用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法

2023-10-28 19:55:42

專利名稱：用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法
技術領域：
本發明涉及一種煙霧箱，特別涉及一種用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱及其安裝方法。
背景技術：
光化學煙霧又稱「光化學汙染(photochemical pollution)」。大氣中因光化學反應而形成的有害混合煙霧。如大氣中碳氫化合物和氮氧化合物在陽光的作用下起化學反應所產生的化學汙染物。1944年美國洛杉磯首次發生光化學煙霧，此後東京、墨西哥城、蘭州、上海及其他許多汽車多汙染重的城市，都曾出現過，已成為許多大城市的一種主要空氣汙染現象。光化學煙霧是在複雜的體系中產生的，氣象條件(大氣的穩定度、風向、風速、溼度、陽光通量等)、汙染物狀況(成分、含量、排放)和化學反應等都起重要作用。因此，要弄清光化學煙霧的形成機理，除了實測受汙染地區大氣中汙染物濃度外，還要把化學反應從複雜的氣象條件中分離出來。為此，國內外科研機構設計了各種類型的光化學煙霧箱，在可控的條件下，用適當強度的陽光照射一次汙染物來模擬大氣中的化學過程，並通過化學反應模式的研究得出由一次汙染物形成光化學氧化劑的反應機理。目前已知的國內外的煙霧箱通常分室外和室內兩種，室外煙霧箱最大特點是採用太陽光輻射，但實驗受天氣影響大，不可控因素多，難以重複。國外發展了眾多的室外煙霧箱系統，典型的有西班牙的EUPHORE (http://euphore.es)及德國的 SAPHIR(http://www.fz-juelich.de/icg/icg-2/saphir)。同時，在室外煙霧箱研究的基礎上，發展了相應的光化學綜合實驗系統，在室外煙霧箱為核心的基礎上，配套了對應的控制及測量手段，用以將擴散、輸送、化學轉化和沉降等過程同大氣質量以及汙染源之間的關係，用數學模式表示出來，以預測各種氣象條件下汙染物的成分和濃度在時間、空間上的變化，以及對大氣質量的影響，據此尋求控制光化學煙霧的措施。現有可用於室外光化學綜合實驗的系統通常用於學術研究，實用性及重複性不高，尤其是缺乏相應的安裝、調試等資料的介紹，從公開渠道所能獲得的僅僅是其建設完成之後以及利用其中的煙霧箱進行試驗研究的一些情況的介紹，而缺乏完整的室外光化學綜合實驗系統的結構、安裝、調試等的介紹，難以供本領域技術人員借鑑實施。也就是說，本領域技術人員根據現有資料，無法不通過創造性勞動重複再現現有的室外光化學綜合實驗系統。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種室外光化學綜合實驗系統，以減少或避免前面所提到的問題。特別的，本發明提供了一種用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法。
