專利名稱：一種抽氣式豎直集沙系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體-固體顆粒兩相流動中對固體顆粒進(jìn)行準(zhǔn)確采樣的收集裝置，特別是一種抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，該系統(tǒng)尤其適用于沙風(fēng)洞中不同高度處沙粒的同時采樣。
背景技術(shù)：
豎直集沙儀作為一種直接測量儀器，被放置于氣流中，對進(jìn)入集沙儀的氣流有滯止作用，對其附近的流場也會產(chǎn)生干擾，收沙的效率就會下降。為了最大程度的避免儀器對流動的影響，一種等動力集沙儀被設(shè)計出來，這是一種帶有抽氣系統(tǒng)的集沙儀，也被稱為主動式集沙儀。抽氣式集沙儀在原理上具有很高的收集效率，但是目前已有的抽氣式集沙儀只有單管式和多管單獨抽氣式。單管式的抽氣式集沙儀在同一時刻只能測量一點，而多管式的抽氣式集沙儀由于采用是對每管單獨調(diào)節(jié)抽氣，其調(diào)節(jié)過程復(fù)雜，時間長，限制了管數(shù)只能在幾個的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了兼顧測量分辨率(即取樣點數(shù))和調(diào)節(jié)的便利性，本發(fā)明的目的在于提出一種抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，該集沙系統(tǒng)既能在高度上有較高的分辨率，又能夠通過簡單的調(diào)節(jié)使所有取樣管內(nèi)的抽氣量都能接近等動力狀態(tài)，以實現(xiàn)快捷與準(zhǔn)確的測量。
為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取的技術(shù)解決方案是該抽氣式集沙系統(tǒng)包括一外殼和內(nèi)部取樣管，外殼設(shè)置在一沙床面上，其特征在于，所述的取樣管為多根方管層疊而成，取樣管的兩個側(cè)面貼有高效低阻的金屬濾網(wǎng)該金屬濾網(wǎng)與外殼之間留有距離，形成流動通道；外殼的頂部有用于連接引風(fēng)機(jī)的通風(fēng)口，通風(fēng)口和引風(fēng)機(jī)之間有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，外殼內(nèi)的最底部留有儲沙倉；在取樣管的入口處等距離設(shè)有多個取壓口，該取壓口與傾斜式液柱壓差計連接。
本發(fā)明的抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，可以通過調(diào)節(jié)一個總的抽氣量使所有高度的取樣管均接近等動力抽氣狀態(tài)，同時獲取多個高度的取樣數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，所使用的原理對流動形式?jīng)]有嚴(yán)格要求，適應(yīng)性強(qiáng)。


圖1是抽氣式豎直集沙裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，其中(a)是主視圖，(b)是(a)的俯視圖。
圖2是抽氣式豎直集沙裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖中的標(biāo)號分別為1、沙床面，2、取樣管，3、金屬濾網(wǎng)，4、通風(fēng)口，5、外殼，6、儲沙倉，7、取壓口，8、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，9、引風(fēng)機(jī)，10、傾斜式液柱壓差計。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實施例方式
參見圖1～2，本發(fā)明的氣式豎直集沙系統(tǒng)包括一外殼5，外殼5內(nèi)部有取樣管2，外殼5設(shè)置在一沙床面1上，取樣管2為20根方管層疊而成(當(dāng)然可以根據(jù)實際情況設(shè)置更多或少于20根的方管)，取樣管的兩個側(cè)面貼有高效低阻的金屬濾網(wǎng)3，該金屬濾網(wǎng)3與外殼5之間留有距離，形成流動通道；外殼5的頂部有用于連接引風(fēng)機(jī)9的通風(fēng)口4，通風(fēng)口4和引風(fēng)機(jī)9之間有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8，外殼5內(nèi)的最底部留有儲沙倉6；在取樣管2的入口等距離設(shè)有多個取壓口7，該取壓口7與傾斜式液柱壓差計10連接。
取樣管2采用寬×高×壁厚為20mm×10mm×0.6mm的薄壁不銹鋼制成，20根方管層疊設(shè)置在外殼5內(nèi)，取樣管2兩側(cè)的濾網(wǎng)3的面積與取樣管2的入口面積的比值大于20，以減小氣流穿過濾網(wǎng)的阻力，同時將抽氣布置在集沙儀的頂部，以利用壓力分布的不均勻促進(jìn)不同高度的抽氣量都趨于等動力狀態(tài)。
