CN219625163U - 一种环境空气样品采集流量控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空气采集器的技术领域，尤其是涉及一种环境空气样品采集流量控制系统，其包括主体、膜片及弹性件，主体上分别开设有入气口和出气口，主体的内部分别开设有第一空腔和第二空腔，第一空腔与入气口连通，第二空腔与出气口连通，主体上设置有连接板，连接板与主体之间形成有第三空腔，第三空腔与第一空腔连通，膜片设置在第三空腔内，弹性件的一端与膜片连接，弹性件的另一端与连接板连接，连接板上开设有若干个第一连接孔，主体的内部还设置有连通件，连通件能够连通第二空腔与第三空腔，通过弹性件与膜片相配合，本申请具有提高膜片伸缩性使膜片更灵敏的效果。

Description

一种环境空气样品采集流量控制系统

技术领域

本申请涉及空气采集器的技术领域，尤其是涉及一种环境空气样品采集流量控制系统。

背景技术

空气质量检测，是指对空气质量的好坏进行检测，空气质量的好坏反映了空气中污染物浓度的高低。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响，来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业企业生产排放、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。

进行空气质量检测首先需要采集空气样品，空气样品的采集方法可归纳为直接采样法和富集采样法两类，直接采样法因为方便采集、操作简便使用范围较广，直接采样法又包括注射器采样、塑料袋采样、采集管采样及真空瓶采样。

采取真空瓶采集空气样品时，样品采集过程中为了提高空气样品的代表性，通常会增加采样时间，降低采样流速，因此需要在真空瓶上安装一个限流装置，限流装置一端连接真空瓶，另一端连接环境空气。相关技术中的限流装置包括主阀体、弹性膜片及活塞式喷嘴等，通过弹性膜片自身形变改变活塞式喷嘴进气口的大小来控制流速，然而相关技术中的限流装置只通过弹性膜片来改变空气采集流速，需要膜片的体积较大，从而导致限流装置的体积较大，不方便携带。

实用新型内容

为了改善上述技术问题，本申请提供一种环境空气样品采集流量控制系统。

本申请提供的一种环境空气样品采集流量控制系统采用如下的技术方案：

一种环境空气样品采集流量控制系统，包括主体、膜片及弹性件，所述主体上分别开设有入气口和出气口，所述主体的内部分别开设有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔与所述入气口连通，所述第二空腔与所述出气口连通；

所述主体上设置有连接板，所述连接板与所述主体之间形成有第三空腔，所述第三空腔与所述第一空腔连通，所述膜片设置在所述第三空腔内，所述弹性件的一端与膜片连接，所述弹性件的另一端与所述连接板连接，所述连接板上开设有若干个第一连接孔；所述主体的内部还设置有连通件，所述连通件能够连通所述第二空腔与所述第三空腔。

通过采用上述技术方案，采集空气样品时将真空瓶与出气口对接，由于真空瓶内的负压使主体外部的空气从入气口进入第一空腔内，然后空气再进入第三空腔内，空气再通过连通件进入第二空腔内，最后空气再从出气口进入真空瓶内完成空气样品采集；在刚开始采集空气时，真空瓶内的空气压强较小，膜片在大气压强的作用下朝向连通件一侧凸起，缩短膜片与连通件之间的距离，随着空气的采集真空瓶内空气压强逐渐增大，膜片两侧的压强差逐渐减小，膜片朝向连接板的一侧回缩，膜片与连通件之间的距离逐渐增大，从而提高整个空气样品采集速度的稳定性；膜片上连接有弹性件，通过弹性件与膜片相配合增强膜片的伸缩性，使膜片能够更灵敏地应对空气压强差的变化而产生形变自动调节膜片与连通件之间的距离。

可选的，所述主体的内部开设有通道，所述连通件滑动设置在所述通道内，所述连通件包括连通段和调节段，所述连通段内开设有连通孔，所述连通孔的一端与所述第三空腔连通，所述连通孔的另一端与所述第二空腔连通，所述调节段能够带动所述连通段在所述通道内移动。

通过采用上述技术方案，进入第三空腔内的空气由连通孔进入连通件再进入第二空腔内部，当膜片两侧的压强差变化时，膜片能够自动调整与连通孔之间距离，从而控制空气的采集速度，并且通过调节段能够主动调整膜片与连通段之间距离，使采集空气样品的流速调节更灵活。

