CN216606151U - 一种气溶胶分选发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了气溶胶分选发生装置，将碰撞筛选器设置为结构简单的壳体内腔结构，在内腔内安装撞击板，在撞击板上形成撞击凹槽，通过设置撞击凹槽，通过气流进口的气溶胶撞击在撞击凹槽内，大颗粒的粒子碰撞留在撞击凹槽内，小颗粒的粒子随气流沿撞击凹槽外围的气流孔进入气流出口排出。通过，设置撞击凹槽的结构，可避免大颗粒在撞击板的堆积，增加堆积空间，避免堆积过多的大颗粒随气流一起排出，影响最终的检测结果。

Description

一种气溶胶分选发生装置

技术领域

本实用新型涉及颗粒物采集技术领域，具体涉及一种气溶胶分选发生装置。

背景技术

目前，市场上常用于材料过滤效率检测的方法为“MPPS”，即“最易穿透粒径法”，但是，现在大多数的气溶胶发生器基本都为多分散粒径，同时，发生的粒径段并不是相对集中，从统计学的角度考虑并不能很好的反应数据的真实性，因此如何获得某一粒径范围内的单分散粒径的物质，从而可以获得真是可靠的反应数据，是非常必要的。如中国专利文献CN1695771A公开了一种气溶胶细粒子采样器，其是一种由多个单级冲击器依次连接而成的多级冲击器，所述每一级冲击器均含有一个或多个开有喷嘴的隔离板，所述喷嘴在隔离板上沿圆周方向均匀分布，所述喷嘴的大小从第一级至最后一级依次减小以截获空气动力学直径从大到小的大气溶胶颗粒；所述隔离板的下方是一个圆形的样品收集台，所述样品收集台中部开有导气孔，在所述样品收集台的侧边缘上均匀分布有四个磁块；所述样品收集台上的下端通过轴承套接固定在固定支架上，固定支架上开有导气孔，其与所述样品收集台上的导气孔相通；所述隔离板和固定支架由合金外壁连接并固定，并由所述合金外壁与上一级冲击器的固定支架和下一级固定支架的隔离板固定连接；所述第一级冲击器上方也有合金外壁连接一个开有导气孔的固定支架，该固定支架上的导气孔与外部空气连通，在该固定支架上也套有轴承，该轴承套接一个罩住所述冲击器的圆筒形金属外罩，在所述金属外罩的内壁上前有磁块，该磁块所嵌的高度以及磁块的个数与所述每一级冲击器的样品收集台上所分布磁块的高度和个数相同，所述金属外罩通过传送带由一个微型马达带动旋转；所述最后一级冲击器的导气孔连接一个真空泵。通过上述采样器，可以收集到某一粒径范围内的单分散粒径的物质，但是上述采样器结构复杂；同时，为了防止收集到的颗粒物形成堆积，上述方案中采用旋转式结构，旋转式结构虽然能够解决部分堆积的问题，但是样品收集台的冲击表面为中间具有孔的平面，在旋转结构解决堆积问题的同时，部分收集的颗粒会被气流经过中孔带入下一级冲击器，造成最终采样粒径的变化，不能得到想要的粒径范围(或者说超出想要得到的粒径范围)。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种气溶胶分选发生装置，包括碰撞筛选器，其包括壳体，所述壳体内形成安置腔，在所述安置腔内安装有撞击板，所述撞击板的边缘与所述安置腔的侧壁或者所述壳体内壁贴合或者嵌合；所述撞击板上形成撞击凹槽，所述撞击板上还形成气流孔，所述气流孔设置在所述撞击凹槽的外围；与所述撞击凹槽相对应的壳体壁上形成气流进口；同时，与所述撞击凹槽反向对应的壳体壁上形成气流出口。