其系統(tǒng)的工作原理是，使用時將取樣管2的一頭(出口)封堵，含沙氣流進(jìn)入取樣管2后，空氣穿過濾網(wǎng)3進(jìn)入濾網(wǎng)3與外殼5之間間隙所形成的通道，經(jīng)過頂部的通風(fēng)口4、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8被引風(fēng)機(jī)9抽出排入大氣，而沙粒滯留在取樣管2內(nèi)。調(diào)整風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8能夠調(diào)整所有取樣管2的抽風(fēng)量。
在圖2中，取樣管2的入口處的取壓口7與風(fēng)洞內(nèi)的靜壓力被取出并分別連接到一臺傾斜式液柱壓差計10的兩端，壓差計的傾斜角度為5度，抽氣量通過一個可微細(xì)調(diào)節(jié)的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8控制。調(diào)節(jié)抽氣量使集沙儀裝置入口處的靜壓力與風(fēng)洞內(nèi)靜壓力相同時，則所有取樣管2都趨于等動力收集狀態(tài)，可同時收集20根方管的所有數(shù)據(jù)。
儲沙倉6設(shè)置在沙床面1之下，這樣可以避免取樣管最底部的最低方管短時間被沙粒堵塞。
權(quán)利要求
1.一種抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，包括一外殼(5)，外殼(5)的內(nèi)部設(shè)置有取樣管(2)，外殼(5)設(shè)置在一沙床面板(1)上，其特征在于，所述的取樣管(2)為多根方管層疊而成，取樣管(2)的兩個側(cè)面貼有高效低阻的金屬濾網(wǎng)(3)，該金屬濾網(wǎng)(3)與外殼(5)之間留有距離，形成流動通道；外殼(5)的頂部有用于連接引風(fēng)機(jī)(9)的通風(fēng)口(4)，通風(fēng)口(4)和引風(fēng)機(jī)(9)之間有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(8)，外殼(5)內(nèi)的最底部留有儲沙倉(6)；在取樣管(2)的入口處等距離設(shè)有多個取壓口(7)，該取壓口(7)與一個傾斜式液柱壓差計(10)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，其特征在于，所述的濾網(wǎng)(3)的面積與取樣管(2)的入口面積的比值大于20。
3.如權(quán)利要求1所述的抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，其特征在于，所述的取樣管(2)采用寬×高×壁厚為20mm×10mm×0.6mm的薄壁不銹鋼制成。
4.如權(quán)利要求1所述的抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，其特征在于，所述的傾斜式壓差計的傾斜角度為5度。
5.如權(quán)利要求1所述的抽氣式豎直集沙系統(tǒng)，其特征在于，含沙空氣進(jìn)入取樣管(2)，沙粒留在取樣管(2)內(nèi)，空氣經(jīng)過取樣管側(cè)面的金屬濾網(wǎng)(3)進(jìn)入濾網(wǎng)(3)和外殼之間的流動通道，匯集后依次通過通風(fēng)口(4)、調(diào)節(jié)閥(8)和引風(fēng)機(jī)(9)排入大氣，調(diào)整風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(8)能夠調(diào)整所有取樣管的抽風(fēng)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抽氣式集沙系統(tǒng)，包括一外殼和內(nèi)部取樣管，外殼設(shè)置在一沙床面板上，取樣管為20根方管層疊而成，取樣管的兩個側(cè)面貼有高效低阻的金屬濾網(wǎng)該金屬濾網(wǎng)與外殼之間留有距離，形成流動通道；外殼的頂部有用于連接引風(fēng)機(jī)的通風(fēng)口，通風(fēng)口和引風(fēng)機(jī)之間有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，外殼內(nèi)的最底部留有儲沙倉；在取樣管的入口等距離設(shè)有多個取壓口，該取壓口與傾斜式液柱壓差計連接。通過調(diào)節(jié)一個總的抽氣量使所有高度的取樣管均接近等動力抽氣狀態(tài)，同時獲取多個高度的取樣數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，所使用的原理對流動形式?jīng)]有嚴(yán)格要求，適應(yīng)性強(qiáng)。
文檔編號G01N1/16GK1786681SQ200510096188
公開日2006年6月14日 申請日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者郭烈錦, 顧正萌, 張西民, 亢力強(qiáng) 申請人:西安交通大學(xué)