CN205925730U - 一种半球形光化学烟雾箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半球形光化学烟雾箱，包括调控平台、安装在调控平台上的反应舱和防护保温罩；反应舱设置在防护保温罩内部，反应舱与防护保温罩之间的空间构成温控舱，温控舱与调控平台内部的空调系统相连通；防护保温罩包括内层钢板和外层钢板，内层钢板与外层钢板之间设有保温层，内层钢板上均匀设有多个灯管。本实用新型当室外条件允许时，打开防护保温罩即可作为室外型烟雾箱使用；当室外条件不允许时，关闭防护保温罩，打开空调系统，通过温控舱空间温度的变化来间接调整反应舱内部的温度，保证了反应舱中的光化学反应不受外界和其它发热源的影响，从而精确的控制实验的温度条件，增加实验的可重复性和实验结果的可靠性。

Description

一种半球形光化学烟雾箱

技术领域

本实用新型涉及烟雾箱技术领域，具体涉及一种半球形光化学烟雾箱。

背景技术

光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。

光化学反应机理是空气质量模型最核心的内容之一,而光化学烟雾箱实验是发展和评价光化学反应机理必不可少的手段，光化学烟雾是在复杂的大气环境体系里产生的。研究光化学烟雾形成机制的光化学实验装置，是模拟大气光化学反应的重要工具。目前已知的国内外的烟雾箱分为室内和室外两种。室外烟雾箱的优点是可以直接利用阳光，缺点是光强随着自然条件的变化而变化，且周围环境也在不断变化。温度、湿度、光强等的不断变化和难以控制使得烟雾箱实验的可重复性变差。而室内烟雾箱可以对温度等因素提供精确的控制，实验的重复性较好。但由于人造光源的发射光谱不能在全波段上都与太阳光相同，使得测得的某些光化学反应速率与在阳光下得到的反应速率存在偏差。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种半球形光化学烟雾箱。

本实用新型公开了一种半球形光化学烟雾箱，包括调控平台、安装在调控平台上的半球形的反应舱和可开闭的防护保温罩；

所述反应舱设置在所述防护保温罩内部，所述反应舱与防护保温罩之间的空间构成温控舱，所述温控舱与所述调控平台内部的空调系统相连通；

所述防护保温罩包括内层钢板和外层钢板，所述内层钢板与外层钢板之间设有保温层，所述内层钢板上均匀设有多个灯管。

作为本实用新型的进一步改进，所述反应舱包括底部铝板、内部骨架和特氟龙薄膜；

所述内部骨架安装在所述底部铝板上；

所述特氟龙薄膜包括相连的第一薄膜和第二薄膜，所述第一薄膜覆在所述内部骨架的外侧，所述第二薄膜通过环形的固定件固定在底部铝板上。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定件包括压膜环和垫圈；

所述压膜环设置在所述第二薄膜的上方；

所述压膜环与第二薄膜之间、第二薄膜与底部铝板之间均设有一垫圈；

所述第二薄膜、压膜环及垫圈通过螺栓固定在底部铝板上。

作为本实用新型的进一步改进，所述压膜环包括柔性内环和刚性外环，所述柔性内环套设于刚性外环内。

作为本实用新型的进一步改进，所述底部铝板上开有功能孔，所述功能孔包括采样孔、进样孔和换气孔中的一种或多种；

在所述功能孔上通过法兰组件连接有功能管，所述功能管包括采样管、进样管和换气管中的一种或多种。

作为本实用新型的进一步改进，所述法兰组件包括第一法兰盘、第二法兰盘和法兰式孔接头；

紧贴功能孔的内壁的第一法兰盘固定安装在底部铝板的上表面上；

紧贴第一法兰盘法兰孔内壁的第二法兰盘固定安装在第一法兰盘的下表面上；

紧贴第二法兰盘法兰孔内壁的法兰式孔接头固定安装在第二法兰盘的下表面上；

所述功能管安装在所述法兰式孔接头内。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一法兰盘与底部铝板的贴合处、第二法兰盘与第一法兰盘的贴合处及法兰式孔接头与第二法兰盘的贴合处均设有一密封胶圈。

