專利名稱：一種固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，可吸入顆粒物成為我國城市最重要的大氣污染物，氣溶膠顆粒物的動力特性和控制技術(shù)是現(xiàn)在廣泛研究的內(nèi)容，而固體顆粒物氣溶膠發(fā)生器則是這些研究的基礎(chǔ)。在國外，固體顆粒物氣溶膠發(fā)生器主要有流化床式，鏈條噴嘴式和刷式等形式，其中流化床式，鏈條噴嘴式顆粒發(fā)生濃度在1g/Nm3以內(nèi)，不適應(yīng)一些需要高濃度的研究要求，刷式發(fā)生器能產(chǎn)生高濃度的氣溶膠，但卻存在無法計量氣溶膠濃度，保證顆粒發(fā)生速度穩(wěn)定較困難等特點(diǎn)，使用起來也不夠方便。到目前為止，國內(nèi)還沒有研究出成熟的固體氣溶膠發(fā)生器裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可以方便計量氣溶膠濃度，并能方便保持較穩(wěn)定粉塵注入速度的無粘性固體粉塵氣溶膠發(fā)生器，以滿足氣溶膠，環(huán)保，病理學(xué)及其化工的基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用中的噴粉裝置。
本實用新型提出的一種固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置，其特征在于該裝置由粉塵計量加料部分，粉塵發(fā)散部分，氣路控制部分和數(shù)據(jù)采集控制部分組成；所述粉塵計量加料部分含有由固定卡[13]、活塞主體腔[14]、活塞[15]組成的活塞式加料器，稱重傳感器[18]和由連接器[11]、帶花板的活塞上腔[12]組成的花板勻料器；所述粉塵發(fā)散部分含有粉塵發(fā)散刷[6]、發(fā)散刷電機(jī)[10]；所述氣路控制部分含有壓力開關(guān)[1]、高效顆粒過濾器[2]、質(zhì)量流量控制器[5]、噴嘴[7]、噴嘴氣路進(jìn)口[8]；所述數(shù)據(jù)采集控制部分為計算機(jī)采集和控制系統(tǒng)[16]并連接電磁閥[4]、發(fā)散刷電機(jī)[10]、、螺桿電機(jī)[22]；所述粉塵發(fā)散刷[6]連接著加料活塞[15]和氣路噴嘴[7]，粉塵發(fā)散刷由一個脈沖電機(jī)控制；計算機(jī)采集和控制系統(tǒng)[16]控制螺桿電機(jī)[22]，電機(jī)帶動螺桿[21]，螺桿由螺桿運(yùn)動的內(nèi)螺紋[20]定位，螺桿[21]上方與推桿平臺[19]相連；推桿平臺上置有稱重傳感器[18]和墊板[17]，稱重傳感器與采集和控制系統(tǒng)相連。螺桿[21]的推動最后由墊板傳遞到活塞[15]。帶花板的活塞上腔[12]與活塞主體腔[14]靠活塞相連，并由固定卡[13]固定。粉塵置于腔內(nèi)并由活塞[15]推進(jìn)?；钊簧隙丝恳贿B接口[11]與粉塵發(fā)散刷[6]相連。發(fā)散刷由發(fā)散刷電機(jī)[10]帶動，電機(jī)由采集控制系統(tǒng)[16]控制其啟動和轉(zhuǎn)速。發(fā)散刷上端與一噴嘴[7]相連，噴嘴前端有一三通閥。氣路部分壓縮空氣先進(jìn)入儲氣罐[3]，經(jīng)過高效過濾器[2]然后進(jìn)入質(zhì)量流量控制器[5]，之間由電磁閥[2]和壓力開關(guān)[1]進(jìn)行過壓保護(hù)。電磁閥和壓力開關(guān)都與采集與控制系統(tǒng)相連，控制和采集氣體流量。
本實用新型的優(yōu)越性在于(1)具有顆粒稱重裝置和氣體計量裝置，可方便的獲得所發(fā)生的氣溶膠質(zhì)量濃度；(2)花板勻料閥的使用，一方面由于壓縮作用，使主體空腔內(nèi)的粉塵各處更為均勻，另一方面，進(jìn)入上腔的粉塵進(jìn)入條件一致，保證了顆粒進(jìn)料的均勻；(3)三通閥的使用可使裝置方便地作為一個部件運(yùn)用在復(fù)雜的實驗臺架；(4)主體腔的可替換性，可以加長氣溶膠發(fā)生的時間；(5)本裝置操作簡單，能廣泛發(fā)散各種粘性不大的顆粒，發(fā)散濃度從幾十mg/Nm3級到幾百g/Nm3，發(fā)散顆粒從0.1μm-100μm。


