CN206535531U

CN206535531U - 一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置

Info

Publication number: CN206535531U
Application number: CN201720198963.6U
Authority: CN
Inventors: 沈剑
Original assignee: Ningbo University of Technology
Current assignee: Ningbo University of Technology
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2017-10-03
Anticipated expiration: 2027-03-02

Abstract

本实用新型的一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置由风机、过滤器、干燥器、空气加热器、文丘里管、盐溶液储罐、计量泵、气溶胶生成室、控制器和在线激光粒度仪组成。本实用新型的装置将声波团聚技术运用于盐颗粒气溶胶的发生装置，通过调控声波的频率来调节盐颗粒物形成的大小，为相关的科学研究提供一种粒径可控的盐颗粒气溶胶发生装置。本实用新型的装置具有对盐颗粒粒径调控迅速、方便的优点。

Description

一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置

技术领域

本发明涉及气溶胶发生领域，尤其涉及一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置。

背景技术

工农业生产生活过程中排放的二氧化硫（SO₂），氮氧化物（NOx）和氨气（NH₃）经过化学反应形成的硫酸盐、硝酸盐和铵盐是构成大气颗粒污染物的重要组成部分。在控制和消除大气颗粒污染物研究领域，急切需要一种能够控制盐颗粒物粒径的气溶胶发生装置。通过该装置产生的盐颗粒气溶胶可用于气体环境的模拟、测试、评估、检验等科学方面的实验研究，尤其是对硫酸盐、硝酸盐和铵盐颗粒物气溶胶的实验研究。

将饱和的盐水溶液雾化后通过热气流的干燥可以形成盐颗粒，盐颗粒物的大小受多种因素的影响，包括喷雾雾滴的粒径，饱和盐溶液的浓度，热气流的温度、湿度等。上述影响因素都可成为控制盐颗粒粒径的方法，但上述方法要么较为复杂、要么控制的滞后性较大，因此不具有实际操作的意义。声波团聚是利用高能量密度的声场，促进颗粒在短时间内相互碰撞团聚，显著增大颗粒粒径的技术，具有响应速度快、调控方便的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置，为相关的科学研究提供了一台可方便调控盐颗粒粒径的气溶胶发生设备，以满足气体环境模拟、测试、评估、检验等科学方面的实验研究的急切需求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置，其特征在于：所述的装置由风机1、过滤器2、干燥器3、空气加热器4、文丘里管5、盐溶液储罐6、计量泵7、气溶胶生成室8、控制器9和在线激光粒度仪10组成；所述的风机1为一离心式通风机，设有出风口；所述的过滤器2设有进口和出口，内装填有过滤介质；所述的干燥器3设有进口和出口，内装填有干燥剂；所述的空气加热器4设有进口和出口，内置电热丝；所述的文丘里管5设有进口、出口和吸入口，吸入口设置在文丘里管的腰部管径最窄处；所述的盐溶液储罐6设置有加料口和出料口；所述的计量泵7为一柱塞泵，设置有进口和出口；所述的气溶胶生成室8的主体为一上下端具有锥形封头的圆筒形腔体，其顶部设置有带有信号输入端的声波发生器8-1，上部中心位置设置有喷头8-2，底部设置有检测管8-3；所述的控制器9设有信号输入端和输出端；所述的在线激光粒度仪10设有信号输出端，在线激光粒度仪10的探头深入到检测管8-3内。所述的风机1的出风口通过第一管路与过滤器2的进口连通，过滤器2的出口通过第二管路与干燥器3的进口连通，干燥器3的出口通过第三管路与空气加热器4的进口连通，空气加热器4的出口通过第四管路与文丘里管5的进口连通，文丘里管5的出口通过第五管路与喷头8-2连通，盐溶液储罐6的出料口通过第六管路与计量泵7的进口连通，计量泵7的出口通过第七管路与文丘里管5的吸入口连通，在线激光粒度仪10的信号输出端通过第一信号线与控制器9的信号输入端连接，控制器9的信号输出端通过第二信号线与声波发生器8-1的信号输入端连接。

作为改进，所述的风机1的出口风压为2~14 kPa。

作为改进，所述的过滤器2内的过滤介质为玻璃纤维材质的HEPA滤网。

再改进，所述的干燥器3内的干燥剂为吸水硅胶或者3A分子筛。

再改进，所述的盐溶液储罐6内设置加热器和搅拌器。

进一步改进，所述的声波发生器8-1的声波频率可调，声波频率的可调范围为10~5000 Hz。

本发明的有益效果是：将声波团聚技术运用于盐颗粒气溶胶的发生过程，利用声波场来影响盐颗粒物的形成过程，通过调控声波的频率来调节盐颗粒物形成的大小，从而为相关的科学研究提供一种粒径可控的盐颗粒气溶胶发生装置。本发明的装置具有对盐颗粒粒径调控迅速、方便的优点。

