CN204338031U - 一种通用稀释装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种通用稀释装置，包括：一个文丘里射流器，其包含三个端口：动力入口、动力出口、吸入口；一个动力泵，从稀释流体源中抽取动力流体，为文丘里射流器提供动力流；一个高效过滤器，过滤来自动力泵的稀释流体，去除稀释流体中杂质形成洁净流体；一个动力流量调节阀，用来调节洁净动力流体的流量；一个吸入流量调节阀，用来调节从被稀释流体源吸入的被稀释流体流量；一个缓冲器，用来释放动力流路中的压力；一个动力流路，动力流路始于稀释流体源，经过动力泵、高效过滤器、动力流量调节阀、文丘里射流器，终止于文丘里射流器的动力出口；一个吸入流路，吸入流路始于被稀释流体源，经过吸入流量调节阀，终止于文丘里射流器的吸入口。

Description

一种通用稀释装置

技术领域

本实用新型涉及一种可以任意调节稀释比的通用稀释装置。

背景技术

稀释装置是实验室和现场取样监测中应用特别广泛的一种前处理装置，这种装置将高浓度的取样气或标准气稀释到仪器操作最敏感、精度最高的浓度范围内。它的应用领域包括：

对气体分析仪进行校准，如气相层析、气体传感器、气体报警器等；

模拟气体环境，用于有害气体、防爆，大气污染等模拟试验研究；

动态校准环境空气监测仪器的标准设备；

使用最少量昂贵的多成分气体钢瓶配出各种不同浓度的标准混合气。

目前稀释装置一般采用将高浓度的取样气体或标准气体和稀释气通过流量调节控制配置成一定比例的低浓度稀释气体的配气装置。需要采用多个精密的质量流量控制器精密控制样气和稀释气的流量，也需要设计气体缓冲罐缓冲和拌匀稀释气体，对稀释均匀性要求比较高的应用，有时还需要两级甚至多级的配气设计，不但成本高昂，而且结构复杂，占空间大。特别地，对于有害气体、防爆，污染源等的在线监测试验研究中，出于空间和场所以及安全性考虑，这种配气装置使用受到限制。

鉴于此，本实用新型提供一种结构简单且适用于各种复杂环境的通用高效稀释装置。

发明内容

本实用新型还提供了一种可以任意调节稀释比的稀释装置，该稀释装置采用一个动力泵实现了两路流体的高效混合，结构简单，节能环保。高浓度气溶胶稀释装置是该种稀释装置的一个重要应用，它最重要的用途之一就是作为气溶胶监测器的一种前处理装置，将高浓度气溶胶和干净气均匀高效混合，稀释成适合气溶胶监测仪器监测的浓度，以利于气溶胶监测仪器采样监测，

本实用新型一种高效稀释装置，该稀释装置包括：

一个文丘里射流器，其包含三个端口：动力入口、动力出口、吸入口；

一个动力泵，从稀释流体源中抽取动力流体，为文丘里射流器提供动力流；

一个高效过滤器，过滤来自动力泵的稀释流体，去除稀释流体中杂质形成洁净流体；

一个动力流量调节阀，用来调节洁净动力流体的流量；

一个吸入流量调节阀，用来调节从被稀释流体源吸入的被稀释流体流量；

一个缓冲器，用来释放动力流路中的压力；

一个动力流路，动力流路始于稀释流体源，经过动力泵、高效过滤器、动力流量调节阀、文丘里射流器，终止于文丘里射流器的动力出口；

一个吸入流路，吸入流路始于被稀释流体源，经过吸入流量调节阀，终止于文丘里射流器的吸入口。

其中所述吸入口增加被稀释流体源的个数为多个，所述装置能够实现多源混合稀释，成为多源混合稀释装置。

其中所述装置中的动力流路和吸入流路上的元件及管路采用防腐蚀材料以适用于各种类型的流体应用。

附图说明

图1为本实用新型核心元件文丘里射流器结构原理图；

图2为本实用新型气溶胶稀释装置的优选实施例原理图；

图3为本实用新型气溶胶稀释装置的另一优选实施例原理图。

附图标记说明：1-文丘里射流器；2-动力流量调节阀；3-高效过滤器；4-动力泵；5、51、52-吸入流量调节阀；6-缓冲器；61-采样管；62-采样适配器；7-三通；11-文丘里射流器动力入口；12-文丘里射流器吸入口；13-文丘里射流器动力出口；14-文丘里射流器颈部；a1-动力气流；a2-洁净动力气流；b、b1、b2-高浓度气溶胶；ab-稀释气流；f1-动力流路；f2-吸入流路。

具体实施方式

以下结合实施例，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，图1为本实用新型中核心元件文丘里射流器结构原理图，包含三个端口：动力入口11、动力出口13和吸入口12，可以由伯努利方程和连续方程推导得到压力、流量以及文丘里射流器结构参数之间的关系式(1)：

$p_3=[\frac{1}{{\mathrm{\π}}^2}(\frac{1-c}{d_2^4}-\frac{1+c_1}{d_1^4})+k_2]{(Q_2-Q_1)}^2\mathrm{\γ}+\mathrm{\Δp}---\left(1\right)$

