可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備的製作方法
2023-06-16 17:02:26 1
專利名稱：可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備。
背景技術：
當前在環境科學、軍事醫學、吸入毒理、納米技術、材料科學等領域急切需要利用一種能夠產生精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠的氣體環境來進行測試、模擬、評估、檢驗等科學方面的實驗研究，這種氣體環境一般是由一個定體積的密閉的艙室和一個能夠產生精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備組成，其中定體積的密閉的艙室很容易做到，但是能夠產生精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備還是空白，一般的氣溶膠發生設備大都採用直接噴霧方式進液濃度不可控制，產生的粒徑也都是大小不一，而且需要霧化的液體要求苛刻，例如不能有粘稠、渾濁現象否則就不能霧化等等，達不到當前科學研究的要求，從而制約了相關科學研究的發展。因此研發一個既可以對任何性質的液體進行精確控制濃度的霧化並可產生超微小粒徑的氣溶膠的發生設備已成為當前的迫切需要。
發明內容
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，為相關的科學研究提供了一個既可以對任何性質的液體進行精確控制濃度的霧化並可產生超微小粒徑的氣溶膠的發生設備，配合定體積的密閉的艙室完成利用一種能夠產生精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠的氣體環境來進行測試、模擬、評估、檢驗等科學方面的實驗研究，滿足有這方面有特殊需要的環境科學、軍事醫學、吸入毒理、納米技術、材料科學等領域的急切需求。為實現上述目的，本發明的技術方案是提供一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備。包括一個玻璃材料的上邊敞口的透明密閉的圓桶形結構的玻璃腔體，上邊的敞口有上蓋帽體密封連接，空氣壓縮機通過進氣直管連接到霧化陣體上的噴氣支管，精密注射泵通過進液套管連接到霧化陣體上的分流液管，噴氣支管和分流液管在交匯處發生噴射霧化產生出粒徑大小不一的氣溶膠在玻璃腔體內，玻璃腔體上邊敞口上的上蓋帽體上安裝有氣溶膠輸出管，在氣流推動下那些超微小粒徑的氣溶膠能過克服重力通過氣溶膠輸出管向上向外輸出，較大粒徑的氣溶膠被重力吸引落在底部，玻璃腔體高度不同就決定了氣溶膠輸出管的高度不同，通過設計好的不同高度就可以篩選出不同粒徑範圍的超微小粒徑氣溶膠向外輸出，較大粒徑的氣溶膠被重力吸引到玻璃腔體下邊的多孔暴氣板上邊，便會形成大顆粒氣溶膠還原液體，多孔暴氣板是一個具有許許多多毛細管孔只可以通過高壓氣體但不會洩露大顆粒氣溶膠還原液體的平面薄板，多孔暴氣板下邊的密封空間連接一個帶開關閥的暴氣主管和從多路噴氣支管引下來的多路暴氣支管，壓縮氣體可以通過毛細管孔對一部分大顆粒氣溶膠還原液體進行暴氣霧化,另一部分大顆粒氣溶膠還原液體則由多個虹吸液管向上吸入到每一個噴氣支管交匯處再次形成噴射霧化，由於採用的是多方位多個噴氣支管和分流液管再加上多個虹吸液管以及多孔暴氣板共同作用的霧化能力遠遠大於精密注射泵控制下定量輸入的進液流量，所有輸入的液體都會很快被霧化並篩選和從新霧化全部成為合乎要求的微小粒徑氣溶膠，設定好輸入的液體量和氣體量的比例就控制了霧化好微小粒徑氣溶膠的濃度。