可选的，所述调节段包括调节螺栓、第一连接杆及第二连接杆，所述第一连接杆的一端与所述调节螺栓连接，所述第一连接杆的另一端与所述第二连接杆连接，所述连通段内开设有与所述第二连接杆配合的限位空腔，所述连通段上还开设有供所述连接杆穿过的限位孔，所述调节螺栓螺接在所述通道内。

通过采用上述技术方案，当需要调整连通段与膜片之间的距离时，通过旋拧调节螺栓移动，从而调节螺栓带动连通段在通道内移动，能够主动调整连通段与膜片之间的距离。

可选的，所述通道的内壁上开设有环形槽，所述环形槽与所述连通孔连通，所述环形槽的内壁上还开设有过气孔，所述过气孔与所述第二空腔连通。

通过采用上述技术方案，通过设置有环形槽，当连通段在通道内移动时，连通段能够通过环形槽和过气孔配合，使连通孔始终与第二空腔连通，从而使空气样品采集更稳定。

可选的，所述第一空腔内设置有过滤组件，所述过滤组件包括安装块和若干个过滤件，所述安装块的一侧开设有通气孔，所述通气孔贯穿所述安装块，所述安装块的另一侧开设有若干个安装槽，若干个所述安装槽均与所述通气孔连通，若干个所述安装槽与若干个所述过滤件一一对应设置，所述主体上开设有缺口，所述缺口与所述第一空腔连通，所述安装块通过所述缺口滑动插入所述第一空腔内。

通过采用上述技术方案，在第一空腔内设置有过滤组件能够对空气样品进行过滤，减小空气样品中的颗粒物杂质造成堵塞的可能性；通过设置有缺口，方便过滤组件的安装与更换，并且一方面可以只更换过滤件，另一方面可以整体更换过滤组件，更换方式多样。

可选的，所述第一空腔的内壁上开设有退让槽，所述安装块卡接在所述退让槽内，所述安装块插入所述第一空腔内的一侧设置有第一磁铁，所述退让槽的内壁上设置有与所述第一磁铁相配合的第二磁铁。

通过采用上述技术方案，开设有退让槽方便安装过滤组件，并且设置有第一磁铁和第二磁铁，提高安装块的安装稳定性。

可选的，所述过滤件包括过滤芯以及用于固定所述过滤芯的边框，所述通气孔的内壁上开设有导向槽，所述边框与所述导向槽适配；所述边框上还设置有手握部。

通过采用上述技术方案，当安装过滤件时，使边框顺着导向槽插入安装块内，并且边框上还设置有手握部，方便安装过滤件的同时，又便于将过滤件拔出安装块从而更换不同孔径的滤片。

可选的，所述主体上还设置有盖板，所述盖板上开设有若干个第二连接孔。

通过采用上述技术方案，盖板能够保护主体上的连接板，延长其使用寿命，并通过第二连接孔与外部空气连通。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在刚开始采集空气时，真空瓶内的空气压强较小，膜片在大气压强的作用下朝向连通件一侧凸起，缩短膜片与连通件之间的距离，随着空气的采集真空瓶内空气压强逐渐增大，膜片两侧的压强差逐渐减小，膜片朝向连接板的一侧回缩，膜片与连通件之间的距离逐渐增大，从而提高整个空气样品采集速度的稳定性；膜片上连接有弹性件，通过弹性件与膜片相配合增强膜片的伸缩性，使膜片能够更灵敏地应对空气压强差的变化而产生形变自动调节膜片与连通件之间的距离。

2.通过设置有环形槽，当连通段在通道内移动时，连通段能够通过环形槽和过气孔配合，使连通孔始终与第二空腔连通，从而使采集空气样品更稳定。

3.在第一空腔内设置有过滤组件能够对空气样品进行过滤，减小空气样品中的颗粒物杂质造成堵塞的可能性；通过设置有缺口，方便过滤组件的安装与更换，并且一方面可以只更换过滤件，另一方面可以整体更换过滤组件，更换方式多样。

