專利名稱：半圓柱－矩形桌面吸氣罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備以及排風(fēng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排除有害氣體用的桌面吸氣罩。
技術(shù)背景目前在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室被廣泛采用的桌面吸氣罩有兩種形式1、喇叭型桌面吸氣罩如圖1，它由一個(gè)排風(fēng)管道連接一個(gè)圓錐形罩口，存在的缺點(diǎn)(1)其罩口平面只能水平旋轉(zhuǎn)、鉛直平移，罩口平面軸線對桌面傾角固定只能從某一斜上方吸氣，因而不易盡可能靠近有害氣源和使吸氣氣流與有害氣流運(yùn)動(dòng)方向保持一致，吸氣效果差。
(2)其圓錐形罩口使氣流速度衰減較大，非較大的管內(nèi)風(fēng)速(風(fēng)量)，不易把控制點(diǎn)處的風(fēng)速穩(wěn)定地控制在0.25m/s的最小控制風(fēng)速上，且罩口風(fēng)速不均勻。
(3)喇叭形桌面吸氣罩由于“喉頸效應(yīng)”，其產(chǎn)生的噪聲較大。
2、半圓柱型桌面吸氣罩如圖2，它由一個(gè)排風(fēng)管道連接一個(gè)半圓柱型罩口，存在的主要缺點(diǎn)(1)半圓柱型桌面吸氣罩增加了罩口平面繞x軸旋轉(zhuǎn)的自由度，可使罩口平面靠近有害氣源和使吸氣氣流與有害氣流運(yùn)動(dòng)方向保持一致，較喇叭型桌面吸氣罩前進(jìn)了一步。但其罩口(即吸氣口)實(shí)際上是圓柱面上開的一個(gè)截面最大的條縫口，其罩體較淺，不能較好地罩住有害氣源，因此對有害氣源形成的包圍不夠，且阻體在罩口外，使得氣流分布不均勻，速度衰減大，吸氣效果不夠好。
(2)罩體內(nèi)腔不成流線型，存在氣流死角，局部阻力系數(shù)大，壓損大，氣流速度衰減大。
(3)噪聲比喇叭型吸氣罩明顯減小，但仍不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有桌面吸氣罩存在的上述不足，提供一種具有獨(dú)特的半圓柱——矩形罩口的桌面吸氣罩，吸氣效果提高顯著，而且降低了噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下半圓柱——矩形桌面吸氣罩，它具有吸氣管道組件和與之連接的吸氣罩體。所述的吸氣罩體一部分是半圓柱形，與半圓柱形部分相對設(shè)計(jì)有球面阻體，半圓柱形的下部罩體按一定擴(kuò)張角向下延伸形成矩形罩口，罩端為球面轉(zhuǎn)矩形結(jié)構(gòu)，罩體內(nèi)部呈均勻的流線型。
所述的球面阻體為1/8-1/4球面大小，球面開有20％-30％的小孔/條形口。半圓柱形的下部罩體向下延伸至與球面阻體的最低部水平，形成矩形罩口的擴(kuò)張角α＝25-45°，罩口的平面長寬比a/b＝1-2。
另外，吸氣罩體與吸氣管道組件的相互連接部位都為球面過渡連接。
以下對實(shí)用新型的的改進(jìn)點(diǎn)進(jìn)行分析1、罩體的半圓柱——矩形設(shè)計(jì)，管道和罩體采用球面過渡連接，可避免氣流死角，使罩體內(nèi)部呈均勻的流線形以降低氣流在罩內(nèi)的壓力損失，這樣又正好有效避免了“喉頸效應(yīng)”，降低了噪聲。
2、為了使罩口吸風(fēng)量均勻，在罩體管道一側(cè)設(shè)置球面阻體，球面上開小孔/條形口(開孔率20-30％左右)不僅保證了均勻吸風(fēng)，而且由于小孔/口的節(jié)流降壓還能降低噪聲。
3、將罩口平面的長寬比確定在a/b＝1-2，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性申請人根據(jù)相關(guān)資料“園錐形吸氣罩吸氣氣流速度的衰減與其到罩口中心的距離的平方成正比”，“對不同長寬比的矩形排風(fēng)罩口的氣流流譜進(jìn)行分析和對比后發(fā)現(xiàn)它們的速度衰減要比園形罩小。”“且矩形排風(fēng)口的速度是隨(b/a)的增大而增大的。(a是罩口長邊尺寸，b是罩口短邊尺寸)”，因此確定新型吸氣罩的罩口為矩形。結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)室有害氣體產(chǎn)生的實(shí)際情況以及對有關(guān)資料的分析研究，認(rèn)為性能優(yōu)良的桌面吸氣罩罩口平面的平均風(fēng)速應(yīng)為v。＝1.5～2m/s左右，在離罩口100～150mm處，罩口平面面積范圍內(nèi)的吸氣速度不小于vx＝0.25m/s的最低控制風(fēng)速具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。由圖3的計(jì)算圖表可得出vx/vo＝0.25/2＝0.125，從而確定罩口平面的長寬比a/b＝1-2為最好。
4、將擴(kuò)張角α定在25-45°這個(gè)區(qū)間，能使罩口較好地包圍有害氣源，又能使吸氣氣流速度衰減較小，速度分布較均勻，局部阻力系數(shù)小，壓力損失減少。
因此，本實(shí)用新型的以上改進(jìn)能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使所設(shè)計(jì)的新型桌面吸氣罩能夠從任何方向最大限度地靠近和罩住有害氣源，對有害氣源形成較好的有效包圍，使其被限制在較小的局部空間，便于捕集和控制。新型吸氣罩能夠降低氣流速度的衰減和壓力損失，使罩口風(fēng)速分布較均勻，提高吸氣效果，降低噪聲，且外形美觀，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，便于使用、安裝和維護(hù)。


