一种粉尘气溶胶发生装置的制作方法

1.本实用新型涉及气溶胶发生装置技术领域，特别涉及一种粉尘气溶胶发生装置。


背景技术：

2.粉尘气溶胶在高效空气过滤器研究和测试、粉尘吸入毒理研究、流场示踪以及气溶胶的基础研究中有着广泛的应用。
3.专利cn105126712a公开了一种能稳定发生粉尘气溶胶的系统，包括进料装置、粉尘发散装置和声波式气溶胶稳定装置；所述进料装置包括缸体、活塞、压力传感器、推进气源和压力控制器，所述粉尘发散装置包括粉尘发散刷、外壳、电机、粉尘发散盆和粉尘发散供气设备，所述声波式气溶胶稳定装置包括气溶胶稳定仓、信号发生器、信号放大器和扬声器。上述系统在原料粉体的推动方式上采用气流恒压的方式推动，并将一次发散形成的气溶胶引入安装有扬声器的气溶胶稳定仓后输出，因而得到的气溶胶颗粒分散均匀，浓度稳定。
4.cn102008910a公开了一种粉尘气溶胶发生装置，该装置包括有计算机控制的搅拌电机带动流动仓内的梳状刷匀速转动，仓内的粉尘类物质被输送到集粉槽中，并通过底部的漏孔输送到传送带上，计算机控制主动轮带动传送带运行进而控制了粉尘发生的浓度。计算机控制的负压发生器能使负压进粉管吸引传送带上的粉尘流进特制的喷粉溶离腔内形成粉尘气溶胶后再输送到气溶胶检测实验舱内。该发明的效果是：本装置具有持续定量发生粉尘气溶胶的作用。
5.cn104162390a公开了一种粉尘气溶胶发生装置，包括压缩空气产生装置、解压阀、除湿器、过滤器、比例阀、三通接头、第一电磁阀、第二电磁阀、控制电路板、计算机、粉尘盒、对流腔；该发明整个流程密闭，不会引入空气中的杂质，也不会将粉尘引入空气造成污染；同时，极高的密闭性拓宽了装置的使用环境，降低了对使用环境的要求；粉尘在气流作用下直接进入腔体，粉尘接触的物理面积缩减到了只有一个对流腔，提高了不同粉尘之间的隔离度，减少了实验对象的污染源，提高了实验的单一性；另外本装置只需要定期清洗对流腔，更换过滤装置。
6.现有技术中，国内外厂家大都采用将干燥粉尘直接定量传输方法制备粉尘气溶胶，其结构非常复杂且精确控制难度高，发生粒径也没有专业装置进行保证，在粉尘传输过程中粉尘损失量非常大，难以形成浓度稳定且持续时间较长的气溶胶，容易造成气溶胶浓度测量不准确，最终影响检测结果；而且高精度定量传送设备需进口且价格非常昂贵。


技术实现要素：

7.本实用新型是提供一种粉尘气溶胶发生装置，以解决现有技术中粉尘气溶胶发生装置结构复杂难控制，气溶胶浓度测量不准确。粒径无法控制的问题。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
9.一种粉尘气溶胶发生装置，包括气源装置、流化装置，粒径切割装置和射流器，所
述气源装置用于为所述流化装置和所述射流器提供气流，所述流化装置用于通过所述气流将粉尘冲起形成悬浮状态的粉尘气溶胶一，所述粒径切割装置分别连接所述流化装置和所述射流器，用于将所述流化装置输送的粉尘气溶胶切割成目标粒径的粉尘气溶胶二，并将所述粉尘气溶胶二输送至所述射流器，所述射流器用于将粉尘气溶胶二与气源装置提供的气流混合形成粉尘气溶胶三并输出。
10.进一步的：还包括浓度控制模块，所述浓度控制模块包括粉尘气溶胶浓度检测模块和流量控制单元一，
11.所述粉尘气溶胶浓度检测模块分别连接所述射流器出气端和所述流量控制单元一，用于检测所述粉尘气溶胶三的浓度并向所述流量控制单元一发送控制信号，
12.所述流量控制单元一还分别连接所述气源装置和所述流化装置，用于根据所述控制信号调节所述气源装置提供给所述流化装置的气流的流量以使所述粉尘气溶胶三的浓度达到阈值。
