CN204027888U - 一种小流量的大气颗粒物离心式采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，其结构包括离心叶轮、多缝静子、抽气泵、闭式轴承和可调速电机。离心叶轮可绕着多缝静子轴线高速旋转。该离心式采样器可用于提供定量测量空气中的总悬浮颗粒物（以下简称TSP）、PM2.5、PM10以及其他任意PM值的气体，为环保局、监测单位以及企业提供污染源实时数据监测所使用的采样气体，与以往采样器相比，具有结构简单，成本低廉，易于加工，体积小，使用方便，单一采样器便可测量多种空气质量指标，并可不间断地采样气体，具备很好的实际应用价值。

Description

一种小流量的大气颗粒物离心式采样器

技术领域

本实用新型涉及一种大气环境监测仪器中所使用的气体采样器，特别是公开一种小流量的大气颗粒物离心式采样器。

背景技术

目前，我国各大城市出现大面积的雾霾引发了公众对于空气质量的严重关切，同时政府对于日益频繁的大气污染也愈加重视。中国政府刚刚发布修订的《环境空气质量标准》增加了“PM2.5”监测指标，“PM2.5”也首度开始出现在政府工作报告中。北京市政府要求环保局，“提升环境监测能力，建成PM2.5监测网络，启动以PM2.5为重点的大气治理方案，进一步改善空气质量”。

为此，环保部门需要经常不间断地采样监测不同地点的空气质量指数，进而根据采样数据制定相适应的措施，有效可靠的采样监测仪器成为这一切的前提。为了测量空气中的细颗粒物浓度，采样器必须具备细颗粒物切割器以将细颗粒物从空气中分离出来。用以测量的空气样品经过细颗粒物切割器时，粗的颗粒被截留，细颗粒物通过细颗粒物切割器并被后面的滤膜截留，可用称重法测定细颗粒物的浓度。市面上现有的采样器所使用的细颗粒物切割器基本上是通过采用一定孔径的滤膜或微孔滤网捕集大颗粒物的方式来获得所需要的采样气体，这种采样器叫撞击式采样器。其工作原理是这样的：抽气泵抽取一定流量的空气进入采样器，当颗粒物随着空气通过细颗粒物切割器时，由于不同大小粒径的粒子具备不同大小的动量，粗颗粒物被截留在细颗粒物切割器的捕集板上，细颗粒物则随着空气流动绕过捕集板被滤膜捕集，通过对滤膜的称重即可得到细颗粒物的浓度。这种方式十分简单，但是存在一个缺点：一个采样器只能够采样一种类型的气体，不能进行不间断地监测；此外，这种采样器价格比较贵，且需要每隔一段时间就更换一次滤膜，维护不方便，不适用于大规模推广。

因此，能否提供一种能够采样多种类型气体、价格适中并且能不间断地准确测量空气质量指数的采样器成为业界亟需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的，是为了公开一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，该采样器不采用传统撞击式采样器使用滤膜称重法得到细颗粒物浓度的方法，直接采用离心叶轮和多缝静子作为一个细颗粒物切割器，这种采样器在特定转速条件下可以通过离心分离得到含有当量直径小于等于所要求PM值的可吸入颗粒物的气体，从而实现气体的采样，并克服了一台采样器只能提供一种气体采样且不能无间断地采样气体的缺陷。

上述本实用新型的目的,是由以下的技术方案所实现:

本实用新型提供一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，包含有：离心叶轮、多缝静子、抽气泵、闭式轴承和可调速电机。离心叶轮端轴部分通过闭式轴承与静子端孔配合，并可绕静子轴线高速旋转，但不与静子内廓产生摩擦。