為解決上述技術問題，本發明提出了一種用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法，所述室外光化學綜合實驗系統包括煙霧箱、防護罩、冷凝裝置、清潔空氣裝置和實驗分析裝置共五大部分，其中所述防護罩、冷凝裝置、清潔空氣裝置和實驗分析裝置均分別與所述煙霧箱相連，所述煙霧箱設置於一個混凝土建築物的屋頂上，所述安裝方法包括如下步驟:在所述屋頂上設置一個矩形的開口，將一塊鋁板密封覆蓋所述開口，在所述鋁板的上表面覆蓋一層FEP膜；所述鋁板上至少設置有清潔空氣入口和出口、人員進出口以及採樣口 ；將所述清潔空氣入口和出口、人員進出口以及採樣口位置處的FEP膜利用工具劃開相應的圓孔，並將開孔處FEP膜與所述鋁板以聚四氟乙烯(PTFE)膠帶緊密粘合；在所述圓孔位置設置用FEP膜包裹的法蘭蓋，將所述法蘭蓋通過聚四氟乙烯螺釘固定在所述鋁板上； 在所述鋁板的上方位於所述開口的區域範圍內，將所述煙霧箱的框架隔著所述鋁板上的FEP膜架設在所述鋁板上，並通過聚四氟乙烯螺釘穿透所述FEP膜將所述框架整體固定在所述鋁板上；將FEP膜製成的沒有底的煙霧箱箱體摺疊後穿過所述框架間的間隙放置到所述框架內部並撐開，將所述煙霧箱箱體的下部邊緣和所述鋁板表面的FEP膜重疊並用壓條安裝在所述鋁板周邊；從所述鋁板下方將所述人員進出口所在位置處的法蘭蓋打開，安裝人員進入所述煙霧箱箱體並將其撐開，將所述煙霧箱箱體的側邊和頂部分別通過聚四氟乙烯螺釘和壓條安裝在所述框架上；所述煙霧箱箱體安裝完畢，施工人員對所述煙霧箱箱體內部使用無塵紙或無塵布和高純水進行清潔，最後從所述人員進出口退出並蓋上法蘭蓋；最後通過所述清潔空氣入口和出口向所述煙霧箱中充潔淨空氣，然後通過所述採樣口檢測箱內氣體的清潔程度。利用示蹤劑(包括且不限於六氯化硫(SF6))濃度變化，檢查所述煙霧箱的漏洞並修補直至達標。優選地，所述鋁板大於所述開口。優選地，安裝所述鋁板之前，事先在所述鋁板的正反兩面比照所述開口的大小畫上了相應的線條，正反兩面的線條位置相同。優選地，將所述煙霧箱的框架架設在所述鋁板上方位於所述開口的區域範圍內是通過將所述框架架設在所述鋁板正面的線條範圍之內實現的。本發明完整詳細的介紹了室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的結構、安裝、調試等細節，可供本領域技術人員借鑑實施，無需花費任何創造性勞動。


以下附圖僅旨在於對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍。其中，圖1顯示的是根據本發明的室外光化學綜合實驗系統的拓撲結構示意圖；圖2顯示的是根據本發明的一個具體實施例的室外光化學綜合實驗系統的分解透視圖；圖3顯示的是圖2中煙霧箱的詳細結構分解透視圖4顯示的是防護罩合攏狀態示意圖；圖5顯示的是防護罩打開狀態示意圖。
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照

本發明的具體實施方式
。其中，相同的部件採用相同的標號。圖1顯示的是根據本發明的室外光化學綜合實驗系統的拓撲結構示意圖，如圖所示，本發明的室外光化學綜合實驗系統包括煙霧箱1、防護罩2、冷凝裝置3、清潔空氣裝置4和實驗分析裝置5共五大部分，其中煙霧箱I為整個系統的核心設備，整個綜合實驗系統的其它四個部分都圍繞煙霧箱I來設計設置，也就是說，防護罩2、冷凝裝置3、清潔空氣裝置4和實驗分析裝置5均分別與煙霧箱I相連。圖2顯示的是根據本發明的一個具體實施例的室外光化學綜合實驗系統的分解透視圖，如圖所示，本發明的室外光化學綜合實驗系統中，煙霧箱I設置於一個混凝土建築物6的屋頂61上，也就是裸露於所述混凝土建築物6的室外。採用混凝土建築物6的目的在於提供牢固的支撐，並充分利用混凝土建築的隔熱、隔音特性，避免金屬支撐結構導熱過快以及隔音效果差對實驗結果和環境的影響。屋頂61上具有一個矩形的開口 62，所述開口 62由一塊鋁板63密封覆蓋，即所述鋁板63大於所述開口 62，鋁板63的邊緣與所述屋頂61的外表面緊密貼合。