进一步，所述气流孔为多个，多个所述气流孔沿周向均匀设置。

进一步，所述气流出口向所述撞击板方向延伸形成管体，所述管体外壁与所述安置腔的侧壁或者所述壳体内壁之间形成回流槽。

进一步，还包括进气管和出气管；多个碰撞筛选器通过所述进气管与所述出气管并联连接；每个碰撞筛选器的所述气流进口分别与所述进气管连通；每个所述碰撞筛选器的所述气流出口分别与所述出气管连通。

进一步，每个碰撞筛选器的所述气流进口分别与所述进气管之间设置有进气阀。

进一步，每两个所述碰撞筛选器的所述气流出口之间的所述出气管上设置控制阀；对应每个所述碰撞筛选器，还设置有单独出气管，所述单独出气管上还设置有单独控制阀。

进一步，还包括离心筛选器，所述离心筛选器内形成弧形通道，所述弧形通道的两端分别形成气溶胶入口和气溶胶出口；所述气溶胶出口与所述进气管连通；所述弧形通道上形成至少一个粒子出口，所述粒子出口的方向与所述弧形通道相切，且所述粒子出口沿切线方向形成大粒子储存腔。所述大粒子储存腔为封闭腔，在需要清理大粒子时，可以打开端部进行清理。

进一步，所述粒子出口为2个，2个所述粒子出口垂直设置。

进一步，还包括气溶胶发生器单元，所述气溶胶发生器单元包括通过管路连接的气源、第一比例阀、第一流量计、第一过滤器以及气溶胶发生器，所述气溶胶发生器与所述气溶胶入口连通。

进一步，还包括增补气路单元，所述增补气路单元包括通过管路连接的气源、第二比例阀、第二流量计、第二过滤器，所述第二过滤器与所述气溶胶入口连通。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型的气溶胶分选发生装置，将碰撞筛选器设置为结构简单的壳体内腔结构，在内腔内安装撞击板，在撞击板上形成撞击凹槽，通过设置撞击凹槽，通过气流进口的气溶胶撞击在撞击凹槽内，大颗粒的粒子碰撞留在撞击凹槽内，小颗粒的粒子随气流沿撞击凹槽外围的气流孔进入气流出口排出。通过，设置撞击凹槽的结构，可避免大颗粒在撞击板的堆积，增加堆积空间，避免堆积过多的大颗粒随气流一起排出，影响最终的检测结果(尤其是针对大颗粒)。

(2)本实用新型的气溶胶分选发生装置，所述气流出口向所述撞击板方向延伸形成管体，所述管体外壁与所述安置腔的侧壁或者所述壳体内壁之间形成回流槽，通过设置回流槽，通过所述气流孔的气溶胶进入回流槽通过回流运动，且撞击回流槽侧壁和底部，用以进一步碰撞收集经过气流孔后的气溶胶中的大粒子，尤其是被气流冲击的撞击板上带入气溶胶中的大粒子，保证了后续所需气溶胶在一定粒度范围内的采样；进一步，使得经过气流孔后的气溶胶混合更加均匀；更进一步，避免经过气流孔的气溶胶因大粒子的存在堵塞管道，保证管道畅通。

(3)本实用新型的气溶胶分选发生装置，通过将多个碰撞筛选器并联连接，可以根据实际需要开启几个；其中，碰撞筛选器的参数可以是完全相同的，此时，可以快速获取相同粒径范围内的颗粒；也可以是不同的，此时，可以获取多个粒径范围内的颗粒。

(4)本实用新型的气溶胶分选发生装置，通过设置控制阀和/或单独控制阀，可以将经碰撞留置的气溶胶根据需要进行后续选择使用。

(5)本实用新型的气溶胶分选发生装置，通过设置离心筛选器，可以通过弧形通道的离心作用，将一些大颗粒提前筛选排出，并储存到大粒子储存腔，使经过碰撞筛选器的气溶胶的初始颗粒处于一个范围内，提高样品的收集准确度。进一步，设计2个粒子出口，形成2个大粒子储存腔，进一步离心捕捉大粒子。