13.进一步的：还包括流量控制单元二，所述流量控制单元二分别连接所述气源装置和所述射流器，用于控制所述气源装置提供给所述射流器的气流的流量。
14.进一步的：所述流化装置包括流化桶，所述流化桶底部设置有流化桶进气嘴，所述流化桶内设置有流化床，所述流化桶上端设置有粉尘入口和流化桶出气嘴，粉尘从所述粉尘入口进入所述流化桶内并落到所述流化床上，所述气源装置提供的气流从所述流化桶进气嘴进入所述流化桶底部并向上运动，将所述流化床上的粉尘冲起形成粉尘气溶胶，所述粉尘气溶胶从所述流化桶出气嘴输出。
15.进一步的：所述流化装置还包括流化桶补气高效过滤器，所述流化桶补气高效过滤器用于对所述粉尘气溶胶补气。
16.进一步的：粒径切割装置包括至少一个粒径切割器，所述粒径切割器的进气嘴与所述流化桶出气嘴通过所述管路一连接，所述粒径切割器收集腔内设置有易吸附粉尘物质，所述粒径切割器的出气嘴通过管路二与所述射流器连接。
17.进一步的：还包括静电消除器，所述静电消除器分别连接所述流量控制单元二和所述射流器，用于产生与所述粉尘气溶胶二相反的带电粒子以中和所述粉尘气溶胶二产生的静电。
18.进一步的：所述射流器上设置有射流器吸气嘴、射流器进气嘴和射流器出气嘴，所述射流器吸气嘴通过所述管路二与所述粒径切割器的出气嘴连接，所述射流器进气嘴与所述静电消除器连接，所述射流器出气嘴还与所述浓度控制模块连接。
19.进一步的：所述射流器出气嘴通过三通接头与所述浓度控制模块连接。
20.采用上述技术方案，可以生成粒径可控的粉尘气溶胶，大大提高了粉尘气溶胶浓度稳定性、可控性、操作安全性和检测人员的使用效率，解决了现有技术中制备气溶胶时粉尘损失量大、浓度难以稳定、持续发生时间较短、发生的粉尘气溶胶粒径不可控等问题。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例粉尘气溶胶发生装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例粉尘气溶胶发生装置中流化装置的结构示意图；
23.图3为本实用新型另一实施例粉尘气溶胶发生装置的结构示意图；
24.图中，1-气源装置，2-流量控制单元一，3-流化装置，31-流化桶底座，32-流化桶本体，33-流化桶进气嘴，34-流化床，35-盖体，36-流化桶补气高效过滤器，37-流化桶出气嘴，4-第一粒径切割器，41-第一粒径切割器进气嘴，42-第一粒径切割器出气嘴，43-控制阀，5-第二粒径切割器，51-第二粒径切割器进气嘴，52-第二粒径切割器出气嘴，6-射流器，61-射流器吸气嘴，62-射流器进气嘴，63-射流器出气嘴，7-静电消除器，8-流量控制单元二，9-粉尘气溶胶浓度检测模块，10-三通，11-输出端。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个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组合。
26.实施例
27.一种粉尘气溶胶发生装置，如图1所示，包括气源装置1、流化装置3，粒径切割装置、射流器6和浓度控制模块，气源装置1用于为流化装置3和射流器6提供气流，流化装置3用于通过气流将粉尘冲起形成悬浮状态的粉尘气溶胶一a1，粒径切割装置分别连接流化装置3和射流器6，用于将流化装置3输送的粉尘气溶胶一a1切割成目标粒径的粉尘气溶胶二a2，并将粉尘气溶胶二a2输送至射流器6，射流器6用于将粉尘气溶胶二a2与气源装置1提供的气流混合形成粉尘气溶胶三a3输出并输送至浓度控制模块，浓度控制模块用于检测粉尘气溶胶三a3的浓度并使粉尘气溶胶三a3的浓度达到阈值。