附图说明

图1是本申请实施例中环境空气样品采集流量控制系统的第一爆炸结构示意图。

图2是本申请实施例中环境空气样品采集流量控制系统的剖视结构示意图。

图3是本申请实施例中环境空气样品采集流量控制系统的第二爆炸结构示意图。

图4是本申请实施例中过滤组件的爆炸结构示意图。

图5是图3中A部分的局部放大结构示意图。

附图标记：1、主体；11、入气口；12、出气口；13、第一空腔；131、退让槽；132、第二磁铁；14、第二空腔；15、第三空腔；16、凹槽；161、凸环；17、盖板；171、第二连接孔；18、通道；181、环形槽；182、过气孔；19、缺口；2、连接板；21、第一连接孔；22、压块；221、橡胶密封圈；3、弹性件；4、过滤组件；41、安装块；411、通气孔；4111、导向槽；412、安装槽；413、第一磁铁；42、过滤件；421、过滤芯；422、边框；423、手握部；5、连通件；51、连通段；511、连通孔；512、限位空腔；513、限位孔；52、调节段；521、调节螺栓；522、第一连接杆；523、第二连接杆；6、膜片。

具体实施方式

以下结合附图1至附图5，对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，一种环境空气样品采集流量控制系统，包括主体1、连接板2、弹性件3、过滤组件4及连通件5，主体1的外侧面上分别开设有入气口11和出气口12，并且主体1内部分别开设有第一空腔13和第二空腔14，第一空腔13与入气口11连通，第二空腔14与出气口12连通，过滤组件4设置在第一空腔13内且靠近入气口11的一侧，连接板2设置在主体1上且与主体1之间形成有第三空腔15，第一空腔13与第三空腔15连通，第三空腔15内设置有膜片6，弹性件3的一端与膜片6固定连接，弹性件3的另一端与连接板2固定连接，连接板2上开设有若干个用于连接外部环境的第一连接孔21，使膜片6的一侧与外部环境连通，连通件5设置在主体1内且将第二空腔14与第三空腔15连通，从而在主体1内形成采集空气样品的气体通路。

具体地，参照图1和图2，主体1的外部形状为具有凹槽16的圆盘状结构，凹槽16的内壁上设置有用于安装膜片6的凸环161，连接板2靠近膜片6的一侧设置有压块22，当膜片6放置在凸环161上时，再将连接板2安放于凹槽16内使压块22与膜片6抵接，从而固定膜片6，主体1的最外侧还设置有盖板17，盖板17与凹槽16内壁之间螺纹配合，并且盖板17上也开设有若干个用于连通外部环境的第二连接孔171，最后再将盖板17安装到主体1上对连接板2固定。为了提高第三空腔15的密封性，压块22与膜片6抵接处还设置有橡胶密封圈221。

在使用该环境空气样品采集流量控制系统时，将真空瓶的瓶口与主体1上的出气口12对接，在真空瓶内部低气压的作用下，参照图2，外部环境中的空气从入气口11进入主体1内的第一空腔13，过滤组件4对空气进行过滤，过滤后的空气再进入第三空腔15内，然后空气再通过连通件5进入第二空腔14内，最后空气通过出气口12进入真空瓶内完成空气样品的采集。

在整个空气样品采集的过程中，刚开始真空瓶的内气压较低，从而膜片6靠近连通件5一侧的气体压强较小，膜片6的另一侧为大气压强，从而在大气压强的作用下膜片6向连通件5的一侧凸起，减小膜片6与连通件5的距离，从而降低空气采集的流速，当随着采集时间的增加，真空瓶内的压强逐渐与大气压强接近，膜片6两侧的压强差逐渐减小，膜片6向连接板2的一侧回缩，增大膜片6与连通件5的距离，从而增大空气采集的流速，使整个采集过程中空气流速保持在恒定的范围内，增加空气样品的代表性。

在本实施例中，弹性件3采用弹簧，膜片6采用软质不锈钢金属片，通过弹性件3增大膜片6的灵敏度，能够减小膜片6的体积，从而能够减小该环境空气样品采集流量控制系统的体积，方便携带，并且在本申请中将过滤组件4内置于主体1内，能够进一步减小该环境空气样品采集流量控制系统体积。

参照图2，主体1的内部开设有通道18，通道18沿主体1的轴向方向开设，通道18的一端与第三空腔15连通，通道18的另一端与外部环境连通，连通件5滑动设置在通道18内，连通件5包括连通段51和调节段52，调节段52能够带动连通段51在通道18内沿通道18内的轴线方向移动。连通段51的内部开设有连通孔511，连通孔511呈L型开设在连通段51内，连通孔511的一端与第三空腔15连通，连通孔511的另一端与第二空腔14连通，当空气从第一空腔13进入第三空腔15后，从连通孔511进入第二空腔14内，从而空气从第二空腔14经过出气口12进入真空瓶内完成收集。