煙霧箱I整體設置於所述鋁板63上方，並位於所述開口 62的區域範圍內。為便於定位，安裝鋁板63之前，事先就在鋁板63的正反兩面比照開口 62的大小畫上了相應的線條621，正反兩面的線條位置應當相同。將煙霧箱I設置於鋁板63上方的好處是可以方便在鋁板63的下方設置冷凝裝置3等結構(圖中未顯示)；同時由於鋁板63容易加工，便於在鋁板63上設置各種開口和密封蓋，例如清潔空氣入口 42和出口 43、人員進出口 633、採樣口 634等(參見圖3)。如圖3所示，其中顯示的是圖2中煙霧箱I的詳細結構分解透視圖，煙霧箱I由框架11及由其支撐的透明薄膜製成的煙霧箱箱體12構成，陽光可以透過透明薄膜製成的煙霧箱箱體12照射到煙霧箱I中，從而可以在煙霧箱I的內部獲得適於模擬光化學汙染的實驗環境。在一個優選實施例中，煙霧箱箱體12由透光性良好的FEP (氟化乙烯丙烯共聚物)膜製成，FEP膜溫度適應範圍廣，可耐受通常的低溫和高溫環境而不易變性，可長期適用於室外環境。圖3中，緊貼著整個框架11內側全部都支撐著煙霧箱箱體12，由於煙霧箱箱體12是透明的，難以通過視圖表達出來，但是本領域技術人員根據文字描述應當很容易就可理解。由於煙霧箱I裸露於室外，為避免煙霧箱I受到風沙雨雪等惡劣環境的影響而破壞，在煙霧箱I的外側設置有防護罩2 (圖3中省略了，參見圖2、4、5)，所述防護罩2為可摺疊的扇葉形結構，實驗的時候可以摺疊收縮(圖5)，露出煙霧箱1，平時不實驗的時候可以展開合攏(圖4)，將煙霧箱I遮蔽於防護罩2內部。冷凝裝置3 (圖3中未顯示)設置位於煙霧箱I下方的鋁板63的下方，包括冷凝管、冷凝機組等結構，用於對煙霧箱I中的環境溫度進行調節，同時使煙霧箱I內部的溫度儘量保持均勻一致。煙霧箱I每次進行實驗前，需要將煙霧箱I中的氣體全部轉換成潔淨空氣，以防止煙霧箱I中已有的氣體對實驗結果造成幹擾。因此在本發明的室外光化學綜合實驗系統中，設置有可提供潔淨空氣的清潔空氣系統4，如圖3所示，所述清潔空氣系統4對空氣進行淨化，然後通過管道循環流過煙霧箱I底部設置的清潔空氣入口 42和出口 43，以對煙霧箱I進行徹底淨化。所述清潔空氣系統4可以採用市售的清潔空氣系統，例如美國生產的AADC0737系列清潔空氣發生系統等。實驗分析裝置5設置於煙霧箱I下方的混凝土建築物6中(圖中未顯示)，包括氣相色譜質譜聯用分析儀、帶長光程光學吸收池的傅立葉紅外分析儀、常規氣態汙染物在線分析儀、電遷移率顆粒物粒徑譜儀及帶光離子檢測器的色譜分析儀等分析設備，可實現對常規氣態汙染物、痕量氮氧化物、常見有機汙染物和細粒子的在線分析，及針對可揮發性有機汙染物的半在線分析。實驗分析裝置5通過煙霧箱I下的鋁板63上的採樣孔634與箱內環境連接。下面參照附圖詳細說明根據本發明的一個具體實施例的用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法，在本實施例中，如前所述，室外光化學綜合實驗系統包括煙霧箱1、防護罩2、冷凝裝置3、清潔空氣裝置4和實驗分析裝置5共五大部分，其中所述防護罩
