动设有用于搅拌粉料的搅拌杆(15)，所述搅拌杆(15)固设有纺锤状调节块(151)，所述纺锤状调节块(151)与所述储料仓(11)的锥形内壁之间形成有用于供粉料流过的环形空隙。

3.根据权利要求2所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述储料仓(11)的锥形出料口可转动设于进料螺杆(152)，所述进料螺杆(152)与所述搅拌杆(15)一体式相连，所述进料螺杆(152)与所述锥形出料口之间形成有调节缝隙，所述进料螺杆(152)用于通过调节自身转速控制所述调节缝隙的进料量。

4.根据权利要求2所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，还包括与所述搅拌杆(15)相固连且设于所述储料仓(11)的进料口的一次进料调节组件(16)，所述一次进料调节组件(16)用于带动所述搅拌杆(15)沿所述储料仓(11)的轴向往复移动，以通过调节所述环形空隙的宽度实现调节所述环形空隙的进料量。

5.根据权利要求4所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，还包括驱动转轴(171)，所述一次进料调节组件(16)包括：

一端可滑动套设于所述驱动转轴(171)且另一端与所述搅拌杆(15)相固连、用于带动所述搅拌杆(15)随所述驱动转轴(171)同步转动的调节轴套(161)；

分别设于所述调节轴套(161)两侧并与所述调节轴套(161)外侧面所设的环形调节齿相啮合的主动调节齿轮(162)和被动调节齿轮(163)；当所述主动调节齿轮(162)转动时，所述主动调节齿轮(162)和所述被动调节齿轮(163)共同驱动所述调节轴套(161)沿所述驱动转轴(171)往复滑动，所述搅拌杆(15)随所述调节轴套(161)同步滑动。

6.根据权利要求5所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述一次进料调节组件(16)还包括罩于所述调节轴套(161)、所述主动调节齿轮(162)和所述被动调节齿轮(163)外的调节密封罩壳(164)，还包括：

与所述驱动转轴(171)相连的搅拌驱动电机(17)；

连接于所述调节密封罩壳(164)与所述搅拌驱动电机(17)之间的进料补气管接头(18)；

连接于所述调节密封罩壳(164)与所述储料仓(11)之间并与所述加料组件(13)相连的加料连接管接头(19)。

7.根据权利要求6所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述搅拌驱动电机(17)包括：

电机主体(172)；

包裹于所述电机主体(172)外侧并与所述进料补气管接头(18)相固连的电机密封外壳(173)；

固设于所述电机密封外壳(173)的电机密封端盖(174)；

设于所述电机密封外壳(173)与所述电机密封端盖(174)之间的端盖密封垫圈(175)；

嵌设于所述电机密封端盖(174)的接线端子(176)；

设于所述接线端子(176)与所述电机密封端盖(174)之间的接线密封垫圈(177)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述加料组件(13)包括加料仓(132)、罩设于所述加料仓(132)的加料口的加料盖(133)、进料斗(134)及设于所述加料仓(132)的出料口的下加料阀(135)，所述上加料阀(131)设于所述进料斗(134)与所述加料盖(133)之间；当所述上加料阀(131)打开且所述下加料阀(135)关闭时，粉料由所述进料斗(134)进入所述加料仓(132)；当所述上加料阀(131)关闭且所述下加料阀(135)打开时，粉料由所述加料仓(132)流入所述储料仓(11)。

9.根据权利要求8所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述加料组件(13)还包括固设于所述加料仓(132)的外侧并用于带动所述加料仓(132)振动的加料振动器(136)。

10.根据权利要求1至7任一项所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述储料仓(11)的进料口固设有用于振动粉料的进料振动器(111)，所述储料仓(11)的锥形出料口固设有用于振动粉料的出料振动器(112)。

11.根据权利要求1至7任一项所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，还包括设于所述储料仓(11)与所述分散组件(12)之间并用于调节进料量的二次进料调节组件，所述二次进料调节组件包括双叶轮进料调节组件(20)和/或振动进料调节组件(21)。

12.根据权利要求11所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述双叶轮进料调节组件(20)包括：

可转动设置且相互啮合、并形成有用于控制进料量的进料缝隙的主动叶轮(201)和从动叶轮(202)；

罩于所述主动叶轮(201)和所述从动叶轮(202)外的叶轮罩壳(203)；

连接于所述叶轮罩壳(203)的进料口与所述储料仓(11)之间的进料锥形管(204)；

连接于所述叶轮罩壳(203)的下料口与所述分散组件(12)之间的下料锥形管(205)。

13.根据权利要求11所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述振动进料调节组件(21)包括：

振动给料管(211)；

与所述振动给料管(211)相交且插设于所述振动给料管(211)的控制给料管(212)；

固设于所述振动给料管(211)外侧并用于调节所述振动给料管(211)与所述控制给料管(212)之间所形成的给料缝隙的进料量的直线振动器(213)；

连接于所述控制给料管(212)与所述储料仓(11)之间的柔性进料管(214)；

连接于所述振动给料管(211)与所述分散组件(12)之间的柔性出料管(215)。

14.根据权利要求1至7任一项所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，所述分散组件(12)包括：

与所述旋转毛刷(121)相连的分散驱动电机(122)；

罩设于所述分散驱动电机(122)外侧的电机隔离外壳(123)；

罩设于所述旋转毛刷(121)外侧的毛刷罩壳(124)；

设于所述电机隔离外壳(123)与所述毛刷罩壳(124)之间的密封过渡壳(125)；

固设于所述密封过渡壳(125)与所述旋转毛刷(121)之间、用于隔开所述分散驱动电机(122)和所述旋转毛刷(121)并支撑所述旋转毛刷(121)转动的回转支撑件(126)。

15.根据权利要求1至7任一项所述的固体气溶胶发生装置，其特征在于，还包括：

与所述储料仓(11)的进料口相连的第一输气管；

与所述加料组件(13)的加料仓(132)相连的第二输气管；

与所述储料仓(11)的锥形出料口相连的第三输气管；

设于所述气溶胶排出管(14)入口的出料控制阀(23)；

当所述出料控制阀(23)关闭时，所述第一输气管、所述第二输气管与所述第三输气管三者所设的进气调压阀均打开，所述储料仓(11)和所述加料仓(132)补气直至二者的内部气体压力与外界环境压力相平衡，所述上加料阀(131)打开，所述加料组件(13)的下加料阀(135)及全部所述进气调压阀均关闭，粉料存储至所述加料仓(132)内；

当所述储料仓(11)内的粉料达到预设量时，所述上加料阀(131)关闭，全部所述进气调压阀再次打开，所述储料仓(11)和所述加料仓(132)继续补气直至二者的内部气体压力与目标环境压力相平衡，所述下加料阀(135)及所述出料控制阀(23)均打开，粉料由所述加料仓(132)流入所述储料仓(11)。