而霧化陣體內部裝有電加熱芯A和電控溫器A能夠將霧化陣體內的壓縮空氣和霧化液體加溫，再加上多孔暴氣板以及玻璃腔體下部的電加熱芯B和電控溫器B能夠將多孔暴氣板上的大顆粒氣溶膠還原液體和下邊密封腔體內的壓縮空氣加溫就可以使得粘稠、渾濁等不易霧化的液體變得容易霧化。本發明的有益效果是提供一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，為相關的科學研究提供了一個既可以對任何性質的液體進行精確控制濃度的霧化並可產生超微小粒徑的氣溶膠的發生設備，配合定體積的密閉的艙室完成利用一種能夠產生精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠的氣體環境來進行測試、模擬、評估、檢驗等科學方面的實驗 研究，滿足有這方面有特殊需要的環境科學、軍事醫學、吸入毒理、納米技術、材料科學等領域的急切需求，填補了此方面科學技術的空白。
附圖I為本發明結構的示意圖
圖中
1、玻璃腔體
2、霧化陣體
3、上蓋帽體
4、進氣快接頭
5、輔助進液接口
6、電控溫器A
7、進氣直管
8、氣溶膠輸出管
9、空氣壓縮機
10、主進液接口
11、進液套管
12、注射器
13、精密注射泵
14、電加熱芯A
15、多孔暴氣板
16、外套
17、隔熱材料
18、電控溫器B
19、電加熱芯B
20、金屬加熱墊
21、導熱矽膠
22、分流液管
23、噴氣支管
24、虹吸液管25、暴氣支管
26、帶開關閥的暴氣主管
具體實施例方式 結合附圖I及實施例對本發明加以說明。如附圖I所示，本發明設備包括一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，其特徵是包括一個玻璃材料的上邊敞口的透明密閉的圓桶形結構的玻璃腔體1，上邊的敞口有上蓋帽體3密封連接，空氣壓縮機9通過進氣直管7連接到霧化陣體2上的噴氣支管23，精密注射泵13通過進液套管11連接到霧化陣體2上的分流液管22，噴氣支管23和分流液管22在交匯處發生噴射霧化產生出粒徑大小不一的氣溶膠在玻璃腔體I內，玻璃腔體I上邊敞口上的上蓋帽體3上安裝有氣溶膠輸出管8，在氣流推動下那些超微小粒徑的氣溶膠能過克服重力通過氣溶膠輸出管8向上向外輸出，較大粒徑的氣溶膠被重力吸引落 在底部，玻璃腔體I高度不同就決定了氣溶膠輸出管8的高度不同，通過設計好的不同高度就可以篩選出不同粒徑範圍的超微小粒徑氣溶膠向外輸出，較大粒徑的氣溶膠被重力吸引到玻璃腔體I下邊的多孔暴氣板15上邊，便會形成大顆粒氣溶膠還原液體，多孔暴氣板15是一個具有許許多多毛細管孔只可以通過高壓氣體但不會洩露大顆粒氣溶膠還原液體的平面薄板，多孔暴氣板15下邊的密封空間連接一個帶開關閥的暴氣主管26和從多路噴氣支管23引下來多路暴氣支管25，壓縮氣體可以通過毛細管孔對一部分大顆粒氣溶膠還原液體進行暴氣霧化，另一部分大顆粒氣溶膠還原液體則由多個虹吸液管24向上吸入到每一個噴氣支管23交匯處再次形成噴射霧化，由於採用的是多方位多個噴氣支管23和分流液管22再加上多個虹吸液管24以及多孔暴氣板15共同作用的霧化能力遠遠大於精密注射泵13控制下定量輸入的進液流量，所有輸入的液體都會很快被霧化並篩選和重新霧化全部成為合乎要求的微小粒徑氣溶膠，設定好輸入的液體量和氣體量的比例就控制了霧化好微小粒徑氣溶膠的濃度。而霧化陣體2內部裝有電加熱芯A 14和電控溫器A 6能夠將霧化陣體2內的壓縮空氣和霧化液體加溫，再加上多孔暴氣板15以及玻璃腔體I下部的電加熱芯B 18和電控溫器B 19能夠將多孔暴氣板15上的大顆粒氣溶膠還原液體和下邊密封腔體內的壓縮空氣加溫就可以使得粘稠、渾濁等不易霧化的液體變得容易霧化。