并且为了方便空气样品采集过程中能够随时开启或关闭，通过调节段52使连通段51向第一空腔13方向移动，使连通段51与膜片6抵接，将连通孔511朝向第三空腔15的孔口封闭，暂停空气样品采集，当需要继续采集空气样品时，通过调节段52使连通段51向远离第三空腔15方向移动，使连通段51与膜片6分离即可。为了提高连通段51处的气密性，连通段51的外侧面上固定设置有O型密封圈。

具体地，参照图2，调节段52包括调节螺栓521、第一连接杆522及第二连接杆523，第一连接杆522的一端与调节螺栓521固定连接，第一连接杆522的另一端与第二连接杆523固定连接，连通段51内开设有限位空腔512，连通段51上还开设有供第一连接杆522穿过的限位孔513，限位孔513与限位空腔512连通，第二连接杆523位于限位空腔512内，此时调节段52的端面与连通段51的端面抵接，调节螺栓521螺接在通道18内，从而通过旋拧调节螺栓521驱动连通段51在通道18内移动。

参照图2，通道18的内壁上开设有环形槽181，环形槽181与连通孔511连通，环形槽181的内壁上还开设有过气孔182，过气孔182与第二空腔14连通，当调节段52带动连通段51移动时，通过设置环形槽181，连通段51在转动的过程中始终能够与环形槽181连通，从而空气能够进入第二空腔14内，提升空气采集的稳定性。

参照图3和图4，过滤组件4包括安装块41和三个过滤件42，安装块41的一侧开设有通气孔411，通气孔411沿安装块41的长度方向贯穿安装块41，当安装块41位于第一空腔13内时，通气孔411与第一空腔13正对，安装块41的另一侧开设有三个安装槽412，三个安装槽412均与通气孔411连通，三个安装槽412与三个过滤件42一一对应设置，过滤件42通过对应的安装槽412滑动插入安装块41内，方便过滤件42的安装和更换。

为了方便将安装块41安装到主体1内，主体1上开设有缺口19，缺口19与第一空腔13连通，安装块41通过缺口19滑动插入第一空腔13内。当在采集空气样品时，空气首先通过入气口11进入第一空腔13内部，当空气通过过滤组件4时，空气会依次经过三个过滤件42从而减少空气中的颗粒物杂质，进而减小颗粒物杂质造成堵塞的可能性。

具体地，参照图4，过滤件42包括过滤芯421以及用于固定过滤芯421的边框422，过滤芯421与边框422固定连接，通气孔411的内壁上开设有三条导向槽4111，三条导向槽4111与三个过滤件42一一对应设置，当过滤件42插入安装块41内时，边框422与导向槽4111适配。并且为了方便过滤件42的抽拔，边框422上还设置有手握部423。当需要更换不同孔径的过滤芯421时，通过手握部423能够将过滤件42从安装块41内拔出，再将不同孔径的过滤芯421插入即可，方便对过滤件42进行更换。

为了进一步方便安装块41的安装与固定，参照图4和图5，第一空腔13的内壁上开设有退让槽131，当安装块41插入第一空腔13内部时，安装块41的外侧壁能够卡接在退让槽131内，使安装块41与第一空腔13的内壁更贴合，减小安装块41晃动的概率。并且安装块41插入第一空腔13内的一侧固定设置有第一磁铁413，退让槽131远离缺口19一侧的内壁上也固定设置有与第一磁铁413相配合的第二磁铁132，当安装块41插入第一空腔13内时，第一磁铁413与第二磁铁132吸附在一起，将安装块41固定在第一空腔13内。

在本实施例中，为了应对环境空气中存在挥发性有机物，将该环境空气样品采集流量控制系统内部结构全部可惰性涂覆。

本申请实施例的实施原理为：进行空气样品采集时，将真空瓶与出气口12对接安装，在真空瓶内部低气压的作用下，外部的空气首先经过入气口11进入第一空腔13内，通过设置在第一空腔13内的过滤组件4对空气进行过滤，减小空气中的颗粒物杂质含量，从而减小颗粒物杂质造成该环境空气样品采集流量控制系统堵塞的可能性，被过滤后的空气进入第三空腔15内，再经过连通孔511进入第二空腔14，最后空气通过出气口12进入真空瓶内。