(6)本实用新型的气溶胶分选发生装置，通过设置增补气路单元，可以辅助离心筛选器和后续碰撞筛选器的流速要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本实用新型的碰撞筛选器的立体图；

图2是本实用新型的碰撞筛选器的结构示意图一；

图3是本实用新型的撞击板的立体图；

图4是本实用新型的碰撞筛选器的结构示意图二；

图5是本实用新型的气溶胶分选发生装置的结构示意图一；

图6是本实用新型的气溶胶分选发生装置的结构示意图二；

图7是本实用新型的气溶胶分选发生装置的结构示意图三；

图8是本实用新型的离心筛选器的立体图；

图9是本实用新型的离心筛选器的部分结构的结构示意图；

图10是本实用新型的气溶胶分选发生装置的结构示意图四；

图中附图标记表示为：1-碰撞筛选器；3-安置腔；4-撞击板；5-撞击凹槽；6-气流孔；7-气流进口；8-气流出口；9-管体；10-回流槽；11-进气管；12-出气管；13-进气阀；14-控制阀；15-单独控制阀；16-离心筛选器；17-弧形通道；18-气溶胶入口；19-气溶胶出口；20-粒子出口；31-气源；32-第一比例阀；23-第一流量计；24-第一过滤器；25-气溶胶发生器；26-第二比例阀；27-第二流量计；28-第二过滤器；29-单独出气管；30-隔板；21-上壳体；22-下壳体；33-大粒子储存腔；161-盖体；162-主体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容进行清楚、完整的描述，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。居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前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-3所示，本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，包括碰撞筛选器1，其包括壳体，所述壳体的结构不做具体限制，在本实施例中，其包括相互密封螺纹连接的上壳体21和下壳体22，所述壳体内形成安置腔3，所述安置腔3的结构形式多种多样，在本实施例中，所述安置腔3为圆柱形状，在所述安置腔3内安装有撞击板4，所述撞击板4的形状多种多样，在本实施例中，优选圆柱形或者圆板，所述撞击板4的边缘与所述安置腔3的侧壁或者所述壳体内壁贴合或者嵌合，具体地，所述撞击板4的边缘嵌合在所述上壳体21和下壳体22之间，并由所述上壳体21和下壳体22挤压固定；所述撞击板4的材质优选现有技术中适合的材质，优选不锈钢沙板，更为优选的304不锈钢50目沙板；所述撞击板4上形成撞击凹槽5所述撞击凹槽的深度不做具体限制，优选地，所述撞击凹槽的深度为0.5mm-3mm；所述撞击板4上还形成气流孔6，所述气流孔6设置在所述撞击凹槽5的外围，所述气流孔6的个数和结构不做限制，具体地，为3个沿周向均匀设置的扇形结构，采用扇形结构，用以使气流快速通过；与所述撞击凹槽5相对应的壳体壁上形成气流进口6，优选地，所述气流进口6与所述撞击凹槽5同轴设置；同时，与所述撞击凹槽5反向对应的壳体壁上形成气流出口7，所述气流出口7与所述撞击凹槽5同轴设置。至于所述气流进口6的口径大小以及其距离撞击凹槽5的距离，可以根据需要选择多种设置，以适应多种颗粒截留要求。至于气流进口6和气流出口7优选圆形口。

实施例2

如图4所示，本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，其是在实施例1基础上的一种变形，具体区别如下：所述气流出口7向所述撞击板4方向延伸形成管体8，所述管体8外壁与所述安置腔3的侧壁或者所述壳体内壁之间形成回流槽9，所述回流槽9优选圆环形，且所述回流槽9的深度在5-10mm。

实施例3

如图5所示，本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，其是在实施例1或2基础上的一种变形，具体区别如下：还包括进气管11和出气管12；多个碰撞筛选器1通过所述进气管11与所述出气管12并联连接；每个碰撞筛选器1的所述气流进口7分别与所述进气管11连通；每个所述碰撞筛选器1的所述气流出口8分别与所述出气管11连通。在本实施中，所述碰撞筛选器1可以是相同规格的，也可以是不同规格的，不同规格主要是指气流进口7的口径以及气流进口7距离撞击板4(撞击凹槽5)的距离不同而实现截留不同粒径粒子的碰撞筛选器1。