其中上蓋帽體3是由金屬材料製成，通過有密封膠圈密封固定在玻璃腔體I上面，上蓋帽體3上面中心部位有密封通過的進液套管11，進液套管11內穿過的是進氣直管7，旁邊還安裝有能夠自動密封鎖緊的進氣快接頭4是一個由可調節力量大小的彈簧約束的密閉閥蓋關緊的通氣管路，管路一端直接連接到密封的上蓋帽體3上，另一端當接通進氣管路時自動與外界接通輸入的壓縮空氣通路，進氣快接頭4可以輸入一定比例的壓縮空氣用以控制的氣溶膠濃度，一個帶開關閥的暴氣主管26從上蓋帽體3密封穿過上端連接空氣壓縮機9，下端連接到多孔暴氣板15下邊的密封空間，上蓋帽體3上還裝有的輔助進液口 5可以隨時補充霧化液體和清洗液體。空氣壓縮機9通過進氣直管7連接至玻璃腔體I內的霧化陣體2上，同時由精密注射泵13上安裝的注射器12輸出管連接到主進液接口 10和進液套管11下部分歧成多個分流液管22與每一個噴氣支管23交叉在高壓氣體推動下產生霧化的還有多個通向底邊的虹吸液管24，可以將落在底邊的氣溶膠還原液體向上吸入到每一個噴氣支管23交叉再次形成霧化，噴氣支管23還可以通過多路暴氣支管25引入到多孔暴氣板15下邊的密封空間形成向上的暴氣壓力對暴氣板上的部分氣溶膠還原液體進行霧化，一個帶開關閥的暴氣主管26連接空氣壓縮機9和多孔暴氣板15下邊的密封空間可以增強暴氣壓力，安裝在霧化陣體2內部的電加熱芯A 14由電控溫器A 6控制溫度加熱整個霧化陣體2，玻璃腔體I底部包有金屬製作的外套16，外套16內部有一層隔熱材料17將外套16和內部的金屬加熱墊20隔離保溫，金屬加熱墊20內有電加熱芯B 19用電控溫器B 18控制給金屬加熱墊20加溫，金屬加熱墊20上的熱量傳遞給導熱矽膠21，導熱矽膠21緊挨著玻璃腔體I下表面，可以將金屬加熱墊20上的熱量傳遞給玻璃腔體I和多孔暴氣板15，隨時控制溫度就能使多孔暴氣板15上表面的大顆粒氣溶膠還原液體以及多孔暴氣板15下邊的密封空間加溫，能使粘稠、不易揮發的液體更加容易暴氣霧化形成超微小粒徑的霧化氣溶膠，其中還有霧化陣體2是由導熱材料製作內部設計了從中心向四外分歧成多個噴氣支管23，上端連接向下延伸的進氣直管7由空氣壓縮機9供應的壓縮氣體提供霧化能量和輸出氣流，從多路噴氣支管23分別引下來多路暴氣支管25在下部連接到多孔暴氣板15下邊的密閉空間提供暴氣能量，由精密注射泵13內部裝有精密注射器12控制液體流量通過主進液接口 10進入進氣直管7的外圈緊包圍著的進液套管11在 霧化陣體2中部位向四外分歧成多個分流液管22從噴氣支管23上方分別流入對應每一路引出的噴氣支管23形成霧化氣溶膠，還有多個虹吸液管24安裝在霧化陣體2下表面緊貼著可以將多孔暴氣板15上表面，多孔暴氣板15下邊的密封空間除了連接從多路噴氣支管23分別引下來多路暴氣支管25外還連接一個帶開關閥的暴氣主管26它們提供的壓縮氣體可以通過毛細管孔對一部分大顆粒氣溶膠還原液體進行暴氣霧化,其中還有玻璃腔體I底部有導熱矽膠21，它的保溫外套16是用隔熱材料17製成的，內有用電控溫器B 18控制加熱的上面帶有金屬保護墊20的電加熱芯B 19，控制溫度使多孔暴氣板15上表面的大顆粒氣溶膠還原液體以及多孔暴氣板15下邊的密封空間加溫，能使粘稠、不易揮發的液體更加容易暴氣霧化形成超微小粒徑的霧化氣溶膠。實施例
使用本發明一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備配合定體積的密閉的艙室完成精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠的氣體環境實驗研究時要提前準備好各項檢測儀器，根據所需要的超微小粒徑範圍選擇適應高度的玻璃腔體I安裝密封好上蓋帽體3，從氣溶膠輸出管8密閉連接好管路到定體積的密閉的艙室內，將所需要的霧化液體注入到注射器12內連接到主進液接口 10，將注射器12安放在精密注射泵13上，在精密注射泵13上預先編程設計好霧化進液流速，調整好壓縮空氣進氣流速，分別調整好電控溫器A 