28.气源装置1是用于输出洁净气流的，现有技术中一般为压缩机加过滤装置的结构，由于其为现有技术，因此不做过多赘述。
29.浓度控制模块用于控制输出的粉尘气溶胶三a3的浓度，在本实用新型的实施例中，浓度控制模块包括粉尘气溶胶浓度检测模块9和流量控制单元一2，
30.粉尘气溶胶浓度检测模块分别连接射流器6和流量控制单元一2，用于检测粉尘气溶胶三的浓度并向流量控制单元一2发送控制信号，
31.流量控制单元一2还分别连接气源装置1和流化装置3，用于根据控制信号调节气源装置1提供给流化装置3的气流的流量以使粉尘气溶胶三的浓度达到阈值。
32.另外，为了控制射流器6中气流的流量，还在气源装置1与射流器6之间设置有流量控制单元二8，流量控制单元二8用于控制气源装置1提供给射流器6的气流的流量。
33.流量控制单元一2和流量控制单元二8可以采用现有技术中的流量控制仪，流量控制模块等。
34.流化装置3包括流化桶，现有技术中，流化桶包括普通桶、分体桶和塑料桶等多种，在本实用新型的实施例中，流化桶为分体桶，具体结构如图2所示，流化桶包括流化桶本体32和流化桶底座31，流化桶本体32安装在流化桶底座31上，在流化桶下端设置有流化桶进气嘴33，即在本实用新型的实施例中，流化桶进气嘴33是设置在流化桶底座31侧面的，流化桶进气嘴33与流化桶本体32内腔连通，以将气流通入到流化桶本体32内腔中。
35.流化桶内设置有流化床34，流化床34上有粉尘，在本实用新型的实施例中，流化床34水平设置在流化桶本体32底部，且与流化桶本体32侧壁固定。
36.为了将粉尘投入到流化桶本体32内腔中并最终落到流化床34上，在本实用新型的实施例中，在流化桶本体32顶部还设置有粉尘入口和流化桶出气嘴37，粉尘入口上设置有可开合的盖体35，粉尘从粉尘入口进入流化桶本体32内腔中并落到流化床34上，流化桶出气嘴37用于输出流化桶本体32内的粉尘气溶胶。
37.气源装置1提供的气流从流化桶进气嘴33进入流化桶底部并向上运动经过流化床34，将流化床34上的粉尘冲起形成粉尘气溶胶一a1，粉尘气溶胶一a1从流化桶出气嘴37输出。
38.另外，在流化桶上还设置有流化桶补气高效过滤器36，流化桶补气高效过滤器36与流化桶本体32内腔相通，用于对粉尘气溶胶补气，其具体作用下文将做详细解释说明。
39.粒径切割装置用于将流化装置3输送的粉尘气溶胶一a1切割成目标粒径的粉尘气溶胶二a2，包括至少一个粒径切割器。
40.假设在本实用新型的实施例中，最终需要pm2.5的目标粒径的粉尘气溶胶二a2，则粒径切割装置可以包括一个粒径切割器，可以包括两个粒径切割器，也可以包括两个以上的粒径切割器，若只包括一个粒径切割器，则该粒径切割器应为pm2.5切割器，若包括两个或两个以上的粒径切割器，则安装在最后面的粒径切割器应为pm2.5切割器，在其前方的一个或多个粒径切割器的切割粒径应该比pm2.5切割器的粒径大。
41.在本实用新型的实施例中，以包括两个粒径切割器：第一粒径切割器4和第二粒径切割器5为例进行说明，两个粒径切割器的结构相同，切割型号不同，例如第一粒径切割器4为pm10切割器，第二粒径切割器5为pm2.5切割器，第一粒径切割器进气嘴41与流化桶出气嘴37通过管路一连接，第一粒径切割器出气嘴42与第二粒径切割器进气嘴51连接，第二粒径切割器出气嘴52通过管路二与射流器连接，即前端的粒径切割器的切割粒径应大于后端的粒径切割器的切割粒径。