圖1為本實用新型的固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置中活塞和活塞主體腔的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的工作原理及結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明本實用新型的工作原理與結(jié)構(gòu)一種固體顆粒氣溶膠發(fā)生的裝置，其特征在于該裝置由粉塵計量加料部分，粉塵發(fā)散部分，氣路控制部分和數(shù)據(jù)采集控制部分組成；其所述粉塵計量加料部分是由活塞式加料器[13-15]，稱重傳感器[18]和花板勻料器[11-12]組成，使用時，將要發(fā)生的粉塵置于活塞主體空腔[14]內(nèi)，均勻壓實，然后將帶花板的活塞上腔[12]內(nèi)螺紋與活塞主體腔[14]的外螺紋連接，通過脈沖電機(jī)[22]控制螺桿[21]以一設(shè)定速度推動活塞[15]，顆粒經(jīng)過花板的作用進(jìn)一步均勻化，進(jìn)入活塞上腔[12]，并被粉塵發(fā)散刷[6]攜帶入噴嘴[9]，稱重傳感器[18]得到的差值即為發(fā)生顆粒的質(zhì)量；所述粉塵發(fā)散部分的粉塵發(fā)散刷[6]是一個剛性圓柱形刷子(導(dǎo)電金屬制成)，連接著加料活塞上腔[12]和氣路噴嘴[9]，其由一個脈沖電機(jī)[10]控制，可以進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動，對活塞推進(jìn)的粉塵進(jìn)行第一次發(fā)散，噴嘴部分主要是發(fā)散刷的上半1/4部分與高速氣流匯合，氣流把刷上攜帶的粉塵吹下，通過噴嘴高速噴出，進(jìn)行第二次發(fā)散；所述氣路控制部分主要由壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)入到儲氣罐[3]，通過高效顆粒過濾器(HEPA)[2]進(jìn)行過濾后進(jìn)入一個壓力保護(hù)裝置[1，4]，防止壓力過小或者過大，然后通過質(zhì)量流量控制計[5]控制一定流量進(jìn)入到噴嘴；噴嘴[7]出口有一三通閥，每次工作時先開旁路，使顆粒濃度穩(wěn)定以后再切換到主路；所述控制部分主要是對兩個脈沖電機(jī)的控制，對質(zhì)量流量計的控制，對氣路壓力保護(hù)的電磁閥[4]的控制，對推進(jìn)螺桿[21]速度的采集，對稱重傳感器[18]數(shù)據(jù)的采集，對質(zhì)量流量計[6]數(shù)據(jù)的采集。通過粉塵質(zhì)量與氣體流量的關(guān)系，便可得到氣溶膠的濃度。
請見圖1和圖2。
1.為壓力開關(guān)，2為HEPA高效顆粒過濾器，3為儲氣罐，4為電磁閥，5為質(zhì)量流量計，6為粉塵發(fā)散刷，7為噴嘴噴口(包括一個三通閥)，8為噴嘴氣路進(jìn)氣口，9為噴嘴，10為發(fā)散刷電機(jī)，11為連接口，連接活塞推進(jìn)器與發(fā)散刷，12為帶花板的活塞上腔，其下部帶外螺紋，13為固定卡，固定活塞腔，14活塞主體腔，其上部帶外螺紋，15活塞，16計算機(jī)采集和控制系統(tǒng)，17墊板，18稱重傳感器，19推桿平臺，20螺桿運(yùn)動的內(nèi)螺紋，21螺桿，22螺桿電機(jī)。
圖1中，將發(fā)散刷，噴嘴9和活塞推進(jìn)部分的12，14，15清潔干燥后，將需要發(fā)散的粉塵裝入到活塞主體腔14內(nèi)，并壓實，將12與15擰緊，并從下部推進(jìn)活塞15，然后將12扣入進(jìn)11，并用固定卡13定位；開啟螺桿電機(jī)22，并勻速推進(jìn)一段距離然后停止；將7的三通閥開啟到旁路，開啟電磁閥4，調(diào)節(jié)質(zhì)量流量控制器5到流量Q SLM，開啟發(fā)散刷電機(jī)10，并開啟螺桿電機(jī)22，記錄時間，運(yùn)行10-20分鐘后將推進(jìn)速度調(diào)為0，記錄稱重結(jié)果，然后調(diào)到實驗設(shè)定推進(jìn)速度，開啟三通閥7主流通路，開始進(jìn)行工作；一段時間后，再將螺桿推進(jìn)速度調(diào)為0，讀取稱重數(shù)值，通過差值和Q，得到此段時間發(fā)生氣溶膠濃度。若能采用較好質(zhì)量稱重傳感器，也可獲得實時的稱重信息從而得到實時的濃度。