进一步，为了方便调控，每个碰撞筛选器1的所述气流进口7分别与所述进气管11之间设置有进气阀13。

实施例4

如图6所示，本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，其是在实施例3基础上的一种变形，具体区别如下：每两个所述碰撞筛选器1的所述气流出口8之间的所述出气管12上设置控制阀14；对应每个所述碰撞筛选器1，还设置有单独出气管29，所述单独出气管29上还设置有单独控制阀15。

实施例5

如图7和8所示，本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，其是在实施例3或4基础上的一种变形，具体区别如下：还包括离心筛选器16，所述离心筛选器16内形成弧形通道17，所述弧形通道17的两端分别形成气溶胶入口18和气溶胶出口19，在本实施例中，所述离心筛选器16包括安装在一起的盖体161和主体162，至于弧形通道17，可以仅仅形成在主体162上，也可以分别形成在所述盖体161和主体162上，二者组合形成，至于其形状，不做具体限制，在本实施例中，截面为正方形，还有，弧形通道优选尽可能接近整个圆，如图9显示，可以是整个圆通过隔板30分隔；所述气溶胶出口18与所述进气管11连通；所述弧形通道17上形成至少一个粒子出口20，所述粒子出口20的方向与所述弧形通道17相切，且所述粒子出口20沿切线方向形成大粒子储存腔33，所述大粒子储存腔33优选一管体的内腔，且管体远离所述粒子出口20的端部封闭，该封闭可以是一体化封闭，可以设置盖体。优选地，所述粒子出口20为2个，2个所述粒子出口20的切线垂直设置。更为优选的，2个粒子出口20形成在整个圆的三等分点的位置中的2个，第3个为隔板30位置。通过该设置，可以更好实现大颗粒粒子(例如1微米以上的颗粒物)离心筛选分离。离心筛选器还可以延长撞击板的寿命。至于，弧形通道的结构设计，其径向截面形状不做具体限制，优选圆形，同时，至于其径向截面积，不做具体限制，其根据需要离心捕捉粒子的粒径以及气溶胶流速来设计，例如，流速28.3L/min时，径向截面积为0.8-1cm²。所述大粒子储存腔为封闭腔，在需要清理大粒子时，可以打开端部进行清理

实施例6

本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，其是在实施例1或2基础上的一种变形，具体区别如下：如图8所示，还包括离心筛选器16，所述离心筛选器16内形成弧形通道17，所述弧形通道17的两端分别形成气溶胶入口18和气溶胶出口19，在本实施例中，所述离心筛选器16包括安装在一起的盖体161和主体162，至于弧形通道17，可以仅仅形成在主体162上，也可以分别形成在所述盖体161和主体162上，二者组合形成，至于其形状，不做具体限制，在本实施例中，截面为正方形，还有，弧形通道优选尽可能接近整个圆，如图9显示，可以是整个圆通过隔板30分隔；所述气溶胶出口18与所述气流进口7连通；所述弧形通道17上形成至少一个粒子出口20，所述粒子出口20的方向与所述弧形通道17相切。优选地，所述粒子出口20为2个，2个所述粒子出口20的切线垂直设置。更为优选的，2个粒子出口20形成在整个圆的三等分点的位置中的2个，第3个为隔板30位置。通过该设置，可以更好实现大颗粒粒子离心筛选分离。

实施例7

如图10所示，本实施例公开一种气溶胶分选发生装置，其是在实施例5基础上的一种变形，具体区别如下：还包括气溶胶发生器单元，所述气溶胶发生器单元包括通过管路连接的气源31、第一比例阀32、第一流量计23、第一过滤器24以及气溶胶发生器25，所述气溶胶发生器25与所述气溶胶入口18连通。