42.粒径切割器能够将从进气嘴进入的粉尘气溶胶切割成不同的粒径，例如从流化桶出气嘴37进入到第一粒径切割器4(pm10切割器)的粉尘气溶胶，其中粒径大于10um的颗粒物能够沉淀到第一粒径切割器4收集腔底部，粒径不大于10um的颗粒物由第一粒径切割器出气嘴42进入到第二粒径切割器5(pm2.5切割器)的进气嘴。
43.为了吸附沉淀在第一粒径切割器4收集腔底部的颗粒物，在第一粒径切割器4收集腔底部还设置有易吸附粉尘物质。
44.其中，该易吸附粉尘物质主要应是有黏性的物质，例如凡士林等。
45.粒径不大于10um的颗粒物进入到第二粒径切割器5后，其中粒径大于2.5um的颗粒物能够沉淀到第二粒径切割器5收集腔底部，粒径不大于2.5um的颗粒物由第二粒径切割器出气嘴52进入射流器。
46.同样吸附沉淀在第二粒径切割器5收集腔底部的颗粒物，在第二粒径切割器5收集腔底部还设置有易吸附粉尘物质。
47.同理，该易吸附粉尘物质主要应是有黏性的物质，例如凡士林等。
48.另外在本实用新型的另一个实施例中，还可以将第一粒径切割器出气嘴42与射流器连接，如图3所示，并且增加上控制阀43，当需要pm2.5的粉尘气溶胶时，关闭第一粒径切割器出气嘴42与射流器之间的连通，开启第一粒径切割器出气嘴42与第二粒径切割器进气嘴51之间的连通；当需要pm10的粉尘气溶胶时，关闭第一粒径切割器出气嘴42与第二粒径
切割器进气嘴51之间的连通，开启第一粒径切割器出气嘴42与射流器之间的连通，这样可以根据需要输出不同粒径的粉尘气溶胶。
49.射流器用于通过气流将粉尘气溶胶二a2与气流混合形成粉尘气溶胶三a3输送至输出端11，在本实用新型的实施例中，还设置有静电消除器7，静电消除器7连接射流器6和流量控制单元二8，用于产生与粉尘气溶胶二相反的带点粒子以中和粉尘气溶胶二产生的静电，射流器6上设置有射流器吸气嘴61、射流器进气嘴62和射流器出气嘴63，射流器吸气嘴61通过管路二与第二粒径切割器出气嘴52连接，射流器进气嘴62与静电消除器7连接，射流器出气嘴63与输出端11和浓度控制模块连接。
50.在本实用新型的实施例中，射流器出气嘴63通过三通10接头与浓度控制模块和输出端11连接，三通10的进气口与射流器出气嘴63连通，三通10的第一出气口与输出端11连通，三通10的第二出气口与浓度控制模块连通。
51.射流器进气嘴62中通入高速气流后，在射流器吸气嘴61处会产生负压，由于射流器吸气嘴61与第二粒径切割器出气嘴52连接，因此粉尘气溶胶二a2由于负压会被吸入射流器6中。
52.当流量控制单元8输出的流量保持一定时，即射流器进气嘴62进入的流量一定，则射流器吸气嘴61吸入的流量不变，假设该流量为l2，流量控制单元一2输出的气流的流量为l1，当l1小于l2时，流化桶3中会产生一定的负压，外界空气通过流化桶上的高效过滤器36对l1进行补气，使流化桶内达到气压平衡，通过高效过滤器36补气的流量为δl，l1 δl＝l2。
53.由于设置l2不变，因此若想改变射流器出气嘴63输出的浓度，则需要提高l1的占比，即：
54.假设目标粉尘气溶胶a的浓度为n，粉尘气溶胶浓度检测模块9检测到的浓度为n，若n＜n，则需提高通过流量控制单元一2输出的气流，以提高n使其等于n；若n＞n，则需减小通过流量控制单元一2输出的气流，以降低n使其等于n。
55.浓度检测模块9控制流量控制单元一2的方式可以是通过pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)的方式进行控制调节，也可以通过其他电路控制的方式控制，由于通过现有技术可以实现相应的控制，因此在此对其不做过多赘述。
56.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。