2、冷凝裝置3、清潔空氣裝置4和實驗分析裝置5均分別與所述煙霧箱I相連(圖1)，煙霧箱I設置於一個混凝土建築物6的屋頂61上(圖2)，具體安裝方法包括如下步驟:如圖1-3所示，首先，在屋頂61上設置一個矩形的開口 62，將一塊鋁板63密封覆蓋所述開口 62，在所述鋁板63的上表面覆蓋一層FEP膜(未顯示)。如前所述，由於鋁板63需要密封覆蓋所述開口 62，所以鋁板63要大於所述開口 62，為便於定位，安裝鋁板63之前，事先就在鋁板63的正反兩面比照開口 62的大小畫上了相應的線條621，正反兩面的線條位置應當相同。當鋁板63覆蓋到開口 62上之後，從開口 62下方觀察鋁板63背面的線條是否對準了開口 62的邊緣，以此調節鋁板63的位置，使鋁板63依照設計位於正確的位置處。鋁板63上至少設置有清潔空氣入口 42和出口 43、人員進出口 633以及採樣口634 ;將清潔空氣入口 42和出口 43、人員進出口 633以及採樣口 634位置處的FEP膜利用工具劃開相應的圓孔，並將開孔處FEP膜與所述鋁板63以聚四氟乙烯(PTFE)膠帶緊密粘合；在所述圓孔位置設置用FEP膜包裹的法蘭蓋，將所述法蘭蓋通過聚四氟乙烯螺釘固定在所述鋁板63上。之後，在所述鋁板63的上方位於所述開口 62的區域範圍內，將所述煙霧箱I的框架11隔著所述鋁板63上的FEP膜架設在所述鋁板63上，並通過聚四氟乙烯螺釘穿透所述FEP膜將所述框架11整體固定在所述鋁板63上。本步驟中，由於鋁板63正反兩面都畫有標示開口 62位置的線條621，因此，當鋁板63安裝定位之後，鋁板63正面的線條621所在的位置正好就是鋁板63相反的開口 62所在的位置；此時將煙霧箱I的框架11架設在鋁板63上方位於開口 62的區域範圍內就變得很簡單了:只要將框架11架設在鋁板63正面的線條範圍之內就可以了。然後，將FEP膜製成的沒有底的煙霧箱箱體12摺疊後穿過所述框架11間的間隙放置到所述框架11內部並撐開，將所述煙霧箱箱體12的下部邊緣和所述鋁板表面的FEP膜重疊並用壓條(圖中未示出)安裝在所述鋁板63的周邊。再之後，從所述鋁板63下方將所述人員進出口 633所在位置處的法蘭蓋打開，安裝人員通過人員進出口 633進入所述煙霧箱箱體12內並將其撐開，將所述煙霧箱箱體12的側邊和頂部分別通過聚四氟乙烯螺釘和壓條(圖中未示出)安裝在所述框架11上。所述煙霧箱箱體12安裝完畢，施工人員對所述煙霧箱箱體12內部使用無塵紙或無塵布和高純水進行清潔，最後從所述人員進出口 633退出並蓋上法蘭蓋。無塵紙或無塵布用高純水浸溼，用於擦拭並粘除灰塵顆粒。使用無塵紙或無塵布可避免掉落的細顆粒對箱體造成汙染，使用高純水可避免揮發性有機物或無機離子對箱體造成汙染。最後通過所述清潔空氣入口和出口向所述煙霧箱I中充潔淨空氣，然後通過所述採樣口檢測箱內氣體的清潔程度。利用示蹤劑(包括且不限於六氯化硫(SF6))濃度變化，檢查所述煙霧箱的漏洞並修補直至達標。以上介紹的是煙霧箱I的基本安裝過程，煙霧箱I安裝完成之後，還需要進一步在建築物6和煙霧箱I中設置與冷凝裝置3，清潔空氣裝置4，實驗分析裝置5等相關是結構設備等，另外，還需要在煙霧箱I的外側設置防護罩2等。本領域技術人員應當理解，雖然本發明是按照多個實施例的方式進行描述的，但是並非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案。說明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體加以理解，並將各實施例中所涉及的技術方案看作是可以相互組合成不同實施例的方式來理解本發明的保護範圍。以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式