在整个空气样品采集的过程中，膜片6会随着两侧的压强变化产生对应的形变从而调整膜片6与连通件5之间的间距，当真空瓶内压强较小时，膜片6朝向连通件5一侧凸起使膜片6与连通件5之间的距离变短，减小空气经过的路径，随着真空瓶内压强逐渐增大，膜片6逐渐朝向连接板2一侧回缩，膜片6与连通件5之间的距离也逐渐变大，增大空气经过的路径，从而使整个空气样品采集的流速较为恒定，使采集到的空气样品具有代表性。

并且膜片6靠近连接板2的一侧设置有弹性件3，能够增强膜片6的伸缩性，使膜片6不需要具备较大的体积就具有较高的灵敏度，从而减小该环境空气样品采集流量控制系统的体积，方便携带。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，包括主体（1）、膜片（6）及弹性件（3），所述主体（1）上分别开设有入气口（11）和出气口（12），所述主体（1）的内部分别开设有第一空腔（13）和第二空腔（14），所述第一空腔（13）与所述入气口（11）连通，所述第二空腔（14）与所述出气口（12）连通；

所述主体（1）上设置有连接板（2），所述连接板（2）与所述主体（1）之间形成有第三空腔（15），所述第三空腔（15）与所述第一空腔（13）连通，所述膜片（6）设置在所述第三空腔（15）内，所述弹性件（3）的一端与膜片（6）连接，所述弹性件（3）的另一端与所述连接板（2）连接，所述连接板（2）上开设有若干个第一连接孔（21）；所述主体（1）的内部还设置有连通件（5），所述连通件（5）能够连通所述第二空腔（14）与所述第三空腔（15）。

2.根据权利要求1所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述主体（1）的内部开设有通道（18），所述连通件（5）滑动设置在所述通道（18）内，所述连通件（5）包括连通段（51）和调节段（52），所述连通段（51）内开设有连通孔（511），所述连通孔（511）的一端与所述第三空腔（15）连通，所述连通孔（511）的另一端与所述第二空腔（14）连通，所述调节段（52）能够带动所述连通段（51）在所述通道（18）内移动。

3.根据权利要求2所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述调节段（52）包括调节螺栓（521）、第一连接杆（522）及第二连接杆（523），所述第一连接杆（522）的一端与所述调节螺栓（521）连接，所述第一连接杆（522）的另一端与所述第二连接杆（523）连接，所述连通段（51）内开设有与所述第二连接杆（523）配合的限位空腔（512），所述连通段（51）上还开设有供所述连接杆穿过的限位孔（513），所述调节螺栓（521）螺接在所述通道（18）内。

4.根据权利要求3所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述通道（18）的内壁上开设有环形槽（181），所述环形槽（181）与所述连通孔（511）连通，所述环形槽（181）的内壁上还开设有过气孔（182），所述过气孔（182）与所述第二空腔（14）连通。

5.根据权利要求1所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述第一空腔（13）内设置有过滤组件（4），所述过滤组件（4）包括安装块（41）和若干个过滤件（42），所述安装块（41）的一侧开设有通气孔（411），所述通气孔（411）贯穿所述安装块（41），所述安装块（41）的另一侧开设有若干个安装槽（412），若干个所述安装槽（412）均与所述通气孔（411）连通，若干个所述安装槽（412）与若干个所述过滤件（42）一一对应设置，所述主体（1）上开设有缺口（19），所述缺口（19）与所述第一空腔（13）连通，所述安装块（41）通过所述缺口（19）滑动插入所述第一空腔（13）内。

6.根据权利要求5所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述第一空腔（13）的内壁上开设有退让槽（131），所述安装块（41）卡接在所述退让槽（131）内，所述安装块（41）插入所述第一空腔（13）内的一侧设置有第一磁铁（413），所述退让槽（131）的内壁上设置有与所述第一磁铁（413）相配合的第二磁铁（132）。

7.根据权利要求6所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述过滤件（42）包括过滤芯（421）以及用于固定所述过滤芯（421）的边框（422），所述通气孔（411）的内壁上开设有导向槽（4111），所述边框（422）与所述导向槽（4111）适配；所述边框（422）上还设置有手握部（423）。

8.根据权利要求1所述的一种环境空气样品采集流量控制系统，其特征在于，所述主体（1）上还设置有盖板（17），所述盖板（17）上开设有若干个第二连接孔（171）。