如上所述的离心式采样器，静子一端开口，一端半开口；静子侧壁靠近半开口部分有一气嘴，靠近开口部分有与离心叶轮的叶片数目一致的狭长细缝。

如上所述的离心式采样器，可调速电机通过联轴器与离心叶轮出轴联接，用以传递电机功率，这样离心叶轮就通过可调速电机来改变叶轮的转速，从而静子内部空气中的颗粒物所受到的离心力也随之改变，在同等转速下，粗颗粒物所受到的径向离心力大于细颗粒物，因此粗颗粒物将会在叶轮离心力的带动下从多缝静子的狭缝中甩出来，细颗粒物随着空气流继续螺旋向前运动而成为采样气体的一部分。在不同的电机转速下，可得到含有不同PM值颗粒物的采样气体；在零转速条件下，得到的采样气体为含有TSP的气体。

如上所述的离心式采样器，抽气泵出气端通过送气管道连接静子侧壁气嘴，进气端通过送气管道直接连向环境空气，这样抽气泵可将一定流量的环境气体送进静子内部。

借由以上技术方案，本实用新型的优点在于：

通过离心式采样器的抽气泵，可以有效地控制进入采样器的气体流量；又通过调节电机的转速，采样器的可分离粒子最小直径随之改变，这样可以采样空气中的PM2.5、PM10、TSP以及其他任意PM值的气体，实现“一个采样器提供多种采样气体”，并能够不间断地采样气体。

同时，离心式采样器所采用的技术均为现有技术，并且所使用的设备易于采购，结构简单，容易加工，体积小，携带、使用方便等特点，是现有采样器所不能比拟的。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为本实用新型的离心叶轮和多缝静子部分的示意图。

主要部件标号说明：

具体实施方式

为令本实用新型的发明目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露,以下将详细说明,并请一并参阅附图及部件标号。

本实用新型提供一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，请参阅图1所示，主要包含有离心叶轮2、多缝静子1、抽气泵4、闭式轴承51、可调速电机3、送气管道53和联轴器52。

其中，该离心式采样器设有一多缝静子1，该静子通过闭式轴承51与离心叶轮轴22联接，离心叶轮2可绕静子轴线高速旋转；静子一端开口，另一端开有轴承座孔；闭式轴承51在离心叶轮轴22与静子轴承座之间实现气体密封，阻止气体从静子轴承座孔中泄露；静子侧壁靠近轴承座孔部分有一气嘴12，靠近开口部分有与离心叶轮的叶片21数目一致的狭长细缝11，离心叶轮的叶片21与静子狭长细缝11轴向对齐，遂当离心叶轮2高速旋转时，受到大的离心力的颗粒物会从狭缝中穿出，实现颗粒物的分离。

可调速电机3通过联轴器52联接离心叶轮轴，并将动力传递给离心叶轮2。通过控制电机的转速，可以直接控制离心叶轮2的转速，这样颗粒物在叶轮作用下受到的离心力也可以受到控制，因此可分离最小粒子直径也可以得到有效控制，最终可以实现所要PM值的气体采样。

抽气泵4进气端通过送气管道与环境空气连接；出气端通过送气管道53与静子侧壁气嘴12连接，实现供气的功能。

以上所举仅为本实用新型示意性的部分实施例,并非用以限制本实用新型的范围,任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。

Claims (3)

1.一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，其特征在于，包含有：离心叶轮、多缝静子、抽气泵、闭式轴承和可调速电机，离心叶轮与多缝静子组成一个细颗粒物切割器；多缝静子一端开口，用于气体分离后的采样，另一端半开口，用于离心叶轮的联接；离心叶轮一端有出轴，出轴通过闭式轴承与静子径向固定；静子侧壁靠近半开口面部分有一气嘴，靠近全开口部分有与离心叶轮的叶片个数一致的狭长细缝。

2.如权利要求1所述的一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，其特征在于，所述的可调速电机轴通过联轴器与离心叶轮出轴联接，并带动离心叶轮绕静子轴线高速旋转。

3.如权利要求1所述的一种小流量的大气颗粒物离心式采样器，其特征在于，所述的抽气泵出气端通过送气管道与静子侧壁气嘴联接，抽气泵进气端通过送气管道直接连向环境空气。