，並非用以限定本發明的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結合，均應屬於本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法，所述室外光化學綜合實驗系統包括煙霧箱(I)、防護罩(2)、冷凝裝置(3)、清潔空氣裝置(4)和實驗分析裝置(5)共五大部分，其中所述防護罩(2)、冷凝裝置(3)、清潔空氣裝置(4)和實驗分析裝置(5)均分別與所述煙霧箱(I)相連，所述煙霧箱(I)設置於一個混凝土建築物(6)的屋頂(61)上，其特徵在於，所述安裝方法包括如下步驟: 在所述屋頂(61)上設置一個矩形的開口(62)，將一塊鋁板(63)密封覆蓋所述開口(62)，在所述鋁板(63)的上表面覆蓋一層FEP (氟化乙烯丙烯共聚物)膜。
所述鋁板(63 )上至少設置有清潔空氣入口和出口、人員進出口以及採樣口 ；將所述清潔空氣入口和出口、人員進出口以及採樣口位置處的FEP膜利用工具劃開相應的圓孔，並將開孔處FEP膜與所述鋁板(63)以聚四氟乙烯(PTFE)膠帶緊密粘合；在所述圓孔位置設置用FEP膜包裹的法蘭蓋，將所述法蘭蓋通過聚四氟乙烯螺釘固定在所述鋁板(63)上。
在所述鋁板(63)的上方位於所述開口(62)的區域範圍內，將所述煙霧箱(I)的框架(11)隔著所述鋁板(63)上的FEP膜架設在所述鋁板(63)上，並通過聚四氟乙烯螺釘穿透所述FEP膜將所述框架(11)整體固定在所述鋁板(63 )上。
將FEP膜製成的沒有底的煙霧箱箱體(12)摺疊後穿過所述框架(11)間的間隙放置到所述框架(11)內部並撐開，將所述煙霧箱箱體(12)的下部邊緣和所述鋁板表面的FEP膜重疊並用壓條安裝在所述鋁板周邊。
從所述鋁板下方將所述人員進出口所在位置處的法蘭蓋打開，安裝人員進入所述煙霧箱箱體(12)並將其撐開，將所述煙霧箱箱體(12)的側邊和頂部分別通過聚四氟乙烯螺釘和壓條安裝在所述框架(11)上。
所述煙霧箱箱體(12)安裝完畢，施工人員對所述煙霧箱箱體(12)內部使用無塵紙或無塵布和高純水進行清潔，最後從所述人員進出口退出並蓋上法蘭蓋。
最後通過所述清潔空氣入口和出口向所述煙霧箱(I)中充潔淨空氣，然後通過所述採樣口檢測箱內氣體的清潔程度。利用示蹤劑(包括且不限於六氯化硫(SF6))濃度變化，檢查所述煙霧箱的漏洞並修補直至達標。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述鋁板大於所述開口。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，安裝所述鋁板之前，事先在所述鋁板的正反兩面比照所述開口的大小畫上了相應的線條，正反兩面的線條位置相同。
4.根據權利要求1-3所述的方法，其特徵在於，將所述煙霧箱的框架架設在所述鋁板上方位於所述開口的區域範圍內是通過將所述框架架設在所述鋁板正面的線條範圍之內實現的。
全文摘要
本發明提供了一種用於室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的安裝方法，所述方法詳細描述了將所述煙霧箱設置在建築物屋頂上的步驟，以及將FEP膜製成的煙霧箱箱體固定在煙霧箱的框架上的步驟，還描述了煙霧箱箱體安裝完畢之後清潔以及測試的步驟。本發明所提供的安裝方法，完整而詳細的介紹了室外光化學綜合實驗系統的煙霧箱的結構、安裝、調試等細節，可供本領域技術人員借鑑實施，無需花費任何創造性勞動。
文檔編號E04G21/14GK103195257SQ20131012502
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者王學中, 柴發合, 李紅, 張瑋琦, 張玉潔, 曹冠, 劉春山 申請人:中國環境科學研究院