6和電控溫器B 18對霧化陣體2和多孔暴氣板15加溫控制，精密注射泵13控制注射器12按照設計的流速向霧化陣體2主進液接口 10輸送霧化液體沿進液套管11向多方向流入多個分流液管22到達噴氣支管23匯合處同時壓縮空氣從空氣壓縮機9進入進氣直管7向下到達噴氣支管23對匯合處的霧化液體進行噴射霧化，產生出粒徑大小不一的氣溶膠在玻璃腔體I內，在氣流推動下那些超微小粒徑的氣溶膠能過克服重力通過氣溶膠輸出管8向上向外輸出到達定體積的密閉的艙室進行試驗，較大粒徑的氣溶膠被重力吸引落在底部玻璃腔體I下邊的多孔暴氣板15上邊，便會形成大顆粒氣溶膠還原液體，多孔暴氣板15下邊的密封空間壓縮氣體可以通過毛細管孔對一部分大顆粒氣溶膠還原液體進行暴氣霧化，另一部分大顆粒氣溶膠還原液體則由多個虹吸液管24向上吸入到每一個噴氣支管23交匯處再次形成噴射霧化，由於霧化能力遠遠大於精密注射泵13控制下定量輸入的進液流量，所有輸入的液體都會很快被霧化並篩選和重新霧化全部成為合乎要求的微小粒徑氣溶膠，按照預先設定好輸入的液體量和氣體量的比例就控制了霧化好的微小粒徑氣溶膠的濃度。而霧化陣體2內部裝有電加熱芯A 14和電控溫器A 6能夠將霧化陣體2內的壓縮空氣和霧化液體加溫，再加上多孔暴氣板15以及玻璃腔體I下部的電加熱芯B 18和電控溫器B 19能夠將多孔暴氣板15上的大顆粒氣溶膠還原液體和下邊密封腔體內的壓縮空氣加溫就可以使得粘稠、渾濁等不易霧化的液體變得容易霧化，如果霧化的濃度要求很稀薄時可以從上蓋帽體3上面安裝有能夠自動密封鎖緊的進氣快接頭4的另一端當接通進氣管路輸入一定比例的的壓縮空氣對霧化的微小粒徑氣溶膠進行稀釋，如果霧化的濃度要求的濃度很高時可以從上蓋帽體3上裝有的輔助進液口 5隨時補充一定量的霧化液體以提高輸出的微小粒徑
氣溶膠濃度，完成實驗後先關閉精密注射泵13停止輸入霧化液體但不要關閉電路和氣路，從上蓋帽體3上裝有的輔助進液接口 5給進一定量的清洗液體和蒸餾水對整個霧化陣體2、多孔暴氣板15以及玻璃腔體I內部進行清洗，結束後關閉氣源和電路控制。
權利要求
1.一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生裝置，其特徵是該設備包括一個上邊有上蓋帽體(3)，下面有多孔暴氣板(15)的玻璃腔體(1)，空氣壓縮機(9)通過進氣直管(7)連接到霧化陣體(2)上的噴氣支管(23)，精密注射泵(13)通過主進液接口(10)和進液套管(11)連接到霧化陣體(2)上的分流液管(22)，噴氣支管(23)和分流液管(22)在交匯處發生噴射霧化在玻璃腔體(I)內產生出超微小粒徑的氣溶膠，設定輸入的液體量和氣體量的比例就精確控制了微小粒徑氣溶膠的濃度，玻璃腔體(I)高度不同就決定了氣溶膠輸出管(8)的高度不同，根據需要設計玻璃腔體(I)不同高度就能夠篩選出不同粒徑範圍的超微小粒徑氣溶膠向外輸出。
2.根據權利要求I所述的一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，其特徵是所述玻璃腔體(I)是一個上邊敞口的玻璃材料的透明密閉的圓桶形結構，上蓋帽體(3)通過密封膠圈密封固定在玻璃腔體(I)上面，上蓋帽體(3)上安裝有氣溶膠輸出管(8)用來輸出所產生的超微小粒徑氣溶膠，上蓋帽體(3)上面中心部位有密封通過的進液套管(11)，旁邊還安裝有能夠自動密封鎖緊的進氣快接頭(4)，是一個由可調節力量大小的彈簧約束的密閉閥蓋關緊的通氣管路，管路一端直接連接到密封的上蓋帽體(3)上，另一端當接通進氣管路時自動與外界接通輸入的壓縮空氣通路，進氣快接頭(4)可以輸入一定比例的壓縮空氣用以控制氣溶膠濃度，一個帶開關閥的暴氣主管(26)從上蓋帽體(3)密封穿過上端連接空氣壓縮機(9 )，下端連接到多孔暴氣板(15 )下邊的密封空間，上蓋帽體(3 )上還裝有的輔助進液口(5)可以隨時補充霧化液體和清洗液體。