圖1是現(xiàn)有喇叭型桌面吸氣罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有半圓柱型桌面吸氣罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是矩形排風(fēng)口速度計(jì)算圖；圖4是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型罩口的截面圖；圖6是本實(shí)用新型罩口風(fēng)速分布圖；圖7是本實(shí)用新型距罩口平面正下方100mm處風(fēng)速分布圖。
具體實(shí)施方式
參見圖4和圖5，半圓柱——矩形桌面吸氣罩，它具有吸氣管道組件和與之連接的吸氣罩體1。吸氣罩體1內(nèi)部呈均勻的流線型。吸氣罩體一部分是半圓柱形1-1，罩端1-2為球面轉(zhuǎn)矩形結(jié)構(gòu)。與半圓柱形部分相對設(shè)計(jì)有1/6大小的球面阻體1-4，球面上開有φ8mm小孔1-5，開孔率25％左右。半圓柱形1-1的下部罩體1-3按擴(kuò)張角α＝28.1°向下延伸，至與球面阻體1-4的最低部水平，形成矩形罩口。罩口的平面長寬比a/b＝1.33。
吸氣罩體1與吸氣管道組件的相互連接部位都為球面過渡連接。吸氣管道組件包括下部的固定管13、中部的移動(dòng)管6和上部的彎管3，固定管13和移動(dòng)管6的連接部位有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由滾珠9、彈簧10、保持圈11、旋帽12和密封圈8構(gòu)成，可調(diào)節(jié)移動(dòng)管6做上下伸縮和左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)管6與桌面接觸處設(shè)置有擋圈7。彎管3與吸氣罩體1的連接處設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，有旋轉(zhuǎn)套2和螺栓4，旋轉(zhuǎn)套2的旋轉(zhuǎn)軸心套在螺栓4上，螺栓4的端部通過墊圈5與彎管3固定，便于吸氣罩體1做各方位旋轉(zhuǎn)。
申請人對上述半園柱-矩形新型桌面吸氣罩的風(fēng)速分布用定點(diǎn)法進(jìn)行了測試，風(fēng)道上用QDF-3型熱球式電風(fēng)速計(jì)進(jìn)行測試，測試結(jié)果如下1、排風(fēng)量(φ100風(fēng)道)L＝174.8m3/h2、風(fēng)速分布(單位m/s)(1)罩口風(fēng)速(罩口平面平行直于桌面)參見圖6，其平均風(fēng)速1.75m/s(2)距罩口平面正下方100mm處風(fēng)速參見圖7。
從測試結(jié)果看，排風(fēng)量小于設(shè)計(jì)風(fēng)量時(shí)，在距罩口100mm處各測試點(diǎn)的風(fēng)速都不小于0.25m/s的最低風(fēng)速，且風(fēng)速分布均勻，吸氣效果良好。
權(quán)利要求1.半圓柱——矩形桌面吸氣罩，它具有吸氣管道組件和與之連接的吸氣罩體，其特征在于吸氣罩體一部分是半圓柱形，與半圓柱形部分相對設(shè)計(jì)有球面阻體，半圓柱形的下部罩體按一定擴(kuò)張角向下延伸形成矩形罩口，罩端為球面轉(zhuǎn)矩形結(jié)構(gòu)，罩體內(nèi)部呈均勻的流線型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于球面阻體為1/8-1/4球面大小.
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于球面開有20％-30％的小孔/條形口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于形成矩形罩口的擴(kuò)張角α＝25-45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于矩形罩口的平面長寬比a/b＝1-2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于半圓柱形的下部罩體向下延伸至與球面阻體的最低部水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于吸氣罩體與吸氣管道組件的相互連接部位都為球面過渡連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于吸氣管道組件包括下部的固定管、中部的移動(dòng)管和上部的彎管，固定管和移動(dòng)管的連接部位有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半圓柱——矩形桌面吸氣罩，其特征在于彎管與罩體的連處設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
專利摘要半圓柱—矩形桌面吸氣罩，它具有吸氣管道組件和與之連接的吸氣罩體。所述的吸氣罩體一部分是半圓柱形，與半圓柱形部分相對設(shè)計(jì)有球面阻體，半圓柱形的下部罩體按一定擴(kuò)張角向下延伸形成矩形罩口，罩端為球面轉(zhuǎn)矩形結(jié)構(gòu)，罩體內(nèi)部呈均勻的流線型。所述的球面阻體為1/8－1/4球面大小，球面開有20％－30％的小孔/條形口。半圓柱形的下部罩體向下延伸至與球面阻體的最低部水平，形成矩形罩口的擴(kuò)張角α＝25－45°，罩口的平面長寬比a/b＝1－2。本桌面吸氣罩具有顯著提高吸氣效果，降低噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B08B15/00GK2616313SQ0323416
公開日2004年5月19日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者薛鄭生, 陳新 申請人:重慶師范學(xué)院