權(quán)利要求1.一種固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置，其特征在于該裝置由粉塵計量加料部分，粉塵發(fā)散部分，氣路控制部分和數(shù)據(jù)采集控制部分組成；所述粉塵計量加料部分含有由固定卡[13]、活塞主體腔[14]、活塞[15]組成的活塞式加料器，稱重傳感器[18]和由連接器[11]、帶花板的活塞上腔[12]組成的花板勻料器；所述粉塵發(fā)散部分含有粉塵發(fā)散刷[6]、發(fā)散刷電機(jī)[10]；所述氣路控制部分含有壓力開關(guān)[1]、高效顆粒過濾器[2]、質(zhì)量流量控制器[5]、噴嘴[7]、噴嘴氣路進(jìn)口[8]；所述數(shù)據(jù)采集控制部分含有電磁閥[4]、發(fā)散刷電機(jī)[10]、計算機(jī)采集和控制系統(tǒng)[16]、螺桿電機(jī)[22]；所述粉塵發(fā)散刷[6]連接著加料活塞[15]和氣路噴嘴[7]，粉塵發(fā)散刷由一個脈沖電機(jī)控制；計算機(jī)采集和控制系統(tǒng)[16]控制螺桿電機(jī)[22]，電機(jī)帶動螺桿[21]，螺桿由螺桿運(yùn)動的內(nèi)螺紋[20]定位，螺桿[21]上方與推桿平臺[19]相連；推桿平臺上置有稱重傳感器[18]和墊板[17]，稱重傳感器與采集和控制系統(tǒng)相連；螺桿[21]的推動最后由墊板傳遞到活塞[15]；帶花板的活塞上腔[12]與活塞主體腔[14]靠活塞相連，并由固定卡[13]固定；粉塵置于腔內(nèi)并由活塞[15]推進(jìn)，活塞腔上端靠一連接口[11]與粉塵發(fā)散刷[6]相連；發(fā)散刷由發(fā)散刷電機(jī)[10]帶動，電機(jī)由采集控制系統(tǒng)[16]控制其啟動和轉(zhuǎn)速；發(fā)散刷上端與一噴嘴[7]相連，噴嘴前端有一三通閥；氣路部分壓縮空氣先進(jìn)入儲氣罐[3]，經(jīng)過高效過濾器[2]然后進(jìn)入質(zhì)量流量控制器[5]，之間由電磁閥[2]和壓力開關(guān)[1]進(jìn)行過壓保護(hù)，所述電磁閥和壓力開關(guān)都與采集與控制系統(tǒng)相連，控制和采集氣體流量。
專利摘要本實用新型涉及一種固體顆粒氣溶膠發(fā)生裝置，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由粉塵計量加料部分，粉塵發(fā)散部分，氣路控制部分和數(shù)據(jù)采集控制部分組成；所述粉塵計量加料部分含有活塞式加料器13－15，稱重傳感器18和花板勻料器11－12；所述粉塵發(fā)散部分含有粉塵發(fā)散刷6、發(fā)散刷電機(jī)10；所述氣路控制部分含有高效顆粒過濾器2、質(zhì)量流量控制器5、噴嘴7、噴嘴氣路進(jìn)口8；所述數(shù)據(jù)采集控制部分含有電磁閥4、發(fā)散刷電機(jī)10、計算機(jī)采集和控制系統(tǒng)16；由于本裝置在刷式粉體發(fā)散器的基礎(chǔ)上加上質(zhì)量流量計和稱重傳感器，可實現(xiàn)粉體持續(xù)性，重復(fù)性和充分的發(fā)散形成穩(wěn)定的氣溶膠及氣溶膠濃度。該裝置操作方便、易于在環(huán)境、化工等工業(yè)中應(yīng)用。
文檔編號B01F3/06GK2882774SQ20052011453
公開日2007年3月28日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者黃斌, 姚強(qiáng), 宋薔, 李水清 申請人:清華大學(xué)