作为本实用新型的进一步改进，所述反应舱的半球面上设有多个从底部铝板延伸至反应舱顶端的弧形云梯，所述反应舱的顶端设有清洗阀室；和/或，

所述反应舱内设置磁悬浮风扇；和/或，

所述防护保温罩由两个四分之一球形的罩体组成，每个所述罩体上至少设有一个用于驱动所述罩体打开或关闭的液压缸；所述罩体呈折叠的扇形结构。

作为本实用新型的进一步改进，述空调系统包括风机、热交换器和控制器；所述热交换器设置在所述风机的出风口，所述控制器分别与所述风机、所述热交换器及设置于所述反应舱内的温度传感器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述空调系统还包括冷凝组件，所述冷凝组件包括方管、铜管、电磁阀门和供媒介管；

所述方管固定安装在所述底部铝板的下表面；

所述铜管一端与通过电磁阀门与所述供媒介管相连，另一端通过管接头与所述方管相连；

所述电磁阀门与所述控制器相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型公开了一种半球形光化学烟雾箱，当室外条件允许时，直接打开防护保温罩即可作为室外型烟雾箱使用；同时，半球形结构的反应舱更加合理充分接受自然光照，使测试结果更加可靠；当室外条件不允许时，关闭防护保温罩，打开实验所需灯管，并打开空调系统，通过温控舱空间温度的变化来间接调整反应舱内部的温度，保证了反应舱中的光化学反应不受外界和其它发热源的影响；同时，温控舱相当于一个空气套，可以减小反应舱和防护保温罩温度的变化，使反应舱中的温度更加稳定；因此，本实用新型可以精确的控制实验的温度条件，增加实验的可重复性和实验结果的可靠性；

通过设置特氟龙薄膜与底部铝板之间的固定结构，提高了反应舱的密封性，同时延长了特氟龙薄膜的使用寿命；

通过设置底部铝板上功能孔的密封结构，提高了反应舱的密封性；

控制器根据反应舱内温度传感器的温度反馈，控制热交换器的温度、风机的风速、冷媒的流量，实现对反应舱内温度的自动调整。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的半球形光化学烟雾箱的防护保温罩闭合的立体图；

图2为图1的截面图；

图3为图2中防护保温罩的截面图；

图4为本实用新型一种实施例公开的半球形光化学烟雾箱的防护保温罩打开的立体图；

图5为本实用新型一种实施例公开的特氟龙薄膜与底部铝板的连接图；

图6为本实用新型一种实施例公开的底部铝板上法兰组件的结构图；

图7为本实用新型一种实施例公开的冷凝组件的结构图；

图8为本实用新型一种实施例公开的反应舱内设备及接口图。

图中：

1、防护保温罩；1-1、内层钢板；1-2、外层钢板；1-3、保温层；1-4、液压缸；2、反应舱；2-1、底部铝板；2-2、内部骨架；2-3、特氟龙薄膜；2-4、压膜环；2-5、垫圈；2-6、螺栓；2-7、功能孔；2-8、功能管；2-9、第一法兰盘；2-10、第二法兰盘；2-11、法兰式孔接头；2-12、温度传感器；2-13、磁悬浮风扇；3、温控舱；4、调控平台；4-1、风机；4-2、热交换器；4-3、控制器；4-4、方管；4-5、铜管；4-6、电磁阀门；4-7、供媒介管；4-8、管接头；5、弧形云梯；6、清洗阀室。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1-8所示，本实用新型提供一种既能利用阳光，同时又可降低背景反应性且能精确控制实验条件，提高光化学反应实验精度的半球形光化学烟雾箱，包括调控平台4、以及安装在调控平台4上的半球形的反应舱2和可开闭的半球形防护保温罩1；反应舱2设置在防护保温罩1内部，反应舱2与防护保温罩1之间的空间构成温控舱3，温控舱3与调控平台4内部的空调系统相连通。其中，调控平台4内除空调系统外，还设有监控系统、配气系统等系统，调控平台4是控制整个光化学烟雾箱工作的控制中心。

本实用新型的半球形的防护保温罩1由两个四分之一球形的罩体组成，每个所述罩体上至少设有一个用于驱动所述罩体打开或关闭的液压缸1-4，所述罩体呈折叠的扇形结构。使用时，由设置在防护保温罩1外壁上的液压缸1-4来控制防护保温罩1的升降，从而实现打开或关闭。防护保温罩1包括内层钢板1-1和外层钢板1-2，内层钢板1-1与外层钢板1-2之间设有保温层1-3，内层钢板1-1上均匀设有多个灯管。本实用新型通过设置防护保温罩1，当室外条件允许时，直接打开防护保温罩即可作为室外型烟雾箱使用；同时，半球形结构的反应舱更加合理充分接受自然光照，使测试结果更加可靠；当室外条件不允许时，关闭防护保温罩，打开实验所需灯管，并打开空调系统，通过温控舱空间温度的变化来间接调整反应舱内部的温度，保证了反应舱中的光化学反应不受外界和其它发热源的影响；同时，温控舱相当于一个空气套，可以减小反应舱和防护保温罩温度的变化，使反应舱中的温度更加稳定。