附图说明

图1是本发明的一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置的示意图。

其中：1为风机， 2为过滤器，3为干燥器，4为空气加热器，5为文丘里管，6为盐溶液储罐，7为计量泵，8为气溶胶生成室，9为控制器，10为在线激光粒度仪，8-1为声波发生器，8-2为喷头，8-3为检测管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1通过实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本发明的一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置由风机1、过滤器2、干燥器3、空气加热器4、文丘里管5、盐溶液储罐6、计量泵7、气溶胶生成室8、控制器9和在线激光粒度仪10组成；风机1为一离心式通风机，设有出风口，出口风压为2~8 kPa；过滤器2设有进口和出口，内装填有过滤介质，过滤介质为玻璃纤维材质的HEPA滤网；干燥器3设有进口和出口，内装填有干燥剂，干燥剂为吸水硅胶；空气加热器4设有进口和出口，内置电热丝；文丘里管5设有进口、出口和吸入口，吸入口设置在文丘里管的腰部管径最窄处；盐溶液储罐6设置有加料口和出料口，盐溶液储罐6内部设置加热器和搅拌器；计量泵7为一柱塞泵，设置有进口和出口；气溶胶生成室8的主体为一上下端具有锥形封头的圆筒形腔体，其顶部设置有带有信号输入端的声波发生器8-1，声波发生器8-1的声波频率可调，声波频率的可调范围为10~1000 Hz，上部中心位置设置有喷头8-2，底部设置有检测管8-3；控制器9设有信号输入端和输出端；在线激光粒度仪10设有信号输出端，在线激光粒度仪10的探头深入到检测管8-3内。风机1的出风口通过第一管路与过滤器2的进口连通，过滤器2的出口通过第二管路与干燥器3的进口连通，干燥器3的出口通过第三管路与空气加热器4的进口连通，空气加热器4的出口通过第四管路与文丘里管5的进口连通，文丘里管5的出口通过第五管路与喷头8-2连通，盐溶液储罐6的出料口通过第六管路与计量泵7的进口连通，计量泵7的出口通过第七管路与文丘里管5的吸入口连通，在线激光粒度仪10的信号输出端通过第一信号线与控制器9的信号输入端连接，控制器9的信号输出端通过第二信号线与声波发生器8-1的信号输入端连接。

本发明的装置的工作过程如下：空气被风机1输送进入过滤器2过滤掉空气中所含的颗粒物，后进入干燥器3中脱除湿份，再进入空气加热器4被加热到70℃，进入文丘里管5，空气在通过文丘里管的喉径处加快了流速具有了较高的剪切力；盐溶液储罐6内装入了一定量的水，启动搅拌，开启加热使水温达到70℃，再往盐溶液储罐6内加入过量的盐，得到的盐溶液处于饱和状态；计量泵7将盐溶液储罐6内的饱和盐溶液输送至文丘里管的喉径处高速空气的剪切作用将饱和盐溶液雾化，后经喷头8-2喷入气溶胶生成室8内部；由于热空气的干燥作用盐溶液雾滴中的水不断蒸发进入热空气中，析出的盐形成颗粒，此时声波发生器8-1所产生的声波场促进了盐颗粒的团聚提高了盐颗粒的粒径，不同的频率的声波能产生不同粒度的盐颗粒；所形成的盐颗粒气溶胶从检测管8-3排出，此时在线激光粒度仪10可检测盐颗粒气溶胶中颗粒的粒度是否达到要求，并将相关信息传递给控制器9进行判读、输出调频指令，迅速调整声波发生器8-1的频率，直至盐颗粒气溶胶中颗粒的粒度达到要求。

实施例2

本实施例中，风机1的出口风压为5~14 kPa、干燥器3内干燥剂为3A分子筛、声波发生器8-1的声波频率的可调范围为2000~5000 Hz，其余与实施例1一致。

实施例3

本实施例中，风机1的出口风压为8~14 kPa、干燥器3内干燥剂为吸水硅胶、声波发生器8-1的声波频率的可调范围为800~3000 Hz，其余与实施例1一致。

实施例4

本实施例中，风机1的出口风压为2~10 kPa、干燥器3内干燥剂为3A分子筛、声波发生器8-1的声波频率的可调范围为10~4000 Hz，其余与实施例1一致。

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

Claims

1.一种基于声波团聚的盐颗粒气溶胶发生装置，其特征在于：所述的装置由风机、过滤器、干燥器、空气加热器、文丘里管、盐溶液储罐、计量泵、气溶胶生成室、控制器和在线激光粒度仪组成；所述的风机为一离心式通风机，设有出风口；所述的过滤器设有进口和出口，内装填有过滤介质；所述的干燥器设有进口和出口，内装填有干燥剂；所述的空气加热器设有进口和出口，内置电热丝；所述的文丘里管设有进口、出口和吸入口，吸入口设置在文丘里管的腰部管径最窄处；所述的盐溶液储罐设置有加料口和出料口；所述的计量泵为一柱塞泵，设置有进口和出口；所述的气溶胶生成室的主体为一上下端具有锥形封头的圆筒形腔体，其顶部设置有带有信号输入端的声波发生器，上部中心位置设置有喷头，底部设置有检测管；所述的控制器设有信号输入端和输出端；所述的在线激光粒度仪设有信号输出端，在线激光粒度仪的探头深入到检测管内；所述的风机的出风口通过第一管路与过滤器的进口连通，过滤器的出口通过第二管路与干燥器的进口连通，干燥器的出口通过第三管路与空气加热器的进口连通，空气加热器的出口通过第四管路与文丘里管的进口连通，文丘里管的出口通过第五管路与喷头连通，盐溶液储罐的出料口通过第六管路与计量泵的进口连通，计量泵的出口通过第七管路与文丘里管的吸入口连通，在线激光粒度仪的信号输出端通过第一信号线与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端通过第二信号线与声波发生器的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的风机的出口风压为2~14 kPa。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的过滤器内的过滤介质为玻璃纤维材质的HEPA滤网。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的干燥器内的干燥剂为吸水硅胶或者3A分子筛。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的盐溶液储罐内设置加热器和搅拌器。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的声波发生器的声波频率可调，声波频率的可调范围为10~5000 Hz。