3.根據權利要求I所述的一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，其特徵是所述連接霧化陣體(2)上端的空氣壓縮機(9)供應的壓縮氣體通過進氣直管(7)向下延伸，壓縮氣體在下部連接霧化陣體(2)從中心向四外分歧成多個噴氣支管(23)多方向水平引出，霧化液體由精密注射泵(13)內部裝有控制液體流量的精密注射器(12)通過主進液接口( 10 )進入進氣直管(7 )的外圈緊包圍著的進液套管(11)，在霧化陣體(2 )中部有向四外分歧成的多個分流液管(22)，霧化液體從噴氣支管(23)上方分別流入對應每一路引出的噴氣支管(23)形成霧化氣溶膠，其中液體霧化形成超微小粒徑的霧化氣溶膠克服重力向上擴散從氣溶膠輸出管(8)向外輸出，較大粒徑的氣溶膠由於重力的作用落回到玻璃腔體(I)底部上的具有許許多多毛細管孔只可以通過高壓氣體但不會洩露大顆粒氣溶膠還原液體的多孔暴氣板(15)上表面，多孔暴氣板(15)下邊的密封空間連接一個帶開關閥的暴氣主管(26)和從多路噴氣支管(23)分別引下來多路暴氣支管(25)，壓縮氣體可以通過毛細管孔對一部分大顆粒氣溶膠還原液體進行暴氣霧化，另一部分大顆粒氣溶膠還原液體則由多個虹吸液管(24)向上吸入到每一個噴氣支管(23)交叉再次形成霧化。
4.根據權利要求I所述的一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，其特徵是所述玻璃腔體(I)底部包有金屬製作的外套(16)，外套(16)內部有一層隔熱材料(17)將外套(16)和內部的金屬加熱墊(20)隔離保溫，金屬加熱墊(20)內有電加熱芯B (19)通過電控溫器B (18)的控制給金屬加熱墊(20)加溫，金屬加熱墊(20)上的熱量傳遞給緊挨著玻璃腔體(I)下表面的導熱矽膠(21)，可以將金屬加熱墊(20)上的熱量傳遞給玻璃腔體(I)和多孔暴氣板(15)，隨時控制溫度就能給多孔暴氣板(15)上表面的大顆粒氣溶膠還原液體和多孔暴氣板(15)下邊的密封空間加溫，能使粘稠、不易揮發的液體更加容易暴氣霧化形成超微小粒徑的霧化氣溶膠。
5.根據權利要求I所述的一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，其特徵是所述霧化陣體(2)下部中心內部裝有帶電加熱芯A (14)通過電控溫器A (6)的控制給整個霧化陣體(2)加溫，能使粘稠、不易揮發的液體更加容易暴氣霧化形成超微小粒徑的霧化氣溶膠。
全文摘要
本發明提供一種可精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠發生設備，包含由精密注射泵控制流量的液體輸入到玻璃腔體內的霧化陣體並用壓縮氣體經噴氣支管霧化形成氣溶膠，其中較大粒徑的氣溶膠由於重力的作用落到多孔暴氣板上形成還原液體，部分通過虹吸液管再吸入到噴氣支管處重新進行霧化，另一部分由多孔暴氣板發生暴氣，形成超微小粒徑的霧化氣溶膠，用電加熱控溫分別在霧化陣體和玻璃腔體底部加熱更加有利於液體升化和霧化，最後形成的超微小粒徑的氣溶膠與進氣快接頭引入的一定比例的空氣形成精確控制濃度的超微小粒徑氣溶膠從氣溶膠輸出管輸出。有益效果是即可精確控制其濃度又能夠滿足有超微小粒徑氣溶膠來滿足環境科學、軍事醫學、吸入毒理、納米技術、材料科學等領域的特殊需求。
文檔編號B05B7/00GK102773031SQ20121026625
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者張燊, 張茹, 範維林, 遲曉東 申請人:天津開發區合普工貿有限公司