本实用新型的反应舱2是整个光化学烟雾箱的核心结构，半球形结构的反应舱与地球-大气系统相似，降低烟雾箱的背景反应性(烟雾箱系统的比表面积远远大于地球-大气系统，烟雾箱表面会释放或吸收参与反应的物种，并为异相化学反应提供界面，即烟雾箱的背景反应性)，提高了实验数据的准确性。反应舱2包括底部铝板2-1、内部骨架2-2和特氟龙薄膜2-3；反应舱2的半球面上设有多个从底部铝板2-1延伸至反应舱2顶端的弧形云梯5，弧形云梯5用于在反应舱的半球面上铺设特氟龙薄膜；反应舱2的顶端设有清洗阀室6，清洗阀室6内部装有自动开启电磁阀，当调控平台4向反应舱2输入清洗气体，清洗室电磁阀开启，清洗完毕电磁阀关闭。其中，内部骨架2-2安装在底部铝板2-1上，特氟龙薄膜2-3包括相连的第一薄膜和第二薄膜，第一薄膜与第二薄膜用专用焊机焊接在一起；第一薄膜覆在内部骨架2-2的外侧，第二薄膜通过环形的固定件固定在底部铝板2-1上。其中，固定件包括压膜环2-4和垫圈2-5；压膜环2-4设置在第二薄膜的上方，压膜环2-4包括柔性内环和刚性外环，与特氟龙薄膜相接触的柔性内环套设于刚性外环内；压膜环2-4与第二薄膜之间、第二薄膜与底部铝板2-1之间均设有一垫圈2-5；第二薄膜、压膜环2-4及垫圈2-5通过螺栓2-6固定在底部铝板2-1上。本实用新型通过设置压膜环，提高了反应舱的密封性，同时延长了特氟龙薄膜的使用寿命。

本实用新型在底部铝板2-1上开有功能孔2-7，功能孔2-7包括采样孔、进样孔和换气孔中的一种或多种；在功能孔2-7上通过法兰组件连接有功能管2-8，功能管2-8包括采样管、进样管和换气管中的一种或多种。其中，法兰组件包括第一法兰盘2-9、第二法兰盘2-10和法兰式孔接头2-11；紧贴功能孔的内壁的第一法兰盘2-9固定安装在底部铝板2-1的上表面上；紧贴第一法兰盘法兰孔内壁的第二法兰盘2-10固定安装在第一法兰盘2-9的下表面上；紧贴第二法兰盘法兰孔内壁的法兰式孔接头2-11固定安装在第二法兰盘2-10的下表面上，功能管2-8安装在法兰式孔接头2-11内。为了提高密封性在第一法兰盘2-9与底部铝板2-1的贴合处、第二法兰盘2-10与第一法兰盘2-9的贴合处及法兰式孔接头2-11与第二法兰盘2-10的贴合处均设有一密封胶圈。

本实用新型在反应舱2内设有温度传感器2-12、磁悬浮风扇2-13、光反射镜、充气气阀、排气气阀、压力传感器、人员进出检修调试门、温湿度传感器和气体进样口、采样口等。其中，磁悬浮风扇2-13主要原理为扇叶底部有一装有朝向各方向磁铁的磁盘，在反应舱2外部固定一电机，电机轴端有一装有和扇叶底部相反方向磁铁的磁盘，磁场与扇叶磁盘相对，底部电机转动，带动扇叶转动。

为了实现光化学烟雾箱的智能调温，本实用新型的空调系统包括送风加温组件冷凝组件，送风加温组件包括风机4-1、热交换器4-2和控制器4-3；热交换器4-2环绕在外侧反应舱，热交换器4-2呈网状分布并设置在风机4-1的出风口，控制器4-3分别与温度传感器2-13、风机4-1和热交换器4-2相连。冷凝组件包括方管4-4、铜管4-5、电磁阀门4-6和供媒介管4-7；方管4-4固定安装在底部铝板2-1的下表面；铜管4-5一端与通过电磁阀门4-6与供媒介管4-7相连，另一端通过管接头4-8与方管4-1相连，电磁阀门4-6与控制器4-3相连。本实用新型的控制器根据反应舱内温度传感器的温度反馈，控制热交换器的温度、风机的风速、冷媒的流量，实现对反应舱内温度的自动调整。