进一步，还包括增补气路单元，所述增补气路单元包括通过管路连接的气源31、第二比例阀26、第二流量计27、第二过滤器28，所述第二过滤器8与所述气溶胶入口18连通。

本实用新型的一个使用过程如下：在该使用过程中，设置6个碰撞筛选器1，且规格不同(气流进口喷出端口径分别为：2.5mm、2mm、1.5mm、1mm、1mm、0.6mm，气流进口喷出端至撞击凹槽底部距离分别为：5mm、3.2mm、2.7mm、2.1mm、1.6mm、1mm，通过气溶胶发生器产生气溶胶，在增补气路补充气体后，实现28.3L/min，进入离心筛选器，筛选出大于1微米的粒子，剩余的气溶胶进入碰撞筛选器，可以在撞击板上收集0.5-1微米、0.3-1微米、0.25-1微米、0.2-1微米、0.15-1微米、0.1-1微米的颗粒。其中，撞击凹槽的深度为0.5mm；回流槽的深度为5mm；弧形通道的径向截面积为0.9cm²。

需要说明的是，为了检测过程中的流速等参数，还可以根据实际暗转流量计等其他结构。在本实用新型中，设计相应的气溶胶流速以及相应的气流进口喷出端的孔径，实现在不同气流进口喷出端的流速以及上述规格参数，实现捕捉收集不同粒径的粒子，得到相应的气溶胶样品。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种气溶胶分选发生装置，其特征在于，包括碰撞筛选器，其包括壳体，所述壳体内形成安置腔，在所述安置腔内安装有撞击板，所述撞击板的边缘与所述安置腔的侧壁或者所述壳体内壁贴合或者嵌合；所述撞击板上形成撞击凹槽，所述撞击板上还形成气流孔，所述气流孔设置在所述撞击凹槽的外围；与所述撞击凹槽相对应的壳体壁上形成气流进口；同时，与所述撞击凹槽反向对应的壳体壁上形成气流出口。

2.根据权利要求1所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，所述气流孔为多个，多个所述气流孔沿周向均匀设置。

3.根据权利要求2所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，所述气流出口向所述撞击板方向延伸形成管体，所述管体外壁与所述安置腔的侧壁或者所述壳体内壁之间形成回流槽。

4.根据权利要求3所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，还包括进气管和出气管；多个碰撞筛选器通过所述进气管与所述出气管并联连接；每个碰撞筛选器的所述气流进口分别与所述进气管连通；每个所述壳体的所述气流出口分别与所述出气管连通。

5.根据权利要求4所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，每个碰撞筛选器的所述气流进口分别与所述进气管之间设置有进气阀。

6.根据权利要求5所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，每两个所述碰撞筛选器的所述气流出口之间的所述出气管上设置控制阀；对应每个所述碰撞筛选器，还设置有单独出气管，所述单独出气管上还设置有单独控制阀。

7.根据权利要求4或5或6所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，还包括离心筛选器，所述离心筛选器内形成弧形通道，所述弧形通道的两端分别形成气溶胶入口和气溶胶出口；所述气溶胶出口与所述进气管连通；所述弧形通道上形成至少一个粒子出口，所述粒子出口的方向与所述弧形通道相切，且所述粒子出口沿切线方向形成大粒子储存腔。

8.根据权利要求7所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，所述粒子出口为2个，2个所述粒子出口垂直设置。

9.根据权利要求8所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，还包括气溶胶发生器单元，所述气溶胶发生器单元包括通过管路连接的气源、第一比例阀、第一流量计、第一过滤器以及气溶胶发生器，所述气溶胶发生器与所述气溶胶入口连通。

10.根据权利要求9所述的气溶胶分选发生装置，其特征在于，还包括增补气路单元，所述增补气路单元包括通过管路连接的气源、第二比例阀、第二流量计、第二过滤器，所述第二过滤器与所述气溶胶入口连通。

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