其中：

P₃为文丘里射流器吸入口压力；

Q₁为吸入流量；

Q₂为动力流量；

C₁为前倾角阻力系数；

C为后倾角阻力系数；

d₁为文丘里射流器喉部直径；

d₂为文丘里射流器主管直径；

k₂为文丘里射流器总阻力参数；

γ为流体密度；

Δp为前后压力差。

由上式可知，文丘里射流器1吸入口12处压力P₃与动力出入口之间的压力差Δp成正比；文丘里射流器1吸入口12处压力P₃与动力流量和吸入流量之差的平方成正比。这样只要文丘里射流器1的动力入口11提供一定压力的流体动力，吸入口12处不需要提供动力就能自动吸入采样流体。同样，只要通过监测动力入口11和吸入口12之间的压力差就可以计算得到当前稀释比。

图2为本实用新型提供的稀释装置作为气溶胶稀释装置使用的一个优选实施例原理图，在该气溶胶稀释装置中，文丘里射流器1作为此稀释装置的核心元件，干净气源从文丘里射流器动力入口11射入，不仅作为吸入口12吸入的高浓度气溶胶的稀释气，同时为吸入口12采样高浓度气溶胶提供动力，从吸入口12采样的高浓度气溶胶b和动力入口11射入的洁净气a2在文丘里射流器颈部14均匀高效混合后形成稀释气流ab由动力出口13射出。在文丘里射流器1的动力入口11前端设置了动力流量调节阀2，用来调节洁净动力气流a2的流量。洁净动力气流是通过高效过滤器3过滤来自动力泵4的大气a1，去除大气a1中杂质和水分形成的。动力泵的动力设计根据吸入口12需要的吸入负压通过关系式(1)计算。从动力泵4抽取动力气流a1，到高效过滤器3过滤大气a1形成洁净动力气流a2，再到洁净动力气流a2在文丘里射流器1颈部14均匀高效混合后形成稀释气流ab，形成了一个完整的动力流路f1。动力流路f1始于动力泵4入口，经过动力泵4，高效过滤器3，动力流量调节阀2，文丘里射流器1，终止于文丘里射流器1的动力出口13进入缓冲器6释放动力流路f1中的压力，缓冲器6内通过采样适配器62接入的采样管61正对动力出口13中央，确保后置采样监测设备对稀释气流ab正确采样，同时动力流路中的压力在缓冲器6中充分释放避免了过高的压力影响后置采样监测设备正常采样。根据上述关系式(1)，动力流路f1中流体在文丘里射流器1颈部高速流动使吸入口12处形成负压动力，待采样的高浓度气溶胶b在吸入口12处被自动吸入。吸入流量调节阀5用来调节吸入高浓度气溶胶b的流量。从高浓度气溶胶源b，经过吸入流量调节阀5，进入吸入口12形成吸入流路f2。分别通过调节设置在吸入流路f2上的吸入流量调节阀5控制吸入流路f2的流量以及通过调节设置在动力流路f1上的动力流量调节阀2控制动力流路f1的流量可以方便地调节气溶胶稀释比。

图3为本实用新型气溶胶稀释装置的另一优选实施例原理图，该装置用来产生一定浓度的混合气溶胶。和图2中实施例相比，高浓度气溶胶源由一个增加到多个(这里以两个作为示例)，分别为高浓度气溶胶源b1和b2，吸入流量调节阀51和吸入流量调节阀52分别调节从源b1和b2吸入的气溶胶流量，两路气溶胶流在三通7中合路后自文丘里射流器1的吸入口12被吸入。

该稀释方法不限于气溶胶的稀释，稀释和被稀释介质可以同是液体，也可以同是气体，甚至可以是不同的流体状态。如装置中动力泵4采用液泵，吸入口吸入需要的稀释的液体，则该装置适用于液体的稀释。

同样该稀释方法不仅适用于一般流体介质之间的稀释，也适用于腐蚀性流体介质之间的稀释。如装置中核心元件文丘里射流器1以及吸入流路f2上吸入流量调节阀2、管路接头采用防腐蚀材料(如氟塑料、氟塑树脂等)，该装置适用于腐蚀性气溶胶的稀释。

在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部分进行的改变和等同变换都应包含在本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种通用稀释装置，其特征在于其包括：

一个文丘里射流器，其包含三个端口：动力入口、动力出口、吸入口；

一个动力泵，从稀释流体源中抽取动力流体，为文丘里射流器提供动力流；

一个高效过滤器，过滤来自动力泵的稀释流体，去除稀释流体中杂质形成洁净流体；

一个动力流量调节阀，用来调节洁净动力流体的流量；

一个吸入流量调节阀，用来调节从被稀释流体源吸入的被稀释流体流量；

一个缓冲器，用来释放动力流路中的压力；

一个动力流路，动力流路始于稀释流体源，经过动力泵、高效过滤器、动力流量调节阀、文丘里射流器，终止于文丘里射流器的动力出口；

一个吸入流路，吸入流路始于被稀释流体源，经过吸入流量调节阀，终止于文丘里射流器的吸入口。

2.根据权利要求1所述的通用稀释装置，其中所述吸入口增加被稀释流体源的个数为多个，所述装置能够实现多源混合稀释，成为多源混合稀释装置。

3.根据权利要求1所述的通用稀释装置，其中所述装置中的动力流路和吸入流路上的元件及管路采用防腐蚀材料以适用于各种类型的流体应用。