本实用新型包括光照系统，光照系统介于防护保温罩和反应舱之间的温控舱3内，光照系统均匀设置在防护保温罩内侧的钢板上灯管，然后给出供电信号，使灯管全部点亮满足实验要求，可作为室内型烟雾箱使用。

进一步，本实用新型的烟雾箱可配备除湿器，用于降低温控舱的湿度，防止因温度变化造成的水凝结。

本实用新型利用了烟雾箱的半球双层结构，可以建造大于300m³的大型光化学烟雾箱。当室外条件允许时，直接打开防护保温罩即可作为室外型烟雾箱使用；同时，半球形结构的反应舱更加合理充分接受自然光照，使测试结果更加可靠；当室外条件不允许时，关闭防护保温罩，打开空调系统，通过温控舱空间温度的变化来间接调整反应舱内部的温度，保证了反应舱中的光化学反应不受外界和其它发热源的影响；同时，温控舱相当于一个空气套，可以减小反应舱和防护保温罩温度的变化，使反应舱中的温度更加稳定；因此，本实用新型可以精确的控制实验的温度条件，增加实验的可重复性和实验结果的可靠性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半球形光化学烟雾箱，其特征在于，包括调控平台、安装在调控平台上的半球形的反应舱和可开闭的防护保温罩；

所述反应舱设置在所述防护保温罩内部，所述反应舱与防护保温罩之间的空间构成温控舱，所述温控舱与所述调控平台内部的空调系统相连通；

所述防护保温罩包括内层钢板和外层钢板，所述内层钢板与外层钢板之间设有保温层，所述内层钢板上均匀设有多个灯管。

2.如权利要求1所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述反应舱包括底部铝板、内部骨架和特氟龙薄膜；

所述内部骨架安装在所述底部铝板上；

所述特氟龙薄膜包括相连的第一薄膜和第二薄膜，所述第一薄膜覆在所述内部骨架的外侧，所述第二薄膜通过环形的固定件固定在底部铝板上。

3.如权利要求2所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述固定件包括压膜环和垫圈；

所述压膜环设置在所述第二薄膜的上方；

所述压膜环与第二薄膜之间、第二薄膜与底部铝板之间均设有一垫圈；

所述第二薄膜、压膜环及垫圈通过螺栓固定在底部铝板上。

4.如权利要求3所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述压膜环包括柔性内环和刚性外环，所述柔性内环套设于刚性外环内。

5.如权利要求2所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述底部铝板上开有功能孔，所述功能孔包括采样孔、进样孔和换气孔中的一种或多种；

在所述功能孔上通过法兰组件连接有功能管，所述功能管包括采样管、进样管和换气管中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述法兰组件包括第一法兰盘、第二法兰盘和法兰式孔接头；

紧贴功能孔的内壁的第一法兰盘固定安装在底部铝板的上表面上；

紧贴第一法兰盘法兰孔内壁的第二法兰盘固定安装在第一法兰盘的下表面上；

紧贴第二法兰盘法兰孔内壁的法兰式孔接头固定安装在第二法兰盘的下表面上；

所述功能管安装在所述法兰式孔接头内。

7.如权利要求6所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述第一法兰盘与底部铝板的贴合处、第二法兰盘与第一法兰盘的贴合处及法兰式孔接头与第二法兰盘的贴合处均设有一密封胶圈。

8.如权利要求1所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述反应舱的半球面上设有多个从底部铝板延伸至反应舱顶端的弧形云梯，所述反应舱的顶端设有清洗阀室；和/或，

所述反应舱内设置磁悬浮风扇；和/或，

所述防护保温罩由两个四分之一球形的罩体组成，每个所述罩体上至少设有一个用于驱动所述罩体打开或关闭的液压缸；所述罩体呈折叠的扇形结构。

9.如权利要求1-8任一项所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述空调系统包括风机、热交换器和控制器；所述热交换器设置在所述风机的出风口，所述控制器分别与所述风机、所述热交换器及设置于所述反应舱内的温度传感器相连。

10.如权利要求9所述的半球形光化学烟雾箱，其特征在于，所述空调系统还包括冷凝组件，所述冷凝组件包括方管、铜管、电磁阀门和供媒介管；

所述方管固定安装在底部铝板的下表面；

所述铜管一端与通过电磁阀门与所述供媒介管相连，另一端通过管接头与所述方管相连；

所述电磁阀门与所述控制器相连。